Технологическое прогнозирование

В том же докладе «РЭНД» упоминается еще один потенциаль­ный замедляющий фактор: улучшение выбора целей путем норма­тивного прогнозирования может снизить эффективность разрабо­ток и производства и замедлить перемещение технологии. При отсутствии такого мощного компонента, как нормативное прогно­зирование, могут быть выбраны более легкие (более «эффектив­ные») методы разработок. Тем не менее следовало бы подчеркнуть важность для гражданских разработок и «социальной технологии», а также для других областей, доступных технологическому про­гнозированию, вывода доклада «РЭНД», посвященного разра­боткам в ВВС США: «Как эффективность, так и правильная цель играет важную роль, но если нам приходится искать меж­ду ними компромисс, то пусть уж лучше пострадает эффектив­ность».

Следующие периоды времени, введенные в качестве широких категорий, определяют временные координаты вертикального перемещения технологии вплоть до уровня применения (для пер­вых четырех уровней мы используем классификацию фаз научных исследований и разработок, предложенную Стэнфордским научно-исследовательским институтом):

1) период времени, предшествующий открытию (фаза открытия);

2) период времени между открытием и технологической приме­нимостью или изобретением (фаза творчества);

3) период времени между изобретением или наличием соответ­ствующей технологической конфигурации и началом разработок в широких масштабах (фаза воплощения);

4) время разработки (фаза разработки);

з) циклы главных технологических нововведений в конкрет­ной области;

6) циклы принятия потребителем (деловые циклы). Циклы, приведенные под номерами 5 и 6, разумеется, тесно связаны друг с другом, хотя и не идентичны. Циклы принятия потребителем становятся фактором, «направляющим» разработки в таких технологических областях, для которых характерно широ­кое применение нормативного мышления, например авиакосмиче­ская промышленность и производство ЭВМ.

Фазы 1—4 не обязательно следуют друг за другом непосред­ственно. Каждая фаза зависит от определенного сочетания реаль­ных возможностей, для чего иногда приходится ждать завершения ризвития в других областях. Существует много открытий, которые еще нс привели ни к изобретению, ни к разработкам. Одной из главных задач технологического прогнозирования и является установление соответствующего распределения фаз во времени.

1.4.2. Прогнозирование в области рационального знания

«Der Негг Gott ist raffiniert, aber boshaft ist Er nicht» («Господь бог изощрен, но он не злонамерен») — то обстоятельство, что это изречение Эйнштейна истинно, имеет важнейшее значение при проведении фундаментальных исследований. Это означает, как весьма аргументированно подчеркнул Винер , что уровень фундаментальных исследований находится в выгодном положении благодаря одному условию, которого нет ни на одном другом уровне, пересекаемом в процессе перемещения технологии: окру­жающая среда фундаментальной науки и технологии не «реаги­рует» на исследования, проводимые человеком; можно стремиться к какой-либо цели, выбирая стратегию, в которой можно не учи­тывать контрстратегию природы. Здесь и только здесь фактор времени не заложен в природе явлений, а вводится самим челове­ком. Прогнозирование сводится к распознаванию неизменных схем, образуемых целями, критериями и связями, а также к оцен­ке способности человека достичь их и того темпа, в котором это можно осуществить.

Несмотря на подобное положение дел, благоприятствующее включению фундаментального уровня в технологическое прогно­зирование, этой области до сих пор уделялось гораздо меньше внимания, чем она заслуживает. Нет сомнения, что «пуристская» позиция ученых сыграла роль шлагбаума, препятствующего вторжению на их территорию.

^^Прогнозирование на фундаментальных уровнях чрезвычайно : важно и с другой точки зрения: любая ошибка, совершенная на (этих уровнях, приводит к значительным и дорогостоящим неуда­чам. Осознание этого обстоятельства побудило ВМФ США прово­дить политику усиления технологического прогнозирования на фундаментальных уровнях. «Научные перспективы» и «технологи­ческие возможности»— вот два различных типа данных, которые вводятся в систему прогнозирования ВМФ США и затем объеди­няются на более поздней стадии.

Оказалось, что отсутствие нормативного мышления делает фундаментальные исследования совершенно непригодными для использования в американских оборонных разработках.

Ядерная энергия представляет наиболее разительный пример поэтапного приобретения фундаментальных знаний, последствия которого были осознаны большинством ученых, связанных с дан­ной работой, пока не вступил в действие ярко выраженный норма­тивный фактор. Основные предпосылки для осуществления цепной реакции деления ядра можно следующим образом сопоставить с сопутствовавшими их достижению прогнозами.

Можно считать, что в этом параллельном развитии прогнозов и достижений три фактора вызвали отсутствие четкого прогноза до того, как был осуществлен третий этап.

1. Структура обеспеченного научного знания не подвергалась систематической оценке. Выполненный заблаговременно правиль­ный расчет кривой дефекта масс игнорировался в большинстве прогнозов, которые обычно указывали выход энергии порядка 0,01 массового эквивалента (характерный для ядерного синтеза) вместо 0,001, имеющего место при делении, и ориентировались на деление легких элементов (водород, литий и пр.),— даже Сци-лард в 1935 г. совершил эту ошибку. Потенциальная роль нейтро­на в цепной реакции, которая первоначально была понята, также вскоре была забыта.

2. Резко отрицательная позиция, занятая Резерфордом, «папой римским» ядерной физики, в отношении возможности использова­ния цепной реакции, повлияла на многих ученых; Резерфорд, по-видимому, был поглощен мыслью о внешнем источнике нейтро­нов. которого (как и сейчас) не имелось для экономически выгод­ных применений, но это и «подавило» идею использования цепной реакции.

3. Отсутствие нормативного мышления проявилось в том, что внимание не было сконцентрировано на исследованиях, подводя­щих к третьему этапу, осуществимость которого была доказана. Ферми, например, который высказал несколько мыслей, носивших характер исследовательских прогнозов, ни разу не пошел дальше предсказания ряда второстепенных применений превращения эле­ментов — производства радиоактивных индикаторов для медицин-C'KIIX целей и т. пЛ И только после того, как было продемонстриро­вано деление атомного ядра, стало стремительно развиваться нор­мативное прогнозирование, которое в свою очередь почти сразу же «дало толчок» решающим экспериментам, имевшим целью доказать осуществимость четвертого этапа. После этого нормативное про­гнозирование приобрело достаточный вес, чтобы послужить основа­нием для научно-исследовательских работ огромного масштаба, проводившихся в течение трех лет, пока вероятностный прогноз не превратился в предсказание.

НЕДОСТАТКИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

Прогнозирование—рискованное занятие для любого человека, взявшего на себя роль пророка. Его подсте­регают такие опасности, как неопределенность и ненаде/кность имеющихся данных, сложность озанмоден-ствия прогнозов с «реальным миром», его собственная человеческая склонность принимать желаемое за дейст­вительное, эмоциональный характер людского мыш­ления, а также склонность подгонять поддающиеся раз­личному истолкованию «факты» под заранее составлен­ную) схему. Вытекающие отсюда недостатки присущи всем формам прогнозирования. Кроме того, ряд опасно-стен, с которыми должен считаться прогнозист, связан с особым характером процесса появления изобретении II нововведении (и, возможно, особыми качествами са­мих людей, которые специализируются на прогнозиро­вании в этон области). Некоторые из этих недостатков заслуживают более четких определений и кратких пояс­нении.

1. Отсутствие необходимого воображения  и (или) дерзания. От этого недостатка очень страдает работа комиссии, составленных из выдающихся экспертов, многие из которых инстинктивно предпочитают излиш­нюю осторожность (особенно по отношению друг к дру­гу), даже если они осознают опасность такого подхода и стараются быть предельно объективными. В качестве иллюстрации может служить один пример. В 1940 г. Национальная академия наук США создала специаль­ную комиссию для оценки перспективности газовой тур­бины. Членами этого комитета были Т. фон Карман, Ч. Кеттерниг. Р. Мнлликен. М. Мейсон, А. Кристи и Л. Маркс. Их тщательно продуманный и взвешенный вывод, основанный на целом ряде консервативных до-пущеннн. гласил, что газовые турбины будут иметь удельный вес порядка 6—7 кг/л. с. против 0,5 кг/л. с. для весьма распространенных в то время двигателей внут­реннего сгорания.

Если бы члены этой комиссии при выборе предполо­жений исходили из оптимистических, а не пессимистиче­ских оценок, то они получили бы истинную цифру 0,2 кг/л. с. (подтвердилось). Фактически всего лишь год спустя в Англии уже появилась первая газовая турбина.

2. Чрезмерная восторженность. В истории известно немало случаев, когда пророки или изобретатели остава­лись непризнанными современниками и соотечественниками; слава приходила к ним потом, причем обычно из других стран. Достаточно упомянуть в этой связи Шар­ля де Голля, одного из первых пропагандистов тактики «молниеносной» войны; Фрэнка Уиттла—изобретателя турбореактивного двигателя; Циолковского, Оберта и Годдарда—провозвестников ракетной эры и т.д. В ре­зультате в настоящее время некоторые люди склонны слишком переоценивать подобные факты и утверждать, что в сущности «не важно, сколь фантастичными могут казаться наши ожидания, действительность все равно их превзойдет». Артур Кларк так говорит по этому поводу:

«Все, что теоретически возможно, обязательно осу­ществится на практике, как бы ни были велики техни­ческие трудности,—нужно только очень захотеть. Фра­за: «Эта идея фантастична!»—не может служить доводом против какого-либо замысла. Чуть ли не все достижения науки и техники за последние полвека перво­начально были фантастичны, и у нас нет никакой на­дежды предвосхитить будущее, если мы не примем за исходную посылку то, что они и впредь будут обязатель­но «фантастичными» ,

Кларк заносит в свою таблицу «Основные этапы развития техники в будущем» следующие предположе­ния: к 2050 г. мы добьемся контроля над силой тяжести, а к 2100 г.—бессмертия людей.

Некоторые восторженные и ловкие популяризаторы науки использовали метод экстраполяции «огибающей кривой» для обоснования очень риг-кованных предсказа­ний. И, как справедливо заметил Стайн , темпы роста ряда показателей эффективности явно устремятся к бесконечности еще до 2000 г. . Вот несколько примеров: а) Если использовать огибающую кривую для прог­ноза скоростей транспортных средств (рис. 7.1), то ока­жется, что уже к 1982 г. будет, по-видимому, достигну­та скорость света. Интересно сравнить кривую на рис 7.1 с кривой на рис.7.2

б) Анализируя тенденции ожидаемой длительности жизни человека, Стайн делает заключение, что «каждый, кто родится после 2000 года, будет жить вечно, если, конечно, отбросить несчастные случаи». (Если эта экст­раполяция верна, то Кларк действительно слишком кон­сервативен. Однако имеется очень мало указаний на то, что максимальный возраст людей увеличивается, факти­чески он держится постоянным примерно на уровне 115 лет. хотя в настоящее время такого возраста дости­гает большее число людей.)

в) Используя кривую тенденций, подобную изобра­женной на рис 8.

Рис 8

Стайн приходит к выводу, что к 1981 г. «под контролем одного человека будет находить­ся такое количество энергии, которое эквивалентно всей энергии, выделяемой Солнцем» .

г) Используя другую кривую тенденций (здесь она не приведена), Стайн предположил, что к 1970 г. число отдельных «схем» в электронной вычислительной маши­не может стать равным числу нейронов в человеческом мозгу, т. е. примерно 4 млрд.

3. «Шоры», не позволяющие заранее увидеть беспер­спективность отдельных научно-технических направле­ний, а также предвидеть появление новых конкурирую­щих направлений. Здесь умесгно привести хорошо из­вестный пример. Темпы развития ядерной энергетики оказались значительно ниже, а затраты на ее разви­тие—значительно выше тех, что предсказывали в 40-е годы, главным образом в результате достигнутого улуч­шения (по большей части непредвиденного) экономич­ности тепловых электростанций, работающих на иско­паемом горючем (рис 9.)

Рис 9.

Точно так же темпы развития технологии получения титановых и бериллиевых сплавов в значительной степени отстают от того, что ожидалось всего лишь около 10 лет назад. Это объяс­няется в основном исчезновением надежд на то, что воз­никнет большой спрос на обладающие высокой удельной прочностью конструктивные элементы для таких бомбар­дировщиков, как Б-70, этот спрос оправдал бы значитель­ные затраты на разработку технологии получения этих сплавов и методов их обработки. Та же участь постигла программы исследований и разработок в области созда­ния высокоэнергетических видов топлива (например, на основе соединений борной кислоты—боратов) и в обла­сти создания самолета с ядерным двигателем (напри­мер, типа SLAM).

Наличие своего рода шор на глазах многих прогно­зистов не является чем-то исключительным в современ­ной практике прогнозирования, хотя в распоряжении прогнозистов находится богатый арсенал хорошо разра­ботанных методов. На рис.10

Рис 10.

отражен целый ряд сде­ланных в прошлом прогнозов относительно использования средств общественного транспорта в Чикаго. Каждый из этих прогнозов являлся простой экстраполя­цией тенденций роста; при этом полностью игнорировались и возрастающая конкуренция со стороны личных обиле'й. и сокращение рабочего дня, и сокращение потребности в общественном транспорте в результате введения пятидневной рабочей недели. Интересным при­мером прогноза, который был свободен от таких недо­статков, т. е. был сделан с учетом влияния со стороны конкурирующих видов техники, можно назвать прогноз, сделанный в 1913 г. С. Джилфиленом. Он предсказал, что водоизмещение океанских лайнеров в перспективе не будет расти, подчиняясь закону простой экстраполяции (рис 11.)

Рис 11

а достигнет максимума к 1925 г., за которым наступит резкий спад с последующим более плавным нарастанием . Джилфилен правильно предположил, что конкуренция со стороны авиации в конечном счете' повлияет на объем пассажирских перевозок морскими судами.

Постоянная переоценка темпов внедрения техниче­ских нововведений (которые порой оказываются значи­тельно ниже вследствие инерции, осторожности, длительности разработки или нежелания рисковать уже сде­ланными капиталовложениями) присуща многим прог­нозистам, так же как и постоянная недооценка темпов прогресса науки в будущем. В результате этого прогресс в науке часто превосходит наши ожидания, в то время как техника, как правило, значительно отстает от них. Можно вспомнить то время вскоре после второй миро­вой войны, когда многие из нас были уверены, что в не­далеком будущем вертолет заменит собой личную авто­машину. Ь нашей памяти живы и те годы, когда мало кто сомневался в скором появлении домашних термо­электрических холодильников и автомобилей с корпу­сом из пластмассы или стеклопластика, в том, что такие легкие коррозионностойкие металлы, как магний, берил­лий и титан, вытеснят конструкционную сталь в маши­ностроении, и т. п.

4. Абсолютизация некоторых специфических конст­руктивных решений вместо экстраполяции обобщенных показателей качества (макропеременных). Например, видимо, по этой причине прогноз будущих возможностей гражданской авиации, сделанный инженером Н. С. Нор-веем, видным специалистом в области авиастроения, оказался весьма неудачным. В 1929 г. он предсказал, что транспортные и пассажирские самолеты к 1980 г. будут иметь крейсерские скорости порядка 170— 200 км/час, дальность полета 1000 км и полезную на­грузку 4 т при общем весе 20 т . Абсолютизация ста­ла настоящим камнем преткновения для инженеров. Как указал Г. Кан, Научный совет ВВС США и физики Лос-Аламосской лаборатории значительно ошиблись в своих прогнозах относительно будущего развития техни­ки ядерного вооружения, возможно, потому, что они об­ладали «слишком большой компетенцией» в данном вопросе и не могли охватить проблему в целом. Прогно­зы же специалистов из «РЭНД корпорейшн», наоборот, оказались более точными, так как они использовали «наивную» (простую) экстраполяцию огибающих кри­вых .

5. Неточность расчетов. Хорошо известны неудачные попытки Ньюкома отрицать возможность создания са­молета, о которых уже упоминалось ранее . Другой известный пример подобного рода—это прогноз канад­ского астронома Дж. У. Кемпбелла, который в резуль­тате своих вычислений пришел к заключению, что для вывода на орбиту полезного груза 0,5 кг взлетный вес ракеты должен достигать 1 млн. т . Он ошибся в своих расчетах на шесть порядков из-за того, что его исходные предпосылки относительно топлива были весь­ма далеки от действительности; помимо этого, он не принял в расчет возможность создания многоступенча­тых ракетных двигателей. Еще одна неверная идея, на этот раз связанная с обеспечением питания населения мира в будущем, принадлежит Холдейну . Эту идею пропагандирует Д. Габор в своей известной книге «Изо­бретая будущее» . Согласно предсказанию Холдей-на, некоторые новые искусственно выращиваемые виды морских водорослей, которые способны связывать азот, значительно увеличат возможности людей в такой акту­альной области, как обеспечение продуктами питания. Это будет достигнуто, по его мысли, за счет использования огромных морских пространств. Им не учитывался тот факт (известный в настоящее время биологам-океано­графам), что количество протоплазмы в океанских про­сторах ограничивается наличием фосфора, железа и азо­та в поверхностных слоях воды, и этот фактор вряд ли изменится, так как в атмосфере Земли нет фосфора в связанном состоянии .

6. Случайности и неопределенности, присущие веро­ятностным процессам. Помимо указанных выше недо­статков, следует также учитывать то, что темпы научно-технического прогресса часто до некоторой степени зависят от принципиально непредсказуемых факторов и событий: счастливой случайности или совпадения, вне­запного озарения или причуды какого-либо человека. В истории известно немало примеров, когда какое-то не­большое случайное событие приводило к серьезным последствиям, совершенно не схожим с тем, что пред­полагалось. Как говорится, «не было гвоздя, подкова пропала ...» Имеется большое число беллетристических работ, основанных на условных предположениях типа «Что было бы, если...?». Например, что было бы, если Ричард III не был бы сброшен с лошади в битве при

• Босуорт Филд? Что было бы, если пистолет Джона Бута' дал бы осечку? История техники также полна подобными примерами.' Предположим, что открытие яв­ления дифракции электронов произошло до того, как Планк объяснил природу спектра излучения черного тела и последовавшего за этим открытия Эйнштейном фото­электрического эффекта. Если бы волновая природа частиц была бы обнаружена до открытия корпускуляр­ной природы электромагнитных волн (а не наоборот), то почти сразу же могла быть создана квантовая меха­ника путем простого обобщения электромагнитной теории Джеймса Максвелла^ Можно было бы также избежать сильных потрясений, которые испытала теоретическая физика в 20-х годах, если бы эти противоречия были бы замечены лишь тогда, когда им уже было бы найдено окончательное объяснение. Таким образом, путь разви­тия современной физики был бы совершенно другим, ес­ли бы два простых эксперимента, ни один из которых никак не зависел от другого, были бы поставлены в иной последовательности.

Есть еще немало примеров подобного рода, которые можно привести для доказательства того (если.это вооб­ще требует доказательств), что счастливое стечение об­стоятельств, совпадения, «человеческие факторы» делают пророчества в значительной степени зависимыми от слу­чая. Что было бы, если Александр Флеминг или один из его коллег обладал бы «предпринимательской жилкой» д-ра Сквибба и сам организовал бы промышленный вы­пуск пенициллина, не дожидаясь, пока это сделают спе­циалисты Рокфеллеровского фонда? Что было бы, если Герман Гансвиндт, который в 1901 г. «летал» на вертоле­те собственной конструкции, имел бы лучшую инженер­ную подготовку, а по своему характеру не был бы фа­натично настроенным мучеником?' Как бы развивались события если Камерлинг-Оннес, которому в 1908 г. впервые удалось получить гелий в жидком состоянии и который открыл явление сверхпроводимости в 1911 г., продолжил бы свои эксперименты и заметил бы явление вытеснения магнитного поля из объема сверхпроводника (эффект Мейснера) и явление сверхтекучести, которые не были открыты вплоть до 1933 и 1938 гг. соответствен­но? Или что бы произошло, если Джеймс Дюар, услы­шав о достижении Камерлинг-Оннеса в 1908 г.. не пре­кратил бы своих собственных исследований в этом же направлении? И, наконец, что бы случилось, если бы эко­номичный однотрубный паровой котел с быстрым разве­дением паров был разработан еще до создания автома­тического пускателя Чарльзом Ксттерипгом, а не СПУСТЯ несколько лет, как это произошло на самом деле? Ко времени, когда был построен первый автомобиль (Доубл) с паровым двигателем (с 1922 по 1930 г. было выпущено небольшое число таких автомобилей), уже было налажено массовое производство двигателей внут-реннего сгорания и конкурировать c ними уже было невозможно.

Заключение

Растущее признание Системной природы всемирной проблемы — «затруднительного положения человечества»— способствовало тому вниманию, которое уделяется сейчас системным подходам к про­гнозированию и планированию, являющимся также необходимы­ми составными чертами полномасштабного процесса нормативного планирования. Развитие методологии прогнозирования получило сильные импульсы от этого направления, что подкрепляется обо­гащением подходов, соответствующих «системному» образу мыш­ления в прогнозировании, и недавними разработками или рас­ширениями более старых концепций в таких методах, как струк­турные модели, анализ горизонтального соответствия, анализ взаимной корреляции, анализ затраты — выпуск, итеративная проектировка систем, комбинация теории решений с понятиями эффективности систем, эвристическое и психоэвристическое про­граммирование, сетевые методы. Целью является переход от поли­мерных подходов, к которому принадлежит основная масса совре­менных «системно-настроенных» методов, к между- п далее к трансмерпому подходам. Единственный известный метод прогнози­рования, имеющий очевидный (будущий) потенциал для трансмер­ного прогнозирования,— имитационное моделирование сложных динамических систем (структурных моделей) в поисковом направ­лении прогнозирования. Соответствующего нормативного метода все еще нет; таковым могут оказаться обучающиеся модели, в кото­рых поисковое и нормативное прогнозирование комбинируется в системные модели с обратными связями.

Выводы

В этом реферате сделаны три важнейших общих вывода: а) технологическое прогнозирование, включающее ярко выра­женный нормативный компонент, во всевозрастающей степени будет определять характер и размах фундаментальных исследова­ний; последние в свою очередь будут давать ответы на вопросы, которые перед ними будет ставить технологическое прогнозирова­ние относительно конечных потенциальных возможностей и огра­ничений;

б) принципы и методы технологического прогнозирования, в особенности методы дерева целей для нормативного прогнозиро­вания, применимы для стимулирования и ориентирования фунда­ментальных исследований, относящихся к социальным целям; в) деятельность Комиссии по науке и социальной политике в США может послужить стимулом для организации аналогичной работы в других странах или регионах, направленной на то, чтобы оценить потенциал фундаментальной пауки в отношении широких социальных целей и соответственным образом сконцентрировать фундаментальные исследования.

Выводы II:

Следующие главные выводы были сделаны в отдельных пара­графах этого греферата о технологическом нововведении, которое занимает центральное место в проблеме технологического прогно­зирования.

Сама природа технологического нововведения в общем благо­приятствует нормативному подходу, который может быть суще­ственно усилен с помощью технологического прогнозирования с четко выраженным нормативным компонентом, что позволяет ускорить процесс перемещения технологии и дать ему нужное направление.

Технологическое прогнозирование является наиболее эффектив­ным из доступных средств преодоления «разрыва» в целях поддер­жания непрерывного быстрого роста.

Технологическое прогнозирование окажет сильное влияние на ход вертикального перемещения технологии, особенно за счет того, что оно серьезно улучшает систематическое использование «общих элементов», а также направляет и ускоряет развитие ком­плексных технологических систем.

Возможности инженерных разработок, связанных с эксплуа­тацией и обслуживанием, благодаря технологическому прогнози­рованию значительно расширяются, и при этом будет делаться больший упор на горизонтальное перемещение технологии.

Прогнозирование структурных сдвигов в промышленности и, что особенно важно, изменений характера отраслей в результате технологических нововведений — прежде всего в прогрессивных областях, где технология приближается к своим последним пре­делам,— станет одной из главных забот при долгосрочном техно­логическом прогнозировании, возможно также на национальном ц международном уровнях.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1.   Серия «Техника» номер 2, 1977 г. И.Б. Новик «Человек природа. Технический прогресс.»        (65 стр.)

2.   «Прогнозирование подготовки инженерных кадров для электронной промышленности»     О.Т. Лебедев, Ленинград 1977 г. (230 стр.)

3.   «Научно-техническое прогнозирование и долгосрочное планирование» Р.Эйрес, «Мир» 1971г.

4.   «Прогнозирование научно-технического прогресса» Эрих Янч, Москва 1974г.

Страницы: 1, 2, 3