Лекция XII. История научно-технического развития Экономики
В отличие от любой иной революции, ядро трансформации, которую мы переживаем теперь, связано с технологиями обработки информации и коммуникациями[1]. Для этой революции информационная технология является тем же, чем новые источники энергии были для индустриальных революций, начиная от паровой машины и далее к электричеству, ископаемому топливу и даже к атомной энергии, поскольку производство и распределение энергии было ключевым элементом индустриального общества.
Все революционные изменения индустриализации также опирались на научные исследования, широкое использование информации, применение и развитие существовавших до этого знаний.
Фундаментальная трансформация на базе информационных технологий произошла, по историческим меркам, в одно мгновение. Она распространяется по земному шару очень быстрыми, хотя и неравномерными темпами. Для того, чтобы понять влияние информационных технологий на экономику как "революцию", рассмотрим историю индустриальной революции через призму научных революций.
Так, первая научная революция эпохи Возрождения (конец XV–XVI вв.) охарактеризовалась появлением учения о гелиоцентрической системе мира Николая Коперника (1473–1543), согласно которой Земля является одной из планет, движущихся вокруг Солнца. Это учение было развито Тихо Браге (1546–1601) и Джордано Бруно (1548– 1600), который отрицал наличие центра Вселенной вообще, говоря о множестве тел, подобных Солнцу и окружающим его планетам, и обосновав тем самым учение о бесконечности и бесчисленном множестве миров Вселенной, которые обитаемы и, по сравнению с Землей, "если не больше и не лучше, то во всяком случае не меньше и не хуже"[2].
Вторая научная революция, возникшая в эпоху Нового времени (XVII в.), ознаменовалась созданием классической и экспериментальной механики. В основе этой механики лежали исследования Галилео Галилея (1564–1642), сформулировавшего принцип инерции (тело либо находится в состоянии покоя, либо движется, не изменяя направления и скорости своего движения, если на него не производится какого-либо внешнего воздействия) и принципы свободного падения тел (скорость свободного падения тел не зависит от их массы; пройденный падающим телом путь пропорционален квадрату времени падения; траектория брошенного тела, движущегося под воздействием начального толчка и земного притяжения, является параболой). Эти исследования получили развития в работах Иоганна Кеплера (1571 – 1630), открывшего законы движения планет, и Рене Декарта (1596–1650), создавший основы аналитической геометрии, начиная с введения осей координат, именуемых по сей день декартовыми. Вторая научная революция завершилась творчеством Исаака Ньютона (1643–1727), создавшего механистическую картину мира, включая систему дифференциальных и интегральных исчислений; формулировку трех основных законов движения; открытие закона всемирного тяготения.
Третья научная революция (XVIII в. – начало XIX в.) ознаменовалась диалектизацией наук о природе (естествознания). Начало эпохе диалектизации положили работы Иммануила Канта (1724–1804), сделавшего попытку исторического объяснения происхождения Солнечной системы как развивающейся системы. Это учение было расширено и дополнено Пьером Симоном Лапласом (1749–1827), описавшим процесс зарождения планет при переходе из газообразного состояния ("атмосферы") в процессе охлаждения в жидкое, а затем – в затвердевающую поверхность. Дальнейшее развитие учение о диалектизации получило в работах Жоржа Кювье (1769–1832), нс признававшего изменяемости видов, объясняя смену ископаемых фаун так называемой теорией катастроф. Согласно последней, каждый период в развитии Земли завершался мировой катастрофой (которая, очевидно, и сегодня в определенной степени может быть использована при объяснении макроэкономических кризисов). Жан Батист Ламарк (1744–1829), предшественник Ч. Дарвина, создал первую целостную концепцию эволюции живой природы. Изменения в окружающей среде, по его мнению, вели к изменениям потребностей животных, следствием чего было изменение их жизнедеятельности. Учение эволюции было развито в работах Чарлза Лайеля (1797–1875), который в противовес теории катастроф развил учение о медленном и непрерывном изменении земной поверхности под влиянием постоянных геологических факторов. Чарлз Роберт Дарвин (1809–1882) выдвинул гипотезу происхождения человека от обезьяноподобного предка, создав теорию дарвинизма.
Наряду с фундаментальными работами, раскрывающими процесс эволюции развития природы, в этот период появились новые открытия, подтверждающие наличие всеобщих связей в природе. К числу этих открытий относится клеточная теория, созданная Матиасом Якобом Шлейденом (1804–1881), установившим, что все растения состоят из клеток, и Теодором Шванном (1810–1882), распространившим это учение на животный мир.
Еще более масштабно единство и взаимосвязь в материальном мире были продемонстрированы открытием закона сохранения и превращения энергии, открытого Юлиусом Робертом Майером (1814–1878) и Джеймсом Прескотт- ном Джоулем (1818–1889). Опираясь на этот закон, Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц (1821 – 1894) фактически доказал невозможность вечного двигателя.
Одновременно масштабные прорывы были сделаны в химии. Так, Фридрихом Велером (1800–1882) в 1828 г. было получено искусственное органическое вещество. При активном участии Шарля Фредерика Жерара (1816–1856) в 1840-с гг. было создано учение о гомологии (т.е. закономерностях изменения свойств органических соединений в зависимости от их состава). Крупнейшим событием в химической науке стало открытие Дмитрием Ивановичем Менделеева (1834–1907) периодического закона химических элементов.
Одновременно величайшие научные результаты были получены в физике, в первую очередь, в области электромагнитного поля. Открытие одного из первых законов электромагнетизма принадлежит Шарлю Огюсту Кулону (1736–1806), установившему, что положительные и отрицательные электрические заряды притягиваются друг к другу прямо пропорционально величине зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Майкл Фарадей (1791–1867) ввел понятие электромагнитного поля, доказав, что между магнетизмом и электричеством существует прямая динамическая связь. Математическую разработку идей Майкла Фарадея осуществил Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879), создавший математическую теорию электромагнитного поля. Экспериментально теоретические выводы Максвелла были подтверждены Генрихом Рудольфом Герцем (1857–1894). Именно Герц продемонстрировал "беспроволочное распространение" электромагнитных волн и доказал принципиальную тождественность полученных им электромагнитных переменных полей и световых волн.
Так, основополагающие принципы диалектики – принцип развития и принцип всеобщей взаимосвязи – получили в XVIII–XIX вв. мощное научное обоснование.
Четвертая научная революция (конец XIX в. – XX в.) ознаменовалась проникновением в глубь материи и созданием теории относительности в квантовой механике. Антуан Анри Беккерель (1852–1908) открыл явление самопроизвольного излучения урановой соли. В последующем Пьер Кюри (1859–1906) и Мария Склодовская-Кюри (1867–1934) открыли новые элементы, также обладающие свойством испускать "беккерелевы лучи" (полоний и радий), т.е. радиоактивностью.
В лаборатории Кавендиша в Кембридже при изучении электрического разряда в газах (катодных лучей) Джозеф Джон Томсон (1856–1940) открыл первую элементарную частицу – электрон (1897). В опытах по измерению заряда электрона и получению отношения этого заряда к массе было обнаружено совершенно необычное явление зависимости массы электрона от его скорости. Уяснив, что электроны представляют собой составные части атомов всех веществ, Дж. Дж. Томсон предложил первую (электромагнитную) модель атома (1903). Согласно этой модели, отрицательно заряженные электроны располагаются определенным образом (как бы "плавают") внутри положительно заряженной сферы. Сохранение электронами определенного места в сфере есть результат равновесия между положительным равномерно распределенным ее зарядом и отрицательными зарядами электронов.
В 1911 г. Эрнест Резерфорд (1871 – 1937) предложил свою модель атома, которая получила название планетарной. В результате экспериментов было обнаружено, что в атомах существуют ядра – положительно заряженные микрочастицы, размер которых очень мал по сравнению с размерами атомов. Но масса атома почти полностью сосредоточена в его ядре. Резерфорд утверждал, что атом подобен Солнечной системе: он состоит из ядра и электронов, которые обращаются вокруг него.
Нильс Бор (1885–1962) предложил свое представление об атоме, основанное на квантовой теории, начало которой было положено на рубеже XX в. Максом Планком (1858–1947). Планк выдвинул гипотезу, гласящую, что испускание и поглощение электромагнитного излучения может происходить только дискретно, конечными порциями – квантами. Н. Бор разработал квантовую теорию строения атома (1913). В ее основе лежали следующие постулаты: в любом атоме существует несколько стационарных орбит (стационарных состояний) электронов, двигаясь по одной из которых электрон может существовать, не излучая электромагнитной энергии; при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое атом излучает или поглощает порцию энергии. Причем при переходе электрона на более далекую от ядра орбиту происходит увеличение энергии атома и, наоборот, при переходе электрона на орбиту, более близкую к ядру, имеет место уменьшение энергии атома.
Предложенная Бором модель атома, возникшая в результате развития исследований радиоактивного излучения и квантовой теории, фактически стала дополнением и исправленным вариантом планетарной модели Резерфорда (известна как квантовая модель атома Резерфорда – Бора).
Резерфорд с Фредериком Содди (1877–1956) провели серьезное изучение радиоактивности. Вместе они дали трактовку радиоактивного распада как процесса превращения химических элементов из одних в другие.
Наука XX в. принесла немало сенсационных открытий, многие из которых совершенно не укладывались в представление обыденного человеческого опыта. Ярким примером этого служит теория относительности Альберта Эйнштейна (1879–1955). Эйнштейн также сумел обосновать природу фотоэффекта: каждый электрон выбивается из металла под действием отдельного светового кванта, или фотона, который при этом теряет свою энергию. Часть этой энергии уходит на разрыв связи электрона с металлом. Эйнштейн показал зависимость энергии электрона от частоты светового кванта и энергии связи электрона с металлом.
В 1924 г. Луи де Бройль выдвинул идею о волновых свойствах материи. Наиболее убедительное подтверждение существования волновых свойств материи было получено в результате открытия (наблюдения) дифракции электронов в эксперименте, поставленном в 1927 г. Клинтоном Дэвиссоном (1881 – 1958) и Лестером Джермером (1896–1971). Быстрые электроны, проходя сквозь очень тонкие пластинки металла, вели себя подобно свету, проходящему мимо малых отверстий или узких щелей. Таким образом, распределение электронов, отражавшихся от пластинки и летевших лишь по некоторым избранным направлениям, было таким же, как если бы на пластинку падал пучок цвета длиной волны, равной длине волны электрона, вычисленной по формуле де Бройля.
Экспериментально подтвержденная гипотеза де Бройля превратилась в принципиальную основу, пожалуй, наиболее широкой физической теории – квантовой механики.
Вернер Гейзенберг (1901 – 1976) установил соотношение неопределенностей: если известно место положения частицы в пространстве, то остается неизвестным импульс (количество движения), и наоборот. Это одно из фундаментальных положений квантовой механики.
Все вышеизложенные революционные открытия перевернули ранее существующие взгляды на мир. Исчезла убежденность в универсальности законов классической механики, так как разрушились прежние представления о неделимости атома, постоянстве массы, неизменности химических элементов и т.д.
Все перечисленные научные революции, обеспечившие расцвет индустриализации, базировались на исторически аккумулированных знаниях и новой теоретически и экспериментально полученной информации.
Нынешнюю технологическую революцию в эпоху информационных технологий характеризует не центральная роль знаний и информации, но применение таких знаний и информации к генерированию знаний и устройствам, обрабатывающим информацию и осуществляющим коммуникацию, в кумулятивной петле обратной связи между инновацией и направлениями использования инноваций[3]. Это положение может прояснить Вперед иллюстрация. Новые телекоммуникационные технологии в последние два десятилетия XX в. прошли три этапа: автоматизацию задач, экспериментирование над использованием, реконфигурацию применений. На первых двух этапах технологическая инновация прогрессировала через обучение путем пользования, в терминологии Розенберга. На третьей стадии пользователи обучались технологии, делая ее, и заканчивали, перестраивая сети и находя новые области применения. Обратная связь между введением повой технологии, пользованием ею и продвижением ее в новые области проходит в новой технологической парадигме намного быстрее. В результате распространение технологии бесконечно увеличивает ее мощь по мере того, как технология усваивается и переопределяется ее пользователями. Новые информационные технологии служат не просто инструментами, которые необходимо применить, но процессами, которые следует разрабатывать. Пользователи и создатели могут объединиться в одном лице. Так, пользователи могут захватить контроль над технологией, как в случае с Интернетом. Отсюда и тесная связь между социальными процессами создания и манипулирования символами (культурой общества) и способностью производить и распределять товары и услуги (производительными силами).