Будущее науки в мире: направления и прогнозы

Что такое мировая наука?

Наука — сложный механизм, который объединяет миллионы участников по всему миру. В первую очередь это производители научных знаний — университеты, научные организации, инновационно ориентированные компании. В эту систему входят заказчики и потребители знаний — государство и бизнес. Есть ведомства, которые отвечают за развитие и регулирование этой сферы внутри страны, и есть международные организации, которые координируют крупные международные программы, пытаясь обеспечивать консенсус в действиях разных государств.

На изображении выше указаны параметры, характеризующие нынешнее состояние научной отрасли. Видно, какая это на самом деле гигантская сфера экономической деятельности. Она развивается высокими темпами, потребляя всё больше ресурсов. В то же время и результатов дает все больше, и они все более значимы для развития экономики и общества.

Если ранее науку традиционно считали сферой производства знаний, то сегодня она превратилась в глобальную индустрию развития, которая стимулирует создание целых отраслей экономики. Например, именно так — как совершенно новая индустрия — возникло производство электромобилей, причем за очень короткий срок.

Ещё один хороший пример — с генеративными моделями, которые быстро развернулись, охватив поистине гигантский круг потребителей. И мы всё ещё не до конца понимаем, каковы последствия этих процессов.

Подробности об исследовании

Мы выделили глобальные мегатренды — социальные, экономические, технологические, геополитические, экологические и т.п.

Далее сквозь эту призму рассмотрели тренды и возможные развилки в развитии самой науки, постарались оценить факторы ее роста, проблемы и барьеры, определяющие вызовы для государства и бизнеса.

В этой работе мы опирались на результаты интеллектуального анализа больших данных, который выполнили с помощью системы iFORA — нашей собственной разработки. Ее база источников включает уже порядка 800 млн документов на русском, английском и китайском языках и этот массив постоянно пополняется. Также мы провели достаточно информативный опрос. В нем приняли участие больше 370 ведущих российских и зарубежных учёных, которые находятся на переднем крае мировой науки. Среди респондентов — представители университетов, научных организаций и инновационных компаний. Со многими из них побеседовали в формате глубинных интервью. Также мы изучили несколько десятков репрезентативных кейсов, связанных с развитием науки.

Как и почему меняется наука?

На все отрасли экономики и в том числе науку влияет комплекс глобальных мегатрендов (так названы потому, что оказывают влияние на все сферы жизнедеятельности). Как они воздействуют на науку? Например, рост численности и старение населения повлекли за собой спрос на технологии активного долголетия, превентивную медицину, новые поведенческие модели, связанные со здоровым образом жизни и т. д.

Рассмотрим смежную сферу — образование. Под влиянием цифровизации оно трансформируется в направлении развития цифровых форматов и индивидуализации обучения, возникают новые модели, в частности, в сфере непрерывного образования, изменяются роли формальных провайдеров образовательных услуг — университетов, колледжей, школ и т. д.

Сама наука является мощной трансформирующей силой, которую нужно изучать как отдельный тренд. Мы видим, как растет спрос на исследования и разработки и как растут объемы финансирования и занятость в науке. Изменения, которые мы наблюдаем сейчас, основаны прежде всего на серьезных научных достижениях.

Радикально меняется природа инновационной деятельности. Резко ускоряется и сжимается инновационный цикл, широко распространяется модель открытых инноваций. Конкуренты кооперируются друг с другом на доконкурентных этапах, в результате возникают более адекватные новой реальности эффективные организационные формы. Распространяются модели сопроизводства инноваций — то, что называется co-creation, с участием потребителей. Обострение конкуренции за лидерство в науке и технологиях порождает многовекторную трансформацию, которую мир переживает на наших глазах.

Тренды запускают пересборку науки

По результатам опроса с участием ведущих ученых мирового уровня мы выделили 32 крупных тренда, которые будут определять облик самой науки в ближайшие десятилетия. Наивысший балл в этом рейтинге получила междисциплинарность.

На втором месте цифровизация, интенсивное проникновение цифровых технологий, которые пронизывают сегодня весь исследовательский процесс — от сбора данных до управления и финансирования научных проектов.

Спрос на новые компетенции для представителей сферы науки, новые формы её организации, включая open science.

Ужесточаются требования к результативности деятельности ученых на всех стадиях исследовательского цикла — от фундаментальных работ до прикладных разработок.

Формируется запрос на более понятные не только исследователям форматы представления научных результатов и в целом более открытые коммуникации с внешним миром.

И наконец, я об этом отдельно ещё скажу, в приоритеты выходит тема технологического суверенитета. Причём это повестка не только российской государственной политики, но и других стран-лидеров.

Усложение задач науки повышает ее бюджеты

В силу стоящих перед экономикой и наукой масштабов вызовов и их беспрецедентности наука становится все более сложной и более дорогой. Растут затраты на исследования и разработку, зарплаты учёных, инвестиции в дорогостоящее оборудование, которое необходимо всё более интенсивно обновлять по мере его морального устаревания.

Почти половина респондентов согласилась, что этот тренд будет усиливаться во всем мире.

Научное неравенство между странами

Из-за сложности и дороговизны исследовательских проектов большая наука становится доступна всё меньшему числу стран.

Мы видим опережающий рост доли затрат на исследования и разработки в ВВП, она растёт и в среднем по миру, и особенно интенсивно — в ведущих государствах. Одновременно происходит концентрация и ресурсов и результатов науки во всё более узком круге стран.

Так, на фоне масштабов сложности исследований и подобной динамики возникла особая категория государств — научно-технологических лидеров. Их отличают очень высокие показатели доли затрат на науку в ВВП (отмечу, что более двух третей финансирования науки в этих странах обеспечивает бизнес, далее об этом расскажу подробнее).

Если посмотреть на статистику за последние 20–25 лет, главным драйвером «научного неравенства» в глобальном масштабе выступает Китай. За 20 лет Поднебесная примерно в 20 раз увеличила затраты на науку (в текущих ценах) — против трёхкратного роста в Штатах и в Европейском союзе. Сегодня на долю крупнейших игроков — США, КНР, ЕС-27 и Японии — приходится чуть больше 90% всех глобальных затрат на науку. Их суммарная доля продолжает увеличиваться, а доля всех остальных стран, соответственно, — сокращаться.

Кроме серьезных финансовых ресурсов, у страны должны быть и на национальном уровне выстроены институциональные и экономические механизмы и возможности эффективной трансляции этих колоссальных инвестиций в серьёзные результаты, а также влияние, позволяющее собирать международные коллаборации на платформе.

Если на внутреннем рынке государство выступает координатором и модератором различных интересов, в частности бизнеса и общества, на международной арене ведущие государства, у которых есть для этого возможности и влияние, инициируют кооперацию решения крупномасштабных научных проблем, нацеленных на поиск ответов на глобальные вызовы. Отсюда всё большее значение приобретают программы мегасайенс (MegaScience) — это очень важный инструмент развития современной науки.

Конкуренция за таланты

Научное неравенство усиливается и в сфере человеческого капитала: разные юрисдикции в разной мере привлекательны для науки, инновационного предпринимательства, развития передовых технологий и креативных индустрий. Всё это — взаимосвязанные сегменты. В нашем опросе среди барьеров развития науки именно дефицит кадров отметили как главный вызов и российские, и зарубежные учёные.

Государства ведут жесткую битву за таланты. По оценке ИСИЭЗ НИУ ВШЭ, примерно 60 стран сегодня реализуют достаточно масштабные программы по привлечению и ведущих учёных, и научной молодёжи. Где-то эти программы ограничиваются визовыми льготами, но во многих случаях они также сопровождаются разного рода smart-сервисами социально-адаптационного характера. Это всё иллюстрация гигантского запроса на новый человеческий капитал.

В ряде стран подходят к его решению комплексно: комбинируя программы привлечения талантов со всего мира, но прежде всего находя их и воспитывая в собственной среде.

Меняется система подготовки и развития кадров, занятых в сфере исследований и разработок. В частности, появляются новые форматы подготовки научных кадров высшей квалификации — исследователей, занятых в сфере фундаментальной или прикладной науки. В системе аспирантуры усиливается партнёрство университетов с компаниями. Например, учёные в своих диссертационных работах могут вести поиск решений на конкретные прикладные задачи бизнеса. Такую модель индустриальной аспирантуры начинают тестировать и в России.

Наукоемкие проекты бизнеса сами по себе являются полем реализации исследователей. Расширяется портфолио необходимых для этой деятельности навыков, растет спрос на новые компетенции научных кадров, связанные с междисциплинарностью, цифровыми, предпринимательскими навыками, софт-скиллами. Становится все важнее умение коммуницировать, работать в команде и прочее.

Развиваются онлайн-платформы, которые обеспечивают обмен лучшими практиками, обучение востребованным навыкам — как в коротких, так и в более длинных форматах.

Сетевизация науки

Наше исследование выявило тренд, который подрывает вековую традицию организации науки с опорой на формальные институты, к которым привязаны все ресурсы науки — трудовые и финансовые, а также правовые отношения.

Он ярко наметился в период пандемии, когда был взрыв виртуальных сообществ, поддерживаемый цифровыми технологиями и социальными сетями. Тогда и в среде исследователей возникли совершенно новые формы самоорганизации в виде сообществ по интересам, которые не привязаны к материнским организациям. Интересно, что российские учёные проявляют здесь такую же активность, как и зарубежные коллеги.

Подобный сетевой формат научных исследований поддерживается новыми механизмами финансирования науки на базе краудфандинга. Уже появились специализированные платформы, где финансируются научные исследования в узких областях. Специалисты видят в этом очень масштабный, растущий тренд, который во многом повлияет на организационную структуру науки.

Наука в целом движется в сторону открытости и адаптивности. Это проявляется в интенсивном развитии кооперации на разных стадиях исследовательского цикла (например, проекты мегасайенс, центры открытых инноваций и др.).

Распространяется сопроизводство знаний государством и бизнесом: разные формы ГЧП, когда достигается синергия коммерческих и социальных эффектов одновременно.

Кроме того, всё активнее включается в научные исследования и общество, например в проекты, связанные со сбором и интеграцией данных. Это называют волонтёрскими практиками в науке.

Одна из проблем современной науки, которая проявляется в том числе в связи с развитием этого тренда, — разрыв между запросом на прозрачные, быстрые и понятные заказчику и обществу результаты и архаичной формой их фиксации и распространения.

Наш опрос показал, что отчёты и монографии уходят в прошлое, причём не только научные отчёты, но и маркетинговые исследования. А будущее — за открытыми результатами науки и быстрыми форматами их распространения. Самыми востребованными, по нашим оценкам, будут открытые базы данных, различные визуальные форматы. Среди средств коммуникации все популярнее будут блоги, персональные подкасты и прочие форматы, поддерживающие прямой диалог ученых с широкими аудиториями.

Стейкхолдеры перераспределяют роли

Во всем мире меняются роли государства, бизнеса и общества. Трансформируются  модели их взаимодействия в части развития науки. Намечается серьёзное изменение баланса между прямой ее поддержкой из бюджета и инструментами стимулирования инновационной активности бизнеса..

Государство остаётся центральным регулятором в сфере науки во всех ведущих странах и ключевым инвестором (хотя его доля и снижается). У этого тренда будет определённый предел, поскольку он выйдет на оптимальные пропорции между бюджетным и бизнес-финансированием.

Прямые инвестиции государства приобретают всё более каталитический характер, в частности когда речь идёт о поддержке фундаментальных исследований и стимулировании создания возникающих технологий, обещающих крупные социально-экономические эффекты, проектов в сферах обороны и безопасности или связанных с экологической тематикой в повестке ESG.

Другой крупнейший игрок в сфере науки — бизнес. Причем он выступает в двух ролях — спонсора науки и исполнителя научных проектов.

В ведущих странах бизнес обеспечивает более 70% затрат на науку. Суммарные вложения только 100 компаний-лидеров составляют более $700 млрд — это примерно четверть глобального финансирования мировой науки. В среднем бюджет одной компании, входящей в этот пул, превышает $14 млрд, что сопоставимо с показателями передовых в научном отношении стран среднего размера: Израиля, Польши или Австрии.

Этот тренд будет усиливаться, поскольку повышается уровень наукоемкости проектов бизнеса. Будут расти и его инвестиции в науку и численность собственного научно-технического персонала. Анализ корпоративных стратегий показывает, что инвестиции в науку бизнес продолжит наращивать по двум направлениям.

Во-первых, поддержка фундаментальных исследований там, где это может отвечать долгосрочным ориентирам компании и совпадает с какими-то визионерскими взглядами бизнеса. Не менее важная функция финансирования бизнесом инхаус-исследований и привлечения в компании крупных учёных — это создание корпоративной среды, способствующей адаптации привлекаемых извне технологий и научных знаний в интересах компании. Учёные, даже вне зависимости от того, вовлечены они в повестку компании или нет, и подразделения, далёкие от сугубо корпоративных интересов, создают среду, обеспечивающую динамичное развитие бизнеса в стратегическом плане.

Во-вторых, бизнес продолжит осваивать те направления, в которых традиционно доминировало государство: космос, атомная энергетика, оборона, инфраструктурные проекты и прочее.

Проблема в том, что текущее устройство науки как отрасли не вполне позволяет справляться со многими возникающими вызовами. Ведомствам и компаниям гораздо проще иметь дело с дискретными не очень дорогими, не самыми долгосрочными и не очень сложными проектами. Возникает иллюзия, что из них может складываться преемственная стратегия или политика. Но на практике оказывается, что во многом это не так.

Поток несложных и относительно недорогих проектов приводит к снижению эффектов от дискретных результатов, имеющих вид статей и патентов. Результаты в итоге носят характер не прорывов, а инкрементальных решений — ответов на уже известные, ранее поставленные задачи. И это далеко не всегда обеспечивает предвидение того, что предстоит в будущем. Подобное — серьёзнейший вызов и для научной политики, и для корпоративных стратегий. К тому же и у бизнеса, и у государства часто не получается выдерживать преемственность в реализации начатых инициатив.

Наш анализ показывает, что обеспечить устойчивое и динамичное развитие науки может только сбалансированное взаимодействие крупных стейкхолдеров. Это означает, что у органов власти страны и бизнеса должны быть комплементарные инструменты и приоритеты в сфере научно-технической и инновационной политики. Стимулировать вовлечение компаний позволяют различные налоговые инструменты. В ведущих научных державах их роль существенно возрастает. В странах ОЭСР доля налоговых льгот в общем объёме господдержки исследований разработок в предпринимательском секторе превысила 55%.

Новые акценты в политике

Выше уже упоминался технологический суверенитет. За последние 2–3 года его приоритетность задекларировали в стратегиях практически всех ведущих научных держав. Начала этот тренд, как ни странно, не Россия, а Германия. Несколько лет назад там впервые опубликовали стратегию достижения технологического суверенитета с акцентом на национальную безопасность, понимаемую в широком смысле слова.

На скриншоте выше — некоторые данные о выборе приоритетов по результатам нашего опроса. Интересно, что мнения российских и зарубежных учёных совпали: в ближайшее время будет усиливаться приоритетная ориентация на собственные разработки, а не на заимствование импортных технологий. Понятно, что вытекающее отсюда доминирование программного и проектного финансирования науки сдерживает международную кооперацию, нацеленную на решение общечеловеческих задач.

Теперь о трендах, которые становятся драйверами или акселераторами открытости, цифровизации и междисциплинарности науки.

Междисциплинарность

Как сказал один из наших респондентов: «по моему мнению, в будущем вообще не будет никакой другой науки, кроме как междисциплинарной», имея в виду прежде всего фундаментальную науку.

Корни этого запроса лежат в первую очередь в необходимости всем миром находить ответы на то, что называют «большими вызовами». Борьба с пандемиями, климатические изменения, экология, новая энергетика — всё это опирается на междисциплинарную науку и вносит принципиальный вклад в создание прорывных технологий. Отсюда радикальный рост объёмов финансирования междисциплинарных исследований.

Недавние данные о бюджетах Национального научного фонда США (National Science Foundation, NSF) показывают, что на ближайшие 3–5 лет примерно 25% финансирования программ NSF будет посвящено междисциплинарным и трансляционным исследованиям.

Однако развитие междисциплинарности сдерживается мощными барьерами, основной из которых — дисциплинарная организация (матрица) науки. Финансирование, подготовка кадров, рецензирование статей, большинство научных журналов до сих пор организованы по строго дисциплинарному принципу.

Он преодолевается крайне сложно, инструменты экспертизы и оценки междисциплинарных исследований достаточно размытые. Это очень серьёзный вызов для государственной научной политики во всех ведущих странах и для самих участников этой сферы. Они должны понимать, что, несмотря на костную структуру традиционной науки, она будет меняться. Вопрос в том, кому из игроков удастся оседлать этот тренд, а кто останется позади.

Цифровая революция и искусственный интеллект

Цифровая трансформация в науке приобретает сквозной характер, пронизывая все стадии исследовательского цикла — от сбора данных до финансирования и управления наукой. Цифровизация выступает драйвером системных изменений науки и является самым значимым трендом преобразований ее институционального ландшафта.

Среди направлений цифровой трансформации науки ключевое — искусственный интеллект. С этой технологией связаны очень большие ожидания. Так, компания Sony недавно объявила о премии за создание «электронного ученого» — автономно действующих и обучающихся систем, которые способны генерировать принципиально новые знания и совершать открытия.

Если такая цель будет достигнута (ее горизонт компанией определен 2050 годом), то исследователи смогут решать еще более сложные задачи, чем те, что поддаются человеческому интеллекту сейчас. Это намного ускорит процессы исследований и наметит новые их направления.

Среди рисков, связанных с появлением ИИ в качестве самостоятельного создателя научных знаний, отмечаются сложность или даже невозможность верифицировать используемые алгоритмы и полученные результаты. Если сохранится фиксируемая на данном этапе развития технологий ИИ его склонность «галлюцинировать», это обернется серьёзной проблемой доверия к науке, опирающейся на ИИ.

Разные барьеры в оценках российских зарубежных ученых

Мы не могли обойти стороной анализ того, как ключевые вызовы и барьеры в развитии науки видят отечественные и зарубежные учёные.

Вот где сошлись их оценки.

• дефицит кадров;

• проблемы с замедлением или сокращением объёма государственной поддержки;

• слабости междисциплинарных коллабораций и прочее.

При этом чисто статистически российские учёные дефицит кадров упоминали чаще. Обобщая другие различия, видим, что наши исследователи больше проблематизируют низкий спрос на результаты исследований, в том числе со стороны бизнеса. Зарубежные учёные чаще сетуют на высокую стоимость исследований и датасетов, на слабость междисциплинарной кооперации, этические и экологические ограничения.

Вот вкратце те основные результаты, которые мы получили на первом этапе. Исследование продолжается. Сегодня в фокусе нашего внимания — спрос бизнеса на перспективные технологии и оценки потенциала российской науки.

Надеемся, что результаты нашего исследования позволят сформировать комплексное видение будущего научно-технического развития в России и предложить рекомендации по научно-технической политике.

Более подробно с результатами исследования можно ознакомиться в монографии «Будущее мировой науки», которая совсем скоро выйдет из печати при поддержке МТС.

Будем рады и далее знакомить читателей/сообщество Хабра с новостями о том, как развивается передний край науки.

Источник