Человек и материя: от изучения - к пересозданию
Человек и материя: от изучения - к пересозданию (1)
Знание-Сила. - № 2. - 2014.
В сентябре 2013 года в московском Институте медиа, архитектуры и дизайна «Стрелка» прошла небывалая прежде международная конференция - «Технологии фантастического».
«Стрелка» замыслила новое, амбициозное - и притом диалогическое - исследование будущего. Специалистам из самых разных областей: инженерам, ученым, архитекторам, программистам, военным и даже художникам - было предложено, объединившись, вместе подумать о том, какие именно из множества совершающихся сегодня изобретений и открытий смогут определить судьбу города завтрашнего дня, вылепить новый облик городских пространств, а тем самым - и живущего в них человека.
Подобно тому, как изобретение безопасного пассажирского лифта - между прочим, ещё в глубокой середине XIX века, в 1852 году! - и электрического кондиционера - тоже, как ни удивительно, больше столетия назад, в 1902-м - радикально изменило облик больших городов и привело не только к возрастанию удобства жизни, но и новых моделей поведения, - так и сегодня, прямо на наших глазах, происходит что-то очень похожее. А может быть, и более радикальное - только мы этого не замечаем. Между прочим, изобретение и лифта, и кондиционера для своих современников тоже прошло практически незамеченным - подумаешь, очередные курьёзы, которые неизвестно, для чего и пригодятся. И лишь десятилетия спустя, когда их стали применять повсюду, когда была уже набрана критическая масса их присутствия в жизни, - вдруг обнаружили, что без этих устройств современная цивилизация себя практически не мыслит.
А на что мы не обращаем внимания сейчас? И что оно сделает с нашей жизнью, когда наберёт силу?
Где сегодня искать будущее - чтобы оно не застало нас врасплох? Где совершаются наиболее радикальные изобретения и самые неожиданные открытия? Какие технологии могут оказаться для нас важнее всего в эпоху слияния и взаимного поглощения различных дисциплин и областей мысли?
Российские и зарубежные изобретатели, собравшись вместе, рассказали слушателям о том, что занимает их умы. В этом интеллектуальном предприятии участвовал и наш давний автор - академик Европейской Академии наук Олег Фиговский, президент Израильской Ассоциации Изобретателей, основатель и директор по науке и развитию Международного нанотехнологического исследовательского центра «Polymate» в Израиле, директор по науке и развитию компании «Nanotech Industries, Inc.» (Калифорния, США). Фиговский - автор более пяти сотен изобретений (среди которых, например, - разработка асфальтового покрытия, на которое садился «Буран»). На основании его изобретений было освоено индустриальное производство новых материалов не только в нашей стране, но и в США, Канаде и Мексике.
Основная сфера деятельности Олега Львовича - как раз из тех, что в глазах непосвящённых выглядят совершенно фантастическими. Это - создание новых нанотехнологий для производства покрытий и композиционных материалов. Еще в начале 1960-х - одним из первых в Советском Союзе - Фиговский начал создавать изобретения в области асфальтобетонных смесей с применением полимеров и тонко измельчённой резиновой крошки. На «Технологиях фантастического» он выступал с небольшой лекцией, посвящённой области знаний, в которой он работает много лет и которую находит чрезвычайно перспективной. Это - material engineering (кажется, у этой дисциплины, увы, ещё нет устоявшегося русского имени), то есть создание материалов - в отличие от куда более известного нам ещё по советскому времени, традиционного материаловедения - material science, изучающего свойства материалов уже существующих. Говорил он и о том, что институтов, занимающихся созданием материалов, на современном Западе куда больше, чем материаловедческих. Почему же? И что за перспективы открывает перед нами эта наука?
С этими вопросами наш корреспондент и обратился к Олегу Львовичу.
Олег Фиговский: Как и любая инженерная дисциплина, material engineering открывает возможности создания новых материалов, необходимость которых возникает, прежде всего, для новых отраслей промышленности.
«Знание-Сила»: А когда вообще возникла такая область знаний?
О.Ф.: Она начала складываться в середине XIX века - по мере развития промышленности и возрастания потребностей в материалах с новыми свойствами, которым традиционные материалы уже не могли соответствовать.
«ЗС»: Меня занимает и более важный вопрос: с каких пор количество занимающихся институтов, занятых созданием материалов, стало преобладать над теми, что просто изучают их свойства? Не означает ли это, что произошёл некоторый качественный перелом - не только в сознании специалистов, но на уровне цивилизации в целом: в работе, высокопарно говоря, с самой реальностью - от её изучения - к её пересозданию?
О.Ф.: Становление material engineering в различных странах происходило в разное время. В Европе и США - на рубеже XIX и XX веков, пионером здесь была Германия. Но я бы не назвал этого революционным прорывом. Это была, скорее, естественная эволюция и осознание общности ряда существующих технологий в металлургии, технологии силикатов, а позже - технологии полимеров.
«ЗС»: Гуманитарное сознание так и соблазняет задать вопрос: а не означает ли, как Вы думаете, этот переход от преимущественного изучения материалов к их преимущественному созданию - возникновения нового цивилизационного состояния? Новых отношений с природой?
О.Ф.: Кажется, это - всё-таки преувеличение. Будучи прикладной научной дисциплиной, material engineering всего лишь следует в русле цивилизационных процессов, будучи не рупором прогресса, но не более чем его служанкой - она ведь обслуживает новые технологии. Например, развитие атомных технологий потребовало для своих нужд создания ряда специфических материалов - таких, как фторопласты и бериллиевая керамика.
«ЗС»: Каковы сегодня приоритетные направления разработки новых материалов? На конференции в «Стрелке» Вы говорили о 3D-печати. Какие есть ещё? И чем определяется их приоритетность?
О.Ф.: На этой конференции обсуждался будущий облик наших городов и их инфраструктуры. Для новой архитектуры и новых строительных технологий, естественно, нужны и новые материалы. Они прежде всего должны не только быть прочными и долговечными, но и обладать высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами.
«ЗС»: Вы могли бы привести примеры?
О.Ф.: Тут можно вспомнить, скажем, сотовые материалы на основе бумаги, пропитанной принципиально новой композицией на основе жидкого стекла с органическим катионом (organic alkali soluble silicate). Раньше такие материалы создавались главным образом для авиа- и ракетостроения.
«ЗС»: Для каких же целей они сегодня оказались востребованными в строительстве?
О.Ф.: В этой области они необходимы и для энергосбережения, и для значительного сокращения сроков строительства, а кроме всего прочего - и для того, чтобы, при возможности, создавать здания различной архитектуры - более индивидуальные, но и более индустриальные.
Интересны, помимо этого, и лёгкие - ячеистые автоклавные бетоны, армированные алюминизированным стекловолокном, которые обеспечивают конструкциям зданий гораздо большую несущую способность и ударостойкость. Здания с использованием таких материалов возводятся в сейсмоопасных районах.
«ЗС»: Известны ли Вам тупиковые ветви в развитии науки ипрактики создания новых материалов? Такие, иначе говоря, ситуации, когда новый материал, будучи созданным, оказывался неудачным или не находил себе применения?
О.Ф.: Таких строительных материалов было немало. Связано это, прежде всего, с их токсичностью. Такова оказалась судьба, например, асбестоцементных материалов, которые сегодня запрещены к применению во многих странах по экологическим причинам.
«ЗС»: И напротив: какие разработки последних десятилетий оказались наиболее удачными? Какие ваши изобретения в этой области видятся Вам особенно важными?
О.Ф.: Два примера таких разработок я уже, собственно, только что называл. Что касается новых изобретений, в создании которых принимал участие я сам, стоит отметить полимербетоны на основе жидкого полибутадиена (раньше он применялся как компонент твёрдого ракетного топлива), обладающие высокой химической стойкостью, прочностью и ударостойкостью. Надо назвать ещё и наноструктурированные неизоцианатные полиуретановые материалы, которые не содержат никаких токсичных компонентов и при этом не уступают по свойствам конвенциональным полиуретанам - даже превосходят их по износостойкости и гидролитической стабильности. Об этих новых материалах можно прочитать в моей книге «Advanced Polymer Concretes and Compounds», которая в декабре 2013 года выходит в США (2).
«ЗС»: Как вы думаете, что вообще определяет успех или неуспех того или иного изобретения?
О.Ф.: Прежде всего - тем, есть ли в нём потребность в данное время и в данной стране. Так, мои изобретения в области пластасфальтовых бетонов (теперь, с лёгкой руки Анатолия Чубайса, они названы «наноасфальтом») не были востребованы в течении тридцати-сорока лет (уровень сегодняшнего дорожного строительства в России весьма низок - это, увы, печальный факт). Они нашли себе применение лишь через несколько десятилетий после своего возникновения - в связи с использованием изобретений такого рода в проекте «Буран».
«ЗС»: На «Стрелке» вы говорили и о необходимости воспитывать инновационных инженеров. Чем такой инженер как тип специалиста должен отличаться от инженера в привычном нам смысле?
О.Ф.: В общем виде инновационный инженер занимается тем, чего ещё не было, в то время как задача инженера «традиционного» - проектирование и строительство сооружений уже известных типов: например, моста с учетом условием местности и нагрузок. Обычно в новых (start-up) компаниях инновационный инженер выполняет функции менеджера - то есть, он отвечает за планирование и координацию работ других исполнителей: специалиста по маркетингу, патентоведа, экономиста… Кроме того, он выполняет роль и непосредственного исполнителя отдельных этапов этой стадии.
Каковы основные задачи инновационного инженера? Прежде всего, он должен преобразовать первичную идею в инновационный замысел с последующим оформлением инновационного предложения. Далее следует структурно-функциональный и компонентный синтез инновационного продукта. Затем - разработка прототипа, его изготовление и испытания. И, наконец, он разрабатывает и оформляет техническое задание для дальнейшего продвижения инновационного процесса на этапах стадии технического проекта, она же - стадия конструкторско-технологической разработки. Курс лекций по инновационному инжирирингу читается мною и Климентием Левковым в ряде университетов США, Казахстана и в Открытом Университете Сколково (3).
Беседовала Ольга Балла
----------------------------------------
(1) В подготовке статьи были использованы материалы института «Стрелка» (http://www.strelkainstitute.com/technology-fantastic-conf/?lang=ru).
(2) См.: http://books.google.co.il/books/about/Advanced_Polymer_Concretes_and_Compounds.html?id=B80zkgEACAAJ redir_esc=y
(3) См.: http://www.ecolife.ru/skolkovo-unit/11923/
Знание-Сила. - № 2. - 2014.
В сентябре 2013 года в московском Институте медиа, архитектуры и дизайна «Стрелка» прошла небывалая прежде международная конференция - «Технологии фантастического».
«Стрелка» замыслила новое, амбициозное - и притом диалогическое - исследование будущего. Специалистам из самых разных областей: инженерам, ученым, архитекторам, программистам, военным и даже художникам - было предложено, объединившись, вместе подумать о том, какие именно из множества совершающихся сегодня изобретений и открытий смогут определить судьбу города завтрашнего дня, вылепить новый облик городских пространств, а тем самым - и живущего в них человека.
Подобно тому, как изобретение безопасного пассажирского лифта - между прочим, ещё в глубокой середине XIX века, в 1852 году! - и электрического кондиционера - тоже, как ни удивительно, больше столетия назад, в 1902-м - радикально изменило облик больших городов и привело не только к возрастанию удобства жизни, но и новых моделей поведения, - так и сегодня, прямо на наших глазах, происходит что-то очень похожее. А может быть, и более радикальное - только мы этого не замечаем. Между прочим, изобретение и лифта, и кондиционера для своих современников тоже прошло практически незамеченным - подумаешь, очередные курьёзы, которые неизвестно, для чего и пригодятся. И лишь десятилетия спустя, когда их стали применять повсюду, когда была уже набрана критическая масса их присутствия в жизни, - вдруг обнаружили, что без этих устройств современная цивилизация себя практически не мыслит.
А на что мы не обращаем внимания сейчас? И что оно сделает с нашей жизнью, когда наберёт силу?
Где сегодня искать будущее - чтобы оно не застало нас врасплох? Где совершаются наиболее радикальные изобретения и самые неожиданные открытия? Какие технологии могут оказаться для нас важнее всего в эпоху слияния и взаимного поглощения различных дисциплин и областей мысли?
Российские и зарубежные изобретатели, собравшись вместе, рассказали слушателям о том, что занимает их умы. В этом интеллектуальном предприятии участвовал и наш давний автор - академик Европейской Академии наук Олег Фиговский, президент Израильской Ассоциации Изобретателей, основатель и директор по науке и развитию Международного нанотехнологического исследовательского центра «Polymate» в Израиле, директор по науке и развитию компании «Nanotech Industries, Inc.» (Калифорния, США). Фиговский - автор более пяти сотен изобретений (среди которых, например, - разработка асфальтового покрытия, на которое садился «Буран»). На основании его изобретений было освоено индустриальное производство новых материалов не только в нашей стране, но и в США, Канаде и Мексике.
Основная сфера деятельности Олега Львовича - как раз из тех, что в глазах непосвящённых выглядят совершенно фантастическими. Это - создание новых нанотехнологий для производства покрытий и композиционных материалов. Еще в начале 1960-х - одним из первых в Советском Союзе - Фиговский начал создавать изобретения в области асфальтобетонных смесей с применением полимеров и тонко измельчённой резиновой крошки. На «Технологиях фантастического» он выступал с небольшой лекцией, посвящённой области знаний, в которой он работает много лет и которую находит чрезвычайно перспективной. Это - material engineering (кажется, у этой дисциплины, увы, ещё нет устоявшегося русского имени), то есть создание материалов - в отличие от куда более известного нам ещё по советскому времени, традиционного материаловедения - material science, изучающего свойства материалов уже существующих. Говорил он и о том, что институтов, занимающихся созданием материалов, на современном Западе куда больше, чем материаловедческих. Почему же? И что за перспективы открывает перед нами эта наука?
С этими вопросами наш корреспондент и обратился к Олегу Львовичу.
Олег Фиговский: Как и любая инженерная дисциплина, material engineering открывает возможности создания новых материалов, необходимость которых возникает, прежде всего, для новых отраслей промышленности.
«Знание-Сила»: А когда вообще возникла такая область знаний?
О.Ф.: Она начала складываться в середине XIX века - по мере развития промышленности и возрастания потребностей в материалах с новыми свойствами, которым традиционные материалы уже не могли соответствовать.
«ЗС»: Меня занимает и более важный вопрос: с каких пор количество занимающихся институтов, занятых созданием материалов, стало преобладать над теми, что просто изучают их свойства? Не означает ли это, что произошёл некоторый качественный перелом - не только в сознании специалистов, но на уровне цивилизации в целом: в работе, высокопарно говоря, с самой реальностью - от её изучения - к её пересозданию?
О.Ф.: Становление material engineering в различных странах происходило в разное время. В Европе и США - на рубеже XIX и XX веков, пионером здесь была Германия. Но я бы не назвал этого революционным прорывом. Это была, скорее, естественная эволюция и осознание общности ряда существующих технологий в металлургии, технологии силикатов, а позже - технологии полимеров.
«ЗС»: Гуманитарное сознание так и соблазняет задать вопрос: а не означает ли, как Вы думаете, этот переход от преимущественного изучения материалов к их преимущественному созданию - возникновения нового цивилизационного состояния? Новых отношений с природой?
О.Ф.: Кажется, это - всё-таки преувеличение. Будучи прикладной научной дисциплиной, material engineering всего лишь следует в русле цивилизационных процессов, будучи не рупором прогресса, но не более чем его служанкой - она ведь обслуживает новые технологии. Например, развитие атомных технологий потребовало для своих нужд создания ряда специфических материалов - таких, как фторопласты и бериллиевая керамика.
«ЗС»: Каковы сегодня приоритетные направления разработки новых материалов? На конференции в «Стрелке» Вы говорили о 3D-печати. Какие есть ещё? И чем определяется их приоритетность?
О.Ф.: На этой конференции обсуждался будущий облик наших городов и их инфраструктуры. Для новой архитектуры и новых строительных технологий, естественно, нужны и новые материалы. Они прежде всего должны не только быть прочными и долговечными, но и обладать высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами.
«ЗС»: Вы могли бы привести примеры?
О.Ф.: Тут можно вспомнить, скажем, сотовые материалы на основе бумаги, пропитанной принципиально новой композицией на основе жидкого стекла с органическим катионом (organic alkali soluble silicate). Раньше такие материалы создавались главным образом для авиа- и ракетостроения.
«ЗС»: Для каких же целей они сегодня оказались востребованными в строительстве?
О.Ф.: В этой области они необходимы и для энергосбережения, и для значительного сокращения сроков строительства, а кроме всего прочего - и для того, чтобы, при возможности, создавать здания различной архитектуры - более индивидуальные, но и более индустриальные.
Интересны, помимо этого, и лёгкие - ячеистые автоклавные бетоны, армированные алюминизированным стекловолокном, которые обеспечивают конструкциям зданий гораздо большую несущую способность и ударостойкость. Здания с использованием таких материалов возводятся в сейсмоопасных районах.
«ЗС»: Известны ли Вам тупиковые ветви в развитии науки ипрактики создания новых материалов? Такие, иначе говоря, ситуации, когда новый материал, будучи созданным, оказывался неудачным или не находил себе применения?
О.Ф.: Таких строительных материалов было немало. Связано это, прежде всего, с их токсичностью. Такова оказалась судьба, например, асбестоцементных материалов, которые сегодня запрещены к применению во многих странах по экологическим причинам.
«ЗС»: И напротив: какие разработки последних десятилетий оказались наиболее удачными? Какие ваши изобретения в этой области видятся Вам особенно важными?
О.Ф.: Два примера таких разработок я уже, собственно, только что называл. Что касается новых изобретений, в создании которых принимал участие я сам, стоит отметить полимербетоны на основе жидкого полибутадиена (раньше он применялся как компонент твёрдого ракетного топлива), обладающие высокой химической стойкостью, прочностью и ударостойкостью. Надо назвать ещё и наноструктурированные неизоцианатные полиуретановые материалы, которые не содержат никаких токсичных компонентов и при этом не уступают по свойствам конвенциональным полиуретанам - даже превосходят их по износостойкости и гидролитической стабильности. Об этих новых материалах можно прочитать в моей книге «Advanced Polymer Concretes and Compounds», которая в декабре 2013 года выходит в США (2).
«ЗС»: Как вы думаете, что вообще определяет успех или неуспех того или иного изобретения?
О.Ф.: Прежде всего - тем, есть ли в нём потребность в данное время и в данной стране. Так, мои изобретения в области пластасфальтовых бетонов (теперь, с лёгкой руки Анатолия Чубайса, они названы «наноасфальтом») не были востребованы в течении тридцати-сорока лет (уровень сегодняшнего дорожного строительства в России весьма низок - это, увы, печальный факт). Они нашли себе применение лишь через несколько десятилетий после своего возникновения - в связи с использованием изобретений такого рода в проекте «Буран».
«ЗС»: На «Стрелке» вы говорили и о необходимости воспитывать инновационных инженеров. Чем такой инженер как тип специалиста должен отличаться от инженера в привычном нам смысле?
О.Ф.: В общем виде инновационный инженер занимается тем, чего ещё не было, в то время как задача инженера «традиционного» - проектирование и строительство сооружений уже известных типов: например, моста с учетом условием местности и нагрузок. Обычно в новых (start-up) компаниях инновационный инженер выполняет функции менеджера - то есть, он отвечает за планирование и координацию работ других исполнителей: специалиста по маркетингу, патентоведа, экономиста… Кроме того, он выполняет роль и непосредственного исполнителя отдельных этапов этой стадии.
Каковы основные задачи инновационного инженера? Прежде всего, он должен преобразовать первичную идею в инновационный замысел с последующим оформлением инновационного предложения. Далее следует структурно-функциональный и компонентный синтез инновационного продукта. Затем - разработка прототипа, его изготовление и испытания. И, наконец, он разрабатывает и оформляет техническое задание для дальнейшего продвижения инновационного процесса на этапах стадии технического проекта, она же - стадия конструкторско-технологической разработки. Курс лекций по инновационному инжирирингу читается мною и Климентием Левковым в ряде университетов США, Казахстана и в Открытом Университете Сколково (3).
Беседовала Ольга Балла
----------------------------------------
(1) В подготовке статьи были использованы материалы института «Стрелка» (http://www.strelkainstitute.com/technology-fantastic-conf/?lang=ru).
(2) См.: http://books.google.co.il/books/about/Advanced_Polymer_Concretes_and_Compounds.html?id=B80zkgEACAAJ redir_esc=y
(3) См.: http://www.ecolife.ru/skolkovo-unit/11923/