Наука и техника не могут развиваться, не заглядывая в собственное будущее. У этого, казалось бы, чисто человеческого, субъективного желания есть и необходимость, и объективные причины. Наука и техника движутся вперёд, ставя перед собой на каждом этапе конкретные цели, преодолевая конкретные противоречия...

Но всякий раз приходится выбирать, какие проблемы наиболее актуальны сегодня, для достижения каких целей стоит именно сейчас приложить максимум усилий. И чтобы разобраться в этой непростой (и тоже сугубо научной!) проблеме, создан раздел науки, призванный предвидеть и главные цели научно-технического прогресса, и его возможные результаты, и даже (желательно) следствия этих результатов — влияние их на человеческое общество. Лишь представив цели развития и возможные пути их достижения, можно конкретно и доказательно планировать научно-технические разработки. Исследованием же целей, путей их достижения, возможных будущих проблем, кризисов и выходов из них занимается прогнозирование.


Прогнозирование всё ещё находится в стадии становления, хотя попытки создавать обоснованные прогнозы в различных областях техники и науки ведутся не первое десятилетие. Совершенствуются и методы, при помощи которых составляются прогнозы. Их исследует прогностика — научная дисциплина о закономерностях разработки прогнозов.

Ниже мы будем говорить о прогнозах в области космонавтики и астрономии. Но есть одна особенность: речь пойдёт в основном о прогнозах, которые делают не ученые, а авторы научно-фантастических произведений. Поговорим мы и о методах прогнозирования, сопоставляя те, что используются учёными-прогнозистами, и те, которые применяют писатели-фантасты.

Именно в космонавтике и астрономии лучше всего, пожалуй, видны возможности и недостатки современного прогнозирования. Уже в первые годы после полёта Ю. А. Гагарина в печати интенсивно обсуждались вопросы дальнейшего развития космонавтики. Будут ли поселения на Луне через десять лет? Пилотируемые полёты к планетам — через двадцать? К звёздам — через полвека?..

С. П. Королёв писал, что в будущем каждый человек сможет полететь в космос по профсоюзной путевке. Прошло четверть века. Как сбываются прогнозы? Нет пока поселений на Луне, и люди не летают к планетам. А лётчик-космонавт СССР К. П. Феоктистов недавно заметил: «В принципе и сейчас можно было бы отправить на орбиту "по профсоюзной путёвке" любого человека. И технические средства это позволяют, и медицина так шагнула вперёд, что нынче от космонавтов не требуется какого-то "сверхздоровья"... Весь лишь вопрос в стоимости этого удовольствия» (газета «Известия», №1 за 1987 г.).

Полёты в космос очень дороги и останутся такими ещё долгое время. Это одна из причин, по которым цели космонавтики оказались несколько иными, чем представлялось вначале людям, следившим за её развитием по публикациям в научно-популярных изданиях. Оказалось наиболее целесообразным развивать такие отрасли космонавтики, как системы спутников связи, системы метеорологических спутников, проводить дистанционное зондирование земной поверхности ради поиска залежей полезных ископаемых и т. д. Американская администрация, как известно, собирается вывести в космос спутниковые системы первого удара. Колоссальные средства, которые тратятся в США на военные цели, отвлекают от проведения космических научных программ.

Итак, недостаточное понимание целей космонавтики в своё время оказалось причиной появления излишне оптимистических и зачастую просто неверных прогнозов. Можно привести и обратные примеры. Вот что К. Э. Циолковский писал в 1935 году (газета «Комсомольская правда, 23 июля): «Чем больше я работал, тем больше находил разных трудностей и препятствий. До последнего времени я предполагал, что нужны сотни лет для осуществления полётов с астрономической скоростью (8–17 км/с)... Но непрерывная работа в последнее время поколебала эти мои пессимистические взгляды: найдены приёмы, которые дадут изумительные результаты уже через десятки лет». На деле жизнь потребовала ещё более сжатых сроков — через 22 года на орбиту был выведен первый искусственный спутник Земли.

Методы научно-технического прогнозирования

Различают два типа прогнозов: поисковый и нормативный. Поисковый прогноз выявляет перспективные проблемы развития технической или научной дисциплины. К поисковым относят дальнесрочные (с периодом упреждения более 15–20 лет) или долгосрочные прогнозы (период упреждения — 5–15 лет). Нормативный прогноз определяет пути решения проблемы, пути достижения какого-то оптимума на основе заранее заданных критериев. Это обычно среднесрочные (1–5 лет) или краткосрочные (до 1 года) прогнозы.

Многочисленные варианты методов прогнозирования объединяют в три большие группы:

1. Метод экстраполяции. В будущее экстраполируют тенденции, закономерности развития технической или научной системы, хорошо изученные по их проявлениям в прошлом и настоящем.

2. Метод моделирования. Объект прогнозирования представляют в упрощённом виде, исследуют модель объекта или явления, удобную для получения выводов прогнозного характера.

3. Метод экспертных оценок. Прогноз составляет эксперт (или группа экспертов), то есть специалист, способный достаточно объективно судить о перспективах развития избранного объекта или явления.

Сложность прогнозирования заключается в том, что, кроме развития самогó избранного объекта, нужно учитывать ещё и прогнозный фон — те внешние факторы, которые прямо или косвенно связаны с объектом прогнозирования и могут повлиять на его развитие. Факторов этих может быть так много, что зачастую даже использование быстродействующих ЭВМ не даст гарантии того, что влияние всей совокупности факторов, всего прогнозного фона оценено правильно. К примеру, таким фоном по отношению к космонавтике являются степень экономического развития страны, развитие наук (в частности, химии) и различных технологий, а также изменение политической ситуации в мире.

Решается, например, сугубо конкретная проблема — как будут меняться в будущем двигатели ракет. Казалось бы, достаточно знать, как до сих пор развивалось двигателестроение, каково оно сейчас, и продолжать уже намеченные тенденции (метод экстраполяции). Однако можно заведомо сказать, что такой прогноз (если делается попытка дальнесрочного прогноза) будет ошибочным как в сроках, так и зачастую в своей основе.

Скажем, системы жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) интенсивно развивались в 1950-х, что и позволило поднять в космос спутники массой более тонны. Мощности двигателей быстро нарастали. Скорость истечения в двигателях, использующих химические реакции между компонентами топлива, ограничена 5 км/с, а при использовании реакции свободных радикалов — около 25 км/с. Если бы тенденции к увеличению скоростей истечения продолжались, то предел был бы достигнут очень быстро и прогнозисты пришли бы к выводу о необходимости качественного скачка — непременной замене химических двигателей ядерными, причём созданию последних нужно было бы отдать приоритетное значение в нормативном прогнозе.

Однако в действительности изменился прогнозный фон, и продолжать наращивать удельный импульс стало нецелесообразно. На первый план вышло не достижение как можно бóльших полётных скоростей, а создание экономичных двигателей, способных при минимальной стоимости поднимать на орбиту максимальную массу.

Прогноз должен предвидеть развитие объекта с учётом возможных качественных скачков. Это уязвимое место любого прогноза. Предвидеть качественный скачок удаётся, если уже сейчас создана база для его появления. Смену химических ракетных двигателей ядерными можно было предсказать, поскольку уже в начале 1960-х было ясно, что создать ядерный двигатель в принципе возможно. Причём чем меньший срок охватывает прогноз, тем он, естественно, более конкретен. Дальнесрочные прогнозы обычно лишь качественно рассматривают развитие объекта прогнозирования. Но на основе неконкретного дальнесрочного прогноза невозможно принимать решения, планировать деятельность.

Нужно ещё иметь в виду то, что прогнозирование в технике значительно легче, чем прогнозирование развития науки. Причина этого очевидна: в науке невозможно пока предсказать появление качественных скачков, способных коренным образом изменить весь прогноз. Представим себе прогнозиста 1950-х годов, который составлял бы прогноз развития астрономии на 15–20 лет. Техническую сторону развития он бы спрогнозировал, так как в то время уже проектировались приборы для будущих рентгеновских наблюдений, строились всё более мощные радиотелескопы. Было ясно, что окно, сквозь которое астрономы смотрят во Вселенную, скоро раздвинется очень широко — от радиодиапазона до гамма-лучей. Но какие открытия будут сделаны с помощью новых технических средств наблюдения? Как изменят они лик астрономии?

Открытия на то и открытия, что они появляются неожиданно! Процитируем И. В. Бестужева-Ладу: «Наука как форма общественного сознания (это, кстати, относится и ко всем остальным формам), по нашему мнению, вообще не может служить объектом прогнозирования: любая более или менее удачная попытка предвосхитить научное открытие ведёт к более или менее быстрой реализации такого открытия (на то оно и открытие!). Иной вопрос — возможные пути и сроки реализации уже сделанного открытия».


Иными словами: вряд ли можно было предсказать открытие пульсаров, но уже в 1968 г. можно было предвидеть бурное развитие исследований этих объектов, что экспоненциально возрастёт число публикаций по проблеме пульсаров. Но что будет в этих публикациях — какие новые идеи? Об этом прогноз должен молчать.

По мнению автора, прогнозировать развитие научного знания вовсе не так уж безнадёжно, во всяком случае когда не происходит открытия неизвестного ранее закона природы. Открытие пульсаров не было предсказано, но оно вполне могло быть предсказано. Пульсары как небесные объекты не нарушают никаких известных в 1950-х годах законов природы, вполне укладываются в рамки современной физики.

Пульсар — это быстро вращающаяся нейтронная звезда с большим магнитным полем, излучающая радиоволны в выделенном направлении (например, вдоль магнитной оси). Нейтронные звёзды были предсказаны в 1934 г. В. Бааде и Ф. Цвикки. Иное дело, что до открытия пульсаров в существование нейтронных звёзд мало кто верил, но это вопрос психологии учёных, а не прогнозирования.

В начале 1960-х появилась работа советского астрофизика В. Л. Гинзбурга, из которой следовало, что нейтронная звезда, если она существует, должна обладать магнитным полем порядка 1 012 Гс. Тогда же другой советский астрофизик Н. С. Кардашёв писал о том, что нейтронная звезда должна быстро вращаться. Известно также, что электроны, движущиеся в магнитном поле, излучают вдоль направления своего движения, а движутся они вдоль силовых линий магнитного поля. Следовательно, и излучение должно быть направленным. Достаточно теперь сделать небольшой шаг и сказать: «Если излучение направлено не вдоль оси вращения, то с Земли будут наблюдаться пульсации с периодом, равным периоду вращения нейтронной звезды».

Иными словами, существование нейтронных звёзд-пульсаров можно было предвидеть с помощью уже известного в 50-е годы метода прогнозирования — морфологического анализа. Метод был предложен Фрицем Цвикки (опубликовавшим книгу «Морфологическая астрономия»), но для прогнозирования возможных открытий практически не используется (хотя на Западе существует даже ассоциация «морфологистов», занимающихся подобными прогнозами). Применяют морфологический анализ обычно для решения изобретательских задач. Сейчас морфологический анализ прогнозисты относят к совокупности методов, называемых в прогностике экспертными оценками. Поговорим об экспертных оценках подробнее, поскольку в дальнейшем нам предстоит сравнить этот способ прогнозирования с теми, что используют писатели-фантасты.

Наиболее прост, хотя и наименее надёжен, метод индивидуальной экспертной оценки, когда в качестве источника информации для прогноза используется мнение какого-то одного компетентного специалиста. Вряд ли нужно пояснять, почему этот метод наименее надёжен: эксперт может ошибиться, может быть подвержен крайностям в оценках и т. д. Поэтому чаще пользуются методом коллективной экспертной оценки, основанным на выявлении обобщённого мнения группы специалистов путём обработки независимых оценок, вынесенных экспертами, входящими в группу. У этих двух методов есть немало модификаций.

Одна из них — дельфийский метод: прогнозисты ведут опрос группы экспертов в несколько туров. После каждого тура экспертам сообщают результат, чтобы они могли к следующему туру скорректировать или заново обосновать своё мнение. Модификация коллективной экспертной оценки: мозговой штурм или метод коллективной генерации идей. Эксперты коллективно обсуждают проблему, причем обсуждение обязательно регламентировано чёткими правилами.

Результаты экспертных оценок часто публикуются в печати, и каждый может наглядно убедиться в достоинствах и недостатках этого метода прогнозирования. В 1960-х годах фирма «Рэнд» провела экспертное исследование прогнозов, пользуясь дельфийским методом. В сущности, лишь один из этих прогнозов сейчас сбывается «в срок»: создание рентгеновских лазеров (к сожалению, осуществление этого прогноза оказалось связано с разработками «звёздных войн»). Многие сроки оказались слишком оптимистическими (например, управляемая ядерная реакция синтеза ещё не осуществлена, хотя оптимальный срок был назван такой: 1987 г.). По многим прогнозам у экспертов не было единого мнения, и сроки их осуществления были очень расплывчатыми.

Уже упоминавшийся морфологический (или матричный) метод тоже является модификацией и систематизацией экспертного метода. Для объекта прогнозирования строят матрицу характеристик и их возможных значений — так называемый морфологический ящик. Это, в общем, таблица, на одной оси которой записаны все характеристики прогнозируемого объекта, а на другой — возможные варианты и значения каждой характеристики. В своё время Ф. Цвикки, автор морфологического метода, использовал его для прогнозирования «необычных звёзд» и предсказал как нейтронные звёзды (1934 г.), так и звёзды с гораздо меньшими размерами, названные адскими (теперь о них говорят как о чёрных дырах).

Прогноз ожидаемых событий научно-технического прогресса (по результатам опроса экспертов в 1960-х годах):



Интересно, что, будучи призванным во время Второй мировой войны на военную службу, Ф. Цвикки использовал морфологический метод для прогнозирования развития реактивных двигателей и описал 36 864 возможные комбинации параметров. Следует отметить, что при матричном прогнозировании очень важно правильно оценить получившиеся варианты и сочетания (большинство из них обычно не имеет для прогноза никакой ценности).

Но как быть, если необходимо представить себе развитие техники и науки не на 30–40, а на 100–200 лет?

Надёжных методов современная прогностика не даёт, оставляя размышления о далёком будущем науки и техники на долю смелых учёных, не боящихся публично размышлять на такие темы, и предлагая подумать об этом научно-фантастической литературе.

Читать далее