Education is the key factor of innovation and sustainable development

Обеспечение стабильного развития социально-экономических систем и создание условий для благополучия населения неразрывно связано с формированием модели развития, ориентированной не только на рост финансово-экономических показателей, но и достижение высоких стандартов жизни отдельного человека, а также эффективное использование всех видов ресурсов. В настоящее время мы являемся свидетелями и участниками процесса трансформации мировоззрения в области природопользования и воздействия на окружающую среду. Практически до конца XX столетия щедрое распространение имели представления о покорении природы, проникновении в глубины океана и даже о переселении на другие планеты. Как пишет в своей монографии «Судьба Цивилизации. Путь Разума» Н.Н. Моисеев: «Мир принадлежит человеку, все, что вокруг нас, существует для нас - вот такая аксиома нам досталась от наших далеких предков и укрепилась в сознании современного человека. И чем мощнее техника, чем совершеннее наука, тем прочнее в сознании людей укрепляется мысль о своем беспредельном могуществе» ^[1]. Однако состояние окружающей среды, нарастающий и зачастую необратимый урон, наносимый окружающей среде развитием промышленности, постоянный рост социального расслоения общества, крайне низкий уровень жизни существенной части населения планеты, низкая доступность достижений здравоохранения и образования для отдельных групп и даже целых народов, снижение общего уровня культуры населения, говорят нам о том, что дальнейшее развитие мира без глобального изменения подхода к данному процессу ставит под угрозу существование человеческого общества.

Осмыслению нарастающих угроз в немалой степени способствовала работа Римского клуба – неправительственной международной организации, объединившей около ста ученых, представителей политических и деловых кругов из различных стран мира. Основанная в 1968 г. итальянским общественным деятелем Аурелио Печчеи, эта организация ставила своей целью углублять понимание особенностей развития человечества в эпоху научно-технической революции и способствовать привлечению внимания мировой общественности к нарастающему обострению глобальных проблем.

Следует отметить, что при поддержке Римского клуба был проведен целый ряд исследований комплексного характера по проблемам развития: «Пределы роста» («The limits to growth», 1972, под рук. Д. Медоуза (США), на основе концепции, изложенной в книге Дж. Форрестера (США) «Мировая динамика» («World Dynamics»), 1971, рус. перевод 1978); «Человечество на поворотном пункте» («Mankind on the turning point»), 1974, под рук. М. Месаровича (США) и Э. Пестеля (ФРГ); «Пересмотр международного порядка» («Renewing of the international order»), 1974, под рук. Я. Тинберга (Нидерланды); «Цели человечества» («Goals for mankind»), 1977, под рук. Э. Ласло (США); «За пределами века расточительства» («Beyond the age of of waste»), 1978, под рук. Д. Гэбора (Великобритания) и У. Коломбо (Италия); «Нет пределов обучению: сужение разрыва в уровне образования людей» («No limits to learning: bridging the human gap»), 1979, под рук. М. Малицы (Румыния), Дж. Боткина (США) и М. Аль-Маджары (Марокко); «Диалог о богатстве и благосостоянии» («Dialogue on welth and welfare: an alternative view of world capital formation»), 1980, под рук. О. Джарини (Италия); «Путеводители в будущее: к более эффективным обществам» («Road maps to the future – towards more effective societies»), 1981, под рук. Б. Гаврилицына (США) и др. ^[2].

Одним из путей решения вышеуказанных проблем, предложенным мировому сообществу Всемирной комиссией ООН по окружающей среде и развитию, стала концепция, оригинальное наименование которой звучит как «sustainable development», в России данный термин известен как «устойчивое развитие». Данная концепция раскрывает экологические, экономические, философские и другие аспекты возможного развития человечества.

Проблема устойчивого развития впервые была сформулирована в Концепции устойчивого развития, основные тезисы которой были представлены в докладе Международной комиссии по окружающей среде и развитию под руководством Г. Х. Брундтданд, изданном в 1987 ^[3]. Одним из первых определений устойчивого развития стало следующее: «Развитие, которое отвечает потребностям настоящего времени без ущерба для способности будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности» ^[4].

Значительный вклад в теорию устойчивого развития внесли работы Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Пестеля Э., Печчеи А., Рандерса Й., Тинбергена Я., Форрестера Дж., П.Я. Бакланова, Б.Е. Большакова, И.П. Глазыриной, В.И. Данилова-Данильяна, О.К. Дрейера, М.Ч. Залиханова, К.Я. Кондратьева, В.А. Коптюга, В.К. Левашова, К.С. Лосева, В.А. Лося, Н.Н. Моисеева, А.Д. Урсула, М.М. Циканова и др.

Как считают D.J. Nelson и F. Kongoli ^{[5, 6]} устойчивое развитие возможно при условии обеспечения тесной взаимосвязи следующих факторов: охрана окружающей среды, экономическое развитие, социальное развитие. Последнее предполагает: эксплуатацию природных ресурсов, ориентацию на технологическое развитие и институциональные изменения, а также на инвестиционный климат. Таким образом, можно назвать три «таблетки» для устойчивого развития в комбинации:

1. Наука, технология и промышленная практика;

2. Политика и социальная основа;

3. Образование, гражданское общество и культура.

На рис. 1 приведена цепочка элементов, обеспечивающая устойчивое развитие ноосферы и, как следствие, устойчивое развитие человечества. В соответствии с определением, которое в конечном итоге дано на основе работ В.И. Вернадского «Ноосфе́ра - это сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера»^[7])».

На первом шаге человечество познает своими органами чувств с использованием различных методов и инструментов (камня и палки в каменном веке, сложнейших приборов и методов - в 21 веке) различные области ноосферы - геосферу, атмосферу, флору, фауну, космос и т.д.

Рис. 1 Цепочка элементов, обеспечивающая устойчивое развитие ноосферы

Происходит накопление фактов, опыта, приобретение навыков и рефлексов у живых организмов, в том числе и у человека. Основной результат данного этапа познания - это формирование представления о «действительности, проверенной практикой, её верное отражение в сознании человека»^[9]. Именно факты, опыт, приобретенные навыки, умения и рефлексы являются фундаментом формирования цепочки устойчивого развития общества и ноосферы в целом.

В результате анализа и систематизации результатов познавательной деятельности человека формируется знание ^[10], которое отражает в сознании человека внутренний и внешний мир в виде теорий, закономерностей, взаимосвязей, свойств материи и т.д.

Прямым следствием знаний является создание технологий и банка осознанной человеческим сознанием и проверенной информации. Банк информации в ноосфере не является исключительно продуктом человека, т.к. в процессе эволюции так или иначе информация передается, например генетическим путем, из поколения к последующему поколению всего живого мира, позволяя ему адаптироваться к внешней среде и эволюционировать. Причем для эволюции каждое поколение должно передавать больше информации последующему (например: генетической, умений и навыков, в том числе приобретенных в течение собственного жизненного цикла и др.)

Анализ, обработка и систематизация познавательной деятельности, создание технологий, средств производства и познания (исследований) — продукт человеческой деятельности. В результате формируется банк информации, полученный в результате познавательной деятельности человека, главной задачей которого, является повышение человеческого капитала и в конечном итоге - качества жизни. Здесь авторы прибегнули к термину «банк информации». Дело в том, что вся информация, полученная в результате познания человеком или им произведенная (например, произведения искусства), ее анализа и обработки заключена в тех или иных носителях — бумажных, электронных и т. д. может быть измерена путем использования двоичного кода в битах или байтах. В этой связи мы должны быть глубоко благодарны Г. Лейбницу, который в 1666 году изобрел двоичный код. Не может быть измерен объем информации, хранящийся в мозгу человека (пока). Информация, хранящаяся в его генетическом коде, скорее всего вскоре будет получена.

Здесь необходимо отметить, что скорость роста объема интеллектуальной информации возрастает не только за счет познавательной деятельности человека, мозговой обработке результатов, но и за счет средств, ускоряющих обработку (например: вычислительные машины и программное обеспечение для них, искусственный интеллект и т.д.). По-видимому, скорость роста объема знаний, технологий и информации коррелируют между собой и имеют экспоненциальную временную зависимость, что, как предсказывают ^{[11, 12]}, приведет в будущем к технологической и биологической сингулярности (при условии, что человечество не уничтожит себя само).

Качественная и обобщенная диаграмма скорости накопления объема знаний, информации, объема накопленных технологий от времени представлена на Рис.2.

Ось N

Ось t

Рис.2 Диаграмма скорости накопления объема знаний, информации, технологий от времени

где N - объем знаний, информации и технологий, накопленных человечеством, t-время. Стрелки обозначают время, когда совершаются эпохальные открытия (новые элементы таблицы Менделеева) или изобретения (паровой двигатель или компьютер), формирующие новые лидирующие отрасли.

Как видно из рисунка, диаграмма имеет ряд особенностей:

1 - изменение скорости накопления знаний и информации со временем происходит скачкообразно (хотя, как это будет показано ниже, эти области по времени могут перекрывать друг друга). Последнее, как правило, происходит в результате новых открытий (материалов, явлений, изобретений и т.д.) На их основе создается сонм доминирующих технологий, которые скачкообразно ускоряют процесс познания, обработки и накопления информации.

2. - сокращение времени накопления информации до следующего скачка изменения скорости за счет ускорения ее получения и обработки, а также за счет увеличения объема памяти ее сохранения (закон Г. Мура ^[13]).

Динамику скачков накопления объема знаний, информации, технологий от времени можно продемонстрировать на примере открытия новых элементов таблицы Менделеева и новых материалов.

Область 1 (Рис.2) — каменный век (2.5 млн.лет - 2.2 тыс.лет до н.э.) ^[13];

Основные материалы: камень, кости, дерево, шкура, вода и т.д.

Технологии и отрасли: механическая обработка для производства оружия и орудий труда, охота, рыболовство, начало сельского хозяйства и искусства, строительство, религия, кулинария, торговля и т.д.

Область 2 — бронзовый век (4 — 1,2 тыс.лет до н.э.) ^{[14, 15]};

Основные материалы: медь, мышьяк, бронза, стекло, цинк, свинец, олово и др. материалы из каменного века.

Технологии и отрасли: революция в цветной металлургии (использование сплавов для производства оружия, посуды, украшений и др.), в сельском хозяйстве (плуг, животноводство), оружие (меч, колесница). Продолжилось дальнейшее развитие отраслей каменного века, только с использованием других методов и инструментов, позволяющих существенно увеличить производительность труда.

Область 3-железный век (1200 г. до н.э. до 340 г. н. э. (по официальной версии) ^[16].

В основу названия железный век было положено название одноименного элемента таблицы Менделеева. Железо было известно и в бронзовый век, но из-за его редкости (метеоритное железо) и из-за его малой твердости в чистом состоянии (110 кг/мм2- электролитическое железо), которая практически в 2 раза меньше твердости бронзы (550 кг/мм2), а также того, что температура плавления железа выше температуры плавления меди, его использование было дорогим и не практичным.

Первыми, кто начал освоение использования железа, были хетты (1800 г. до н.э.). Это они положили начало производству стали. По мнению автора, железный век с точки зрения открытия новых материалов продолжался до середины 19 века, а производство чугуна и стали являлись доминирующей отраслью и являлись локомотивом сопутствующих отраслей. Открытие железа и технологии производства стали предвосхитило развитие многих отраслей промышленности вплоть до середины 19 века н.э. Человечеству крайне повезло в том, что железо при температуре 910°С имеет фазовый ɑ-ɣ переход, когда объем элементарной ячейки кристаллической решетки скачкообразно возрастает. В этом случае углерод из практически нерастворимого состояния в ɑ-фазе (0,2%) становится растворимым в ɣ-фазе (2,14% при 1159°С ^[17]). При температуре выше 910°С можно насытить кристаллическую решетку углеродом и/или другими элементами. После быстрого охлаждения в масле или в воде кристаллическая решетка переходит в псевдо-исходное состояние, углерод не успевает выйти и зажимается в искаженной кристаллической структуре. В этом и состоит процесс закалки стали, приводящий к ее упрочнению. Если бы ɑ-ɣ-ɑ перехода в железе не было бы, то человечество скорее всего и осталось бы в бронзовом веке. Именно благодаря открытию жаропрочных и износостойких сталей стало возможным создание парового двигателя. После открытия высокопрочных сталей стало возможным изобретение ткацкого станка. Технологии и отрасли условного «железного века»: судостроительная, железнодорожная, горно-добывающая, металлургическая, машиностроение и т.д. Продолжали развиваться отрасли, возникшие в предыдущие периоды, такие, как оружейная (ружья, пушки), строительная (подъемные механизмы), сельскохозяйственная (трактор на паровом двигателе), текстильная (ткацкий станок с водяным колесом) и т. д.

Именно в конце этого периода начались 1-я (1772 год) и 2-я промышленные революции(1875 год) по версии ^[18], а также 1-3-й технологические уклады по версии ^[19]. В этот период была открыта (1700-1840 г.) основная часть элементов Таблицы Менделеева. В период времени с 1669 года (открытие фосфора) по 1840 год было открыто 34 элемента. В следующий период с 1840 по 1890 года уже 10, а с 1890 года по 1940 год только 3.

Открытие целлулоида положило основу стремительного роста технологий органической химии, в том числе нефтехимии.

Область 3 (Рис.2) — век алюминия (1854 год, А.Э.Сент-Клер Девиль), кремния (1811 год, Жозеф Луи Гей-Люссак и Луи Жак Тенар), целлулоида (1855 год, А. Паркс) и урана (1789 год, М. Клапрот).

Открытие этих элементов предопределило интенсивное развитие отраслей промышленности в 20 веке, таких как авиационная, автомобильная, атомная, химическая (в том числе нефтехимическая), электронная и т. д. В этот период практически закончилось открытие новых элементов Таблицы Менделеева. Эта область перекрывает период времени 4го технологического уклада по С.Ю. Глазьеву.

Область 4 (Рис.2) необходимо обозначить отдельно т.к. в этот период кремний играет особую роль, отличную от роли предыдущего периода.

Второго элемента со свойствами кремния в природе не существует. Кремний является основой элементной базы современной электроники. В этом случае человечеству опять повезло, также как и с железом. Не было бы кремния, то вряд ли мы имели бы компьютеры, современные гаджеты, роботы. Не имели бы современных методов управления, информатизации и обработки массивов данных и т. д.

Начало этой области - 1954 год, когда американская компания Texas Instruments выпустила первый кремниевый транзистор. В 1959 году Жан Эрни создал планарный кремниевый транзистор, на базе, которого стало возможным создание интегральных схем ^[20]. Последнее послужило интенсивному развитию компьютеров, IT-технологий и т.д. Этот этап мы наблюдаем сейчас и, по-видимому, он продолжится до тех пор, пока не будет достигнут предел возможного размещения количества микротранзисторов на 1 см2 интегральной микросхемы. Этот период может перекрыть область 5 и подойти к области 6.

Область 5 (Рис.2) — век наноматериалов и нанотехнологий. Наноалмазы (1962 г. К. В. Волков, В. В. Даниленко и В. И. Елина ^[21]). Фулерен С60 ( Х. Крото, Р. Смолли, Р. Керл, Нобелевские лауреаты 1996 г.), Графен (2004. А. Гейм, К. Новоселов, Нобелевские лауреаты 2010 г.), Нанотрубки ^[22] и т. д.

Рынок наноматериалов в настоящее время экспоненциально растет и по прогнозам ^[23] составит в 2020 году 1,5 трлн $ USD, что практически сравнимо с рынком информационно-коммуникационных технологий. Количество рабочих мест в наноиндустрии предположительно в 2014 году достигло 10 млн. человек ^[24].

Область 6 (Рис.2 ) - это век нейроматериалов, когнитивных технологий, генной инженерии и т.д. ^{[25, 26]}. Соответствует 6му технологическому укладу по С.И. Глазьеву. Появление его тесно связано с двумя предыдущими областями т. к. именно в предыдущих временных областях разработаны совершенная техника, позволяющая исследовать микромир, а также быстродействующие суперкомпьютеры, позволяющие моделировать структуру сложных молекулярных объектов.

Интерес к этим материалам связан не только с революцией в области медицины (клеточные технологии, стволовые клетки, генная инженерия и т.д. ^[27], но и, как предсказывают футурологи, с дальнейшей революцией в IT – технологиях, создание искусственного интеллекта ^[28]. Нейроматериалы могут заменить кремний в устройствах накопления памяти и создания сверхбыстродействующих нейрокомпъютеров. Существенный вклад в начале этого периода (6го технологического уклада) внесли Нобелевские лауреаты 2016 года по химии Жан-Пьер Соваж, С.Ж.Стоддарт и Б. Ферринг — специалисты в области супрамолекулярной химии, стереохимии и молекулярной нанотехнологии ^[29].

Достигнув области 5 или 6 го технологического уклада, человечество использует все те же элементы Таблицы Менделеева и материалы, которые были открыты в предыдущие периоды. Изменились только способы их обработки и применение. Можно говорить о том, что фактически мы продолжаем жить и в каменном, и в бронзовом, и железном веках.

Представленная на Рис. 2 диаграмма скорости накопления объема знаний, информации, технологий, накопленных человечеством, от времени в какой-то степени коррелирует с представлениями С.Ю. Глазьева ^[30] о технологических укладах и Л.И. Гринина о революциях (аграрной, промышленной и кибернетической). Последние формируются на основе смены форм деятельности человека и выделяются из четырех принципов производства: 1. Охотничье-собирательный, 2 .Аграрно – ремесленный, 3. Промышленно-торговый и 4. Научно-информационный ^[31]. Однако только С.Ю Глазьев отметил влияние новых материалов на формирование 5го технологического уклада.

Следует отметить, что для достижения 5 или 6го технологического уклада необходима не только устойчивость развития, но и его инновационность. В данном случае под инновационным развитием, по нашему мнению, следует понимать тип развития, основанный на принципах преобразования знаний и технологий в прирост человеческого капитала.

Для того, чтобы накопленные знания, технологии увеличивали человеческий капитал необходимо образование. Образование по Р. Куртцвейлу ^[28] — это передача информации, формирование образов реального мира, а также формирование мнений и убеждений ^[32]. Именно это позволяет при общении друг с другом представить себе объект и предмет обсуждения. Фантастам, футурологам, писателям, изобретателям и вообще творческим людям и т.д. представлять и изобретать образы даже не существующие в реальности. Разные люди формируют образы с помощью всех органов чувств (иногда доминирующих): музыкант – с помощью доминирующего слуха, художник – зрения, слепой – осязания.

Способность формирования образов присуща не только человеку, но и животным и даже птицам. Отличие — это глубина представления образов во времени и пространстве. Например: сорока формирует образ человека с ружьем и, сопоставляя его с реальностью, принимает решение улетать. Вожак волчьей стаи может планировать на охоте 8-миходовую операцию, т. е. формировать соответствующее количество образов в пространстве и времени, а также сопоставлять их с реальностью и принимать решение.

Отличительное свойство человеческого мозга - возможность формирования и восприятия образов, которые сформировались в результате полученного образования, самостоятельного познания окружающего мира (первопроходцы в открытии законов, явлений, объектов живой и не живой природы) и т.д.

Последовательное и разветвленное формирование образов, представлений и убеждений, которые впоследствии сопоставляются с реальным миром и закрепляются в человеческом капитале.

Человеческий капитал, как показано на Рис.1, необходим для воздействия с целью совершенствования на 4 основные среды, обеспечивающие улучшение качества жизни человека и в конечном итоге — гарантирует устойчивое развитие общества. Это окружающая, технологическая, социальная и управленческая среды ^[30].

В схеме, приведенной на Рис.1 образование — ключевой элемент. Его отсутствие или ограничение приводит к разрыву всей цепочки этапов, ведущей к совершенствованию качества жизни, а также к устойчивому развитию общества и ноосферы в целом.

Для того, чтобы обеспечить соответствие системы российского образования требованиям 6го технологического уклада, необходимы серьезные преобразования и изменение самих подходов к образовательному процессу.

По мнению авторов, можно выделить следующие ключевые направления преобразований современной российской системы образования, способные задать новый вектор развития образовательных систем России:

1) создание системы непрерывного образования, которая реально, а не формально обеспечивает концепцию «образование на протяжении всей жизни», модернизация системы дополнительного образования ^[33];

2) возрождение и развитие системы интегрированного обучения, обеспечивающей партнерство университетов с бизнесом и обществом;

3) формирование системы глобального доступа к лучшим образовательным ресурсам, объединение формального и информального образования в целях индивидуализации образовательных маршрутов обучающихся, снижение уровня формализации образовательного процесса ^[34-37].

Инновационный вектор развития экономики России обуславливает необходимость создания системы непрерывного образования, которая смогла бы обеспечить переход к новому устойчивому типу социально-экономического развития ^{[33, 38]}

Устойчивое социально-экономическое развитие, основанное на принципах инновационности, невозможно без формирования высокоэффективной системы образования, позволяющей формировать новые компетенции и развивать уже имеющиеся на протяжении всей жизни человека. Формирование основы создания и распространения структурных и образовательных инноваций, применяемых в процессе формирования профессиональных и так называемых метапредметных компетенций, требует системной модернизации дополнительного образования, включающей создание инновационной образовательной среды, сетевое взаимодействие, формирование сетевых научно-образовательных комплексов, персонификацию образовательного процесса на основе единства и преемственности формального, неформального и информального образования, интерактивные образовательные среды и платформы, новые технологии и методы преподавания, новые формы организации образовательного процесса, обеспечивающие доступность и высокое качество образовательной услуги. Т.о., дополнительное образование должно стать полноценным элементом системы высшего образования.

Инновационное развитие государства невозможно без высокоэффективной системы инженерно-технической подготовки. Модернизация образования в соответствии с потребностями высокотехнологичных отраслей промышленности определена Федеральным законом «Об образовании в Российской Федерации», Национальной доктриной образования в Российской Федерации, государственной программой «Развития образования на 2013-2020 годы». Интегрированное обучение – один из путей, позволяющих обеспечить высокое качество подготовки инженерно-технических кадров, и это показывает как опыт прошлых лет, так и современные попытки возродить данную систему в вузах России. Однако в настоящее время процесс взаимодействия вузов с профильными предприятиями сопряжен с колоссальными процедурными сложностями, часто носит формальный характер и не отвечает реальным потребностям современной экономики. Необходимо модернизировать процесс взаимодействия образовательных организаций, бизнеса и общества таким образом, чтобы все участники процесса были замотивированы на сотрудничество, не сталкивались в процессе взаимодействия с необходимостью подготовки огромного количества формальных документов, имели возможность максимально просто «встроить» практическую подготовку в образовательный процесс. Необходимо также и модернизировать систему подготовки научно-педагогических кадров, осуществляющих обучение будущих высококвалифицированных инженеров. Оптимальная структура профессорско-преподавательского состава, реализующего программы подготовки кадров для высокотехнологичных отраслей, должна включать как ведущих ученых-теоретиков, так и преподавателей-практиков.

Обеспечение доступа к лучшим глобальным образовательным ресурсам, объединение формального и неформального образования позволит сформировать систему подготовки высококвалифицированных выпускников, обладающих не только профессиональными компетенциями, сформированными на основе сложившихся научных и образовательных достижений и традиций определенного вуза, но и профессиональными и метапредметными компетенциями, сформированными на основе передового мирового опыта. Для этого должна быть создана эффективная система учета использования дополнительных образовательных ресурсов в образовании, созданы процедуры, позволяющие реально оценить возможность зачета освоения дополнительных образовательных программ в качестве результатов освоения элементов основных образовательных программ вузов.

Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что развитие образования является ключевым направлением формирования инновационных устойчивых социально-экономических систем, обеспечивающих реализацию и развитие человеческого капитала и, в конечном итоге, повышение качества жизни населения.