Файл: Глобальные тенденции развития науки и технологий в XXI веке.pdf

Военные США уже давно полагаются на подавляющее преимущество в исследованиях, разработках и инновациях, которое вряд ли сохранится надолго учитывая постепенный сдвиг научно-технического развития в Азию. По мере того, как Китай, Россия и другие страны модернизируют свои вооруженные силы за счет инвестиций в науку и технологии, для армии США крайне важно максимально эффективно использовать инвестиции в науку и технику, чтобы оставаться на шаг впереди возникающих угроз. При этом эффективные инвестиционные стратегии начинаются именно с понимания возникающих тенденций.

На основе изученного экспертами набора данных в отчете^[3] от 2016 г. было выявлено 24 новых научно-технологических тенденции, которые скорее представляют скорее прикладные сферы с наиболее активно развивающимися и перспективными технологиями, что определят научно-техническое развитие на следующие тридцать лет [10]:

1. робототехника и автономные системы;
2. аддитивное производство;
3. аналитика (big data и др.);
4. аугментация человека;
5. мобильные облачные вычисления;
6. медицина;
7. кибернетика;
8. энергетика;
9. умные города;
10. интернет вещей;
11. технологии пищевых продуктов и воды;
12. квантовые вычисления;
13. расширение социальных прав и возможностей;
14. новейшие цифровые технологии;
15. смешанная реальность;
16. технологии изменения климата;
17. передовые материалы;
18. новое оружие;
19. космос;
20. синтетическая биология;
21. изменение характера труда;
22. конфиденциальность;
23. образование;
24. транспорт и логистика.

Эти тенденции в области науки и техники будут развиваться на фоне продолжительных социально-политических, экономических и экологических изменений. В данном контексте специалисты армии США выделяют шесть глобальных тенденций, скорее всего, определят связь между социально-политическими изменениями, технологиями и безопасностью:

1. урбанизация;
2. изменение климата;
3. дефицит ресурсов;
4. демографический сдвиг;
5. глобализация инноваций;
6. подъем глобального среднего класса.

Рассмотрим данные глобальные тенденции подробнее.

Урбанизация. К 2045 году около 70% мирового населения будет проживать в городах [13]. Большая часть этого роста, вероятно, произойдет в развивающихся странах, особенно в Азии, поскольку экономический рост в Китае и Индии привлекает все больше жителей к возможностям трудоустройства вблизи городов.

Тенденция урбанизации приведет к увеличению числа мегаполисов - городов с населением более 10 млн. человек - с 28 в 2015 году до 41 к 2030 году [14].

---

С другой стороны, нерациональный рост может привести к тому, что города не смогут обеспечить себя достаточным объемом пресной воды, продовольствия, электричества, доступа к транспорту и обеспечить приемлемые санитарные условия для поддержания здорового и продуктивного населения.

Стремительная миграция в города и рост плотности городского населения также могут обострить этническую или религиозную напряженность, особенно в городах, которые не могут предоставить достаточных ресурсов для обеспечения безопасности и занятости людей.

С технологической точки зрения урбанизация будет стимулировать инновации по многим направлениям. Успешные города будут развивать инновационные транспортные системы, обеспечивающие эффективное перемещение людей и товаров, не способствуя при этом образованию смога и другим формам загрязнения. Технологические разработки будут включать автономные транспортные средства и системы общественного транспорта, которые могут быть модернизированы с учетом существующей городской специфики.

Необходимость обеспечения миллионов городских жителей продовольствием и пресной водой станет движущей силой таких инноваций, как вертикальное земледелие и сбор поверхностного стока (например, рециркуляция сточных вод).

Города также станут движущей силой инноваций в области информационно-коммуникационных технологий. Городские центры станут центральным узлом Интернета вещей, так как миллионы датчиков образуют информационную сеть, которая контролирует движение транспорта, качество воздуха и воды, распределение электроэнергии, общественную безопасность и многие другие аспекты городской жизни. Многие города в развивающемся мире совершат скачок от традиционных стационарных телекоммуникаций и станут двигателем инноваций в области беспроводной и мобильной связи. многие функции, которые в настоящее время выполняются человеческими работниками, такие как уборка и ряд других смогут взять на себя роботы.

Изменение климата. По различным прогнозам, к 2050 году средняя глобальная температура поверхности повысится на 1,5-3 градуса по Цельсию. Уровень моря может подняться на полтора метра к концу века, что приведет к увеличению частоты наводнений. Многие прибрежные районы будут затоплены водой, что изменит береговую линию во всем мире и отрицательно скажется на миллионах людей, живущих в прибрежных городах.

Изменение температуры также повлияет на глобальные погодные условия, что приведет к более частым и более суровым погодным явлениям во многих частях мира. Ускорится процесс опустынивания, что приведет к сокращению сельскохозяйственного производства. Особенно пострадает сельское хозяйство в экваториальных регионах, что потенциально может вызвать нехватку продовольствия в Северной Африке и на Ближнем Востоке.

---

Океаны, поглощающие большое количество атмосферного углекислого газа, к 2050 году подвергнутся повышенному закислению до 70%. Подкисление вызовет потенциально разрушительное пульсационное воздействие на всю океаническую экосистему, что приведет к сокращению глобальных популяций рыбы и других водных пищевых запасов и увеличению случаев массового дефицита продуктов питания во многих регионах мира. В то же время таяние полярных льдов откроет новые регионы для освоения энергетических и минеральных ресурсов. Арктика уже становится центром стратегического маневра для США, России и Европы, а расширение доступа к полярным ресурсам может спровоцировать межгосударственные конфликты.

Большинство экспертов сходятся во мнении, что вряд ли будет возможно полностью избежать негативных последствий изменения климата, даже если сегодня были бы приняты радикальные меры по сокращению выбросов парниковых газов. Поэтому наука и технологии, скорее всего, будут играть важную роль в адаптации к изменению климата. Например, аналитика может быть использована для прогнозирования опасности наводнений на основе краткосрочных метеорологических данных и долгосрочного моделирования климата. Это позволило бы государственным плановым органам и службам по чрезвычайным ситуациям принять упреждающие меры, которые смягчат угрозы для жителей, зданий и инфраструктуры.

Сельскохозяйственные технологии, такие как вертикальное земледелие, могли бы позволить городам удовлетворять спрос на продовольствие на местном уровне с помощью новых методов земледелия, более устойчивых к засухе и другим климатическим воздействиям.

И хотя определенная часть потепления уже привязана к глобальному климату, развитие экологически чистых энергетических технологий может смягчить последствия потепления в будущем за счет сокращения выбросов парниковых газов при сжигании ископаемого топлива.

Дефицит ресурсов. В течение следующих 30 лет глобальный спрос на продовольствие, воду, энергию и материальные ресурсы, вероятно, вероятно продолжит стремительно расти.

По прогнозам, мировой спрос на пресную воду вырастет на 55% к 2045 году, и, если не будут приняты меры по смягчению проблемы нехватки воды, около 3,9 миллиардов человек - более 40% населения мира - могут столкнуться с дефицитом воды.

Поставки продовольствия будут испытывать давление в связи с ростом населения и сокращением сельскохозяйственного производства из-за изменения климата и неправильного управления пахотными землями (по некоторым оценкам, к настоящему моменту до 25% пахотных земель уже деградировали из-за чрезмерного использования химических удобрений и плохих методов управления растениеводством).

---

В то время как Китай и другие промышленно развитые страны начинают переход на возобновляемые источники энергии, ожидается, что к 2045 году мировой спрос на энергию удвоится, а предложение на нее будет снижаться. Мировые запасы таких материалов, как медь и литий, необходимых для цифровой экономики, быстро сокращается по мере роста спроса. По прогнозам, в 2030 году из земли будет добываться 83 миллиарда тонн минералов, металлов и биомассы, что на 55 процентов больше, чем в 2010 году. Страны, контролирующие крупные запасы ресурсов, скорее всего, получат существенный контроль над мировой экономикой. Например, в настоящее время Китай обеспечивает 97% мирового спроса на редкоземельные металлы. Китайское правительство уже ужесточило экспорт редкоземельных металлов, что привело к росту цен на электронные компоненты и стимулировало развитие собственной отечественной электронной промышленности [10].

Ограниченность ресурсов станет мощной движущей силой глобальных исследований и развития технологий. Развитие технологий сбора и переработки воды, таких как эффективное опреснение и водяные фермы (на основе конденсации воды из воздуха), позволят снизить дефицит воды. Сельскохозяйственное производство выиграет от новых достижений в области трансгенных культур, микроорошения и автономных систем выращивания.

Новые методы производства, такие как 3D и 4D печать, позволят сократить отходы и использовать переработанные материалы. Кроме того, возможно, что к 2045 г. достижения в области космических технологий откроют возможности для разработки астероидов - потенциально огромного нового источника сырья. Первые признаки зарождающейся внепланетной горнодобывающей промышленности уже можно видеть - еще в 2015 году вашингтонская добывающая компания Planetary Resources запустила с Международной космической станции первый в серии зондов, предназначенных для разведки астероидов в околоземном пространстве и поясе астероидов в поисках воды и драгоценных металлов.

Демографический сдвиг. К 2045 году численность населения мира достигнет 9,5 миллиарда человек - это на 21% больше, чем нынешнее население мирам, составляющее 7,8 миллиарда человек (2020 г.). Рост населения будет обусловлен снижением смертности от инфекционных заболеваний, ростом рождаемости и снижением младенческой смертности в развивающихся странах, улучшением санитарных условий и расширением доступа к медицинской помощи. На долю развивающихся стран, вероятно, придется около 97% этого роста, причем только на Африку к 2050 году будет приходиться 49% прироста населения мира. По мере роста населения оно также будет стареть в течение следующих 30 лет средний глобальный возраст увеличится с 29,6 до 36,1, при этом 1,4 миллиарда человек будут старше 65 лет [10].

---

Изменение климата, гражданские беспорядки и изменение глобального экономического ландшафта также приведут к росту миграции. В то время как миграционные потоки из развивающихся стран в развитые будут продолжаться, можно будет наблюдать существенный рост миграции в развивающиеся странах по мере того, как экономика стран Африки и Азии будет продолжать расти.

Технологии будут как усиливать эти демографические изменения, так и реагировать на них. Прогресс в области медицинских наук будет способствовать сокращению смертности от болезней, генетических заболеваний и болезней, связанных с образом жизни. Достижения в области медицины также позволят сократить детскую и материнскую смертность, особенно в развивающихся странах. Технологии продления жизни также увеличат число пожилых людей, которые останутся продуктивными до 70 и 80 лет.

В то же время общее увеличение численности населения приведет к повышению спроса на аналитические материалы в области здравоохранения и роботов, предназначенные для оказания помощи пожилым людям.

Миграция создаст дополнительный спрос на коммуникационные технологии по мере того, как иммигранты будут стремиться поддерживать связи с друзьями и семьей в других частях мира. В дополнение к мобильной связи такие технологии, как виртуальная и дополненная реальность, могут позволить иммигрантам дистанционно посещать свои дома и поддерживать контакт со своей исконно культурой. Миграция также может побудить правительства к разработке новых приложений для аналитики с целью отслеживания миграционных потоков.

Глобализация инновационной деятельности. Глобализация продолжается последние 30 лет и не проявляет никаких признаков замедления. В целом, глобализация расширила экономические возможности во многих частях развивающегося мира и способствовала значительному повышению уровня жизни.

С другой стороны, глобализация усилила разрушение окружающей среды, ликвидировала производственные рабочие места во многих развитых странах и привела к усилений эксплуатации рабочих. В течение следующих 30 лет глобализация не ограничится обрабатывающей промышленностью, а будет включать в себя услуги и инновации. По мере того, как Китай и Индия становятся крупными игроками в мировой экономике, стоит ожидать, что эти страны начнут конкурировать с США и Европой в области научных исследований и разработок.

Например, за 5 с 2010 до 2015 г. доля китайских инвестиций в НИОКР в ВВП выросла на 34%, с 1,48% в 2010 году до 1,98% в 2015 году. Напротив, расходы США на научные исследования и разработки за тот же период оставались неизменными и составляли около 2,8% ВВП. В период с 2000 по 2017 годы расходы на исследования и разработки в США росли в среднем на 4,3% в год. Однако расходы в Китае за тот же период росли более чем на 17% в год. В итоге, от 2,2 трлн. долларов, потраченных на исследования и разработки во всем мире в 2017 году, на долю США приходится 25%, а на долю Китая - 23%. По предварительным данным на 2019 год некоторые исследователи уже предполагают, что Китай обогнал США в расходах на НИОКР, хотя это прогнозировалось не ранее 2021 г [5].

---