|
|
|
|
|
|
|
|
Выработка мер научной и научно-технической политики в современных условиях не может полагаться только на опыт и интуицию лиц, принимающих решения, она должна опираться на широко развернутое эмпирическое исследование науки, закономерностей производства и практического использования нового научного знания. Разработке методологии и изучению основных тенденций развития современной науки, оценке перспективности и приоритетности того или иного научного направления с учетом его технологического воздействия и социально-экономической отдачи уделяется самое серьезное внимание в зарубежной литературе по науковедению и экономике науки (см., например, [1]). Для этих целей широко применяются: библиометрический анализ (подсчет числа публикаций, анализ цитируемости, ранжирование научных журналов и отдельных исследователей по показателю воздействия, составление "карт" научных областей и науки в целом и т.д.); патентный анализ, включая библиометрический анализ ссылок, содержащихся в патентах; метод "peer review" и т.д. Практической реализации этих методов в значительной степени способствует развитие специализированных электронных баз данных (БД), таких, например, как широко известная БД Института научной информации (ИНИ) США, американская и европейская БД патентной информации и др.
Создание в России современной системы анализа состояния и тенденций эволюции научной сферы с применением компьютерных баз данных, основанных на представительной системе индикаторов, по справедливому замечанию [2], является одним из важнейших условий разумной реструктуризации науки. Можно лишь добавить, что подобный взгляд на системно-аналитическое и информационное обеспечение реструктуризации научной (а правильнее сказать научно-технической) сферы должен быть расширен с тем, чтобы учесть рыночные реалии, когда важными становятся вопросы практического использования нового научного знания, платежеспособного спроса на результаты фундаментальной науки и т.д. К настоящему моменту для эмпирического исследования науки, ее технических приложений и промышленного использования ее результатов имеется, по меньшей мере, следующая совокупность информационных ресурсов (компьютеризованных баз данных): БД об исследовательских проектах, финансируемых научными фондами (РФФИ и РГНФ), и их участниках; БД ВАК России о вновь утверждаемых кандидатах и докторах наук и результатах их диссертационных исследований; БД о научных кадрах РАН и СО РАН; БД "Патенты России"; БД об использовании объектов промышленной собственности (Федеральный институт промышленной собственности РОСПАТЕНТА), содержащая сведения о внедренных изобретениях, полезных моделях и промышленных образцах.2 Следует, однако, отметить, что для перечисленных информационных источников характерна ведомственная разобщенность и, по большей части, технологическая несовместимость, порожденные отсутствием единой системообразующей идеологии, не предусмотренной при их создании. Хотя и имеет место их разрозненное использование для проведения аналитических исследований внутриведомственной направленности (см. [2-6], а также ежегодные отчеты о деятельности РАН), примеры комплексного анализа с совместным применением этих источников практически отсутствуют. Вместе с тем, это позволило бы значительным образом расширить системно-аналитическую базу проводимых эмпирических исследований науки, а также подготовки принятия решений в научно-технической сфере.
В настоящей статье мы пытаемся создать методологический прецедент, который мог бы наглядно продемонстрировать возможности совместного использования разобщенных информационных ресурсов для комплексного анализа и оценки развития конкретного научного направления. В качестве примера выбрано достаточно новое, быстро развивающееся направление, связанное с изучением и применением фуллеренов и их производных.
Открытие фуллеренов относится к прорывным научным открытиям конца 20-го века (удостоено Нобелевской премии по химии за 1996 г.), определяющую роль в котором сыграли фундаментальные исследования кластеров, и которое обладает широким спектром приложений и богатыми технологическими возможностями. В настоящее время фуллерены стали предметом интенсивных исследований большого числа научных групп, за результатами которых пристально наблюдают, а то и принимают в них непосредственное участие прикладные компании (на Западе такие крупные, как Exxon, Du Pont, IBM из США, NEC из Японии, Hoechst AG из Германии и др.). В 1993 г. начал издаваться журнал "Fullerene Science and Technology", посвященный фуллеренам и имеющий в названии слово "технология". Для справки: "фуллерены - это химически стабильные замкнутые поверхностные структуры углерода, в которых атомы углерода расположены в вершинах правильных шестиугольников или пятиугольников, регулярным образом покрывающих поверхность сферы или сфероида" [7]. Впервые фуллерены были получены и выделены в середине 1980-х гг. коллективом ученых из Сассекского университета (г. Брайтон, Великобритания) и университета Райса (г. Хьюстон, США) [8]. Однако у этого открытия есть своя предыстория, значительное место в которой по праву занимают отечественные ученые из Института элементоорганических соединений РАН (АН СССР), еще в конце 1960-х гг. сделавшие первые расчеты, предсказывавшие устойчивость углеродной молекулы С60 в форме усеченного икосаэдра (см. [9]).
Для изучения состояния и перспектив развития избранного научного направления в нашей стране, включая возможности практического применения его результатов, использованы БД РФФИ и ВАК России, БД "Патенты России". Кроме того, мы опирались на библиометрический анализ мировой журнальной литературы по проблеме фуллеренов за 1985-1996 гг. [10], а также использовали собственную выборку публикаций из отечественных научных журналов. Для ее формирования на первом этапе было проанализировано содержание за 2000 г. 63-х выходящих в России центральных научных журналов физико-технического, химического, медико-биологического профиля и выбрано 13 наиболее представительных в отношении рассматриваемой тематики. Затем из этих 13 журналов на основании ключевых слов и характерных химических формул, содержащихся в заголовках, были отобраны 472 публикации за последние 10 лет (с 1991 по 2000 гг.), относящиеся к изучению фуллеренов и их производных.3 Оценки возможных направлений практического применения фуллеренов и их производных, помимо анализа патентов, базировались на интервью с ведущими в данной области специалистами.
Фуллерены широко исследуются с тех пор, как был показан простой способ их производства (в 1990 г.), а также обнаружена сверхпроводимость в соединении со щелочными металлами (в 1991 г.). Десятилетняя история интенсивного изучения фуллеренов привела к появлению примерно десяти тысяч научных работ (причем в течение первых нескольких лет после 1990 г. одна публикация появлялась в среднем каждые 13 часов [10]). Размер и структура архивной литературы являются важными количественными показателями развития научного направления. По количеству публикаций в области фуллеренов Россия занимала к 1997 г. в списке 62 стран 6-е место (уступая стоящей на 5-ом месте Франции лишь 3 публикации) [11], что выше 7-го места, занимаемого ею среди 100 стран мира по общему числу публикаций за период с 1993 по 1997 гг. [12]. Согласно [11] и нашим расчетам "публикационный" вклад России в развитие данного научного направления составлял на этот момент примерно 7 %, что несколько ниже ее вклада в развитие таких базовых наук, как физика и химия: 9,7 и 7,4 % соответственно [12]. Для сравнения: доля публикаций американских ученых в общемировом потоке работ по физике (28,1 %) и химии (24,5 %) [12] была ниже их вклада в изучение фуллеренов (30,9 %) [11]. Развитие международной кооперации исследовательских усилий в области фуллеренов стало характерной тенденций, о чем свидетельствует в частности анализ показателей соавторства [11]. На приведенной соавторской сети [11, рис. 6] легко видеть, что международная исследовательская кооперация вращается вокруг главного кластера с центрами в США, Англии, Германии, Швейцарии, Франции и Италии. Россия имела на рассматриваемый период средние по интенсивности соавторские связи с Германией и Францией. Анализ материалов международного симпозиума по фуллеренам и атомным кластерам (г. Санкт-Петербург, июль 2001 г.) показал: из 269 докладов с участием россиян 61 доклад (23 %) представлен совместно с их коллегами из-за рубежа [13]. География сотрудничества охватывает 25 стран мира, причем кооперационные связи наиболее интенсивны с исследователями из США (11 совместных докладов), Франции (10 совместных докладов), Японии (6 совместных докладов). Нельзя не отметить, что немалая роль в кооперационных связях с зарубежными научными центрами принадлежит работающим по контрактам или эмигрировавшим российским ученым.
Опубликование в 1984 г. статьи И.В. Станкевича, М.В. Никерова, Д.А. Бочвара "Структурная химия кристаллического углерода: геометрия, стабильность, электронный спектр" ("Успехи химии". Т. 53, № 7) явилось свидетельством не угаснувшего еще с конца 1960-х гг. интереса российских ученых к изучению разных форм углерода. В год начавшегося на Западе "фуллеренового бума" вышел обзор А.В. Елецкого, Б.М. Смирнова "Кластер С60 - новая форма углерода" ("Успехи физических наук". 1991 г. Т. 161, № 7) , выполненный в основном по зарубежным источникам. Затем в 1992 г. последовали 5 публикаций в журнале "Известия Академии наук. Серия химическая" (в рубриках "Письма редактору" и "Краткие сообщения"), 5 публикаций в журналах "Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики" и "Письма в Журнал технической физики" и 4 публикации в "Докладах Академии наук". С этого момента Россия по существу включилась в мировую научную гонку. По средней интенсивности публикаций по фуллеренам в период с 1991 по 2000 гг. 13 отобранных российских журналов располагаются в следующем порядке: "Известия Академии наук. Серия химическая" - 12,8; "Физика твердого тела" - 6,4; "Письма в Журнал технической физики" - 5,8; "Доклады Академии наук" - 4,6; "Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики" - 4,3; "Журнал физической химии" - 3,8; "Журнал технической физики" - 2,2; "Журнал прикладной химии" - 1,6; "Журнал неорганической химии", "Оптика и спектроскопия", "Высокомолекулярные соединения. Серия А и Б" - по 1,4; "Успехи физических наук" - 0,9; "Успехи химии" - 0,6 статей в год. В наиболее авторитетных "Докладах Академии наук" помещенные материалы распределились по рубрикам следующим образом: "Химия" - 29; "Физическая химия" - 9; "Биохимия, биофизика, молекулярная биология" - 4; "Геохимия" - 1; "Химическая технология" - 1; "Общая биология" - 1; "Физиология" - 1. Уже из этого распределения следует, что изучение фуллеренов и их производных относится к направлениям на стыке наук и привлекает интерес ученых разных специальностей.
Рис. 1 характеризует общую привлекательность исследований в области фуллеренов на основании публикаций в российских научных журналах. Согласно аргументации Д. Прайса [14] рост многих процессов в науке, в том числе публикаций по данной тематике, может быть отображен последовательностью логистических (S-образных) кривых, когда вслед за исчезновением старых появляются новые экспоненты, создавая эффект нарастания. Переход от медленно растущей ветви предыдущей логисты (символизирующей стадию созревания и последующего дряхления) к быстро растущей ветви следующей (символизирующей стадию зарождения и ускоренного роста) может вызывать новые направления исследований, новые открытия или новые благоприятные для данной области возможности. Однако естественно возобновляемый рост такого рода не будет происходить, если фундаментальную область не подпитывать на уровне, достаточном для поддержки новых тенденций. Динамика изменения количества публикаций по фуллеренам на рис. 1 напоминает логистический рост, но в настоящий момент довольно трудно определить, на какой стадии находятся исследования в этой области и, тем более, спрогнозировать форму их роста в будущем. Ограничимся лишь некоторыми частными комментариями. Пик 1996 г. на рис. 1 имел место на три года позже соответствующего пика в мировом потоке литературы по фуллеренам (см. аналогичную кривую на рис. 1 [11]), что подтверждает общий "запаздывающий" характер развития данного научного направления в нашей стране. Можно отметить, что структурно пик 1999 г. отличается от пика 1996 г. повышением доли публикаций в журналах физического профиля ("Физика твердого тела", "Журнал технической физики" и "Письма в Журнал технической физики", "Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики", "Оптика и спектроскопия"). На примере журнала "Известия Академии наук. Серия химическая", обеспечивающего более 1/4 от общего числа публикаций по фуллеренам, было установлено, что оба пика совпали со значительным притоком в этот журнал новых авторов. Однако из состава вновь пришедших в 1996-1997 гг. авторов 40 % оказались "одностатейниками", что, вероятно, и повлияло на спад публикационной активности в 1998 г. Трудно с определенностью сказать, чем мотивировано такое поведение, выскажем лишь предположение, что здесь свою роль могла сыграть научная мода, некоторый дополнительный ажиотаж, сложившийся вокруг данной тематики в связи с присуждением Нобелевской премии.
Таблица 1
Количество исследовательских проектов РФФИ, рекомендованных к финансированию по итогам конкурса в соответствующем году, которые на основании ключевых слов, содержащихся в их названиях, отнесены к области изучения фуллеренов и их производных
| Календарный год | 1993-1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 |
| Количество новых исследовательских проектов РФФИ в области фуллеренов | 17 | 17 | 21 | 14 | 13 | 15 | 14 | 11 |
Анализ информации о выполняемых исследовательских проектах (их тематике, географии, составе исследовательских групп, включая половозрастные, квалификационные, статусные характеристики их членов и т.д.) способен внести значительный вклад в представление о характере и перспективах развития того или иного научного направления. Это обусловлено в частности тем, что заявки на исследования проходят тщательную экспертизу и конкурсный отбор, за каждым проектом стоит, как правило, несколько будущих публикаций, в том числе в зарубежных изданиях, в процессе выполнения проектов происходит проблемно ориентированная подготовка научной молодежи и т.д.
В связи со сказанным целесообразен анализ информации об исследовательских проектах в области фуллеренов, поддержанных основным из российских научных фондов - РФФИ - за время его существования. Как следует из табл. 1, за период с 1993 по 2001 г. конкурсный отбор на предоставление гранта РФФИ прошли 122 исследовательских проекта, которые на основании ключевых слов и характерных химических формул, содержащихся в их названиях, отнесены к области изучения фуллеренов и их производных. По областям знаний распределение проектов таково: математика, информатика и механика - 1; физика и астрономия - 29; химия - 89; биология, медицинская наука - 2; науки о Земле - 1. Можно отметить появление в 2000 г. двух исследовательских проектов в области биологии и медицинской науки, связанных с изучением аминокислотных и пептидных производных фуллерена с целью применения их в качестве перспективных адъювантов для вакцин нового поколения. Общую тематическую направленность проектов можно охарактеризовать с помощью их "нежесткой" классификации следующим образом. 54 % от общего числа проектов ориентированы на изучение свойств фуллеренов и их производных; 30 % - на изучение реакционной способности фуллеренов, а также средств и способов получения различных производных фуллеренов и комплексов на их основе. Далее следуют: механизмы образования и способы получения фуллеренов и их производных - 16 %; структура, строение фуллеренов и их производных - 16 %; прочее - 6 %. На основании проведенного анализа каких-либо качественных (сдвиговых) изменений в относительной тематической направленности проектов в рамках выбранной нами классификации за рассматриваемый период не обнаружено.
Всего руководителями исследовательских проектов в области фуллеренов, удостоенных грантов РФФИ, были и в настоящее время являются 94 ученых. Динамику расширения интереса к изучению фуллеренов и их производных характеризует количество ученых, в первый раз получивших гранты РФФИ для проведения исследований по данной проблеме и являющихся, по-видимому, руководителями также и новых исследовательских коллективов (рис. 2). Если отбросить три стартовых года, то максимальной доля новых руководителей (12 на 14 новых проектов) была в 1997 году, затем она снизилась до минимума (5 на 14 новых проектов) в 2000 году. В отличие от индивидуальных состав институциональных участников исследований к настоящему моменту времени практически сформировался (рис. 2). Среди них преобладают академические НИИ (68 %), в которых выполнялось 73 % исследовательских проектов в области фуллеренов. На долю вузов (12 % от числа институциональных участников) приходится 16 и на долю других организаций (20 % от числа участников) - 11 % выполнявшихся исследовательских проектов. Самыми активными участниками исследовательских проектов РФФИ в области фуллеренов являются Институт химической физики РАН в Черноголовке, в котором вместе с близкими к нему Институтом проблем химической физики РАН и Институтом новых химических проблем РАН выполнялось 20 проектов, а также Химический факультет МГУ, выполнявший 13 проектов. Далее следуют Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (10 проектов), Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН (7 проектов).
Основная часть проводимых по грантам РФФИ фундаментальных исследований в области фуллеренов концентрируется в ведущих научных центрах страны: Москве и Московской области - 63; Санкт-Петербурге - 13; Новосибирске - 10 % от числа всех проектов. В исследования вовлечены также научные учреждения и вузы еще 9 городов (Казань, Уфа, Нижний Новгород, Иркутск, Красноярск, Петрозаводск, Тверь, Иваново, Владивосток). Из 89 проектов, выполнявшихся и выполняемых в РАН, 30 % приходится на долю ее нестоличных учреждений (18 % - на долю СО РАН). Добавим, что только 10 % "вузовских" проектов в области фуллеренов приходится на долю нестоличных вузов и ни одна из прочих организаций, занимающихся данной проблематикой (Государственные научные центры, отраслевые и ведомственные НИИ), не находится за пределами московского региона и Санкт-Петербурга. Таким образом, на примере конкретной области видно, что только академические региональные научные учреждения способны в заметной степени соперничать со столичными, а это свидетельствует, что только в Российской академии наук исследовательский потенциал распределен более или менее равномерно. Положительная сторона этого, помимо прочего, заключается и в том, что, региональные отделения РАН имеют более молодой кадровый состав (так, в Сибирском отделении в течение длительного времени средний возраст научных работников на два года ниже, чем в целом по Академии).
Использование массива отчетов о результатах выполнения исследовательских проектов РФФИ, а также данных об их исполнителях могло бы существенно дополнить приведенный анализ. Такая попытка была реализована на примере одного (1996-го) года. Поиск по ключевым словам и химическим формулам, содержащимся не только в названиях проектов, но и в аннотациях отчетов о результатах проведенных по ним исследований, выявил более широкий (примерно на 40 %) круг выполнявшихся в данном году проектов по проблеме изучения фуллеренов и их производных. Это позволяет и шире оценивать масштабы проводимых фундаментальных исследований в данной области. Ряд проектов, в текстах отчетов которых встречались соответствующие ключевые слова, как установлено, не имел к изучению фуллеренов непосредственного отношения, что могло косвенно свидетельствовать о дани научной моде. Наличие сведений об исполнителях проектов РФФИ (в совокупности с данными ВАК России и РОСПАТЕНТА) позволяет: анализировать характер формирования и состав исследовательских групп; вычленять пересекающиеся части групп исследователей и коллективов изобретателей для последующего изучения связей между проводимыми фундаментальными исследованиями и патентуемыми результатами в данной области; отслеживать и анализировать дальнейшую профессиональную эволюцию членов исследовательских коллективов, их привязанность к избранной тематике и т.д. Так, например, установлено, что больше всего исследовательских проектов в области фуллеренов выполнялось в 1996 г. группами из 7 человек, меньше всего - из 2-х, причем распределение групп по количеству участников имело левостороннюю асимметрию. Самый "диверсифицированный" по составу участников исследовательский коллектив (проект № 96-02-17992 "Разработка основ мониторинга пучков заряженных частиц по их излучению из ондуляторов") включает 4-х сотрудников НИИ ядерной физики Томского политехнического университета, 3-х сотрудников Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН, по 1-му сотруднику Санкт-Петербургского государственного морского технического университета и НИИ физики Санкт-Петербургского государственного университета. Сочетание академической и фирменной науки можно было проследить на примере лишь двух исследовательских коллективов (проекты: № 96-03-34411 "Механизм образования фуллеренов и сажи при испарении углерода в электрической дуге"; № 96-02-18015 "Микроспектроскопия новых углеродсодержащих материалов, полученных при высокоэнергетическом воздействии и допировании, и их фононные моды"). В первом из них сотрудничали представители Института химической физики РАН в Черноголовке и Всероссийского научно-исследовательского института газов и газовых технологий РАО ГАЗПРОМ, во втором - представители Института спектроскопии РАН и Государственного института редкометаллической промышленности. Эти редкие пока случаи межсекторального сотрудничества говорят, в частности, о том, что совместное участие в исследовательских проектах еще нельзя рассматривать как активный канал передачи фундаментального научного знания в промышленность. Как будет видно из дальнейшего, такие каналы робко, но возникают в иной форме. Интересно отметить, что по меньшей мере шестеро из участников, имея в 1996 г. исполнительский статус, в дальнейшем подали заявки на получение гранта РФФИ и возглавили собственные проекты в области фуллеренов, еще четверо защитили в 1997-1998 гг. (по данным ВАК России) кандидатские диссертации, т.е. продолжили свой квалификационный рост в избранном направлении. Это, а также тот факт, что из состава ученых-авторов первых публикаций по фуллеренам в 1991-1992 гг., как минимум 78 % имели публикации в данной области и в 1999-2000 гг. характеризует определенную степень профессиональной приверженности ученых, работающих в данной области.
Патенты относятся к разновидности научно-технической литературы, которая одной своей частью обращена в сторону науки, а другой - к техническим и технологическим инновациям. Изучение изобретательской активности, информации, содержащейся в патентах, позволяет определять появление новых технологических возможностей в той или иной области, анализировать научную базу перспективных технологических инноваций. Поиск на основе ключевых слов, содержащихся в БД "Патенты России" (с 2000 г. доступна на Web-сайте РОСПАТЕНТА) существует в двух вариантах: полнотекстовом и реферативном. Ее реферативная составляющая содержит информацию о более чем 280 тыс. заявок и патентов на изобретения и более чем 11 тыс. российских свидетельств на полезные модели с 1994 по 2000 гг. В структуру информационного документа входят: библиографическое описание, реферат, основной чертеж. Поиск в рефератах позволил выявить 44 патента на изобретения и 5 - на полезные модели в рассматриваемой области, выданные российским заявителям в период с 1994 по июнь 2000 гг. Динамика выдачи патентных документов РФ в области фуллеренов российским заявителям подробно охарактеризована в [15]. Заметим лишь, что пик выдачи патентных документов РОСПАТЕНТОМ пришелся на 1999 г., тогда как за рубежом он был пройден до 1997 г. (см., например, табл. 1 в [16]).
Следующие 4 группы российских патентов (выделенные по неформальным, содержательным признакам) дают общее представление об основных направлениях исследований в области фуллеренов, приводящих к патентоспособным результатам. Группа из 12 патентов, связанных с получением и выделением фуллеренов (9 патентов на изобретения и 3 - на полезные модели). Среди патентообладателей: Санкт-Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН; Институт физики твердого тела РАН (п. Черноголовка); Санкт-Петербургский государственный технический университет; Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет); Уфимский государственный нефтяной технический университет; ТОО "Фаэтон" (г. Санкт-Петербург), а также индивидуальные изобретатели. Группа из 9 патентов, связанных с получением искусственных алмазов и других сверхтвердых материалов на основе фуллеренов (8 патентов на изобретения, 1 - на полезную модель). Среди патентообладателей: Институт спектроскопии РАН (г. Троицк); Научно-технический центр "Сверхтвердые материалы" (г. Троицк); Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (г. Москва); НПО по технологии машиностроения; Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии с научно-исследовательским институтом проблем порошковой технологии и покрытий с опытным производством; ЗАО "Научно-техническое агентство "Интеллект"" (г. Санкт-Петербург). Группа из 4 патентов, связанных с биотехнологией и применением фуллеренов и их производных в медицине и фармацевтике (все патенты на изобретения). Среди патентообладателей: Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (г. Москва); Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН (г. Москва); Общественное объединение "Фонд интеллектуального сотрудничества"; индивидуальный изобретатель. Группа из 14 патентов на способы получения различных производных фуллеренов, которые могут найти применения в тонком органическом и металлоорганическом синтезе, а также в качестве исходных полупродуктов при получении биологически активных веществ для медицины и сельского хозяйства, присадок к маслам (13 патентов на изобретения, 1 - на полезную модель). Патентообладатель - Институт нефтехимии и катализа АН Республики Башкортостан и Уфимского научного центра РАН. Среди других возможных применений фуллеренов, нашедших отражение в запатентованных изобретениях: композиционный материал с использованием фуллерена; катодный материал для химических источников тока; излучающая добавка для генерации излучения оптического диапазона в разрядных осветительных лампах низкого давления; смазочное масло с фуллереновой добавкой; наполнитель для каучуков, резин и других эластомеров.
Представляет интерес анализ научно-технической базы отечественных изобретений в области фуллеренов, чему может служить рассмотрение списков аналогов (прототипов), содержащихся (к сожалению, не всегда) в рефератах заявок на изобретения и кратких описаниях самих изобретений. Сопоставим, например, структуры прототипов, указанных в описаниях патентов на изобретения за 1998 г. и 1999 г. Так, в 1998 г. в качестве прототипов приведены следующие источники: 1 публикация российских авторов в зарубежном журнале (1996 г.); 3 публикации зарубежных авторов (1992, 1995, и 1997 гг.); 4 патентных документа СССР и России (1988, 1995, 1996 и 1997 гг.); 20 зарубежных патентных документов, включая заявки на патенты (1986 и 1992-1996 гг.). В 1999 г. перечень прототипов включал: 14 публикаций российских авторов, в том числе в зарубежных журналах (1976, 1983, 1984, 1992 и 1994-1996 гг.); 11 публикаций зарубежных авторов (1925 и 1992-1995 гг.); 13 патентных документов СССР и России (1986, 1987 и 1991-1997 гг.); 25 зарубежных патентных документов (1971, 1976, 1985, 1986, 1990, 1992-1995 и 1998 гг.). Как видим, соотношение публикаций российских и зарубежных авторов, приводимых в качестве прототипов отечественных изобретений в области фуллеренов, изменилось с 1:3 в 1998 г. до 1,3:1 в 1999 г., а российских и зарубежных патентных документов с 1:5 до 1:1,9 соответственно. Это говорит, в частности, об укреплении отечественной изобретательской базы. К числу наиболее часто упоминаемых журналов со статьями российских авторов в качестве прототипов относятся "Известия Академии наук. Серия химическая". Упоминаются также "Журнал общей химии", "Письма в Журнал технической физики", "Physics Letters. A", и др. Около 60 % публикаций вышли за три и менее лет до даты подачи заявки на изобретение, в которую они были включены в качестве прототипа, "возраст" 23 % публикаций-прототипов составил 14 и более лет. Конечно, исследуемый нами массив патентов пока довольно мал, однако в дальнейшем, по мере его расширения библиометрический анализ патентных ссылок (перечней прототипов) мог бы стать более содержательным, например, в плане выявления и оценки связи между наукой и технологией и т.д. Еще одним источником информации для этого является сравнительный анализ тематики проектов, поддерживаемых РФФИ, и тематической направленности патентуемых результатов, данных о составе групп исследователей по проектам и изобретателей по заявкам на патенты. Так, патенты на изобретения, полученные Химическим факультетом МГУ ("Устройство для синтеза фторпроизводных фуллеренов" по заявке от 29.01.1998 г.); Санкт-Петербургским государственным техническим университетом ("Способ получения кристаллических фуллеренов" по заявке от 11.06. 1997 г.); Институтом элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН ("Адъюванты" по заявке от 10.04.1997 г.); Научно-техническим центром "Сверхтвердые материалы" и группой сотрудников РАН ("Сверхтвердый углеродный материал, способ его получения и изделие, выполненное из сверхтвердого углеродного материала" и "Наконечник для измерения механических параметров материалов" по заявкам от 11.10.1996 г. и 31.10.1996 г.); Институтом биоорганической химии РАН им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова ("Фуллереновые производные гликопептида, обладающие адъювантной активностью" по заявке от 10.04.1997 г.); АОЗТ "Интеллект" ("Способ получения оптического излучения и разрядная лампа для его осуществления" по заявке от 22.03.1995 г.), и др. с большой степенью достоверности могут рассматриваться как результаты работ по следующим проектам исследований в области фуллеренов, поддержанных РФФИ, соответственно: № 95-03-09779 "Экспериментальное определение сродства к электрону фторидов фуллеренов"; № 96-02-16886 "Экспериментальное исследование высокотемпературной сверхпроводимости в металлофуллеренах"; № 95-03-08417 "Синтез аминокислотных и пептитдных производных фуллерена и создание на их основе физиологически активных соединений"; №№ 96-02-16322 "Исследование спектров комбинационного рассеяния в процессе полимеризации фуллерита под внешним воздействием" и 96-02-18015 "Микроспектроскопия новых углеродсодержащих материалов, полученных при высокоэнергетическом воздействии и допировании, и их фононные моды"; еще раз № 95-03-08417; № 95-02-03588 "Разработка и оптимизация плазменных методов получения фуллеренов" и др.
13 % авторов изобретений и полезных моделей в области фуллеренов занимались фундаментальными исследованиями в рамках проектов РФФИ в 1996 г., однако с их участием было создано 38 % от общего числа изобретений и полезных моделей. В персональный состав этого контингента входят известные ученые, публикации которых (в авторитетных отечественных и зарубежных изданиях) часто цитируются, могут выступать прототипами изобретений. Помимо прочего, данное обстоятельство означает, что финансовая поддержка Фонда была получена высококвалифицированными специалистами, способными сочетать проведение фундаментальных исследований с изобретательской активностью, результатом чего стало патентование технических решений в такой новой и быстро развивающейся области, как фуллерены. Учитывая сказанное, логично предположить, что грантовое финансирование фундаментальных исследований сыграло немаловажную роль в создании первых отечественных изобретений в области фуллеренов. Наиболее активным каналом передачи фундаментального научного знания в сферу технических приложений стало, по-видимому, индивидуальное участие академических ученых и представителей ведущих вузов в изобретательской деятельности, чему способствовало создание "параллельных" с государственными коммерческих структур.
По глубине научной обоснованности, изобретательскому уровню, ориентированности на высокие технологии и, наконец, продвинутости с точки зрения практических приложений выделяются изобретения, относящиеся к созданию нового сверхтвердого (в несколько раз тверже алмаза) материала на основе фуллерита и инструментов из него (патенты № 2078033 "Полиморфное соединение углерода"; № 2096321 "Сверхтвердый материал и способ его получения"; № 2108228 "Полиморфное соединение углерода"; № 2126536 "Наконечник для измерения механических параметров материалов"; № 2127225 "Сверхтвердый углеродный материал, способ его получения и изделие, выполненное из сверхтвердого углеродного материала"), а также к получению и применению аминокислотных и пептидных производных фуллеренов в качестве адъювантов для вакцин нового поколения (патенты № 2124022 "Фуллереновое производное гликопептида, обладающее адъювантной активностью"; № 2129436 "Адъюванты").
Первое изобретение создано коллективом ученых, работающих в настоящее время в Государственном технологическом институте сверхтвердых и новых углеродных материалов (г. Троицк). Получаемый путем сдвиговой деформации при высоком давлении сверхтвердый фуллерит может применяться как конструкционный материал, в частности для изготовления инструментов (например, наконечников в составе твердомеров и склерометров для измерения механических характеристик различных материалов, в том числе твердых и сверхтвердых), элементов высокоточных приборов (например, быстроизнашивающихся игл для атомно-силового микроскопа). С помощью сверхтвердого фуллерита была впервые точно измерена твердость всех граней алмаза [17]. О научной базе данного изобретения говорит ряд публикаций авторского коллектива в ведущих отечественных, а также зарубежных научных журналах (таких, например, как "Physics Letters. A" в 1994, 1995, 1996, 1997 гг., "Applied Physics" в 1997 г.). Наряду с пятью российскими патентами, на него впоследствии были получены также европейский и американский патенты. Сравнительная (по отношению к мировому уровню) оценка независимыми экспертами достижений России по основным направлениям исследований в области новых материалов свидетельствует, что уровень разработок по сверхтвердым материалам (материалам на основе фуллеренов, синтетическим алмазам) относится к числу наиболее высоких [18]. Таким образом, здесь наша страна вполне конкурентоспособна и могла бы иметь неплохие перспективы для продвижения отечественных разработок, а еще лучше произведенной на их основе продукции на зарубежные рынки.
Считается, что особенно много возможностей применения фуллеренов в фармакологии. Проведенные исследования подтверждают, что фуллерены могут рассматриваться как основа для получения новых высокотехнологичных материалов и препаратов, необходимых в медицине. Одно из перспективных направлений в биотехнологии - применение фуллеренов в качестве носителей биологически активных соединений для получения эффективных терапевтических и вакцинных препаратов. В нашей стране этим направлением занимается коллектив ученых и изобретателей, представляющих два института Академии наук (Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова и Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова), а также Государственный научный центр "Институт иммунологии" и НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского Российской академии медицинских наук (см. [19, 20], два упомянутых выше патента). Был предложен метод прямого эквимолярного присоединения аминокислот и дипептидов к фуллерену С60, который приводит к производным, хорошо растворимым в водных средах. Проведенные эксперименты показали, что полученные производные обладают адъювантными свойствами и что в качестве адъювантов они превосходят традиционно применяемые. Эти вещества сами по себе иммунитет и аллергию не вызывают, клетки не убивают и не порождают в них мутаций, однако, при введении вместе с антигенами успешно стимулируют иммунитет. Производные фуллеренов изготовлены в Институте элементоорганических соединений, в Институте иммунологии убедились, что они не вредят организму [20], а в Институте вирусологии выяснили, что их можно использовать в качестве адъювантов [19]. Исследования и эксперименты продолжаются. Уже по составу участников видно, что они близки к стадии подготовки к практическому внедрению. В настоящее время на эти работы имеется платежеспособный отечественный заказчик.
Таким образом, если углеродным наноматериалам и, в частности, фуллеренам суждено реально стать материалами будущего, то, по крайней мере, для двух областей стартовые позиции нашей страны, благодаря ее ученым и изобретателям выглядят вполне достойно. Вопрос в том, найдут ли они соответствующее экономическое продолжение. И здесь нельзя пройти мимо одного парадокса. Традиционно считается, что лимитирующим фактором для практического применения фуллеренов в промышленных масштабах является их высокая стоимость, Однако по мнению некоторых экспертов у российских производителей есть возможности при увеличении масштабов производства значительно снизить стоимость фуллеренов, что переводит проблему стоимости в проблему масштабного спроса на продукцию, производимую с использованием фуллеренов. Но поскольку это, как правило, высокотехнологичная продукция (как по способу производства, так и по спектру применений), подобный спрос на нее, по крайней мере, внутри страны без серьезных преобразований в технологическом базисе экономики не возможен.
Перспективы развития научного направления в немалой степени зависят от численности, структуры, мотиваций и творческой активности сформировавшегося научного сообщества, а также возможностей его воспроизводства. Наиболее полный (по охвату) состав участников исследований в области фуллеренов на протяжении последних 10 лет способен дать список авторов и соавторов отобранных нами 472 журнальных публикаций. Согласно этому списку проблемой изучения фуллеренов и их производных занимались свыше 750 российских ученых, вклад каждого из которых в данную область естественно был различен и колебался от одной до 33-х публикаций. В табл. 2 дается сопоставление доли ученых, написавших i статей по данной тематике (для первых десяти значений i), в соответствии с эмпирическими данными (i) и законом Лотки (pi). Неплохое совпадение обеих величин говорит, в частности, о том, что выделенное нами научное сообщество представляет собой достаточно целостную устойчивую систему. Следует отметить, что в выборке не представлены публикации российских ученых в зарубежных изданиях, однако предварительный анализ показал, что соотношение публикаций российских ученых в отечественных и зарубежных журналах в 2000 г. составляло примерно 3 : 1 и что подавляющее большинство авторов статей в иностранных журналах публиковались и в российских.
| i | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| di | 58,3 | 19,5 | 7,2 | 4,1 | 2,7 | 1,3 | 1,4 | 1,8 | 0,6 | 0,5 |
| i | 60,0 | 15,0 | 6,7 | 3,8 | 2,4 | 1,7 | 1,2 | 1,0 | 0,7 | 0,6 |
Верхнюю часть списка наиболее продуктивных в рассматриваемой области ученых (первые 10 мест) занимают представители академической науки (Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Москва; Института высокомолекулярных соединений РАН, Санкт-Петербург; Института химической физики и Института проблем химической физики РАН в Черноголовке; Института проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург). Только во втором десятке появляется представитель Всероссийского научного центра "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова". Это лишний раз подтверждает вывод о концентрации фундаментальных исследований в области фуллеренов в научных учреждениях РАН. Интересную пищу для размышлений способно дать рассмотрение группы ученых с минимальной продуктивностью - "одностатейников". В нее могут входить как те из ученых, кто разочаровался или не нашел себя в данной проблематике, занялся ею под влиянием научной моды и т.д., так и начинающие в данной области исследователи, от которых еще можно ожидать научных результатов и публикационных вкладов. На основе имеющейся у нас информации нельзя однозначно идентифицировать эти две подгруппы, однако можно сделать некоторые приближенные оценки, учитывая распределение интервала времени от момента опубликования ученым его "единственной" (по нашим данным) работы до настоящего момента времени (2000 г.). Так, например, трудно ожидать, что после перерыва в 5 или более лет кто-либо из "одностатейников" продолжит публиковаться по данной тематике, т.е. со значительной долей уверенности его можно причислять к первой подгруппе. Согласно расчетам из 460 ученых с единственной публикацией по фуллеренам более 50 % опубликовали ее в интервале от 1992 до 1997 г., т.е. с большой вероятностью их можно отнести к категории выбывших. Если учесть, что выбытия возможны и из состава "начинающих", и из состава продуктивно работающих в области изучения фуллеренов ученых, проблема воспроизводства кадрового потенциала, притока "свежей крови" для развития данного научного направления стоит достаточно остро. Более подробную информацию для анализа данной проблемы могут дать сведения о составе исследовательских групп, выполняющих проекты РФФИ, а также лицах, защищающих кандидатские и докторские диссертации. В частности, на примере одного конкретного (1996) года ранее было показано, что участники исследовательских проектов в области фуллеренов в среднем на один год моложе (за счет большей доли студентов и аспирантов), чем все участники исследовательских проектов РФФИ [15]. Однако количество кандидатских и докторских диссертаций в области фуллеренов, утвержденных ВАК России в 1997-1998 гг. (выборка осуществлена из БД ВАК России по ключевым словам, содержащимся в названиях диссертаций, а также кратких рефератах для докторских диссертаций), составило всего 15, что на порядок меньше количества диссертаций (на степень Ph.D.), защищенных в американских университетах в эти же годы [11]. Основной вклад в подготовку кандидатов и докторов наук за академическими НИИ. Можно отметить также Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (двое представителей которого защитили докторские диссертации в возрасте до 40 лет), Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского и Уфимский государственный нефтяной технический университет. Вместе с тем, значительное отставание, и именно в показателях воспроизводства кадров, от ведущих стран Запада вызывает обеспокоенность, поскольку без достаточной подготовки молодых квалифицированных специалистов, способных заниматься дальнейшими исследованиями и разработками на должном уровне, трудно рассчитывать на успешное развитие научного направления и достойное место страны в развернувшейся мировой научной гонке.
В последнее десятилетие отечественная наука понесла значительные потери (кадровые, материальные, финансовые), результатом чего стала в частности "дискретизация" некогда сплошного фронта исследований, проводимых российскими учеными. Для "разумной реструктуризации" науки, ее приоритетно ориентированной поддержки необходим объективный анализ сохранившейся части фундамента, оценка потенциала развития отдельных научных и научно-технических направлений. В статье представлены: методологический подход к решению этой задачи и его реализация на конкретном примере, в качестве которого выбрано новое быстро развивающееся направление, связанное с изучением и применением фуллеренов и их производных. По результатам выполненной работы могут быть сформулированы некоторые выводы.
