В. X. Клингмен ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПОИСКОВЫХ РАЗРАБОТОК
До недавнего времени никто не предложил методики прогнозирования научных достижений (в отличие от технических). Автор указывает, что достижения во многих областях науки и поисковых разработок являются непосредственным результатом финансирования исследований со стороны правительства США.
В настоящее время правительство США вкладывает около 17 млрд. долл. в подобные работы, и большая часть этих средств выделяется на основе заявок, в которых указываются конкретные цели, технические средства и часто также календарный план выполнения работ. Отсюда следует, что критический анализ научно-исследовательских проектов, финансируемых правительством, дал бы возможность по крайней мере в какой-то степени охарактеризовать конкретные цели, объем работ, область деятельности и некоторые вероятные научные достижения в ближайшие несколько лет. Используя некоторые примеры из деятельности НАСА, автор преобразует ряд заявок на научные исследования в совокупность словесных дескрипторов. Эти дескрипторы в дальнейшем сверяются с текущими промежуточными отчетами и итоговыми отчетами о проводимых исследованиях. Анализ сущности и частоты употребления таких дескрипторов в массе научно-исследовательских работ ясно показывает интенсивность творческих усилий и возможные их результаты. Хотя эта идея прогнозирования никоим образом не претендует на охват всего научного прогресса, она определенно подсказывает способ предвидения некоторых результатов от крупных правительственных ассигнований на научные исследования. Мы считаем, что это — первое конкретное предложение по прогнозированию по крайней мере части прогресса «научного» звена в сфере НИОКР.
Около двух третей научных исследований и разработок в США финансирует федеральное правительство. Несмотря на то что в основном эти программы направлены на достижение военных, космических и других государственных целей, они вносят вклад в прогресс многих отраслей техники, важных в промышленном отношении.
В качестве примеров можно назвать вычислительную технику, миниатюризацию электроники, жаропрочные сплавы и керамику, легкие конструкционные материалы на основе титана. Финансируемые правительством программы внесли значительный вклад в эти отрасли. Каковы будущие отрасли науки и техники, на которые окажут воздействие подобные программы? В настоящей статье рассматривается один из методов, с помощью которого предлагается найти ответ на этот вопрос.Автором была разработана методология разработки описательных терминов (дескрипторов) применительно к технике, создаваемой в результате выполнения нынешних программ НАСА, причем эта методология вошла составной частью в «Программу применения техники НАСА». Такие дескрипторы позволяют выявить научно-технические области, в которых будет наблюдаться наибольший прогресс в течение ближайших двух—пяти лет. Метод, вообще говоря, применим к любой программе. Отправной пункт метода — сжатое описание технических целей каждого проекта в рассматриваемой программе. Подобные описания даются для большой части научных исследований, финансируемых правительством. В настоящей статье обсуждается методика прогнозирования, заключающаяся в анализе технических задач с целью получения совокупности дескрипторов для техники, появление которой ожидается в результате выполнения группы проектов.
Предсказываемую технику можно определить в той мере, в какой можно подобрать подобную совокупность дескрипторов. Дескрипторы — это отдельные содержательные термины, выбранные из заданного словаря. К каждому проекту может относиться несколько дескрипторов. Если один и тот же дескриптор используется в большом числе проектов данной программы, то можно ожидать, что программа окажет сильное воздействие на область науки и техники, соответствующую данному дескриптору. Методология выбора указанных дескрипторов и составляет основую часть методики прогнозирования, рассматриваемой в настоящей статье.
В следующем разделе рассматривается проверка методологии в том виде, как она была разработана для «Программы применения техники НАСА».
Точность и полнота, с какими можно выполнять прогнозирование, выявляются из результатов, достигнутых в данном исследовании НАСА. После этого изложен метод прогнозирования и приведены примеры.
Для удовлетворения требований космической программы ученые и инженеры создавали новую технику гораздо быстрее, чем прежде. Информация появлялась быстрее, чем ее можно было распространить обычными средствами, такими, как публикации в технических журналах. Большая часть разработанной техники была применима к неаэрокосмическим проблемам в промышленности. «Программа применения техники НАСА» была учреждена, чтобы выполнить требования по передаче этой техники в различные отрасли промышленности. Программа ставит следующие четыре цели: увеличить отдачу от государственных вложений в аэрокосмические исследования посредством поощрения дополнительного применения их результатов; сократить период между открытием нового знания и его эффективным использованием на рынке; способствовать распространению нового знания через промышленные, отраслевые и региональные границы; содействовать разработке лучших средств передачи знаний от точек их возникновения к точкам их потенциального применения.
В качестве составной части этой программы было проведено экспериментальное исследование по оценке выполнимости и ценности указателя к научно-исследовательским и техническим заданиям НАСА. Последние представляют собой формулировки целей планов отдельных проектов, которые были разработаны и использованы в рамках НАСА. Была оценена выполнимость составления указателя к технике, создаваемой в результате осуществления того или иного проекта, при использовании в качестве источника информации только указателей научно-исследовательских и технических заданий. Участники «Программы применения техники НАСА» могли бы воспользоваться таким указателем для выявления тех программ НАСА, в которых создается техника, удовлетворяющая специально заданным неаэрокосмическим потребностям. С другой стороны, существующие ныне указатели используются для выявления отчетов НАСА о нужной технике только после того, как она уже разработана.
Экспериментальное исследование включало три этапа. Во-первых, были проанализированы формулировки технических целей и подходов для ряда проектов НАСА. Эти формулировки содержатся в вышеупомянутых документах, а именно в научно-исследовательских и технических заданиях НАСА. Для примера ниже воспроизведена подлинная формулировка цели и подхода для проекта исследований по низкотемпературной изоляции.
Название: Научные исследования по криогенной изоляции. Дата: Июнь 1964 г.
Цель: Цель данной программы состоит в том, чтобы предложенную идею высокоэффективной изоляции проверить в условиях, критических для термических и конструкционных характеристик дейст
вующей системы космического аппарата. Такое дополнение предусматривается для непрерывной защиты недавно разработанных изоляционных материалов и для поисковых разработок в области мероприятий, направленных на внесение корректив в испытанные и отвергнутые системы.
Подход: Для дополнительного испытания непроверенных концепций систем будут использованы пробные образцы экранированных корпусов и процедуры испытаний, разработанные и использованные по контракту NAS8-11397. Многообещающие системы, отказавшие или плохо функционировавшие в ходе прежних испытаний, будут усовершенствованы путем использования знаний, полученных при анализе результатов указанных испытаний. После этого можно с уверенностью в широком масштабе применять изоляционные системы.
Такие формулировки составляет руководитель проекта в НАСА до начала проведения работ. Важным обстоятельством для использования этих материалов в интересах научно-технического прогнозирования является то, что в анализе технической цели и подхода использовалась только информация, имевшаяся до начала выполнения соответствующего проекта НАСА.
Во-вторых, прогнозировались дескрипторы техники, создание которой ожидалось в результате выполнения проекта. Методика прогнозирования рассматривается ниже. В основном она состояла из следующих этапов. Составлялось краткое письменное описание последовательности событий, которые ожидаются в ходе экспериментального проекта.
Затем составлялся список ключевых слов на основе использования этого письменного описания и первоначальной формулировки технической цели и подхода. Этот список предназначался для описания новой техники, появление которой ожидалось в результате выполнения проекта. И наконец, из заданного словаря, используемого для составления указателей документов НАСА, отбиралась совокупность дескрипторов для данного вида техники. Этот словарь содержится в тезаурусе НАСА. Из тезауруса выбирались те дескрипторы, которые отражают и подробно характеризуют ключевые слова и фразы.В-третьих, отображенные во втором этапе эксперимента дескрипторы сопоставлялись с реальной техникой, созданной в результате выполнения каждого проекта. Это производилось путем сбора всех опубликованных отчетов о проектах. Изучались как эти отчеты, так и дескрипторы, использованные в НАСА для составления указателей к проектам. Дескрипторы НАСА для отчетов сравнивались с дескрипторами проектируемой техники, выбранными на втором этапе эксперимента. В ходе сравнения определялись точность, полнота и специфичность дескрипторов проектируемой техники. При рассмотрении результатов эксперимента важно иметь в виду, что сравнивались две совокупности дескрипторов. При этом дескрипторы проектируемой техники выбирались автором на основе использования только той информации, которая имелась до начала выпол-
нения проекта, а дескрипторы к отчетам выбирались НАСА по за-
вершении проекта.
Особое внимание мы уделяли точности прогнозирования техни
ки, появление которой ожидалось в результате осуществления проекта. Для измерения этого производился поиск отчетов о проектах с целью определить, была ли разработана та техника, которая соответствует данному дескриптору проектируемой техники. Было установлено, что 95% выбранных дескрипторов соответствовало новой технике, фактически-созданной в результате выполнения проекта.
Второй вопрос касался полноты прогнозирования.
Она измерялась путем изучения каждой технической идеи, о которой сообщалось в отчетах НАСА и которые были внесены в указатель. Для каждой подобной идеи было определено, были ли отобраны соответствующие ей дескрипторы проектируемой техники. Оказалось, что 88% технических идей, указанных в отчетах и внесенных в указатель НАСА, было охвачено дескрипторами, отобранными для прогноза.Третий вопрос относился к специфичности прогнозирования. Иными словами, определилась возможность описания предсказываемой техники более конкретно и определенно после завершения проекта. Если прогноз составлен в виде письменного детального описания техники, то, конечно, такое описание всегда можно сделать более конкретным и специфичным после завершения проекта. В экспериментальном исследовании НАСА прогноз был составлен в виде списка технических терминов, предназначенных для описания проектируемой техники. Этот список был подобран из словаря, зафиксированного в тезаурусе НАСА. Априорно не было известно, можно ли подобрать более специфичный список описательных терминов, когда технический проект был завершен. В результате эксперимента было фактически установлено, что 53% отобранных в прогнозе дескрипторов характеризуют соответствующие технические разработки по крайней мере так же специфично, как составлен указатель НАСА после завершения проекта.
Приведенные выше результаты показывают, что был найден метод, с помощью которого можно прогнозировать (в виде системы описывающих терминов) ту технику, которая появится в будущем в результате выполнения данного научно-исследовательского проекта. Эксперимент показал, что такие прогнозы точны и полны даже при использовании лишь той информации, которая имелась до начала выполнения научно-исследовательского проекта. Основной тип прогнозов, выполняемых с помощью данного метода, состоит в определении областей технического прогресса. Например, в эксперименте с НАСА было предсказано, что будет разрабатываться новая техника, относящаяся к проектированию источников ионизирующего излучения. Отчет о такой технике был впервые сделан через два года после того, как появилась информация, на которой базировался прогноз. Другой пример: была предсказана разработка новой техники, относящейся к коэффициенту аккомодации и аэродинамическому сопротивлению при взаимодействии между молекулами газа
и поверхностью твердого тела. Отчет о такой технике был составлен впервые через четыре года после появления информации, на основе которой был сделан прогноз.
Имея всю совокупность научно-исследовательских планов, например программу научных исследований, прогнозист, таким образом, может предсказать область научно-технического прогресса, который будет вызван данной программой. По многим важным программам, финансируемым правительством, имеется информация, которая дала бы возможность производить прогнозирование с применением вышеописанной методики. Таким образом, предполагается, что данным способом можно прогнозировать научно-технический эффект программ, финансируемых правительством. Соответствующая методика рассматривается в следующем разделе.