Strona główna

Archiwum z roku 2002

Spis treści numeru 9-10/2002

Amerykański cud naukowo - techniczny
Poprzedni Następny

Esej

Jedna trzecia publikacji naukowych to publikacje amerykańskie. Ponad połowa wszystkich cytowań w literaturze światowej odnosi się do publikacji amerykańskich.

Jan Kozłowski

Fot. Arch

W amerykańskich muzeach nauki oswaja się dzieci z problematyką badawczą

 Świat nauki i techniki cechuje się głęboką nierównowagą i dysproporcją. Niewiele krajów wyznaczona przeważającą część wydatków na B+R (badania podstawowe i stosowane oraz prace rozwojowe) i wywiera nieproporcjonalnie wielki wpływ – w stosunku do swojej ludności, a nawet PKB – na rozwój badań naukowych i technologicznych. Potwierdzeniem tezy o nierównowadze jest skala dominacji Stanów Zjednoczonych. Ludność USA to zaledwie ok. 5 proc. ludności świata. USA wytwarzają ponad 25 proc. światowego PKB. Udział USA w światowych wydatkach na B+R wynosi obecnie ok. 38 proc. Udział w puli publikacji naukowych – także 38 proc., a cytowań – aż 54,5 proc. (dane ISI za lata 1981-2000). A zatem, 1/3 publikacji naukowych to publikacje amerykańskie i ponad połowa wszystkich cytowań w literaturze światowej odnosi się do publikacji amerykańskich. Amerykanie zdobyli aż 54 proc. nagród Nobla w fizyce, chemii i medycynie (w latach 1943-2000) i aż 75 proc. nagród Nobla w dziedzinie ekonomii (1969-2000). W poszczególnych dyscyplinach naukowych 18 - 20 z 25 i aż 8 - 9 z 10 czołowych uniwersytetów to uniwersytety amerykańskie (np. wśród 25 uniwersytetów przodujących w dziedzinie inżynierii elektrycznej 20 ma siedzibę w USA, 4 w Wielkiej Brytanii i 1 w Japonii; w dziedzinie ekonomii – 21 w USA i po 2 w Wielkiej Brytanii i Izraelu). Ogólnie, im bardziej pomiar outputu dotyczy wyników wybitnych i wyjątkowych, tym większy jest w nim udział USA. W Stanach Zjednoczonych i Kanadzie studiuje podobna liczba studentów zagranicznych, co w Europie i Japonii łącznie.

Nie mniej zadziwiające są osiągnięcia amerykańskie w dziedzinie techniki. USA przodują na świecie w trzech kluczowych technologiach – informatycznych i telekomunikacyjnych, biologicznych i nowych materiałów – znajdują się na podobnym poziomie rozwoju co Japonia i Europa w rozwoju technologii energetycznych i środowiska, a jedynie ustępują w technologiach transportu. Aż 89 proc. kapitału ryzyka na świecie należy do inwestorów amerykańskich; niemal połowa z 17 najważniejszych na świecie centrów innowacyjnych to centra amerykańskie (z kalifornijską Doliną Krzemową i bostońską Route 128 na czele).

Ale nie mniej od dominacji nauki i techniki zadziwiający jest skok, jakiego dokonały Stany Zjednoczone w ostatnich latach. USA w roku 1800 to niewielki kraj rolniczy, w roku 1900 – światowa potęga gospodarcza i technologiczna, w roku 2000 – mocarstwo w gospodarce, polityce, nauce i technice. Produkt krajowy Ameryki w roku 1820 to 33 proc. produktu Francji i 36 proc. PKB Wielkiej Brytanii, w roku 1994 – PKB USA był ok. 6 razy większy od PKB Francji i PKB Wielkiej Brytanii.

Nasuwa się pytanie, czy rola nauki i techniki w dokonaniu tego zadziwiającego skoku była nieistotna, czy też przeciwnie, ważna i decydująca? Jeśli ważna i decydująca, to jakie cechy amerykańskiej nauki i techniki wpłynęły na to, że Stany Zjednoczone z kraju rolniczego, o niskiej gęstości zaludnienia i słabej sieci transportu, produkcji opartej na gospodarstwach rodzinnych i przeważnie przeznaczonej na rynki lokalne, jakim były u progu XIX wieku, przeobraziły się w Stany Zjednoczone, jakie znamy dziś?

DEMOKRACJA I NAUKA

Choć nauka to przedsięwzięcie uniwersalne i międzynarodowe, które z założenia powinno być pozbawione cech lokalnych, to jednak nauka amerykańska zawdzięcza swój sukces w wielkiej mierze zespoleniu z etosem amerykańskim – pragmatycznością, demokratyzmem, krytycyzmem w stosunku do hierarchii i tradycji, pasją uczenia się, duchem przedsiębiorczości i postawą eksploracyjną w stosunku do otoczenia. Już w I poł. XIX w. amerykańscy uczeni zwracali uwagę, że demokracja polityczna i nauki kwitną razem. Ich wpływ na siebie jest obopólny. Demokracja ogranicza zainteresowania naukowe rozwijane z próżnej ciekawości i pozbawione jakiegokolwiek, choćby bardzo dalekiego celu praktycznego. nauka, z drugiej strony, pomaga określić pożądany kierunek rozwoju społecznego i gospodarczego oraz potrzebnych do tego rozwoju narzędzi technicznych i menedżerskich. Wyrażając istotę amerykańskiego podejścia do wiedzy Ralph Waldo Emerson w wielokrotnie cytowanym zdaniu podkreślał sens podejmowania przez każdego stałych, choćby drobnych ulepszeń: jeśli człowiek skonstruuje lepszą pułapkę na myszy, to choćby mieszkał na prowincji, stanie się obywatelem świata.

W żadnym kraju tak ściśle nie splotły się ze sobą wynalazczość i przedsiębiorczość. Genialni wynalazcy, jak Eli Whitney, Samuel B. Morse, Alexander Graham Bell czy George Eastman, byli zarazem świetnymi biznesmenami.

Ten nieraz trudny do zrozumienia dla cudzoziemca splot nauki, techniki, rynku, przedsiębiorczości, demokracji i ducha nieustannych poszukiwań przetrwał, zmieniając swe formy, aż do dnia dzisiejszego. Współczesne technologie amerykańskie to nie tylko dzieło naukowców i inżynierów, ale także bankierów, inwestorów kapitału ryzyka, menedżerów funduszy emerytalnych, przedsiębiorców, polityków i urzędników. bez udziału którejkolwiek z tych grup rozwój kluczowych technologii, m.in. Internetu, byłby utrudniony i opóźniony.

Demokracja, zakorzeniona wcześniej niż w jakimkolwiek innym kraju, spowodowała, że w Ameryce, wcześniej niż gdzie indziej, talent i inteligencja stały się przepustką do awansu społecznego. Dziś USA przodują na świecie pod względem liczby osób z wyższym wykształceniem i zajmują drugie miejsce (po Izraelu) pod względem liczby osób z doktoratem.
Tak wysokie wskaźniki wykształcenia połączone z wysokim poziomem życia były zawsze jednym z najważniejszych źródeł „naukochłonności” gospodarki amerykańskiej. Np. model T forda (produkowany w latach 1903-27), kupowany masowo przez farmerów, spopularyzował wśród nich problemy mechaniki, systemów elektrycznych oraz działania silnika benzynowego. Ułatwiło to sprzedaż (a zatem i pobudziło prace nad projektami) coraz bardziej zaawansowanych technologicznie maszyn rolniczych.

Dobrą ilustracją tego nieustannego przenikania się nauki i praktyki, badań naukowych i przemysłowych, dociekań naukowych i biznesu, a także nauki, biznesu i polityki rządowej, są firmy zaawansowanej technologii. Od lat 1940. rząd amerykański subsydiował na wielką skalę w uniwersytetach i w laboratoriach federalnych rozwój badań naukowych i technologicznych służących bezpieczeństwu narodowemu (m.in. rakiety, radar, maszyny liczące). W przeciwieństwie do Związku Radzieckiego, w warunkach amerykańskiej gospodarki rynkowej i ustawodawstwa antymonopolistycznego badania na rzecz wojska nie zostały zamknięte w odrębnym, odciętym od gospodarki sektorze, tylko stale owocowały niezliczoną ilością cywilnych inicjatyw technologicznych i gospodarczych (m.in. powstaniem parków nauki Dolina Krzemowa w Kalifornii i Route 128 koło Bostonu, a także stworzeniem tysięcy małych firm opartych na komercjalizacji nowych technologii).

Inną ilustracją jest szkolnictwo wyższe. Uniwersytety amerykańskie są prowadzone w znacznie większym stopniu niż europejskie na zasadach biznesu. Są one z reguły zakładane z inicjatywy prywatnej i uzależnione od prywatnych dotacji i fundacji, kierujących się często względami utylitarnymi. Nie są – tak jak często europejskie – oddzielone od szkolnictwa zawodowego. W większej mierze zajmują się badaniami stosowanymi. Rynek (studenci i sponsorzy) wymusza utrzymywanie wyższych standardów jakości niż subsydia rządowe. Ponadto, uniwersytety amerykańskie mają w większym stopniu niż europejskie charakter samorządnej całości. Nie są zbiorem odrębnych katedr, zespołów badawczych i cieszących się niezależnością profesorów. Wreszcie, są one znacznie bardziej związane z otoczeniem – regionem, firmami przemysłowymi i agencjami rządowymi. W efekcie, są znacznie bardziej przedsiębiorcze.

OD IMITATORA DO INNOWATORA   

Dynamizm społeczeństwa amerykańskiego zaowocował „przesuwającą się granicą” (powiększaniem terytorium ze wschodu aż po Pacyfik) oraz wzrostem potęgi demograficznej, gospodarczej i politycznej. Inaczej niż w Rosji, rozmiary kraju nie stały się jego obciążeniem, lecz atutem. Dzięki wielkiemu rynkowi przedsiębiorcom opłacało się rozwijać technologie, które były nieopłacalne na podzielonych rynkach Europy; jest więc zrozumiałe, że to Ameryka stała się kolebką „masowej produkcji”. Rozmiary środowiska naukowego w połączeniu z tradycjami demokratycznymi spowodowały, że dyscyplinowe hierarchie profesorskie, krępujące innowacyjność nauki, zawsze były w Stanach Zjednoczonych znacznie słabsze. Profesor może kontrolować rozwój naukowy 25 czy 50 osób, nie może nadzorować środowiska liczącego 500 badaczy.

W połowie XIX w. Amerykanie przeszli od roli imitatora technologii (głównie brytyjskich) do roli innowatora i inicjatora. symboliczną datą jest rok 1851, gdy żniwiarka McCormicka uznana została za największe wydarzenie pierwszej Wielkiej Wystawy w Pałacu Kryształowym w Londynie. W II połowie XIX w. stary kontynent podbiły amerykańskie rewolwery Colta, zegary Jerome’a, zegarki Walthama, zamki Yale, maszyny do szycia Singera, maszyny do pisania Remingtona i kombajny McCormicka. Na przełomie wieków USA były jednym z największych eksporterów technologii przemysłowych i rolniczych, by po I wojnie światowej zyskać opinię kraju przodującego na świecie pod względem rozwoju techniki, a po II wojnie zdobyć bezapelacyjne przodownictwo w nauce. Linię dzielącą imitatora od innowatora USA przekroczyły zatem w XX w.

W miarę wzrostu (od ok. 1870 r.) roli badań naukowych w technice i gospodarce, Stany Zjednoczone poprawiały swoją pozycję w nauce światowej. Zdobycie pozycji lidera w nauce było konieczne do utrzymania technologicznej i gospodarczej pozycji Ameryki. Symboliczną cezurą są lata 1930. W latach 1932-36 po raz pierwszy w ciągu zaledwie 5 lat kraj pozostający dotąd w cieniu Europy zdobył 8 nagród Nobla w dziedzinie nauki. Jednocześnie w tych latach do USA emigrowała fala wielkich uczonych niemieckich, uciekających z kontynentu zagrożonego agresją hitlerowską (m.in. Albert Einstein).

Osiągnięcie pozycji lidera w nauce i technice zostało poprzedzone przez dziesięciolecia rozwoju edukacji oraz świadomej adaptacji osiągnięć europejskich (m.in. Benjamin Henry Latrobe i Thomas P. Jones zasłużyli się na polu transferu technologii inżynierskich i edukacji technicznej). Adaptacja europejskich technologii była możliwa dzięki już uprzednio rozwiniętym kompetencjom przedsiębiorstw, a adaptacja nauki – m.in. dzięki fali studentów amerykańskich studiujących w przodujących wówczas na świecie uniwersytetach niemieckich.

PIENIĄDZE I PRAWO   

Dzieje organizacji nauki amerykańskiej to jak gdyby historia organizacji nauki Anglii i Francji, tylko rozgrywająca się w szybszym tempie i na większą skalę: Amerykanie powtarzają formy europejskie, aby w XX w. stać się wzorcem dla Europy.

Stulecia XVII i XVIII to w dużej mierze adaptacja osiągnięć europejskich. Amerykanie badają bogactwo fauny, flory i złóż nowego kontynentu. Są wśród nich członkowie Royal Society. Efemeryczne towarzystwa naukowe współistnieją z klubami i salonami, w których dyskutuje się problemy sztuki, literatury, filozofii i polityki. Wyróżniający się miłośnicy wiedzy pozostają w kontaktach korespondencyjnych z czołowymi ośrodkami europejskimi, zwłaszcza macierzystej Wielkiej Brytanii. Z czasem wyrastają miejscowe autorytety naukowe.

Połowa XVIII w. to okres, w którym nauka amerykańska – niewielka gałąź wielkiego pnia nauki brytyjskiej – osiąga pierwszy „punkt krytyczny”. Z inicjatywy Beniamina Franklina powstaje pierwsze stałe amerykańskie towarzystwo naukowe (1743, The American Philosophical Society). Studia Franklina nad elektrycznością (1746-52) to pierwsze badania, dzięki którym Ameryka – jeszcze jako kolonia brytyjska – otwiera nowy rozdział w historii nauki światowej. W II połowie XVIII w. coraz częściej Amerykanie zastępują podręczniki angielskie własnymi. Głównym ośrodkiem rozwoju nauki staje się Filadelfia, stolica nowego państwa (do 1800, gdy stolicę przeniesiono do Waszyngtonu) i jej najbogatsze miasto. W 1792 r. powstaje tu Towarzystwo Chemiczne Filadelfii, pierwsze chemiczne towarzystwo naukowe na świecie. Aż do końca XIX w. towarzystwa i akademie pozostają główną formą organizacji nauki, przy czym w kolejnych dziesięcioleciach powstaje ich coraz więcej.

Przed rokiem 1870 fundusze na rozwój nauki pochodzą głównie od samego środowiska naukowego. później w coraz większym stopniu przeważają dotacje prywatne oraz federalne i stanowe. Aż do ostatniej ćwierci XIX w. badania naukowe są zajęciem indywidualnym, opartym na wykorzystaniu stosunkowo prostego i taniego wyposażenia, później – w coraz większej mierze – zajęciem zespołowym, opartym na wykorzystywaniu coraz bardziej złożonej i kosztownej aparatury.

W XIX w. nauka amerykańska – równolegle z europejską – ulega przeobrażeniu. Postępuje specjalizacja badań. Badania przestają być domeną amatorów i miłośników wiedzy. Kładzie się coraz większy nacisk na ścisłość pomiaru i stosowanie metody naukowej oraz, w XX wieku, na oryginalność badań. W latach 1880. i 90. krystalizuje się świadomość grupowa uczonych. Nauka staje się zawodem, jak prawo czy medycyna. Ulega profesjonalizacji, rozwijane jest specjalistyczne kształcenie, wprowadzane standardy jakości.

Rozwinięte w XX w. badania na wielką skalę („wielka nauka”) mają źródła w inicjatywach XIX-wiecznych, jak skoordynowane obserwacje meteorologiczne prądów morskich i wiatrów, prowadzone jednocześnie na tysiącach statków.

Wielką rolę w rozwoju amerykańskiej nauki i techniki odegrały nie tylko dotacje, ale także prawodawstwo. W XX wieku stymulatorem badań przemysłowych prowadzonych w przedsiębiorstwach było prawo podatkowe (ulgi na badania i prace rozwojowe prowadzone w przedsiębiorstwach), polityka antymonopolowa oraz system ochrony własności intelektualnej. Wszystkie te prawa (będące objawem zdrowia gospodarki rynkowej) zniechęcały firmy do praktyk monopolistycznych i zmuszały je do stałego wprowadzania innowacji technicznych. Ważną rolę w rozwoju zwłaszcza uniwersyteckiej przedsiębiorczości odegrała tzw. ustawa Bayh-Dole (1980), dozwalająca kontraktorom badań finansowanych przez rząd federalny – głównie uniwersytetom, małym i średnim przedsiębiorstwom oraz organizacjom non-profit – na patentowanie wynalazków. W efekcie nastąpił szybki wzrost wynalazczości i innowacyjności oraz dochodów uniwersytetów z tytułu sprzedaży patentów lub tantiem z licencji.

WPŁYW POLITYKI   

Wielkim „akceleratorem” rozwoju nauki i techniki, jak i polityki naukowo-technicznej, były dla Ameryki obie wojny światowe oraz okres zimnej wojny. Plonem I wojny światowej były urządzenia podsłuchowe łodzi podwodnych, udoskonalone kamery lotnicze oraz powołanie Krajowej Rady ds. Nauki (1918). Plonem II wojny światowej – bomba atomowa, komputer, DDT, napęd odrzutowy, rozwój teorii systemów oraz polityka naukowa Urzędu Badań Naukowych i Rozwoju (National Science Foundation, 1950). W okresie wojny specjalne zadania powierzano nie tylko fizykom, ale także matematykom, chemikom, inżynierom metalurgii, biologom, ekspertom od żywności, psychologom, ekonomistom i socjologom. Obie wojny (zwłaszcza druga) okazały się inkubatorem fuzji technologii i odkryć powstających na styku różnych dyscyplin. Pękały wówczas bariery pomiędzy nauką i techniką, pomiędzy poszczególnymi dyscyplinami oraz pomiędzy badaniami prowadzonymi w przedsiębiorstwach, laboratoriach rządowych i w uniwersytetach.

Podobnie ważną rolę katalityczną odegrał tzw. szok sputnika, wywołany wypuszczeniem przez ZSRR pierwszego sztucznego satelity (1957). Wydarzenie to po raz pierwszy zachwiało poczuciem dominacji Amerykanów w światowej nauce i technice. Admirał Hyman Ricover, zwany ojcem nuklearnych łodzi podwodnych, trafnie przewidział, że radziecki sputnik wywoła w sprawach intelektualnych podobną reakcję USA, co atak na Pearl Harbor w dziedzinie zbrojeń i rozwoju technologii wojskowych. W wyniku reakcji społeczeństwa amerykańskiego prezydent Eisenhower potroił wydatki na wielkie projekty wojskowe oraz utworzył NASA (1958). „Szok sputnika” stał się katalizatorem reformy szkolnej. Wzrosła rola doradców prezydenta ds. nauki oraz wzrosło znaczenie polityki naukowej. Bezpośrednią reakcją USA był też podjęty przez prezydenta Kennedy’ego program Apollo, uwieńczony lądowaniem na Księżycu (1969).

PLACÓWKI BADAWCZE   

Już w latach 1870. istnieją główne typy instytucji, które zdominują naukę amerykańską w XX wieku: obok towarzystw i akademii, uniwersytety badawcze (z reguły zakładane lub/i kierowane przez absolwentów uniwersytetów niemieckich; gwałtowny rozwój uniwersytetów prywatnych i państwowych nastąpił w latach 1868-92) oraz komórki badawczo-rozwojowe przedsiębiorstw, powoływane na bazie biur projektowych lub działów inżynierii.

Szybki wzrost zarówno liczby uniwersytetów, jak i studentów, nastąpił po roku 1870. Amerykanie wprowadzili po raz pierwszy na świecie dwustopniowy system kształcenia, bardziej radykalny od niemieckiego. Pierwsze graduate schools powstały w uniwersytecie Harvarda (1872). Od lat 1870. co 20-25 lat podwajała się liczba uniwersytetów, a co 15 – liczba studentów (od roku 1955 liczba studentów podwaja się co ok. 10 lat). W roku 1870 były w USA 563 uczelnie, w roku 1970 – 2,5 tys. uczelni i 7 mln studentów, obecnie – ok. 4 tys. uczelni. Jednak tylko niektóre uniwersytety, jak Harvard, Yale, Stanford czy MIT, mają rozbudowane programy badawcze. Nakłady na badania oraz liczba publikacji naukowych tych największych uczelni amerykańskich są tego samego rzędu, co ogólne nakłady na B+R w Polsce oraz liczba publikacji polskich badaczy. Ważną cezurą w rozwoju badań naukowych w uniwersytetach był koniec lat 1840., gdy uniwersytety Harvard i Yale ustanowiły szkoły naukowe, a w rozwoju badań inżynierskich – utworzenie Massachusetts Institute of Technology (1865), uczelni utrzymującej ścisłe powiązania z przemysłem.

Innym ważnym sektorem badań są laboratoria federalne. Są one bardzo zróżnicowane, a liczbę ich (zależnie od definicji) określa się na 500-800. Pierwsze laboratoria federalne założono w początkach XIX w. do rozwoju dziedzin o znaczeniu praktycznym – kopalnictwa, rolnictwa, geologii, meteorologii oraz zdrowia publicznego.

Niezwykle ważnym sektorem badań i prac rozwojowych są laboratoria prywatne, przede wszystkim laboratoria przemysłowe. Pierwsze laboratoria przemysłowe założono w II poł. XIX w. w Niemczech. wkrótce w ślady Niemiec poszły przedsiębiorstwa amerykańskie. Wg dostępnych statystyk, w 1890 r. w USA były 4 laboratoria przemysłowe, w 1895 – 22, w 1900 – 49, w 1905 – 100, w 1915 – 310, w 1920 – 519, w 1925 – 725, w 1930 – 1030. Jeszcze w I poł. XIX w. w wielu branżach przemysłu amerykańskiego przedsiębiorstwa podjęły prace nad testowaniem, pomiarami i standaryzacją. Z czasem rozszerzono je o monitoring rozwoju technologii, analizę i kontrolę produkcji, usprawnienia technologiczne oraz (pod koniec XIX w.) systematyczne programy badawcze.

Obecnie (2001) USA inwestują ok. 280 mld dolarów w B+R. 69 proc. środków pochodzi ze źródeł prywatnych. 77 proc. wydatków na badania i prace rozwojowe realizowanych jest w przedsiębiorstwach.

Dr Jan Kozłowski pracuje w Komitecie Badań Naukowych.

 

Komentarze