Эволюция технологических укладов: ретроспектива и современность

Технологический уклад – совокупность технологий, видов энергии или информации, которые определяют наиболее фундаментальные особенности определенного уровня развития производства. Технологическая многоукладность российского АПК становится сегодня одной из главных проблем развития сельского хозяйства, где наряду с хозяйствами с новейшими технологиями продолжают существовать предприятия с устаревшими технологическими укладами и не являющиеся носителями экономического роста. Модель экономики, разрабатываемая в прошлом столетии, характеризуется острой зависимостью от энергоносителей, запасы которых на планете катастрофически снижаются. До появления на планете человека протекали естественные (автоморфные) процессы. С появлением homo sapiens началось антропогенное вмешательство в эксплуатацию природных ресурсов. Мировая цивилизация, приняв на вооружение антропоцентрическую парадигму и до сих пор руководствуясь ею, в итоге получила широкомасштабную деградацию лито-гидробиосферы, создающую угрозу жизни на Земле, неразумно используя запасы химически связанной энергии в виде нефти, газа, угля и т. д. [3; 7; 11–12]. По последствиям современная модель экономического развития противоречит развитию Вселенной. В ХХΙ в. перед человечеством возникла острая необходимость преодоления зависимости от современных источников энергоносителей (нефть, газ, уголь и др.). Их запасы на планете в предстоящие 50–100 лет иссякнут, что потребует перехода к новому технологическому укладу, и не подготовленные к такому переходу страны и цивилизации окажутся на обочине исторического развития. Предстоящий технологический уклад потребует большей интеллектуализации производства, науки и снижения энергетических затрат в экономике. Произойдет дематерилизация продуктов, что коренным образом изменит геополитическую картину мира.

Поэтому анализ закономерностей и тенденций смены технологических укладов а АПК представляет большой интерес для понимания проблем развития российского АПК, создания для него конкурентных преимуществ, изучения тенденций развития наукоемких технологий.

Эволюция технологических укладов связана с энергетическими источниками для их осуществления. На первом этапе развития внедрялись простейшие орудия труда, которые приводились в движение мускульной силой человека (мотыга, серп, коса, цеп, кружало, веялка и др.); революционное воздействие оказало использование орудий и машин, приводимых в движение животными (плуг, борона, культиватор, косилка, жатка-самосброска, жнея-молотилка и др.); настоящий переворот совершило использование машин нового поколения, приводимых в движение механической энергией воды, ветра, двигателя внутреннего сгорания, электричества и других источников энергии. Новые достижения ожидают отрасль в результате внедрения информационных технологий.

Развитие производства и переработки сельскохозяйственной продукции связано со сменой технологических укладов, совершенствованием орудий труда [9]. Их основы были сформированы в антропо-геновый период [2] – период становления человечества в плейстоцене [10] (начало по абсолютному исчислению – 1,8 млн лет, конец – около 10 тыс. лет назад и в голоцене [6] – начало совпадает с окончанием послеледникового материкового оледенения на севере Европы, около 10 тыс. лет назад).

Приматы 800 тыс. лет назад научились обращению с огнем, что позволило изменить их взаимодействие с другими элементами природной среды. Человек 200 тыс. лет назад приобрел современный вид, начал говорить и вошел в информационную систему планеты Земля. Развитие языка позволило освоить довольно сложную технологию массовой загонной охоты на крупных млекопитающих. Охотники старались добыть не больных и ослабленных, а самых крупных и красивых особей, причем в количествах, намного превосходящих потребности племени.

Длительное время энергетической основой технологических укладов оставалась мускульная сила человека (таблица).

Изменение технологического уклада произошло около 30–45 тыс. лет назад. Оно связано с распространением в Европе, на Среднем Востоке и севере Африки новой, пластинчатой технологии обработки камня. Это открытие позволило создавать множество новых орудий. Новая техника позволила использовать дерево, кость, рог и мягкие породы камня для изготовления орудий и даже произведений искусства. С изготовлением орудий труда произошел первый технологический переворот, и влияние приматов на природные комплексы планеты возросло многократно.

Совершенствование орудий охоты вело к уничтожению естественных богатств природы, запасов пищи. Это заставляло первобытных людей шаг за шагом искать другие источники существования, и они начали переходить к новым технологическим укладам – присваивающему хозяйству. Это произошло примерно 10 тыс. лет назад в так называемом «плодородном полумесяце» (от юга Палестины, через север Сирии и Месопотамии, до восточной части современного Ирана). Исследователи называют этот поворот «неолитической революцией». Переход к земледелию был великим приобретением человечества. Принципиальное значение его «открытия» заключается не только в простом размножении человеком полезных для него видов и сортов растений, уже существовавших в природе. Человек приступил к их изменению, бессознательно воздействуя на их особенности и приспосабливая к своим нуждам. Отбирая особи, представлявшие для него интерес, улучшая условия их существования, а также путем скрещивания или гибридизации человек существенно изменил их свойства и вывел новые формы растений. Даже при примитивной земледельческой культуре у них в ходе возделывания в искусственных условиях возникли новые черты, не наблюдавшиеся у диких сородичей.

Переход от собирания даров природы к их искусственному возделыванию – земледелию и от охоты на диких животных к их приручению – скотоводству привел человека к творческому созиданию, созданию орудий нового поколения. Non progredi est regredi*. С переходом к земледелию и освоением плодородных прирусловых почв крупнейших рек планеты перед древними земледельцами встала задача: изучить

Таблица

Эволюция технологических укладов в АПК

Период	Энергетический источник	Ключевой фактор пери Т ода	Степень экологического риска	Техника и система земледелия
800 тыс. лет назад	Мускульная сила человека Энергия Вселенной	Освоение огня позволило создавать человеку но-вые технологии производства и переработки сельскохозяйственного сырья.	Естественная эрозия почвы под влиянием геологических условий.	Сбор дикорастущих растений, охота
Около 30–45 тыс. лет назад	Мускульная сила человека Энергия Вселенной	Начало производства каменных орудий Возникла пластинчатая технология обработки камня, которая позволила создавать новые орудия производства, переработки с.-х продуктов	Естественная эрозия почв. Антропогенная деятельность. Экологический риск минимальный	Сбор дикорастущих растений, и плодов, охота на дикого зверя и птиц, ловля рыбы
Неолитическая революция (10 тыс. лет назад)	Мускульная сила человека Энергия Вселенной.	Начало производства простейших орудий из дерева, камня и др.для производства и переработки сельскохозяйственной продукции	Естественная и искусственная эрозия	Переход к производящему хозяйству Бессистемное возделывание растений
Переход к примитивным системам земледелия (III– IV тыс. до н. э.)	Мускульная сила человека и животных Энергия Вселенной	Получение железа [8] позволило создавать более производительные сельскохозяйственные орудия	Расширение обрабатываемых земель привело к усилению процессов эрозии	Подсечно-огневая, залежная и переложная системы земледелия
Возникновение трехполья (Х в. н. э.)	Мускульная сила человека, объединение тягловых животных в большие упряжки. Сила ветра и воды	Появление плечевого хомута, подков позволило увеличить силу тяги и привело создавать новые орудия и увеличить глубину и качество обработки почвы.	Увеличение площади обрабатываемых Земель привело к усилению водной и ветровой эрозии. Возрос Экологический риск	Возникновение трехполья Урожайность около 7 ц/га
Переход к плодосмену (1770– 1840 гг.)	Мускульная сила человека Паровые машина Сила ветра и воды	Период плодосмена. Производство орудий для переработки и производства продукции сельского хозяйства первого поколения. Введение в культуру новых видов и сортов	Водная и ветровая эрозия, деградация почв	Плодосмен-ная система земледелия, глубокая обработка почвы, введение новых сортов и культур Урожайность около 15 ц/га

Начало применения минеральных удобрений 1840–1930 гг.	Мускульная сила животных и человека Электрическая энергия с использованием угля	Развитие химической промышленности производства минеральных удобрений и средств защиты растений. Создание сельскохозяйственной техники первого и второго поколения	Деградация почв, и ландшафтов, ветровая и водная эрозия. Качество продуктов неустойчиво удовлетворительное	Внедрение пло-домсменной системы земледелия с широким использованием. удобрений. Урожайность около 24–32 ц/га.
Агрохимическая ре-волюция 1930–1930 гг.	Мускульная сила животных и человека. Электрическая энергия с использованием угля, нефти, газа.	Двигатели внутреннего сгорания, производство минеральных удобрений и средств защиты, «зеленая революция»,.чет-вертого и третьего поколения	Деградация природных комплексов, водная и ветровая эрозия. Активная деградация почв и ландшафтов.	Травопольная, почвозащитная, пропашная, зональная системы земледелия. Агротехнологии нормальные.
1930–1970 гг.	Мускульная сила животных и человека. Электричество на основе нефти, газа. Сила ветра и воды, внутриядерная энергия	Системный подход к управлению продукционным процессом растений и использованием новейших достижений информатики	Риск загрязнения. Производство продуктов с отвечающих требования переработки и рынка	Зональные, почвозащитные, адаптивноландшафтные системы земледелия
Эпоха господства техно-сферы– техногенеза (1970–2015 гг.)	Мускульная сила животных и человека Электричество на основе нефти и газа. Сила ветра и воды, внутриядерная энергия	Генная инженерия, биотехнология. В природные комплексы стали поступать соединения не свойственные им. Стало очевидным конечность ресурсов и необходимость перехода к новой парадигме природо-пользования	Возникновение природных комплексов с непрогнозируемыми элементами, сбои в генетической информации в живых системах. Техногенное загрязнение ландшафтов, продуктов питания	Адаптивно-ладшафтная система и система земледелия Очаговое ведение сельского хозяйства
Первая половина ХХΙ в.	Мускульная сила животных. Электричество на основе нефти, газа. Сила ветра и воды, внутриядерная энергия	Создание техники нового поколения, сортов с заданными параметрами. Прецезионная техника	Качество продукции, сбалансированное по всем показателям	Адаптивноландшафтная система на основе точного земледелия

Вторая половина ХХΙ в. Энергия неорганической материи, Солнца, воды и ветра. Создание природоподобных конструкций Биотехнология, нанотехнология, система искусственного интел-леккта [5] Минимальный экологический риск. Качество продукции сбалансированное в соответствии с функциональными особенностями человека Создание АПК с высоким коэффициентом использования свободной энергии режим поведения рек, с максимальным использованием воды, определить календарные сроки проведения полевых работ и найти средства восстановления границ землепользования земельных участков. Решение этих задач привело к появлению у древних народов первичных элементов астрономии, геометрии и математики.

В III–IV тыс. до н. э. – Х в н. э. произошел переход к примитивным системам земледелия: подсечно-огневой, залежной и переложной системам земледелия и паровой. Такое земледелие требовало большого пространства, и не было связано со скотоводством. Положение изменилось при переходе к трехполью: поле в этом случае делилось на три участка: пар, озимые и яровые зерновые. Предпосылками перехода к трехполью явилось создание двухколесного плуга, которым можно было глубоко обрабатывать тяжелые почвы, и удобный хомут, позволяющий использовать в земледелии лошадей в качестве тягловых животных, вдвое более сильных, чем волы; получение железа позволило создавать более производительные сельскохозяйственные орудия.

В 1770–1840 гг. первый технологический уклад связан с изобретением паровой машины, выплавкой чугуна, обработкой железа, паровых двигателей, что позволило создавать новые орудия обработки почвы и промышленность для переработки сельскохозяйственной продукции. Практическим результатом этого уклада явился переход от зернового трехполья к плодосмену (А. Юнг). Во «Введении к научным работам XIX века» (1808) граф Анри Сен-Симон (1760–1825) писал о целой череде не только политических, но и научных революций. Создана новая астрономическая картина мира, новые открытия привели к принятию английским королем Яковом I первого в мире закона о патентах на технические изобретения (1623), были выполнены фундаментальные работы И. Ньютона, разработана паровая машина Джеймсом Уаттом (1769–1784), создана паровая самоходная повозка, железнодорожный транспорт и др. Благодаря этим революциям на смену старому укладу пришел новый и вдвое увеличилось производство сельскохозяйственной продукции. Ключевое звено: создание паровой машины, плодосменная система земледелия.

Второй технологический уклад (1840– 1930 гг.) связан с созданием теории минерального питания и созданием научной основы ускоренного развития химической промышленности, производства минеральных удобрений на основе парового двигателя. Технологический уклад базируется на использовании в промышленном производстве электрической энергии, развитии химической, электротехнической промышленности, машиностроения новых открытий в области химии, производстве минеральных удобрений и средств защиты растений и производства орудий нового поколения. Преимущество технологического уклада по сравнению с предыдущим – резкое увеличение производительности земледелия на основе оптимизации питания растений. Ключевое звено: создание теории минерального питания, химической промышленности, производство минеральных удобрений.

Третий технологический уклад (1880– 1930 гг.) базируется на широком использовании новых открытий в химической промышленности, производстве минеральных удобрений и средств защиты, развитии тяжелой промышленности. Созданы крупные сельскохозяйственные объединения.

Ядро технологического уклада: агрохимическая революция, биология, неорганическая химия, тяжелое машиностроение, электротехническое машиностроение.

Преимущество технологического уклада по сравнению с предыдущим состояло в широком использовании достижений селекции и семеноводства в сочетании с минеральными удобрениями, средствами защиты и орудий нового поколения.

Четвертый технологический уклад (1930–1970 гг.). В интервале между двумя войнами ХХ в. мировое хозяйство вступило в «переходный возраст», когда старые движущие силы экономического развития и глобальной интеграции, порожденные первой промышленной революцией, уже себя исчерпали, а новые (в том числе автомобилизация, переход с угля на нефть и т. д.) еще не заработали в полную силу.

Новый научно-технический прорыв связан с информационной революцией. Норберт Винер – знаменитый «отец кибернетики» в конце 40-х гг. заявил, что вычислительная машина, которую мы называем привычным словом «компьютер», станет орудием научно-технической революции перевернет жизнь людей. Четвертый уклад основан на дальнейшем развитии энергетики с использованием нефти и нефтепродуктов, газа, средств связи, новых синтетических материалов. Это эра массового производства автомобилей, тракторов, товаров народного потребления.

Поворотным пунктом в развитии аграрного сектора стала «зеленая революция», которая при условии широкого использования минеральных удобрений и средств защиты обеспечила невиданный скачок в повышении урожайности. Автором «зеленой революции» 1950–1960-х гг. стал американский ученый Н. Борлоyг, который предложил систему селекционных и агротехнологических мероприятий, позволившую повысить урожайность зерновых культур в ряде стран в 3–4 раза. Борлоугу за вклад в решение проблем борьбы с голодом в 1970 г. была присуждена Нобелевская премия мира.

Ключевой фактор: информационная революция.

Пятый технологический уклад (1970– 2015 гг.) опирается на достижения в области микроэлектроники, информатики, нанатохнологии, генной инженерии, новых видов энергии, материалов, освоения космического пространства, спутниковой связи и т. п. Это время господства техносферы – техногенеза. Исчезли неизмененные природные комплексы. Вся территория вовлечена в хозяйственный оборот.

В природные комплексы стали поступать соединения, не свойственные им. Стали очевидными конечность ресурсов и необходимость перехода к новой парадигме природопользования. Происходит техногенное загрязнение ландшафтов, продуктов питания. ТМ, РН, ухудшение свойств гидро-лито-атмосферы, снижение биоразнообразия, использование трансгенных растений и животных.

Развитие наукоемких технологий, их проникновение в сельское хозяйство в ХХI в. стало основным направлением научно-технологического и экономического прогресса. Однако используемые до недавнего времени технологии являются многооперационными и требуют в 5 – 2 раз больше совокупных затрат на производство единицы продукции. Поэтому назрела острая необходимость поиска новых механизмов интенсификации и технологизации сельскохозяйственного производства, что является приоритетной национальной проблемой.

Потери энергии значительно превышают ее поступление. Деятельность человека стала сравнимой с геологической. Возникла угроза жизни человечества. Настоятельным стал союз техносферы и ноосферы.

Шестой технологический уклад связан с интеллектуализацией производства, науки и снижением энергетических затрат в экономике. Мировая цивилизация, приняв на вооружение антропоцентрическую па- радигму и до сих пор руководствуясь ею, в итоге получила широкомасштабную деградацию лито-гидро-биосферы, создающую угрозу жизни на Земле. По последствиям современная модель экономического развития противоречит развитию Вселенной. В ХХΙ в. и перед человечеством возникла острая необходимость преодоления зависимости от современных источников энергоносителей (нефть, газ, уголь и др.), что потребует перехода к новому технологическому укладу, и не подготовленные к такому переходу страны и цивилизации окажутся на обочине исторического развития.

Преимущество технологического уклада по сравнению с предыдущим, по прогнозу, будет состоять в интеллектуализации науки, производства, резком снижении энергоемкости производства, конструировании природоподобных материалов и организмов с заранее заданными свойствами. Переход к следующему технологическому укладу связан с развитием опережающего образования. Недостатком современных образовательных систем является игнорирование фундаментальных естественнонаучных и биологических основ современной экологии и акцентирование внимания не на причинах экологических проблем, а на их следствии – экологических катастрофах. В связи с этим необходимо изменение парадигмы развития науки от анализа к синтезу, а образовательные программы должны формировать научное мировоззрение на основе синтеза научных дисциплин:

биологии, химии, физики, математики [1]. Концепция развития фундаментального образования должна иметь государственный уровень. Пока что опережающая роль образования является декларативной [4]. Экономически и технологически наиболее выгодным способом получения и консервирования энергии является взаимодействие между органической и неорганической материей. В практическом плане необходимо сближение неорганической материи с органической, что потребует создания новой наддисциплинарной науки и эволюции техносферы в природоподобный продукт.

Следовательно, в основе развития АПК лежит эволюция технологических укладов. Их смена связана с энергетическими источниками для их осуществления. В результате вмешательства человека в процессы взаимоотношений органической и неорганической материи резко возросли расходы химически связанной энергии и ресурсов, накопленных в процессе эволюции Земли. Антропогенная нагрузка на территории постоянно возрастала и в XXI в. достигла критического уровня, оказывая катастрофическое влияние на качество жизни. В основе перспективного технологического уклада должна лежать идея использования принципа взаимодействия органической и неорганической материи, с созданием приодоподобных систем, которые это могут реализовать, что диктует необходимость создания новой образовательной парадигмы с учетом вызовов нового технологического уклада.