Jakie są korzyści z badań podstawowych?

3.2 Możliwość odkryć o ogromnym znaczeniu ekonomicznym i praktycznym

"Słyszałem wypowiedzi, że rola akademickich badań w powstawaniu innowacji jest nieznacząca. To jest chyba najbardziej uderzający przykład nonsensu, z jakim spotkałem się w życiu.

Z pewnością, można spekulować, czy tranzystory miały szansę zostać odkryte przez ludzi, którzy nie mieli biegłości, ani nie wnieśli żadnego wkładu do mechaniki falowej czy kwantowej teorii ciała stałego. Ale tak się zdarzyło, że wynalazcy tranzystorów znali się doskonale na kwantowej teorii ciała stałego i ją tworzyli.

Można zastanawiać się, czy podstawowe obwody w komputerach mogłyby być wynalezione przez ludzi, którzy chcieli budować komputery. Tak się zdarzyło, że zostały one wynalezione w latach 30-tych przez fizyków zajmującymi się zliczaniem cząstek jądrowych, ponieważ interesowali się oni fizyką jądrową.

Można zastanawiać się, czy byłaby znana energia jądrowa, bo ludzie szukali nowych źródeł energii, lub czy pragnienie posiadania nowego źródła energii mogłoby doprowadzić do odkrycia jąder atomowych. Być może - tylko, że to nie stało się w ten sposób.

Można zastanawiać się, czy przemysł elektroniczny mogłby istnieć bez wcześniejszego odkrycia elektronów przez takich ludzi jak Thomson i H. A. Lorentz. Znów tak sie nie stało.

Można zastanawiać się, czy cewki indukcyjne w silnikach samochodowcych mogłyby zostaćć zrobione przez przedsiębiorstwa, które chciały wprowadzić transport samochodowy, i czy one później odkryłyby prawo indukcji. Znów prawa indukcji zostały odkryte wiele lat wcześniej przez Faradaya.

Można też zastanawiać się, czy z pragnienia posiadania lepszej łączności można byłoby odkryć fale elektromagnetyczne. Nie zostały one odkryte w ten sposób, ale odkrył je Hertz, który podkreślał piękno fizyki i oparł swoją pracę na teoretycznych rozważaniach Maxwella. Myślę, że nie ma przykładu innowacji z XX wieku, która nie powstałaby dzięki myśli wywodzącej się z nauk podstawowych."

Przykłady Casimira mają kilka wspólnych cech:

• zastosowania nowej wiedzy przyniosły bardzo duże korzyści,
• były całkowicie nieprzewidywalne, gdy dane odkrycie było dokonywane,
• mijał długi czas pomiędzy fundamentalnym odkryciem a jego wykorzystaniem,
• odkrywcy na ogół nie stali się bogaci.

Powrócimy poźniej do niektórych konsekwencji tych cech.

Było kilka prób uzasadnienia ogromnych nakładów na badania podstawowe. Wspomnę trzy [*] z nich:

1. Ostania analiza Narodowej Fundacji Naukowej (NSF) Stanów Zjednoczonych wykazała, że 73% artykułów cytowanych w przemysłowych patentach zostało opublikowanych jako "nauka ogólnodostępna", w przytłaczającej większości były to artykuły z dziedziny nauk podstawowych napisane przez przodujące w badaniach uniwersytety i laboratoria rządowe.

2. W pierwszym artykule, jaki napisałem na ten temat ¹ ze sławnym ekonomistą Johnem Kayem, oszacowaliśmy (zakładając ostrożnie, że bez elektryczności narodowy dochód byłby obecnie przynajmniej o 5% mniejszy), że zysk dla gospodarki Wielkiej Brytanii wynikający z przyspieszenia odkrycia elektryczności przez Faradaya, Maxwella i innych o jeden rok wynosiłby (w 1985 roku) przynajmniej 20 bilionów funtów, czyli jakieś 40 bilionów funtów obecnie. Ten przykład został poźniej przytoczony w sławnej dyspucie przez panią Thatcher, która powiedziała, że praca Faradaya była więcej warta niż wartość brytyjskiej giełdy papierów wartościowych.

3. Często cytowane opracowanie Mansfielda¹⁰ z roku 1991 wyraźnie wykazało, że państwowe inwestycje na nauki podstawowe generują zysk w wysokości 28%. Ocena Mansfielda została otrzymana z próbki 75 dużych amerykańskich firm z siedmiu gałęzi przemysłu (środki przekazu, sprzęt elektryczny, chemikalia, przyrządy, farmauceutyki, metale oraz ropa ). Mansfield uzyskał informacje z działów badawczo-rozwojowych firm o procencie nowych produktów i procesów wprowadzonych na rynek w latach 1975-85. Z informacji tych wynikało, że postęp nie dokonałby się (przynajmniej nie bez znacznego opóźnienia) bez badań akademickich wykonywanych w ciągu piętnastu lat od pierwszego wprowadzenia innowacji. Praca Mansfielda jasno demonstruje, że otrzymuje się duże zyski, ale jego analiza zawiera wiele założeń i procent zysku powinien być traktowany jako przybliżony. Rzeczywiście, uwzględniając bardzo nieliniową relację pomiędzy badaniami a produktami końcowymi, trzeba stwierdzić, że ilościowy pomiar jest w zasadzie niemożliwy.

Czasem mówi się, że przykłady przytoczone powyżej są wszystkie bardzo dobre, ale trudno wyobrazić sobie duże zyski z tak ezoterycznej nauki jak na przykład fizyka cząstek. Nawet badania takie jak te cytowane przez Casimira były traktowane w tamtych czasach jako równie ezoteryczne. Niebezpieczeństwo takich argumentów a priori zostalo ostatnio uwidocznione, gdy zastosowano teorię liczb w kryptologii, podczas gdy jeszcze 20 lat temu teoria ta była uważana za jeden z najbardziej "bezużytecznych" działów matematyki.

Jest prawdą, że do tej pory nie odnotowano żadnych bezpośrednich zastosowań odkryć fizyki cząstek, chociaż kilka jest tego blisko. Na przykłąd, gdyby mion (niestabilna cząstka odkryta w latach 40-tych) żył nieco dłużej przed rozpadem, to miony mogłyby być użyte do katalizy reakcji syntezy jądrowej i generować ogromne ilości energii. Odkrycie długożyciowych cząstek naładowanych, które katalizowałyby syntezę jądrową, nie jest niewyobrażalne. Innym przykładem może być to, że pewne teorie "wielkiej unifikacji" znanych sił przewidują istnienie monopoli, które mogłyby być użyte do katalizy rozpadu protonu, co zapewniłoby w zasadzie nieograniczone żródło energii.

Dlatego nie jest prawdą, że zastosownia wiedzy odkrytej przez fizykę cząstek są niewyobrażalne, nawet jeśli są mało prawdopodobne. Jedno jest pewne: nie będzie możliwe wykorzystywanie praw i właściwości przyrody bez ich odkrycia.