Open Education NetworkОткровенно о катастрофе в российском инженерном образовании.
Мы снова оказались в 1929 году…
Сегодня на очередных губернаторских чтениях в Тюмени с лекцией выступил академик РАН, ректор Сколковского института науки и технологий (Сколтех) Александр Кулешов. Ученый рассказал о том, что Россия в плане подготовки инженерных кадров оказалась на задворках цивилизации. Но несмотря на колоссальное отставание, уверен Кулешов, мы еще можем перепрыгнуть через эту пропасть. Как страна оказалась в столь плачевном положении и что нужно, чтобы из него выбраться, – в нашем конспекте лекции академика.
Начал Александр Кулешов издалека, с 1929 года. После революции прошло 12 лет, и внезапно стало ясно, что в молодой советской республике инженеров нет. Все кадры, выращенные прекрасной российской императорской школой, эмигрировали за рубеж. Новых надо было выписывать из-за границы. По стечению обстоятельств в США в то время была великая депрессия и задача оказалась выполнимой. Американские инженеры приехали на великие социалистические стройки: Днепрогэс, АЗЛК, ГАЗ — сотни фабрик и заводов. Кроме того, они обучили новое поколение советских спецов. И вскоре в стране сложилась новая инженерная школа, самой высокой категории.
И те же кульманы, и те же старички
О том, что это была реально конкурентоспособная школа, свидетельствует хотя бы такой факт. В 1995 году американцы купили у России ракетные двигатели, созданные в 1954 году в рамках советской лунной программы. Когда ее закрыли, двигатели залили маслом, завернули в целлофан и законсервировали — зарыли в поле. Прошло 40 лет. Американцы взяли на пробу один из двигателей (на том поле за десятилетия вырос березовый лес, который пришлось спилить) и испытывали его 10 тысяч часов вместо положенных 5 тысяч. Испытания прошли блестяще, американцы купили все эти двигатели до единого. Они до сих пор летают на наших движках, то есть их инженерная мысль не смогла опередить советскую. При этом все было сделано на кульманах и логарифмических линейках, без использования компьютеров.
Но время идет вперед, меняется подход к решению задач. Современный инженер знает о свойствах металла меньше, чем кузнец, который ковал доспехи в средние века. «Опыт на кончиках пальцев», который был так ценен столетия назад и передавался из поколения в поколение, теряет значение. А на заводе «Энергомаш», который создавал те самые легендарные «лунные» двигатели, время застыло: до сих пор те же кульманы, за которыми стоят дряхлые старички.
Лук как оружие исчез не потому, что он менее эффективен. Когда появились первые ружья, они проигрывали тетиве и стрелам. Процедура заряда порохом была очень медленной, а дальность выстрела гораздо меньше, чем у хорошего лучника. Так почему восторжествовал огнестрел? Хорошего лучника нужно было учить 20 лет, а стрелка из ружья – месяцы, а то и дни. То же самое произошло в 90-е с инженерией. В конце 80-х стали появляться мощные компьютеры, персоналки, которые полностью преобразовали науку. Инженерия 70-х и нынешняя инженерия не имеют вообще ничего общего.
Академик Кулешов до «Сколково» работал директором Института проблем передачи информации РАН, из которого вышло три лауреата Филдсовской премии. В институте, говорит лектор, была создана замкнутая экосистема, которая готовила выпускников для себя – часть для работы в исследовательской сфере, часть – в практической, в стартапах. Институту нужны были ученики, которых поставляли ему математические вузы. Удивительно, но студентов московского физтеха, самого успешного математического бренда страны, после второго курса приходилось доучивать годы.
Уровень математической подготовки даже в лучших вузах страны оказался невероятно низок. На входе институты получают самых одаренных ребят страны, а на выходе отдают сырье.Жизнь стала другой. Готовить специалистов надо с другой интенсивностью и обучать другим вещам. Математическая подготовка для инженерной деятельности является крайне убогой. Например, сопромат – эта дисциплина исчезла в Европе, такого понятия нет вообще. Никакой практической ценности он не имеет. А у нас людей этому учат до сих пор. «Я спрашивал у одного из ректоров: на первом курсе почему вы учите аналоговую электронику? – рассказал Кулешов. – А мне отвечают: «Ну, у нас есть Иван Иваныч в штате, и ему уже 70 лет, давайте этот предмет оставим». Ну, что ж тут делать – оставим так оставим».
Раньше был слесарь дядя Вася, теперь наше оружие — флэшки
Черчения как дисциплины в мировом образовательном процессе тоже давно не существует. Для этих целей используется софт, который позволяет легко делать трехмерные модели. То, что раньше делалось на чертежах, сегодня — работа для компьютера. Эта революция подтолкнула развитие производственных средств, которые реализуют возможности вычислительной техники. Например, станков с программным обеспечением, ЧПУ. «Раньше был слесарь дядя Вася в очках с толстыми стеклами, который на станке вытачивал деталь, ориентируясь на звук. А сейчас всего этого не нужно, есть ЧПУ. Твой инструмент — это флэшка, а не золотые руки», — говорит академик.
Российские предприятия оказались не готовы к прогрессу. И проблема не только в том, что у нас нет станков или программного обеспечения. На некоторых предприятиях есть и то, и другое. Но нет специалистов, которые могли бы перевести в электронную, понятную для современных машин форму, существующие в виде бумажных чертежей наработки. «У них есть старые чертежи, и они не могут их перевести в цифру, драматически не могут. Нет специалистов у нас по этому вопросу, – объясняет Кулешов. – Документацию на самолет «Сухой Суперджет» делали по этой причине западные фирмы, хотя это рутинная работа, там нет никакой математики».
Россия вновь оказалась в ситуации 1929 года: инженеров новой формации просто некому учить.Создание Сколковского института, считает Кулешов, — реакция правительства, осознавшего этот факт. Стало ясно: мы пришли к ситуации, когда у нас до сих пор есть наука, но нет инженерии. Нам снова нужно ввозить из-за границы людей, которые будут учить тех, кто уже потом будет учить массы.
«Нам удалось привлечь очень квалифицированных спецов с запада, по 100 человек в год они сейчас выпускают, — говорит глава Сколтеха. – Но в России своя специфика. Мы были маленькой копией MIT, Массачусетского технологического института. Лучшие мировые практики собирались внедрять без изменения на нашей почве. Но практика показала, что это не так просто. Вскрылась одна забавная проблема».
В США, в том числе в MIT, студент сам выбирает, чему ему учиться, из собственных соображений. Ту же систему перенесли на российскую почву, а она здесь работать не стала. Почему? На этот счет есть теория. Годовой курс в Массачусетсе, одном из лучших вузов мира, стоит 50 тыс. долларов. Иногда их вносят родители студента, иногда футбольная команда, иногда сам MIT платит за обучение. Но это всегда живые деньги, и у обучающегося этот факт прошит в мозгах. За него платят, и это его единственный шанс в жизни. Поэтому он рвет знания челюстями. А наши студенты учатся бесплатно, да еще и получают стипендию. И предметы они выбирают, какие попроще. Так что американскую систему обучения в России пришлось менять.
Сможет ли Россия сократить тот разрыв, который отделяет ее от западной инженерии? Своими силами – точно нет.
По оценкам экспертов, общая трудоемкость того, что вложено в инженерные софтовые разработки, которые существуют на данный момент, составляет 750 тысяч лет квалифицированного человеческого труда.Даже если Россия завтра воспитает 5 тысяч таких специалистов (а это невозможно), им понадобится 150 лет непрерывной работы, чтобы создать автономную экосистему. Что же делать? «Мы не можем зависеть от санкций, — говорит ученый. — Нельзя оказываться на крючке. Решение есть – надо вычислить наиболее критические точки в системе образования и сосредоточиться на них».
Вы продаете пуговицы, а клиенту нужен костюм
Поскольку встреча состоялась в Тюмени, гость отдельно остановился на проблемах нефтегазовой индустрии. Все российские нефтекомпании живут на технологиях мировых сервисных грандов — «Шлюмберже» и «Халлибертон». А мы, россияне, что, не можем сами сделать то же самое? «Ко мне нередко приходят, особенно в рамках проекта «Сколково», — отвечает сам себе ученый. — Приходит ко мне, например, с мехмата профессор математики. Говорит: “Я написал со студентами классную гидромеханику (софт для использования при добыче), для нефтяников. Всем показываю, все хвалят, а никто не берет. Как ты можешь это прокомментировать?” А это очень просто. Мы в основном имеем дело с полевыми инженерами. Ему нужно готовое решение, он хочет работать мышкой, с комфортом. Ты ему приносишь пуговицу от пиджака, а ему нужен костюм».
То есть российским компаниям необходимо учиться создавать комплексные решения. Но сделать это силами десятка умников невозможно.
У современного инженера есть выбор интеллектуального инструментария от сравнительно простого до невероятно сложного. На максимум использует все наработки человеческой мысли лишь 1% специалистов. Это стало ясно 15 лет назад. Западное сообщество решило, что надо увеличивать этот показатель, но через 15 выяснилось: ничего не поменялось, это константа. С чем это связано, сложно сказать, есть на этот счет разные теории, но это факт. И компании пошли по другому пути. Они начали проектировать так называемые вертикально-интегрированные решения. Для нематематиков и неинженеров лектор объяснил это примером. Допустим, есть инженер, который всю жизнь проектирует редукторы. Надо сделать для него такой софт, который «экранирует» его от сложных математических расчетов, чтоб он работал только в привычной ему среде, а все, что из нее выпадает, программа обсчитывала бы за него сама. Сейчас главные производители софта на планете работают над такими решениями.
Зона применения для ограниченных людей катастрофически сокращается
Другой вызов, с которым бьется передовая человеческая мысль, связан с тем, что большую часть своего времени специалист посвящает, условно говоря, рысканью по каталогу накопленных знаний. Даже в самых высокотехнологичных компаниях мира – Airbus и Boeing, где очень сильные сотрудники, рядовой инженер тратит 60% времени на поиск аналога того решения, которое ему необходимо. То есть сидит в интернете и ищет там какую-то готовую модель, которую потом ему надо будет подправить. Некая американская компания долгие годы просто копила базу созданных инженерами всего мира 3D-моделей. Инженеры, которые их создавали, складывали эти модели бесплатно в эту базу – даже без аннотаций или с минимальной аннотацией. Недавно эта база была продана почти за миллиард долларов. И сегодня колоссальные усилия математиков направлены на создание алгоритмов, которые бы позволили эту базу использовать для извлечения необходимых моделей.
«Допустим, мне нужно спроектировать дачный домик, — приводит доступный пример Кулешов. – Наверное, все или почти все домики в мире уже спроектированы. Все, что надо — изменить один из готовых проектов. Надо, чтобы софт достал из базы наиболее близкий к тому, что у тебя в голове, объект. И если это начнет работать, будет сумасшедший дан импульс развитию инженерных технологий».
Мир, говорит профессор, со страшной скоростью разлетается в разные стороны. В одну сторону летят «яйцеголовые», а в другую – те, чья единственная функция – быть обслугой. Зона применения для людей со средними умственными навыками сжимается как шагреневая кожа.
Шансы у России есть, у нас хорошая генетика
Понятно, что сейчас российский инженер – это человек, сидящий где-то на обочине проселочной дороги. Как вернуть его на главную магистраль? Для начала нужно понять: во всех передовых направлениях простых задач не осталось. Все, что было просто, уже решено. А сложные задачи требуют сложных методов, и это тот элемент, которому мы не учим и который надо полностью менять в системе подготовки инженеров в РФ. Очередной пример: во Франции 51% выпускников школ сдает определенный тест, который нужен для дальнейшего обучения. Если не сдал – не можешь претендовать даже на учебу в ветеринарном техникуме, не говоря про топовые инженерные или математические вузы. Результаты этого теста показывают, что французский школьный диплом полностью покрывает все российское высшее образование. 18-летний француз намного лучше и глубже знает математику, чем любой выпускник российского вуза, кроме, возможно, физтеха и «вышки». А потом этого француза еще два года учат только физике и математике. И только после этого он идет учиться инженерии.
Если ты не понимаешь математики, ты не способен стать инженером. Но в России понимание этого тезиса не стало массовым, потому что нет людей, которые бы массово этому учили. Как было в СССР с 1929 по 1935 годы. Но эту проблему еще можно решить. «У нас интеллектуально хорошая генетика, у нас есть все возможности, чтобы перепрыгнуть эту пропасть и не в два прыжка, а в один, — оптимистично заявил Кулешов. — Но пока мы находимся в 1929 году. И надо ввозить кадры из-за рубежа, иначе мы приблизимся к Нигерии и Зимбабве, где люди умеют пользоваться гаджетами, но не понимают, как они работают».
