V. Заключение
Лекция №15
Тема лекции: Великий путь науки физики.
Вторая мировая война родила ракеты, радиолокаторы, атомную бомбу. Достижения военной науки и техники определили основные направления научно-технического прогресса, приведшего к подлинной научно-технической революции. Однако корни этих основных достижений лежали глубоко в довоенной науке и технике.
Еще до революции гениальный самоучка, калужский учитель К.Э.Циолковский начал интенсивно работать над проблемами космонавтики. В 1883 г. он разработал принцип полета в свободное пространство с помощью газовой струи, вылетающей из отверстия. В 1897г. К.Э.Циолковский вывел знаменитую формулу, определяющую скорость полета ракеты по отношению полной массы к массе выгоревшего топлива. Опубликованная в 1903г. работа Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами» содержала первую теорию космического полета с помощью ракет. Циолковский первым в мире разработал проект жидкостного реактивного двигателя. В 1926 г. К.Э.Циолковский выдвинул идею двухступенчатой ракеты, а в 1929 в брошюре «Космические ракетные поезда» разработал проект многоступенчатых ракет. К.Циолковский подробно обосновал теорию космических межпланетных полетов. Он разрабатывал проекты обитаемых спутников и межпланетных станций, всесторонне обсуждая проблемы жизнеобеспечения в длительных космических полетах. К.Э.Циолковский стал зачинателем космической эры. Его идеи вдохновляли изобретателей, ученых и инженеров, разрабатывавших конструкции ракет довоенные и военные годы.
Широкое применение ракет в военные годы подготовило почву для бурного развития ракетной техники после войны. Космическую эру открыл Советский Союз. Под руководством главного конструктора, дважды героя Социалистического труда, академика Сергея Павловича Королева 4 октября 1958 г. был запущен первый искусственный спутник Земли, 12 апреля 1961 г. советский гражданин Юрий Алексеевич Гагарин на корабле «Восток» совершил первый в мире космический полет. Началась эпоха освоения космоса, человек вышел за пределы Земли.
Атомная энергия и космические полеты были бы невозможны без первоклассной электроники и автоматики. Противовоздушная оборона потребовала новых методов локации скоростных самолетов и новых методов управления зенитным огнем. Так родилась радиолокация в которой впервые были применены счетно-решающие устройства.
Один из основоположников кибернетики, автор книги «Кибернетика» – Норберт Винер говорил, что «необходимо встроить в методы управления огнем вычислительные устройства, обеспечивающие расчеты для выстрела». В условиях высоких скоростей оказалось невозможным игнорировать поведение людей как управляющим зенитным огнем, так и управляющим самолетом. Винер и его сотрудники пришли к заключению, что очень важным фактором в сознательной деятельности служит явление, которое в технике получило название обратная связь. Так родилась новая эра автоматики–вместе с автоматизацией производства автоматизируется и управление. Наступила эпоха развития автоматики. Создавались игрушки, имитирующие поведение живых существ. Новая механика рассматривала живое существо как машину, работающую на принципах механики. Многие мастера работали над идеей создания автомата-человека и вечного двигателя.
Ко второй половине ХХ в. на основе успехов математики, физики, электроники возникла новая автоматика и появились человекообразные роботы. Вновь возникла проблема искусственного создания мыслящей машины-робота.
Сегодня обстановка сложнее. Кибернетические машины выполняют полезную работу. Автоматические межпланетные станции, автоматизация процессов в недоступных для человека условиях – все это стало возможным на основе «умных машин», решающих все более сложные задачи. Однако за каждой такой машиной стоит человек, ее создатель, ее программист. Век «безчеловечной» автоматики, к счастью для людей только вымысел фантастов и чрезмерно увлеченных ученых. Современная автоматика призвана служить людям прежде всего в сфере создания материальных ценностей, в сфере планирования и управления.
Развитие электроники, возникновение ядерной энергетики, создание новых материалов со специфическими свойствами, искусственных тканей и заменителей кожи, широкое внедрение химии, достижения биологической науки, применение математических методов в эконимике – все это показывает значение науки как производительной силы. Сегодня наука – важнейший элемент технического прогресса, она указывает пути развития техники, открывает новые области технических применений. Поучительна в этом отношении возникновение квантовой электроники. В этой истории тесно переплелись научные идеи и технические достижения. В 1916 г. А.Эйнштейн ввел идею индуцированного излучения. В 1920г. О.Штерн ввел в экспериментальную физику метод молекулярных пучков. Позже был создан квантовый генератор и усилитель в оптическом диапазоне (лазер). Основатели квантовой электроники Н.Г.Басов, А.М.Прохоров (СССР) и Чарлз Таунс (США) были удостоены в 1964 г. Нобелевской премии. Открытие квантовых генераторов и усилителей внесло в технику совершенно новые идеи, применимые в самых различных областях. Лазеры дали технике сверхточные часы, ошибка в ходе которых составляет всего 1 мин за 300000 лет хода. Они дали усилители, в сотни раз превышающие чувствительность самых чувствительных радиоусилителей. Лазерный луч просверливает отверстия в таких твердых телах, как алмаз, делает тонкие хирургические операции. С помощью лазеров ведутся исследования по осуществлению управляемого термоядерного синтеза – одной из фундаментальных проблем физики ХХ в. С помощью лазеров осуществляется сверхдальняя космическая связь. Она позволяет с огромной точностью измерять расстояния. Лазеры получили широкое применение в фотографии. Благодаря им осуществлена совершенно новая объемная фотография – голография.
Наука существенно влияет на духовную сферу человека – по-новому формирует мышление и мировоззрение людей. Проникновение в глубь материи, открытие элементарных частиц и античастиц, открытие квазаров и пульсаров, новое понимание пространства, времени, причинно-следственных связей – все это расширило наше понимание мира, в необычайной степени обогатило наш язык, наше мышление. Наука оказывает неоспаримое влияние на литературу и искусство, обогащая их новыми темами, новым содержанием.
Но за всеми этими позарительными достижениями науки скрывается глубокий тревожный вопрос: Куда идет наука? Что несет она людям в будущем? Вопрос далеко не праздный. Физика, химия, биология создали средства разрушения и уничтожения огромной мощи, достаточной, чтобы уничтожить все живое на Земле. Вопросы мира и социального прогресса стали насущными вопросами современности.
Наука прошла большой и сложный путь развития от египетских и вавилонских памятников до атомных электростанции, лазеров, космических полетов и нанотехнологий. Она знала мрачные времена упадка и застоя, сменявшиеся подъемом и быстрым развитием. Ее непрерывное развитие по восходящей линии началось сравнительно недавно, с Коперника и Галилея. И на этом коротком отрезке пути смелые надежды не раз сменялись разочарованиями и сомнениями. Но разум неизбежно побеждал и вел вперед.
Темы для самостоятельной работы
Подготовить рефераты о жизни и научной деятельности ученых:
1. Авогадро
2. Алзахен
3. Араго
4. Бальмер
5. Бируни
6. Больцман
7. Брюстер
8. Бугер
9. Ван-дер-Ваальс
10.Вебер
11.Видеман
12.Вин
13.Галлей
14.Гейгер
15.Генри
16.Герике
17.Гильберт
18.Гук
19.Дальтон
20.Джоуль
21.Доплер
22.Друде
23.Дэви
24.Дюлонг
25.Жуковский Н.Е.
26.Зеебек
27.Каммерлинг-Оннес
28.Карно
29.Кирхгоф
30.Клапейрон
31.Клаузиус
32.Комтон
33.Кориолис
34.Королев С.П.
35.Ландау Л.Д.
36.Ландсберг Г.С.
37.Лаплас
38.Ленц
39.Майер Р.
40.Ноддак
41.Оппенгеймер
42.Папалекси
43.Пашен
44.Пуассон
45.Ремер
46.Реомюр
47.Рикке
48.Рэлей
49.Савар
50.Содди
51.Стефан
52.Стокс
53.Тиндаль
54.Торричелли
55.Улугбек
56.Умов Н.А.
57.Фаренгейт
58.Физо
59.Франклин
60.Фриш
61.Фуко
62.Цельсий
63.Циолковский
64.Чедвик
65.Черенков
66.Штерн
67.Эндрюс
68.Эренфест
69.Юнг
70.Якоби Б.С.
Список литературы
Я.Г.Дрофман Всемирная история физики с древнеших времен до конца ХІХ века -М.: 1974
Я.Г.Дрофман Всемирная история физики с начала ХІХ века до середины ХХ века -М.: 1975
П.С.Кудрявцев История физики т.І-ІІІ. -М.: 1979
П.С.Кудрявцев Курс истории физики. -М.: 1982
Б.И.Спаский История физики. -М.: 1977
Ю.А.Храмов Физика. Библиографический словарь. -М.: 1983