Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2487.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
12.09 Mб
Скачать

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»

Н.В. Кабакова

ИСТОРИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ

В XX – НАЧАЛЕ XXI ВЕКА

Учебное пособие

Омск • 2020

УДК 94 : 001 : 62 "19/20" ББК 63.3(0)6/7 : 72 : 30

К12

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.

 

Рецензенты:

 

 

 

 

д-р экон. наук, доц. Е.В. Романенко (СибАДИ);

 

 

канд. истор. наук, доц. С.Н. Корусенко (ОмГУ им. Ф.М. Достоевского)

СибАДИРедактор О. . Соболева

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве

учебного пособ я.

 

 

 

Кабакова, Наталья Васильевна.

 

 

 

К12 Истор я

науки техники в XX – начале XXI века

[Электронный ресурс] :

учебное пособие

/ Н.В. Ка акова. – Электрон. дан. – Омск : СибАДИ, 2020. – URL:

http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe.

Режим

доступа:

для автор зованных пользователей.

 

 

 

Излагаются узловые моменты истории естественных наук и техники, начиная от рубежа XIX–XX вв. и до настоящего времени. Раскрывается значительный арсенал научно-технических мировых достижений. Особое внимание уделено вкладу отечественных ученых и изо ретателей разных исторических периодов (Российской империи, СССР, современной России) в развитие науки и техники.

Имеет интерактивное оглавление в виде закладок. Содержит ссылки на приложения обучающего и демонстрационного характера.

Рекомендуется студентам всех форм обучения всех направлений и специальностей технических вузов.

Подготовлено на кафедре «Философия».

Мультимедийное издание (13 МБ)

Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов:

Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader

Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова Издание первое. Дата подписания к использованию 25.02.2020

Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2020

Ссылки на приложения внутри текста кликабельны

ВВЕДЕНИЕ

XX век – время бурного развития науки и техники. В течение этого столетия наука проделала колоссальный путь, превратившись из занятия отдельных ученых в главную общественную производительную силу. Это был периодсозданияидоказательствмногочисленныхтеорий,важнейшихоткрытий,

изменивших характер мышления и мировоззрения ученых, возникновения

СибАДИ

новых областей научных знаний. XX столетие принесло технические

изобретен я, кард нально зменившие жизнь человека – самолет, теплоход,

вертолет, электронный м кроскоп и кинескоп, нейлон, капрон и застежка-

липучка, транз стор

компьютер, ядерный реактор, инсулин и пенициллин,

кардиост мулятор,

компьютерный томограф... Появились телевизоры,

магнитофоны, Интернет, созданы современные транспортные средства, бытовая техника, новые сорта растений, неизвестные ранее материалы, разработанные для промышленного про зводства и повседневного использования. Мощный рывоксделаламед ц на,научившаяся боротьсясрядомсерьезныхзаболеваний. Человечество покор ло воздушный океан и получило возможность осваивать космическоепространство.

Необычайно быстрое развитие получили в XX веке естественные науки – физика, химия, биология, астрономия, биология, активно использовавшие достижения математики как для точной формулировки собственного содержания, так и для получения новых знаний. Сами же исследователиматематики существенно расширили предмет изучений. Давшая многочисленные идеи и разработки для техники и производства наука получила взаменсложныеустройстваиприборыдлядальнейшихизысканий.

Учебное пособие «История науки и техники в XX – начале XXI века» посвящено рассмотрению узловых моментов развития науки и техники в прошедшем XX веке и развернувшемся XXI веке, раскрывает арсенал достижений прежде всего в области естественно-научных знаний, открытий и изобретений, сыгравших знаковую роль для человечества в целом. Особое внимание уделено вкладу отечественных ученых и изобретателей разных исторических периодов – Российской империи, СССР, современной России – в развитие науки техники, поскольку существует тенденция замалчивания либо вовсе забывания той роли, которую сыграли российские деятели в создании и продвижении нового.

Пособие построено в соответствии с хронологическим принципом исторического изложения и включает две основные части. Первая – «Развитие науки и техники в первой половине XX в.» раскрывает влияние научной революции рубежа ХIХ–ХХ вв. на естественные науки, выделяет важнейшие их достижения в период до конца 1940-х гг. Оценивается достигнутый уровень технического прогресса соответствующего времени. Вторая часть – «Развитие науки, техники и технологий во второй половине

3

XX – начале XXI в.» содержит характеристику научно-технической революции середины столетия, указывает основные направления научнотехнического прогресса во второй половине XX в. В этом разделе также определяются состояние и перспективы развития современной науки и

технологий, обрисовываются элементы информационного общества,

становление которого происходит в настоящее время.

С

Текст учебного пособия включает иллюстрации – фотографии

крупных ученых и изобретателей, а также тех, благодаря кому многие

научные

техн ческ е открытия стали известны миру, изображения

новаторск х устройств, технологических и промышленных объектов и т.п.

науки

Данное

здан е дополнено приложениями, включающими биографии

деятелей

, характер стики военно-технической, научной, социальной

сторон разв т я общества.

 

бА

 

Д

 

И

4

1.РАЗВИТИЕНАУКИИТЕХНИКИВПЕРВОЙПОЛОВИНЕXXВ.

1.1. ВлияниенаучнойреволюциирубежаХIХ–ХХвв. наразвитиеестественныхнаук

Научная революция. Неклассическая наука. Эволюционная теория и

С

 

 

 

 

 

картина мира. Революционные открытия в различных областях

естествознания и ломка старых представлений о мире на рубеже

ХIХ–ХХ столет й: эволюционные идеи в биологии, астрономии и

геолог

. Открыт я в математике. Революция в области физики

естествознания

XX столетия во многом было

Разв т е

 

науки

техники

предопределено научной революцией рубежа XIX–XX вв., оцениваемой

отечественной

стор ко-научной традицией как время новаторских

открытий в разл чных о ластях естественных наук и ломки старых

представлен й

м ре, одного из

важнейших

этапов в

становлении

современного

 

 

.

 

 

 

 

Научная революц я – это новый этап развития науки, который

включает

в

 

рад кальное и глобальное изменение процесса и

содержания системы научного познания, обусловленное переходом к

новым теоретическимсебяи методологическим основаниям, к новым

фундаментальным понятиям и методам, к новой научной картине мира.

Научная

революция ру ежа

XIX–XX вв. была связана с

 

 

 

 

Д

преобразованием классического стиля мышления в науке и становлением

нового, неклассическогоАестествознания. Идеалы неклассической науки

характеризовались отказом от прямолинейного восприятия картины мира

и переходом к ее пониманию в относительном смысле. Теперь в

противовес

идеалу

единственно

верной

теории,

объясняющей

 

 

 

 

 

 

И

исследуемые объекты, стала допускаться истинность нескольких

отличающихся друг от друга конкретных теоретических описаний одной и

той же реальности, поскольку в каждом из них может содержаться момент

объективно-истинного знания.

 

 

 

 

В эти десятилетия знания развивались на основе обширного

практического опыта, взаимообразного обогащения его новыми научными

данными. На этом этапе произошел переход к синтетической стадии

естественно-научного

исследования,

одновременно

усилилась

дифференциация естественных наук, стала осуществляться их интеграция. К примеру, на границе физики и химии возникла как самостоятельная область науки физическая химия; на границе химии и биологии – биохимия. Новые открытия подорвали основы старой, механистической картины мира и расчистили путь для дальнейшего развития эволюционных идей в естествознании.

5

Начало научной революции рубежа XIX–XX вв. предопределялось открытиями предыдущих десятилетий и прежде всего созданием в 1859 г. эволюционной теории Ч. Дарвина. Понятие «эволюция» (от лат. evolutio – развертывание) широко применяется в разных науках. В области биологии, где осуществлял свои исследования Ч. Дарвин, она обозначает необратимое, направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменениями генетического состава популяций, формированием адаптаций у организмов, образованием и вымиранием видов, преобразован ями в целом в окружающей среде. Эволюционная

теория является учен ем об общих закономерностях и движущих силах

исторического разв т я живой природы. Она позволяет получить общую

картину м ра, дает целостное представление о принципах развития,

С

 

 

 

поэтому способствует воссозданию единой системы знаний. При этом

отдельная наука, напр мер физика,

удет фрагментом общей естественно-

научной карт ны пр роды, а последняя будет составлять часть картины

мира в целом, включающей природу и общество.

Выдв жен

на

 

край естествознания биологических

передний

 

 

проблем, а также осо ая специфика живых систем дали повод целому

ряду ученых заяв ть о смене лидера современного естествознания. Если

раньше бесспорным лидером считалась физика, то теперь на такую роль

стала решительнобпретендовать иология. Соответственно этому если

идеалом устройства окружающего мира в прошлом признавали часы и

машины, то теперь таким идеалом считается живой организм. Однако

многочисленные противники подобного взгляда не без основания

заявляют, что посколькуАживой организм состоит из тех же молекул,

атомов, элементарных частиц, то по-прежнему лидером естествознания

должна оставаться физика.

 

 

Распространение и утверждение учения Ч. арвина происходило на

переломе ХIХ и XX столетий, прежде всего коренным образом изменив

 

 

Д

направления исследований в биологии. В центре внимания этой науки

оказались вопросы филогенеза (исторического развития органического

мира). Немецкий естествоиспытатель Э. Геккель в своих многочисленных

трудах установил историческую связь родственныхИгрупп животных и изобразил ее в виде «родословного древа». Эволюционная теория была позитивно воспринята передовыми русскими учеными: А.О. Ковалевский и И.И. Мечников (прил. 1) явились основоположниками эволюционной эмбриологии.

6

Си

бАИлья Ильич Мечников

(1845–1916)

Применив сравнительный метод к изучению зародышевого развития различных групп животных, они Дустановили родственные связи между ними; исследуя строение и функции ряда органов беспозвоночных животных, эти ученые положили начало экспериментальной и эволюционной гистологии. Русский ученый В.О. Ковалевский заложил основы эволюционной палеонтологии – наукиИ, изучающей организмы геологического прошлого (ископаемые организмы) и закономерности развития жизни на земле. Русский дарвинист-зоолог А.Н. Северцов создал морфо-биологическую теорию, вскрывающую закономерности изменения структуры организма в процессе эволюции. К.А. Тимирязев в области ботаники углубил учение о роли естественного отбора, о природе наследственности и законах ее изменчивости, теоретически и экспериментально разработал проблему фотосинтеза растений.

7

Си

бАКлимент ркадьевич Тимирязев

(1843–1920)

Исходя из работ И.М. Сеченова, сформулировавшего положение о зависимости всех функций организмаДот окружающей среды и распространившего детерминизм (положение о зависимости каждого явления от материальных причин) на понимание высших функций нервной системы, выдающийся русский ученый И.П. Павлов (прил. 2)

создал учение об условных рефлексах и высшей нервной деятельности,

которое вскрыло роль нервной системы живых организмов в процессах эволюции и утвердило представления о целостности животного организма.

И

8

СибАДИ

Иван М хайлов ч Сеченов

Иван Петрович Павлов

(1829–1905)

(1848–1936)

В этот же период интенсивно развивались исследования в области изучения клетки – в цитологии. Учеными из разных стран были обнаружены постоянные внутриклеточные структуры (Э. Ван-Бенеден – Бельгия, К. Бенда – Германия, К. Гольджи – Италия), открыты механизмы клеточного деления (И.Д. Чистяков, П.И. Перемежко – Россия, Э. Страсбургер – Польша, В. Флемминг – Германия). Основными теоретическими проблемами, вокруг которых развернулись горячие дискуссии, были проблемы единства и целостности организма, проблемы наследственности и ее изменчивости, проблемы физиологии органов чувств нервной системы.

Великий принцип эволюции оказался применимым и в астрономии, которая к XX в. почти полностью утеряла как свое классическое, так и средневековое значение для выражения божественного плана мира и вычисления гороскопов, а также ту ценность, какую она имела в эпоху Возрождения как вспомогательное средство в мореплавании. Однако коечто от ее престижа все же сохранилось, и это давало возможность астрономам получать средства для конструирования телескопов, внутренний диаметр которых увеличивался, а дальность действия возрастала. Рост числа обсерваторий с новыми аппаратами для фотографирования и спектроскопами позволил астрономии шагнуть далеко за пределы Солнечной системы, к звездам и туманностям, которые,

9

включая и Млечный Путь, были теперь признаны островными мирами, как это впервые предположил в 1755 г. И. Кант. Произведенная в 1913 г. Г.Н. Расселом классификация спектральных типов звезд безошибочно указывала на эволюционную преемственность.

Немалую роль принцип эволюции приобрел и в развитии целого комплекса наук о Земле, особенно геологии. Под влиянием эволюционного СибАДИучения в ней сформировались некоторые общие и частные теории и гипотезы, трактующ е геологические явления как взаимосвязанные звенья единого процесса развития Земли. Такова была, например, контракц онная г потеза (гипотеза сжатия Земли), которая в начале своего появлен я сыграла положительную роль в науке, ибо указывала на взаимосвязь вза моо условленность всех геологических процессов и рассматр вала ж знь Земли как долгий сложный исторический процесс, движущ ми с лами которого являлись естественные природные факторы.

Идея контракц , впервые высказанная еще в первой половине XIX в., оставалась общепр знанной в геологии до начала XX в. Однако она слишком упрощала схему истории развития Земли и не могла разъяснить многие факты, поэтому стали появляться новые гипотезы и теории. Так было создано учение о фациях, т.е. об особенностях геологических отложений в зависимости от условий осадконакопления. В 1869 г. русский ученый Н.А. Головкинский первым установил закон о соотношении фаций; а углубил его в 1890-е гг. немецкий исследователь И. Вальтер.

В 1880–1890-х гг. А.П. Павловым (Россия) и М. Неймайром (Австрия) были заложены основы новых областей в геологии – стратиграфии и палеогеографии. Стратиграфия – наука об определении относительного геологического возраста слоистых осадочных и вулканогенных горных пород. Палеогеография – наука, изучающая физико-географические обстановки, их динамику, факторы этой динамики (изменения климата, тектонические движения) на поверхности Земли в геологическом прошлом. Ученый П. . Кропоткин установил ледниковое происхождение четвертичных отложений, провел уточнение данных о климатах прошлого, что в большой степени способствовало развитию общих научных, материалистических представлений об истории Земли.

10

СибАДИПетрографические исследования под микроскопом

В петрографии (рассматривает структурные, минералогические и химические особенности горных пород) в середине XIX в. был открыт микроскопический метод анализа горных пород при помощи поляризационного микроскопа, что обусловило начало нового этапа развития этой дисциплины. Особенно большое значение для развития петрографии имели труды русских ученых Е. . Федорова и Ф.Ю. Левинсона-Лессинга. Большое количество работ было проделано по изучению геологии отдельных областей земного шара. Эта так называемая региональная геология имела в рассматриваемый период особенно большое практическое значение, поскольку позволила вскоре перейти к составлению геологической карты мира.

Необходимой предпосылкой научной революции на рубеже ХIХ–ХХ столетий является целый комплекс достижений в области математики, составивший целую новую эпоху. Несмотря на то, что математика относится к фундаментальным наукам, она всегда оказывала огромное влияние и воздействие на все области знаний, в первую очередь на естественные науки. Начало математического новаторства было связано с дальнейшей разработкой выводов Н.И. Лобачевского, Я. Больяи и Б. Римана по неэвклидовой геометрии. Их исследования развил итальянский ученый Е. Бельтрами, а также немецкий математик Ф. Клейн.

11

Выдающимся событием явилась опубликованная в 1899 г. работа немецкого ученого Д. Гильберта, который впервые разрешил задачу построения геометрической системы, логически развертывающейся из точно сформулированных, независимых посылок. Этим Гильберт внес крупный вклад в математическую логику, формирующуюся в

СибАДИдисциплину, практическое значение которой обнаружилось в дальнейшем для вычислительной, компьютерной математики (математическое машинное модел рован е).

Знач тельное разв тие получило учение об общих свойствах конечных особенно бесконечных множеств. Теория множеств как математ ческая д сц пл на была основана в 1874–1884 гг. немецким исследователем Г. Кантором. Идеи и понятия теории множеств проникли буквально во все отрасли математики, оказав глубокое влияние на пониман е самого предмета науки в целом.

В рассматр ваемую эпоху ольшое развитие получила теория вероятностей. Этот раздел математики занимается изучением случайных явлений, течен е которых заранее нельзя точно предсказать и осуществление которых при, казалось бы, одинаковых условиях может протекать по-разному в зависимости от случая. Теория вероятностей находит несколько весьма актуальных применений в естествознании и технике, главным о разом в теории наблюдений, развивавшейся в связи с потребностями геодезии астрономии, а также в теории стрельбы. Особенно бурно продвигалась эта наука в связи с прогрессом статистической физики статистических методов исследования самых различных вопросов. Решающую роль здесь сыграли работы русских ученых П.Л. Чебышева и А. . Маркова-старшего,а в разработке теории вероятностей – работы выдающегося русского математика А.М. Ляпунова.

12

СибАДИПафнут й Львов ч Че ышев лександр Михайлович Ляпунов

(1821–1894) (1857–1918)

Важным направлением в развитии математики конца XIX и начала XX в. являлась теория групп, т.е. учение о симметрии в самом общем виде. Первоначально развивавшаяся лишь как вспомогательный аппарат для решения уравнений высших степеней в радикалах теория групп вскоре приобрела важное значение во многих других разделах науки (геометрии, кристаллографии, физике, химии). В конце XIX в. знаменитый русский кристаллограф и геометр Е.С. Федоров решил с помощью теоретико-групповых методов важную задачу кристаллографии, классифицировав всевозможные кристаллические пространственные решетки.

Изучение наиболее общих свойств геометрических фигур пространств, интерес к которым был вызван развитием неэвклидовой геометрии, привел к созданию новой области математики – топологии (учение о свойствах геометрических образов, которые не меняются при непрерывной их деформации). В начале XX в. проблемы топологии продолжали успешно разрабатываться учеными многих стран.

Но ядром революции в естествознании на переломе ХIХ–ХХ столетий оказалась физика, которая в силу своего эталонного значения для остальных естественно-научных дисциплин значительно повлияла на них. Физика XIX в. представляла собой величественное достижение человеческого ума, казавшееся шагом вперед к определенному завершению представлений о действии естественных сил, покоящемся на

13

надежной основе механики Галилея и Ньютона. Этому представлению суждено было распасться в начале XX в. и смениться новым, до сих пор еще не завершенным.

СибАДИМакс Планк (1858–1947) льберт Эйнштейн (1879–1955)

Несмотря на то, что революция в физике разразилась внезапно, ее дату можно определить с точностью чуть ли не до года. Начиная с 1895 г., со знаменитого открытия В. Рентгена, она продолжала развиваться постоянно нараставшими темпами и все шире распространяться как на всю область данной науки в целом, так и за ее пределами. Революция в физике оказалась эпохой важнейших открытий, таких как рентгеновские лучи и радиоактивность (1895–1896 гг.), структура кристалла (1912 г.), нейтрон (1932 г.), деление ядра атома (1938 г.) и мезонов (между 1936 и 1947 гг.). Она включает также великие теоретические достижения в области синтеза, такие как квантовая теория М. Планка (1900 г.), специальная теория относительности А. Эйнштейна (1905 г.) и его же общая теория относительности (1916 г.), атомная теория Резерфорда–Бора (1913 г.) и новая квантовая теория Э. Резерфорда (1925 г.).

14

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]