Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2487.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
12.09 Mб
Скачать

гены, в том числе и онкогены, запускающие механизм злокачественного перерождения клетки. Роль этих «прыгающих генов» в функционировании хромосомного набора и в эволюции выяснена еще далеко не полностью. Вместе с тем функциональная роль более 90% ДНК еще неизвестна.

 

2.4. Технологии начала XXI в.

Х м ческ е технологии. Механические технологии.

М кротехнологии. Биотехника. Генная инженерия.

Нанотехнолог . Развитие компьютерных технологий

С

 

ХХ в. змен л само понятие «технология». Сегодня технология – это

влияниеначинаеттехнолог превалировать, радикально меняя и биосферу, самого человека. На значительных исторических отрезках отчетливо в дны вза мосвязи и взаимозависимости социальных,

совокупность всех алгор тмов, процессов и средств их реализации. В XXI в. м р вступ л в новую эволюционную фазу, которую можно назвать вторичной эволюц ей, когда в противостоянии «технология – эволюция»

политическихбА, научно-технических и всех других факторов, характеризующих целостное развитие цивилизации.

Все высокие технологии, определяющие лицо современной научнотехнической цивилизации, родились в форме фундаментальных исследований, как правило, Дкомплексного, междисциплинарного характера. Особенно это свойственно химическим технологиям, в настоящее время активно используемым в добывающих производствах. Начиная от первичного сырья, производственные циклы завершаются

выпуском такой продукции, как сверхчистые вещества и монокристаллы. И

Применение микротехнологий: дерево из солнечных панелей (Австрия)

68

Уже возникли и развиваются такие новые методы и технологии, как микротехнология кристаллических информационных структур, в которых синтез вещества, формирование и даже монтаж деталей в готовое устройство высшего уровня сложности ( например, сверхбольшие схемы, кристаллические микроустройства) органически сливаются на физико-

химической основе.

Странспорте, космонавт ке, гидрометаллургии и т.д. В настоящее время переживает свой расцвет комбинаторная химия, являясь методом поиска биологически акт вных веществ путем массового синтеза серий аналогичных соед нен й с различными заместителями и их массового

Почти фантастические перспективы развития наметились в области

химии быстропротекающих процессов – взрыва, пламени, плазмы,

играющих ключевую роль в автомобильном, воздушном и морском

скрининга. Расцвет ком инаторной химии, повлекший за собой фармацевт ческ й взрыв, в совокупности с достижениями генетики

привел к создан ю олее

сотни

новых

лекарств, позволяющих

 

дефектных генов и эффективно излечивать многие

нормализовать

 

 

 

 

наследственные за олевания. Новые препараты оказались более

эффективными,

езопасными

и

при

этом дешевле

своих

предшественников, зачастую в несколько раз.

 

 

Параллельноработуыли разра отаны новые средства доставки лекарств

непосредственно в клетку к определенному участку генома, и даже к

конкретному гену. Практический опыт применения первых подобных

препаратов позволил заложить фундамент нового класса лекарств,

направленных на нормализациюАгенов. Подобные «нормализаторы генов»

планируется применять в ближайшем будущем не только для исправления

генетических врожденных дефектов,

но и для исправления

дефектов

приобретенных, для восстановления функций тканей и органов

человеческого организма.

Д

 

 

И

Развитию химических не уступают механические технологии. На основе гибких автоматизированных линий и обрабатывающих центров преобразуется парк металлообрабатывающих станков, формируется новая научно-технологическая область твердотельной микромеханики, в туннельных и других зондовых микроскопах достигается субатомная точность микромеханического (точнее наномеханического) привода, быстро возрастает число степеней свободы в механических системах роботов, развивается космическая механика свободного полета и невесомости и т.д.

В ХХI в. ожидается радикальная реконструкция всего арсенала аппаратных и методических средств микротехнологии, равно как и принципов проектирования ее конечной продукции. Существенные

69

изменения произойдут и в принципах работы микроэлектронных устройств, а также информационных машин и систем, основанных на них. Квантовые вероятностные и коллективные электронные процессы станут основой действия элементов вычислительных систем. Интересные

изменения произойдут и в области биоподобных структур. Готовится

синтез микробиологических исследований на молекулярном и

С

 

 

 

субклеточном уровне, медикобиологических исследований иммунных

механизмов,

нейронных

и

биоэнергетических

механизмов

жизнедеятельности, с одной стороны, и функциональных устройств

молекулярного уровня, которые совмещали бы в себе принципы действия

 

вживляемым

 

 

 

электронных б олог ческих систем, с другой стороны.

 

 

Уже сейчас б оэлектроника достигла на этом направлении

достаточно ощут мых результатов. Например, для слепых созданы

миниатюрные телев з онные камеры, встроенные в очки.

Принятое ими

относится к зображенучастию иологических наук, и в частности биофизики, в

изображен

подвергается

о работке суперминиатюрной ЭВМ,

трансформ руется в электрические сигналы и передается в мозг человека

по

 

него электродам, которые покрыты протеином. И хотя

полученное

е не

совсем ясно, слепой человек получает

возможность ор

ент роваться в пространстве, различать темноту и свет.

 

Во второй половине XX в. появился новый термин – биотехника, он

решении технических про лем,

в улучшении промышленных технологий.

Известно, что

надежность

иологических систем

определяется

 

 

 

Д

самовосстановлением и системой дублирования рабочих элементов. Так,

сердце человека производитАза жизнь в 100 раз больше сокращений, чем

самые надежные механические системы.

 

 

Сейчас экспериментально доказана возможность создания нового

типа механохимического двигателя,

функционирование которого будет

 

 

 

 

И

основано на том, что равновесие между двумя формами полимера, имеющего разные механические свойства, сдвигается при изменении химического потенциала среды. Полимер таким образом находится то в растянутом, то в сжатом состоянии. Если раньше исследователи шли в основном по пути воспроизведения в технике принципов, используемых в живых системах, то сегодня создаются гибридные системы, в которых одна часть выполнена в металле, а другая состоит из биоэлементов. Предпринимаются попытки создать компьютер, использующий элементы, характерные для нервной системы. Его предполагают снабдить датчиками на биологической основе и исполнительными устройствами, базирующимися на молекулярных механизмах мышечного сокращения.

70

Следствием «биологической революции» стало появление генной инженерии. В широком смысле этого слова генная инженерия не является наукой, а инструментом биотехнологии. В ее основе лежит знание о свойствах ДНК, полученное благодаря исследованиям в области молекулярной генетики, достижения в области вирусологии, бактериологии, молекулярной биологии.

овременная генная инженерия позволяет создавать трансгенные организмы, содержащие генетический материал, в который был искусственно введен фрагмент ДНК из другого, неродственного

организма. Так е методы используются в производстве инсулина,

интерферона гормона роста человека. Сейчас появилась вполне реальная

возможность создан я человека по генетической инструкции в

С

 

 

лабораторных услов ях. Методами генной инженерии получают растения

и

 

с некоторыми заранее запрограммированными свойствами.

Так, в настоящее время российскими учеными методом тончайшей генной

инженер

уже

получ ли олее

100 новых типов животных (овец,

кроликов

пр.).

 

 

 

 

животных

 

 

 

Пом мо уже существующих областей применения, таких как

здравоохранен е

медицина,

намечается

широкомасштабное

использование генной инженерии в сельском хозяйстве, промышленности,

энергетике, экологиибАи освоении космоса. Биотехнология способна оказать решающее воздействие на увеличение производства продовольствия и другой сельскохозяйственной продукции на сокращающихся площадях обрабатываемых земель и с меньшим расходом воды. При этом уменьшатся вредные воздействия на окружающую среду минеральных удобрений и пестицидов, применяемых сегодня для получения оптимальных урожаев. С помощью рекомбинантных ДНК

получены микроорганизмы, помогающиеДбороться с разлившейся нефтью. Подобные биовосстановительные технологии уже использовались для решения проблемы «нефтяных озер», образовавшихся в 1991 г. в ходе войны в Персидском заливе.

Одной из перспективных новейших технологий являются нанотехнологии, которые занимаются процессами и явлениями,

происходящими в мире, измеряемом нанометрамиИ(миллиардными долями метра). Один нанометр составляет расположенные вплотную один за другим самое большое 10 атомов. Сейчас в разных странах проектируют,

строят машины и устройства, компоненты которых в 10–100 раз тоньше человеческого волоса и которые являются гигантами в мире нанотехнологии.

В десятках институтов нашей страны и за рубежом идут работы по кластерной химии, где исследователи изготовляют различные виды крошечных шариков или трубок, содержащих от 10 до 1000 атомов.

71

Подобные структуры могут быть полезны для создания микроконденсаторов и других электронных компонентов, но вообще список возможных применений кластеров почти бесконечен.

На протяжении второй половины XX в. эволюция компьютера шла

по традиционному пути. Процессоры становились все мощнее, а микросхемы – все миниатюрнее. Потребляемая мощность компьютеров

Сстремил сь к дост жен ю мощности, сравнимой с человеческим мозгом, и эта цель, казалось, была уже близка. Сейчас с помощью фотолитограф ческ х технологий производства интегральных микросхем, доведенных до совершенства, стало возможным производить единичные

уменьшалась, а их быстродействие увеличивалось. Тенденции касались как персональных компьютеров, так и суперкомпьютеров. Разработчики

суперкомпьютеры, выполняющие десять в тринадцатой степени операций секунду. При этом человеческий мозг осуществляет в секунду десять в

шестнадцатой

степени–десять в семнадцатой

степени операций. Но

, что суперкомпьютеры представляли собой не единичный

учитывая

 

 

процессор, а

х сотни тысячи, выполняющих параллельную работу, то

реальное отставан е ед ничного процессора от мощности человеческого

мозга составляло до десяти миллионов раз.

 

 

Развитиебкомпьютерных технологий

позволяет

также

«осовременивать» традиционные технологии. К примеру, в совокупности

с достижениями в о ласти электронной промышленности они позволили

известному более пятидесяти лет явлению голографии шагнуть на

качественно

новый уровеньАи стать в один ряд с новейшими

технологиями.

 

 

2.5. Становление информационногоДобщества

Формы современной организации наукиИи техники. Российская

наука и техника сегодня. Информационное общество и его признаки

В современных наукоемких отраслях темпы научно-технического прогресса высоки. Например, в микроэлектронике скорость накопления опыта характеризуется ежегодным удвоением сложности и объема выпуска интегральных схем при 30-процентном снижении издержек и цен. В этих условиях опаздывание чревато не только потерей позиций, но и безнадежным отставанием отраслей, где широко применяется электроника – в лазерном производстве, авиастроении, отдельных видах машиностроения и др.

За последние десятилетия развитые страны накопили значительный опыт организации инновационной деятельности. Возникли различные формы внедрения научных разработок в производство – ведь сами по себе

72

технологии никому не нужны, если нет их практического использования.

Это

обуславливает

развитие

технологической

кооперации,

межгосударственных

технологических

трансфертов,

создание

территориальных научно-промышленных комплексов, научных парков и

технопарков (прил. 9).

 

 

 

 

 

распадом в 1991г. Советского Союза в России произошло обострение

С

 

что весьма негативно проявилось и в

многих разрушительных тенденций,

научно-технической сфере. На фоне катастрофического развала производства ощутимо пострадало разв тие техники, отрицательно это сказалось и на науке. Огромный ущерб страна понесла в результате утечки мозгов (массовой

специалисты, ученые). Согласно подсчетам Российского фонда

эмиграциисследований, в результате которой по различным причинам выезжают

фундаментальных , только за первую половину 1990-х гг. страну

покинуло не менее 80 тыс. ученых, отправившихся в США, Израиль,

разделившемубее с немецким физиком Г. Крёмером, вместе с которым они открыли и развили ыстрые опто- и микроэлектронные компоненты, создаваемые на азе многослойных полупроводниковых структур.

Великобр тан ю Герман ю. В американской Силиконовой долине работают около20тыс. ученых з ывшегоСССР.

И все же росс йская наука двигалась вперед. Об этом, в частности,

свидетельствует факт пр своения в 2000 г. талантливому российскому ученому-ф з ку Ж.ИАлферову. Нобелевской премии (прил. 10),

Производимые на их основе ыстрые транзисторы используются в сверхбыстрых компьютерах, спутниковойДсвязи и в мобильных телефонах. Лазерные диоды, сконструированные по этой же технологии, позволяют передавать информацию по оптическим сетям.

И

Жорес Иванович Алферов

(1930–2019)

73

Нобелевской премией по физике за 2003 г. отмечены Королевской академией наук Швеции «за революционный вклад в теорию

сверхпроводимости и сверхтекучести» три ученых-физика – А.А. Абрикосов

(Аргонская национальная лаборатория, штат Иллинойс, США), В.Л.

Гинзбург (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, Россия)

С

 

 

(прил. 11), Э. Леггетт (Университет штата Иллинойс, Чикаго, США). В 2010

г. Нобелевская премия по физике была вручена К.С. Новоселову (российско-

британскому ф з ку)

А.К. Гейму

(советско-нидерландско-британскому

физику) за новаторск е эксперименты по исследованию двумерного

материала

 

графена (пр л.12).

 

бА

 

Д

Виталий Лазаревич Гинзбург

И

Алексей Алексеевич Абрикосов

(1916–2009)

 

(1928–2017)

 

 

74

С

 

 

 

и

 

 

Констант н Сергеев ч Новоселов

 

ндрей Константинович Гейм

(род. в 1974 г.)

 

 

(род. в 1958 г.)

Несомненно, подо ные успехи явились итогом сформированного

ранее научно-технического

потенциала,

совмещавшего не только

 

 

Д

реальные интеллектуальные и технические результаты, но и людские

ресурсы, а бАтакже сложившийся научно-технический менталитет и

традиции научных и инженерных школ.

 

Позиции России в современной мировой науке определить

однозначно трудно. Сегодня

в качестве

осевых координат мирового

 

 

 

И

интеллектуального пространства предстают информационные технологии и науки биологического цикла. Как отмечалось ранее, уже к 1980-м гг. сформировалось отставание российской (тогда еще советской) науки в сфере новейших методов биоинженерии, исследованиях генома человека, а также в изучении способов борьбы с наиболее распространенными болезнями (особенно в сфере трансплантологии и иммунологии). Эта непростая ситуация, сложившаяся в биолого-медицинском цикле фундаментальных наук, усугубилась в постсоветские годы.

В то же время в развитии информационных технологий российский научный потенциал выглядит значительно весомее. Компьютерные технические средства, их программное обеспечение, а также базы данных и большие информационные сети обеспечиваются наземными и подводными оптическими кабелями, спутниками. Именно космос играет важнейшую роль в современных информационных системах.

75

В России сегодня действуют 18 инновационно-технологических

центров, 266

малых

предприятий

в научно-технической

сфере и

70 технопарков;

в регионах создано

30 узлов, составляющих основу

национальной системы

компьютерных

сетей и коммуникаций

в науке;

организовано 5 суперкомпьютерных центров. Таким образом, «точки роста» для отечественного научно-технического потенциала в переходный период сформированы, и теперь дело за реализацией намеченной стратегии развития сферы исследований и разработок.

Как отмечено ранее, научно-технический прогресс затронул все сферы

общественной ж зни. В современных развитых сообществах он создал

традиционных

к

постиндустриальному, или

условия

перехода

от ндустриального

Синформац онному

ществу. С появлением микропроцессоров началась

стремительная компьютеризация, развитие наукоемких производств,

внедрялись энерго-

ресурсос ерегающие технологии. Стремительно росло

 

 

большого

 

 

 

число занятых в сфере услуг и в о разовании. На фоне свертывания многих

 

 

 

отраслей уменьшалась численность занятых в сфере

материального про зводства. Значительно возросли средства, выделяемые на

развитие

науки

 

разования. Но все это сопровождалось большими

социальными издержками: ростом безработицы и стоимости жизни,

появлением

 

 

числа людей,выбитыхизпривычнойжизненнойколеи.

Технотронная революция, став планетарным явлением, происходит в

глобальном масшта е, осуществляется новое международное разделение

труда. Современные транснациональные корпорации и интеграция

экономик

 

в ряде регионов

мира создают

условия

для глобального

 

 

 

 

А

 

распространения новой технологии, новых систем управления. В

результате формируется новая – постиндустриальная цивилизация,

характерными

признаками

которой

являются

принципиальная

Д структурная перестройка хозяйственной системыИс преобладанием сферы

услуг, высокий уровень и качество жизни большей части населения за счет высокой эффективности экономики, общественное согласие и толерантность на основе широкой демократизации политических процессов.

Первые упоминания понятия «информационное общество» относятся к 60-м гг. ХХ в. В настоящее время сложилась следующая основная совокупность его характеристик. Важнейшей социальнопсихологической установкой такого общества является культ знаний, означающий, что в общественной морали преобладает тяга к духовному самосовершенствованию над стимулом материального благополучия. Подобное общество ориентировано на создание информационной экономики, базирующейся на высокие технологии (микро-, наноэлектронику, глобальные коммуникации, накопление и

76

распространение данных и знаний, экономию времени, энергии и других общественных ресурсов, разработку и внедрение интеллектуальных продуктов). Информационная экономика страны должна вписываться в глобальный информационно-экономический процесс. Определяющей частью общей культуры в таком социуме является информационная культура, организующая общественную жизнь через информационную сферу (коммуникации и управление, культуру познания). Более 50% трудовых ресурсов общества должно работать в информационной сфере (компьютерные технолог и, телекоммуникации, информационные услуги,

включая

 

б бл отеки

 

сферу искусства; СМИ и рекламное дело;

микропроцессорные

 

нанотехнические системы и устройства; наука и

образован е

 

т.п.).

Информационное

общество

насыщено

С

 

нфраструктурой,

включающей

аппаратно-

информац онной

 

 

программные средства поддержки всех сфер деятельности социума, в том

числе

образован

я,

государственного

управления, избирательных

кампаний,

документоо орота. Тем самым информационные технологии,

 

 

рующ е рут нные операции, должны освобождать человека

автоматиз

 

 

 

для решен я м творческих задач. Наконец, в подобном обществе

возникает

нформац онное законодательство как совокупность законов

и нормативных актов

правового регулирования

в сфере

обращения и

производствабАинформации, применения информационных технологий.

В целом же главным отличительным признаком информационного общества будет информационная экономика, а основным продуктом и ресурсом станет информация и ееДвысшая форма – знание; основной функцией – экономия времени с помощью информационных технологий. Очевидно также, что такое общество должно быть многогранным, учитывающим все стороны жизни человека и социума, в том числе и духовные потребности. И, конечно, информационное общество неизбежно сталкивается с рядом серьезных проблем (прилИ. 13).

Все признаки информационного общества должны «работать» вместе. Вычленение хотя бы одного приводит к ликвидации подобного общества. Так, известны многие государства с развитой информационной инфраструктурой, но с отсутствием информационной культуры, культа знаний, действующего информационного законодательства и др. В таких государствах нет информационного общества, как нет его и в тех странах, которые не вписались в глобализационные процессы планетарного масштаба и исповедуют изоляционизм, закрытость, попрание демократических норм и прав человека. Потому локальные информационные общества нежизнеспособны. Приоритетным для человечества является глобальное (планетарное) информационное общество. Однако насколько оно достижимо в современном мозаичном и часто разнополярном мире?

77

 

 

 

Вопросы и задания к разделу 2

1.

Проанализируйте причины и основные направления развития научно-

технической революции.

 

2.

Выделите два важнейших этапа научно-технической революции.

Охарактеризуйте их.

 

 

 

3.

Какова роль государства в развитии науки и техники во второй половине

СССР

 

 

XX в.? Как и почему она изменялась?

 

4.

Назовите разработки, реализованные в СССР в области военной техники в

послевоенный пер од. Пр ведите примеры применения «мирного атома» во второй

половине XX в.

 

 

 

5.

Оцен те дост жен я в развитии кибернетики во второй половине XX в.

ки

 

Какой вклад внес

 

в развитие вычислительной техники?

6.

Назов те

сследователей, чьи труды

способствовали продвижению

космонавт .

 

 

 

7.

Дайте оценку вкладу СССР и современной России в освоение космоса.

8.

области

 

Как разв т

е космонавтики повлияло на науку и технику?

9.

Переч сл те новые тенденции в

химии и биологии, проявившиеся

во второй полов не XX в. К каким изменениям в хозяйственной и повседневной

жизни они пр вели?

 

 

 

10.

Охарактер

зуйте развитие транспорта во второй половине XX в.

11.

Оцен те досто нства и недостатки протекания научно-технического

прогресса в СССР.

 

 

 

12.

Дайте определение понятиям: постнеклассическая наука, синергетика.

13.Какие важнейшие открытия были сделаны в области биофизики в последние десятилетия? Каковы перспективы применения данных открытий?

14.Приведите примеры использования новейших технологий в современной

жизни.

15.Оцените состояние постсоветской и современной российской науки.

16.Какие ученые, уроженцы СССР, были отмечены Нобелевскими премиями

вначале XXI в.? Назовите области знаний, в которых осуществлены их открытия.

17.Что такое информационное общество? Перечислите основные характеристики информационного общества.АД

И

78

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]