Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:История науки и техники. Конспект лекций
.pdf
Дмитрий
Иванович
Иваненко
(1904–1994)
Георгий
Антонович
Гамов
(1904–1968)
Предложил модель ядра, состоящую из протонов и нейтронов
Создал теорию альфа-распада на основе квантовых представлений
Законы классической механики не объясняли всех явлений микро-
мира. Создание новой механики началось с формулировки М. Планком квантовой гипотезы (теории квант). Усилиями австрийского физика Э. Шредингера, немецкого физика В. Гейзенберга и английского
физика П. Дирака было создано новое направление в теоретической
физике, которое получило название квантовой механики. Предметом
изучения является описание движения и взаимодействия микроча-
ее
стиц с учетом их волновых свойств. Отличительная черта новой науки — квантовой механики — необходимость вероятностного подхода
к описанию микрочастиц.
Луи де Бройль
(1892–1987)
Клинтон
Джозеф Дэвиссон
(1881–1958)
Лестер Халберт
Джермер
(1896–1971)
Джордж
Паджет Томсон
(1892–1975)
Петр Саввич
Тартаковский
(1895–1940)
Эрвин
Шредингер
(1887–1961)
Выдвинул гипотезу об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. В 1929 г. удо стоен Нобелевской премии за
открытие волновых свойств электрона
Экспериментально подтвердили гипотезу де Бройля — обнаружили дифракцию электронов при прохождении через естественную дифракционную решетку — кристалл никеля.
Была вычислена длина волны, соответствующая формуле
Бройля
Провели независимые исследования по дифракции быстрых
электронов при прохождении через металлическую фольгу,
подтвердив гипотезу де Бройля. В этих опытах была доказана
возможность наблюдения дифракции электронов. Д. П. Томсон лауреат Нобелевской премии (1937 г., совместно с К. Девиссоном)
Сформулировал основное уравнение
описывающее движение микрочастиц в силовых полях. Правильность этого уравнения подтверждается согласием с опытами, что придает ему характер закона природы.
В теории описываются волновые свойства частиц, поэтому ее
назвали волновой механикой. Лауреат Нобелевской премии
(1933 г., совместно с П. А. Дираком)
квантовой механики,
де
121
Вернер Карл
Гейзенберг
(1901–1976)
В 1926 г. Шредингер доказал фактическую тождественность волновой и матричной механик, несмотря на существенное различие математических методов и понятий. С тех пор волновая и матричная механики объединили понятием
квантовая механика
Создал матричный математический аппарат квантовой механики. Матричная механика Гейзенберга пришла к тем же результатам, что волновая механика Шредингера
Джордж Юджин
Уленбек
(1900–1974)
Сэмюэл Абра-
хам Гаудсмит
(1902–1979)
Вольфганг
Паули
(1900–1958)
Поль Адриен
Морис Дирак
(1902–1984)
Предложили использовать собственный механический момент импульса, не связанный с движением электрона в пространстве.
Ввели понятие «спин электрона». Появилось четвертое квантовое число для полного описания квантового состояния
электрона в атоме (главное, орбитальное, магнитное и спиновое)
Установил, что
одного электрона с одинаковым набором квантовых чисел.
Предсказал существование нейтрино. Лауреат Нобелевской
премии (1945 г.).
Разработал квантовую теорию вакуума. Теория предугадывала существование античастиц электронов, которые были получены экспериментально и названы позитронами. Лауреат
Нобелевской премии (1933 г., совместно
в одном и том же атоме не может быть более
с Э. Шредингером)
В настоящее время квантовая механика — одна из самых плодот-
ворных теорий, она широко применяется в ядерной физике, химии,
космологии, биологии и многих отраслях науки и техники.
Биология в XX в. становится наукой теоретической и эксперимен-
тальной. Развитие экспериментов и гипотез о наследственности Грегора
Менделя позволило сформироваться в 30-е годы новому научному тече
нию — генетике, которая в настоящее время является одной из самых
прогрессивных отраслей науки, которая уже имеет несколько прикладных направлений.
-
Жан Батист
Пьер Антуан
Ламарк
(1744–1829)
Создал первую в истории науки целостную картину исторического развития живой природы, ввел в научный оборот термин
«биология». Не отрицая божественного происхождения природы, считал ее находящейся в процессе эволюции.
Основоположник эволюционного подхода к развитию в биологии
122
Уильям Бетсон
(1861–1926)
Август
Вейсман
(1834–1914)
Жорж Кювье
(1769–1832)
Карл
Францевич
Рулье
(1814–1858)
Андрей
Николаевич
Бекетов
(1825–1902)
Чарлз Роберт
Дарвин
(1809–1882)
Эрнст
Геккель
(1834–1919)
Ввел в научный оборот термин «генетика», определив им науку
«о явлениях изменчивости и наследственности»
Доказал экспериментально, что приобретенные признаки не наследуются
Разработал теорию катастроф, которая противостояла идеям Ламарка о непрерывном эволюционном развитии природы.
Сформулировал принцип «корреляции частей организма» и воссоздавал по отдельным
Проследил усложнение строения ископаемых животных и связал его с катастрофическими переменами в окружающей среде
Создал концепции о возникновении органического мира из неорганического, о постепенном естественном изменении организмов и формировании многообразия живых существ, о наследственности и изменчивости
Изучил экспериментально изменчивость
условиях существования, в том числе изменения в результате
борьбы за существования
Под влиянием идей Ч. Лайеля и Т. Мальтуса сформулировал эволюционную теорию как теорию постепенного преобразования;
определил механизм эволюции — естественный отбор в борьбе
за существование (межвидовая, внутривидовая, с неблагоприятными условиями внешней среды)
Установил историческую связь родственных групп животных и
изобразил ее в виде «родословного дерева»
частям облик ископаемых животных.
растений в различных
На переломе XIX–XX столетий эволюционная теория завоевала
сильные позиции, коренным образом изменила направление исследований в биологии. В центре внимания этой науки оказались вопросы филогенеза — исторического развития органического мира. Особенно широкое распространение среди ученых-естествоиспытателей
дарвинизм получил в России.
Необходимой предпосылкой научной революции на рубеже
XIX–XX столетий является комплекс достижений
в области математики, составивший целую новую эпоху. Новые достижение математики — создание неевклидовой геометрии, аксиоматического метода теории множеств, новых аспектов теории вероятностей, теории групп,
топологии, функционального анализа — связаны с изменениями и
развитием научных представлений о явлениях материального мира.
123
Математика часто теоретически предваряет открытие многих физических и других законов природы — из-за специфичности предмета и
метода исследования. Такое сближение, соединение различных областей естествознания на основе математики как универсального языка
науки доказывает единство предмета естественно-научного исследования и единство материального мира.
Николай
Иванович
Лобачевский
(1792–1856)
Анри
Пуанкаре
(1854–1912)
Дэвид
Гильберт
(1862–1943)
«Проблемы Гильберта» — список из 23 кардинальных проблем математики, представленный Давидом Гильбертом на II Международном конгрессе математиков
в Париже в 1900 г. Эти проблемы охватывают основания математики, алгебру,
теорию чисел, геометрию, топологию, алгебраическую геометрию
щественный и комплексный анализ, дифференциальные уравнения, математическую
физику и теорию вероятностей, а также вариационное исчисление.
В начале XX в. они не были решены. На данный момент из 23 решены 16 проблем.
Две не являются корректными математическими проблемами — одна сформулирована слишком расплывчато, чтобы понять, решена она или нет, другая, далекая от решения, — физическая, а не математическая. Из оставшихся пяти проблем две не решены никак, а три решены только для некоторых случаев
Начало этой эпохи математики связано с дальнейшей разработкой выводов и других ученых по неевклидовой геометрии. Их
исследования внесли значительный вклад в развитие математической науки
Разработал проблемы теории функций комплексного переменного и качественной теории дифференциальных уравнений, на
основе этого возникла топология — учение о тех
метрических образцов, которые не меняются при непрерывной
их деформации
Выдающимся событием в области аксиоматического метода
явилась опубликованная в 1899 г. работа немецкого математика,
который впервые разрешил задачу построения геометрической
системы, логически развертывающейся из точно сформулированных, независимых посылок. Этим он внес крупный вклад
в математическую логику, которая
циплину, практическое значение которой для вычислительной,
компьютерной математики (математическое машинное моделирование) обнаружилось в дальнейшем
начала формироваться в дис-
свойствах гео-
, группы Ли, ве-
Георг
Кантор
(1845–1918)
Значительное развитие получило учение об общих свойствах конечных и особенно бесконечных множеств. Теория множеств как
математическая дисциплина была основана в 1874–1884 гг.
124
Идеи и понятия теории множеств проникли буквально во все отрасли математики. Теория множеств явилась одной из основ развития теории функций действительного переменного, современной общей топологии и других дисциплин.
Кроме того, она оказала глубокое влияние на понимание самого предмета математики
Пафнутий
Львович
Чебышев
(1821–1894)
Андрей Андре-
евич Марков-
старший
(1856–1922)
Александр
Михайлович
Ляпунов
(1857–1918)
Многие открытия обусловлены прикладными исследованиями,
в основном —
приближения функций с помощью многочленов, в теории вероятностей доказал закон больших чисел и др. Труды послужили
началом развития многих разделов математики, ранее не существовавших
Исследования Маркова по теории так называемых Марковских
цепей имели огромное значение для таких физических
как диффузия, броуновское движение. Значительную роль работы выдающегося русского математика сыграли в разработке
теории вероятностей, теории чисел и математического анализа
Создал современную теорию равновесия и движения механических систем с конечным числом параметров. Велика роль в разработке дифференциальных уравнений, гидродинамике, теории
вероятностей
в теории механизмов. Создал теорию наилучшего
проблем,
Следствие дальнейшего развития наук физико-математического
цикла историк науки Дж. Берналл назвал сначала промышленной революцией. Однако анализ, сравнение развития науки в XIX и XX вв.
свидетельствовали о том, что произошли качественно новые перемены в отношениях науки и технологии, что отразилось и в терминах —
«научная технология», «связанная с наукой технология».
феномен XX в. был на-
Этот
зван научно-технической революцией. Термин сформулирован Дж. Берналлом в 1957 г.; он
подчеркнул, что «только в наше
время — т. е. в XX в. — наука начинает доминировать в промышленности и сельском хозяйстве».
Действительно, преобразования, которые произошли в промышленности в середине XX
столетия, в первую очередь
—
НТР — коренное, качественное
преобразование производительных
сил на основе превращения
науки в ведущий фактор
развития общественного
производства, непосредственную
производительную силу.
НТР имеет универсальный
характер, представляет
общемировое явление
125
в промышленности, работавшей по методу массового производства,
не были простым расширением механизации. Введение элементов
контроля, суждения и точного измерения, которые могли быть обеспечены электронными приборами, использование ЭВМ и неизмеримо возросшая скорость выполнения промышленных операций дают
нам возможность с полным основанием говорить о научно-технической революции.
Во второй половине
XX столетия наука начинает определять пути
дальнейшего развития техники.
Повысилась степень сложности технических средств
Причины изменения роли
науки в развитии техники
Происходит все большее внедрение технических средств
Используются нефизические закономерности для создания
современной техники (раньше были традиционные
физико-механические закономерности, сейчас, например,
в повседневную жизнь человека
биологические закономерности)
И в области науки произошли значительные изменения:
• во-первых, она достигла нового уровня понимания природы;
• во-вторых, усовершенствовала техническую и методологиче-
скую стороны познания;
• в-третьих, приняла социальную ориентацию;
• в-четвертых, осуществляет функцию производительной силы.
Научно-техническая революция (НТР) началась
в 50-х годах
XX столетия и с тех пор продолжает развиваться стремительными
темпами, вызывая перемены в облике планеты, всей цивилизации,
в материальной, политической и духовной жизни всех стран. По своему содержанию НТР носит универсальный характер и представляет
общемировое явление.
С середины 50-х годов техника материального производства начи-
нает развиваться под
воздействием все возрастающего потока науч-
126
• Новые фундаментальные науки и теории, возникшие в этот пе-
риод, — квантовая механика, теория относительности, атомная
физика, генетика — выходили за пределы реальных потребностей материального производства.
• Научная революция в естествознании, прежде всего — в физике, на рубеже XIX–XX вв.
• Открытия в химии и биологии, сделанные к середине 50-х годов XX в.
• Крупнейшие технические открытия: применение электриче-
революции
Предпосылки научно-технической
ства в производстве и других отраслях; изобретение и распространение радио; рождение авиации и др.
• Возрастающий научный и интеллектуальный потенциал.
• Изменение картины мира.
• Формирование устойчивой системы «наука — техника — про-
изводство».
ных знаний, идей, теорий, и возникает устойчивая система «наука —
техника — производство»; и научный, интеллектуальный потенциал
становится все более важным богатством общества. Наука приобретает роль постоянного генератора идей, становится производительной
силой общества.
В ходе НТР выделяют два основных этапа:
1-й этап — Автоматизация производства (50-е годы XX в.)
Появление дополнительного звена в машине, осуществляющего
непосредственный контроль за ее работой; автоматизированные линии; предприятия-автоматы. Рабочий становится контролером-наладчиком
2-й этап — Компьютерная революция (конец 70-х годов XX в.)
Элементы логических функций человека выполняются машиной;
принципиально новый вид техники — ЭВМ — изменяет положение человека в процессе производства. Расширение научных исследований, рост знания
Сущность НТР не может быть сведена только к автоматизации про-
изводственных
процессов. Сегодня в науке происходит решительный
127
отказ от слишком упрощенных представлений о содержании НТР и ее
основных направлениях. Наука сегодня действительно превратилась
в решающий фактор всех общественных перемен.
Успехи НТР
переход к разработке и применению различных видов немеханических технологий
возникновение биотехнологий и генной инженерии
широкое использование атомной энергетики
получение новых материалов с заранее заданными свойствами
возникновение космонавтики и превращение космического корабля в лабораторию для проведения экспериментов и исключительно важных для науки и производства наблюдений
кибернетизация разных сфер деятельности человека
появление ЭВМ новых поколений — малогабаритных, более производительных
Превращение науки в массовую специальность, дифференциация
и интеграция наук, расширение фронта проводимых исследований
привели к небывалому росту знания и потоков информации в обществе во всех сферах. Сегодня темпы
научно-технического прогресса и
развития общества в значительной степени определяются тем, каковы
скорости переработки информации, — необходимость компьютерной
грамотности ясна. Компьютерная революция приводит к тому, что
анализ первичной информации и принятие решений начинают осуществляться исключительно с помощью ЭВМ — от проектирования
современного производства до построения математических моделей
работы отдельных отраслей народного
хозяйства. Научно-техническая революция — и решающий фактор общественных перемен, и серьезное (возможно — как считают многие исследователи — последнее!) предостережение человечеству и самой науке.
Лекция 10
РАЗВИТИЕ НАУКИ И ТЕХНИКИ В РОССИИ
Каждый народ вносит в человеческую историю свой неповторимый вклад, участвует в создании мирового цивилизационного фона,
на котором развивается современное человечество. История нашей
страны, как и история всего человечества, делится на основные периоды, которые определяются цивилизационными критериями: уровень
технологического, экономического, социального развития; степень
политической организации общества, развитие культуры, быта и
Выделение человека из животного мира — процесс длительный,
примерно 22 млн лет назад человек начал развиваться особенным
путем, человечество отделилось от животного мира, от других приматов.
Географическая область происхождения человека — южная часть
Азии, юг Европы и Африки. Однако следы первобытных людей обнаружены и на территории нашей страны — стоянки, пещерные
ща и погребения неандертальцев археологи нашли на Кубани, Днепре, Десне, на Волге, в Южной Сибири, на Лене. Люди осваивали
новые территории, продвигаясь по Восточно-Европейской равнине со
стороны Центральной Европы, из районов Кавказа и Малой Азии, —
так формировалось население на территории современной Евразии.
Следы палеолитических стоянок обнаружены на
жем, на Оке, Десне, в Приуралье, на Каме, Енисее, Ангаре. Самой северной для таких находок — под 62 градусом северной широты — является стоянка севернее Лены. В этот период закладывается разделение
людей на расы — уже видны различия во внешнем облике обитателей
Азии, Европы, Африки, в хозяйственных приемах, орудиях труда
На территории нашей страны в период мезолита люди активно
осваивают внутренние водоемы — передвигаются по рекам и озерам, осваивая новые места — северную часть Сибири вплоть до Северного Ледовитого океана. В период среднего каменного века продолжается продвижение в северные районы Восточно-Европейской
Дону, под Вороне-
др.
жили-
.
129
равнины — заселяются берега Волги (Верхнее Поволжье), Сибирь,
Прибалтийский регион. Неолитические стоянки обнаружены на больших просторах от берегов Белого и Балтийского морей до Приазовья
и Северного Кавказа: Карелия, берега Печоры, Каргополь, берега Ладожского, Онежского, Ильмень-озера, лесная полоса Восточно-Европейской равнины, берега рек Волги и Оки, Ангары, Лены;
одна из
таких стоянок обнаружена у села Льялово, в 40 км к северо-востоку
от Москвы.
В неолитический период нарушается равномерное развитие человеческого общества, изменяются темпы развития отдельных регионов,
начинается формирование кочевых скотоводческих обществ (Южная
Сибирь, Дальний Восток, монгольские степи); начинается переход от
родоплеменного строя к государству (Египет, Индия, Китай);
начинается складывание больших групп людей: на северо-востоке Европы,
в Зауралье, в Западной Сибири складывается тип людей, которые стали предками угро-финских народов; в Восточной Сибири, в степях
Азии формируются предки монгольских и тюркских народов, в районе Северного Кавказа, Малой Азии, Западного Ирана — предки кавказских народов, на
юго-востоке Европы — предки индоевропейцев.
На плодородных землях от Карпатских гор до Поднепровья начали
расселяться в основном земледельцы и скотоводы. Пример такого поселения — остатки древнего поселка у села Триполье в Поднепровье
(IV–III тыс. до н. э.). Трипольцы жили в деревянных домах, площадь
которых достигала 100–150 кв. м; стены обмазывали глиной, пол
выстилали сухой глиной. Дома предназначались для больших коллективов, но явно видные отсеки с печами говорят о разделении родовых
общин на семьи.
Десятки домов составляли поселение, находящееся в труднодоступном месте, огороженное частоколом, земляным валом, которые
защищали от нападения врагов — людей и хищных зверей. Основным занятием трипольцев были
земледелие и скотоводство — об
этом свидетельствуют археологические находки: кремниевые вкладыши древних серпов, каменные зернотерки, черепки глиняных сосудов, ямы-зернохранилища, стенки которых обмазаны глиной, кости
одомашненных животных. Кости диких животных, обнаруженные на
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]