Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:История науки и техники. Учебное пособие-1
.pdf
руются только в верхних слоях атмосферы; при этом ракета выгодна
как транспортное средство только для межконтинентальных путешествий.
Немалую роль в развитии техники XX столетия сыграло изобретение радио и телевидения. К сожалению, в международном сообществе изобретение радио приписывается только итальянскому физику
Г.Маркони и ни слова не упоминается о нашем соотечественнике
А.Попове. Развитие идей телевидения с самого своего рождения носило интернациональный характер. Как отмечает в своей статье «Творцы
голубого экрана» В.Урвалов, в период с 1878 г. до конца XIX века в
одиннадцати странах в патентные бюро и редакции журналов было
представлено более 25 проектов прообраза телевизионных устройств,
из них пять – в России. В 1880 году наш соотечественник П.И. Бахметьев, будучи студентом Цюрихского университета, разработал проект устройства под названием «телефотограф», одного из первых
предшественников телевизора. Цветную телевизионную систему с последовательной передачей сигналов трех цветов в конце 1899 года патентует инженер-технолог из Казани А.А. Полумордвинов, вскоре переехавший в Петербург и занявший место помощника столоначальника
в телеграфном департаменте. Он впервые вводит в научный оборот
понятие «триада цветов», практическое значение которого сохранилось
и в наше время. Несколько обзоров по электровидению в те годы сделал военный инженер К.Д. Перский. Именно он впервые ввел в оборот
термин «телевидение» в обзорном докладе, прочитанном им на Международном конгрессе в Париже (1900г.). Двухцветную телевизионную
систему с одновременной передачей белого и красного цветов предложил в 1907г. сын бакинского купца И.А. Адамян, работавший в собственной лаборатории под Берлином.
К началу XX в. сложились предпосылки для зарождения катодного, или – по современной терминологии – электронного телевидения. Еще в 1858 году боннский профессор Ю. Плюккер открыл катодные лучи, в 1871 г. англичанин У. Крукс изготовил специальные трубки
для исследования свечения различных веществ, облучаемых катодным
пучком в вакууме, а в 1897 г. немецкий профессор К.Ф. Браун применил катодную трубку для наблюдения быстропротекающих электрических процессов. Через год английский инженер А.А. КемпбеллСуинтон выдвигает идею, а в 1911 г. предлагает грубую схему полностью электронного телевизионного устройства, включая передающую
121
трубку. Однако его попытки практически доказать работоспособность
предложенной схемы успеха не принесли. Более успешно шла работа у
россиянина Розинга, который смог завершить постройку лабораторного образца своей аппаратуры смешанного типа. Он представил первое
в мире телевизионное изображение, переданное и в тот же миг принятое с помощью аппаратуры, разработанной и изготовленной в России.
В последующие дни Б.Л. Розинг демонстрировал передачу простых
геометрических фигур и движение кисти руки. Отмечая заслуги Б.Л.
Розинга в развитии идей телевидения, Русское техническое общество в
1912 году присудило ему Золотую медаль. И затем началось бурное
развитие телевидения в Германии, Англии, США и Советском Союзе.
Ученые Советского Союза внесли существенный вклад и в создание лазеров («усилителей света в результате вынужденного излучения», аббревиатура этих слов на английском языке и дает слово лазер).
Лазеры получили широкое применение в техника (в обработке металлов, в частности в их сварке, резке, сверлении), в медицине (в хирургии, офтальмологии), в различных научных исследованиях. Перечисленное применение лазеров является, несомненно, только началом.
Известные советские ученые Н.Г. Басов и А.М. Прохоров являются
одними из основоположников теории и создания квантовых генераторов.
Так начинается развитие нового направления электроники –
квантовой. Квантовая электроника занимается теорией и техникой различных устройств, действие которых основано на вынужденном излучении и на нелинейном взаимодействии излучения с веществом. К
числу таких устройств, как квантовые генераторы (в том числе лазеры), так иусилители и преобразователи частоты электромагнитного
излучения, а также квантовые усилители СВЧ (сверхвысокой частоты),
квантовые магнитометры и стандарты частоты, лазерные гироскопы
(лазерные приборы, свойство которых – неизменное сохранение оси
вращения в пространстве позволяет использовать их для управления
самолетами, ракетами, морскими судами и т.д.) и некоторые другие.
Электронные приборы и устройства нашли широкое применение, стали незаменимыми в аппаратуре связи, автоматике, измерительной технике, электронных вычислительных машинах и во многих других очень важных областях. Радиоэлектроника, широко вошедшая в
производство, науку, быт людей, является одним из самых главных направлений технического прогресса, мощным средством повышения
122
производительности труда. Далее радиоэлектроникастала основой для
электронно-вычислительных машин (ЭВМ), чье развитие привело к
компьютерной революции.
Именно ЭВМ (компьютеры) дают возможность хранения, быстрого поиска и передачи информации, что означает революцию в системах накопления и доступа к освоенным знаниям. Наступает очень
важный в жизни человечества этап «безбумажной информатики»: информация поступает к специалистам прямо на рабочее место на соответствующие устройства отображения (дисплеи), расположенные в
удобных и легкодоступных для потребителя местах. Не менее, а, может быть, даже более важное значение приобретает все более широкое
внедрение такого рода средств и в быт, что и наблюдается сейчас.
Наибольшее влияние современная наука оказала на развитие
военной техники, с одновременным стимулирующим воздействием на
функционирование науки потребностей военного производства, в которое вкладываются громадные финансовые средства. К сожалению,
использование науки в военных целях уже принесло достаточно вреда
для того, чтобы не только на целые десятилетия задерживать развитие
цивилизации, но и уничтожить всякую жизнь на значительной части
земного шара. Угроза ядерного, нейтронного, биологического и иных
видов оружия массового поражения раскрыла и негативную, и позитивную роль военной науки.
Самым ярким примером разрушительного применения науки
на службе войнеявляется атомная бомба. При рациональной системе
использования науки расщепление атома явилось бы главнымнаправлением интенсивной разработки, ведущей к применению его для производства энергии и для других целей, на которые могли бы быть направлены продукты атомного реактора. Однако этой инновационной
разработкой больше заинтересовались военные, и первые же масштабные испытания завершились бессмысленным убийством в Хиросиме
60 000 и в Нагасаки 39 000 человек.
Не менее важными по сравнению с атомной бомбой являются
такие продукты применения науки в области радиационной физики и
информационной теории, как телесвязь, радиолокация, сервоуправляемая артиллерия, радиовзрыватели, управляемые и возвращающиеся
снаряды, введенные в действие к концу войны и с тех пор интенсивно
развивавшиеся. Все новейшие разработки в области военной техники
123
фактически породили свою собственную Немезиду, воплотившуюся в
создании водородной бомбы.
Немалую угрозу безопасности человека и общества несут новые виды оружия массового поражения. Кроме химического, биологического, ядерного, нейтронного и высокоточного оружия, современный
научно-технический прогресс делает возможным создание и производство новых видов оружия массового поражения, основанных на качественно новых принципах действия. Такими видами оружия массового
поражения могут стать: оружие, поражающее ионизирующими излучениями, инфразвуковое, радиочастотное, генетическое, оружие на
топливно-воздушных смесях и другие.
К одному из возможных видов будущего оружия массового поражения можно отнести инфразвуковое оружие, основанное на использовании мощных инфразвуковых колебаний с частотой ниже 16 герц.
Их звуковые пучки способны оказывать сильное воздействие на состояние и поведение индивидов, разрушать промышленные и гражданские объекты. Интенсивные низкочастотные колебания могут воздействовать на центральную нервную систему и пищеварительные органы, приводить к общему недомоганию, головной боли и болевым
ощущениям во внутренних органах. При более высоких уровнях сигнала на частотах в несколько герц к головокружению, тошноте, потере
сознания, а иногда к слепоте. Это оружие может также вызывать у людей паническое состояние, потерю контроля над собой и непреодолимое стремление уйти от источника поражения. Акустическое оружие
вынуждает солдат противника к самоубийству, превращает целые воинские соединения в толпу идиотов, причем возможно полное и необратимое разрушение психики индивидов. Оно активно разрабатывается в военных лабораториях, в которых одновременно испытываются
и системы защиты от интенсивных низкочастотных звуковых пучков.
Действие радиологического оружия основано на использовании радиоактивных веществ для поражения живой силы ионизирующими излучениями, зараженияместности, акватории, воздуха, военной
техники и других объектов. Радиоактивные вещества для этих целей
могут быть выделены из продуктов, образующихся при нормальной
деятельности ядерных реакторов при электрических станциях, или
получены специально путем воздействия потока нейтронов на различные химические элементы для образования изотопов, обладающих наведенной радиоактивностью. В боевых целях можно использовать эти
124
ионизирующие излучения, поэтому сейчас в ряде стран мира идет работа над созданием технологии применения радиационного оружия.
Его эффект можно представить достаточно наглядно: если открыть
закрытый контур ускорителя в Дубне, по которому движутся электроны и позитроны, то от живого в окрестности ничего не останется.
Возможной разновидностью химического или биологического
оружия является этническое оружие, принцип действия которого состоит в широкой вариабельности нормальных метаболических процессов в организме человека от нации к нации, от расы к расе. Оно может
быть использовано для поражения отдельных этнических и расовых
групп людей путем целенаправленного химического или биологического воздействия на клетки, ткани, органы и системы организма человека, выражающие внутривидовые, групповые наследственные особенности (действие одного из видов этнического оружия, например,
основано на химическом воздействии, которому подвергаются пигменты в организме человека, в разных количествах присущие различным
этническим и расовым типам). Действие радиологического и этнического оружия на человека может вызвать такие нарушения в человеческом организме, которые, передаваясь по наследству, отрицательно
скажутся на полноценности потомства. В частности, они могут привести к стерильности потомства, склонности к психическим заболеваниям, пониженной сопротивляемости организма к инфекциям и т.п.
В середине 70-х годов XX столетия появились публикации,
раскрывающие понятие геофизической войны преднамеренное использование сил природы в военныхцелях путем активного воздействия на окружающую среду и на физические процессы, протекающие в
твердой, жидкой и газовой оболочках Земли. Принципиально возможно создание искусственных землетрясений, мощных приливных волн
типа цунами, ливней, магнитных бурь, изменение температурного режима определенных районов планеты, использование ультрафиолетового излучения Солнца и космических лучей, образование горных обвалов, снежных лавин, оползней, селей и заторов на реках. Изучается
возможность с помощью ракет или специальных средств изменять физический состав слоев атмосферы, в том числе озонного, чтобы создавать над определенными территориями противника «окна», через которые смогут проникать сильнодействующие ультрафиолетовые и
космические лучи.
125
В 1980-х годах появилось такое понятие, как средства воздушно-космического нападения (СВКН). Оно не просто объединило носителей оружия, а явилось определенным классом средств вооруженной
борьбы, действующих в воздухе и из космоса и характеризуемых только им присущими свойствами и возможностями. Они могут быть направлены на любые выбранные объекты, в том числе находящиеся вне
районов соприкосновения группировок вооруженных сил. Кроме объектов военного характера, целями для них выступают важнейшие элементы инфраструктуры противоборствующей стороны, в особенности
те, разрушение которых обусловливает химическое и радиационное
заражение среды обитания, наводнения и др. Данное обстоятельство
побуждает государства уже в мирное время принимать меры по снижению уязвимости вышеназванных объектов.
Поэтому в последние полтора - два десятилетия использование
космоса в качестве потенциального поля боя вышло на первый план в
подготовке к будущим войнам. Для этого велась разработка супермощных «противоспутниковых систем», предусматривалось многократное
использование в военных целях космического челнока «Шаттл». В
1983 году президентом США Р. Рейганом была провозглашена долгосрочная программа создания широкомасштабной системы противоракетной обороны (ПРО) с элементами космического базирования, известная как стратегическая оборонная инициатива (СОИ). Советские
публицисты назвали СОИ планом подготовки «звездных войн», т. е.
военных действий с помощью нового класса стратегических вооружений – ударных космических. По их мнению, США рассчитывали,
прикрыв космическим противоракетным «щитом» свою территорию от
ответного удара, получить превосходство в применении ядерного и
космического оружия против СССР и его союзников.
Разрабатываемые в рамках СОИ (стратегическая оборонная
инициатива, созданная 1983 году в США) новейшие технологии позволяли создать принципиально новые виды наступательных вооружений
– ударные космические вооружения. Они представляют собой лазерное, пучковое, а также кинетическое (электромагнитные пушки, самонаводящиеся ракеты, снаряды) оружие, обладающее высокой поражающей мощью и способностью в кратчайшие сроки избирательно
уничтожать многочисленные удаленные на тысячи километров объекты как в космосе, так и на Земле. По дальности действия такое оружие
является глобальным: размещенное на околоземных орбитах и обла-
126
дающее способностью маневрировать, оно практически в любой момент способно создать реальную угрозу безопасности любого государства. И все же основной потенциал этого оружия оборонительный.
Предполагалось, что пучковое оружие будет играть определяющую
роль в защите от баллистических ракет; именно по этому, прямому назначению, оно может быть использовано сегодня.
Не менее успешны разработки наших конструкторов в области
создания так называемой «активной брони» для защиты танков. Работы в области «активной брони» в России начались в конце 40-х – начале 50-х годов. Они были инициированы резким скачком в способности
бронепробития кумулятивных средств поражения и, в первую очередь,
появлением противотанковых управляемых реактивных снарядов, уровень бронепробития которых был более не ограничен диаметром канала ствола.
Активно работали конструкторы и в сфере военно-морских
сил, благодаря чему в Советском Союзе в 80-е годы была создана стратегическая система ракетно-ядерных сил морского базирования «Тайфун», что сопоставимо, по утверждению военных специалистов, с запуском первого спутника и является одной из интереснейших страниц
в новейшей истории вооружений. Главным звеном этой системы являются самые большие атомные субмарины в мире –тяжелые ракетные
подводные крейсера стратегического назначения.
Таким образом, военная техника (и гражданская тоже) в наше
время зависит от научных разработок и выдвижения новых, поистине
фантастических идей.
8.3 Наука и технология в конце XX – XXI вв.
С рубежа XX – XXI веков мир вступает в новую эволюционную фазу, когда в противостоящей системе «технология – эволюция»,
влияние технологии начинает увеличиваться, радикально меняя и биосферу, и самого человека. Прошлое столетие изменило само понятие
технология, она вобрала в себя процессы и средства обработки и передачи информации, социального управления, жизнеобеспечения. Сегодня технология определяется как совокупность всех алгоритмов, процессов и средств их реализации. Рассматривая в качестве алгоритмов
традиционную технологическую рецептуру, процессов – только физико-химическое, средств– материалы, оборудование и строительные
127
сооружения, представится классическое определение технологии материального производства. Относя к алгоритмам поведения законодательную систему, традиции и морально-этические установки общества, к процессам – его социальную динамику, к средствам – государственный аппарат, систему социальных институтов, получится определение технологии социального управления. Аналогичными подстановками можно получить определения медицинской технологии, технологии образования и т.д.
Все высокие технологии, представляющие научно-техническую цивилизацию конца ХХ столетия, появились в виде фундаментальных исследований комплексного, междисциплинарного характера.
Это особенно характерно химическим технологиям, функции которых
в ХХ веке заметно преобразились. Сегодня химическая технология
включена в ряд добывающих производств. Начиная от первичного сырья, производственные циклы завершаются выпуском такой продукции, как сверхчистые вещества и монокристаллы.
Появляются и получают развитие такие новые технологии, как
микротехнология кристаллических информационных структур, в которых синтез вещества, формирование и даже монтаж деталей в готовое устройство высокого уровня сложности (сверхбольшие схемы,
кристаллические микроустройства и т.п.) органически сливаются на
физико-химической основе.
Меняются и глубинные основы химической технологии. Вопервых, квантово-химическая теория строения вещества в сочетании с
моделирующими возможностями ЭВМ позволяет точно прогнозировать свойства синтезируемого вещества и путь его синтеза. Во-вторых,
развитие тонких методов катализа открывает возможности создания
новых химических форм. Наконец, ведется активный поиск путей самоформирования все более высокоорганизованных химических структур. Этот поиск опирается на тонкие механизмы селективности химических реакций, на сложные процессы самоупорядочивания в процессах тепло-массопереноса и вдохновляется наиболее общими идеями
естественных наук конца ХХ в., обозначаемых термином «синергетика». Наметились перспективы развития в области химии быстропротекающих процессов – взрыва, пламени, плазмы. Эти процессы играют
важную роль в транспорте, космонавтике, гидрометаллургии и т.д.
Наряду с химической технологией интенсивно развивается и
механическая. На основе гибких автоматизированных линий и обраба-
128
тывающих центров преобразуются металлообрабатывающие станки,
формируется новая научно-технологическая область твердотельной
микромеханики, в туннельных и других зондовых микроскопах достигается субатомная точность микромеханического (илинаномеханического) привода, быстро возрастает число степеней свободы в механических системах роботов, развивается космическая механика свободного полета и невесомости и т.д. Развитие структурного принципа
проектирования и управления производственными процессами, его
распространение на технологические комплексы положили начало
синтезу разнородных технологий с целью образования единой и органичной метатехнической системы. Но в то же время материальная
технология продолжает интенсивное развитие в направлении более
глубоких уровней строения материи. Это проявляется прежде всего в
микротехнологии, на которой основана вся аппаратная база информатики, в генной инженерии, в работах, направленных на их синтез в
рамках программ молекулярной электроники и нанотехнологии. В
ХХIв. потребуется более радикальная реконструкция всего арсенала
аппаратных и методических средств микротехнологии, равно как и
принципов проектирования ее конечной продукции.
Существенные изменения начались и в области биоподобных
структур. Уже проходят микробиологические исследования на молекулярном и субклеточном уровне, медикобиологические исследования
иммунных механизмов, нейронных и биоэнергетических механизмов
жизнедеятельности, функциональных устройств молекулярного уровня, совмещающие в себе принципы действия электронных и биологических систем.
Достижения современной науки и технологии помогают человечеству в условиях глобальных проблем современности увидеть альтернативу выживанию. Таковой может быть синтез достижений микроэлектроники, информационной технологии и генной инженерии. Органический мир возникает, развивается, воспроизводится и совершенствуется естественным путем, однако жизнь живых существ быстротечна.
В основе генной инженерии и лежит знание о свойствах ДНК,
полученное благодаря исследованиям в области молекулярной генетики, занимающейся расшифровкой не только генетического кода, но
также тонкой и сверхтонкой структур нуклеиновых кислот. Разработке
методов генной инженерии способствовали достижения в области ви-
129
русологии, бактериологии и энзимологии. Накопленные знания в названных областях современной биологии позволили создать генную
инженерию, причем решающую роль здесь сыграла молекулярная
биология.Именно она раскрывает перед генной инженерией новые
перспективы, что особенно ярко видно в наше время.
Уже сегоднябиоэлектроника достигла заметных результатов.
Например, для слепых созданы миниатюрные телевизионныекамеры,
встроенные в очки. Принятое ими изображение подвергается обработке суперминиатюрной ЭВМ, трансформируется в электрические сигналы и передается в мозг человека по вживляемым в него электродам,
которые покрыты протеином. Слепой человек хоть и не видит четко,
но получает возможность ориентироваться в пространстве, различать
темноту и свет. Аналогично можно использовать результаты генной
инженерии и биотехнологии не только для того, чтобы решить продовольственную проблему, но и - экологическую и т.д.
В конце XX столетия быстрыми темпами идет развитие новой
междисциплинарной науки - синергетики. Ее методологическое значение для теории и практики различных областей человеческой деятельности вытекает из того, что она представляет собою новое мировоззрение, т.е. синергетика дает принципиально новое видение мира и
новое понимание процессов развития природы и общества.В основе
синергетики лежат идеи системности, или целостности мира и отражающего его научного знания, общности закономерностей развития
всех уровней материальной и духовной организации, нелинейности,
либо многовариантности и необратимости, глубиннойвзаимосвязи
хаоса и порядка, кооперативного взаимодействия отдельных частей
какой-либо неупорядоченной системы (принцип синергизма).
Сейчас на смену индустриальной цивилизации приходит постиндустриальная, что позволяет говорить о революции в человеческой психике, начавшейся на пороге XXI века. В связи с начавшейся
революцией в психике человека сейчас интенсивно разрабатываются
различного рода психотехнологии, чтобы управлять поведением индивида. Человек в нынешних условиях находится под мощным воздействием техногенной информационной и информационнопсихологической среды. Развитие технической цивилизации вызвало
эффект отключения способности мозга человека сознательно контролировать воздействующие на него информационные потоки. Тем не
менее эта неконтролируемая часть информации воспринимается моз-
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]