NMP_-_Istoria_nauki_i_tekhniki
.pdfВскоре было открыто нарушение принципа зеркальной симметрии, построена микроскопическая теория сверхпроводимости, произведены чрезвычайно точные измерения энергии с помощью эффекта Мессбауэра. Удалось синтезировать пенициллин V.
Рассматривая научно – технические достижения второй половины XX столетия, непременно следует вспомнить о бурном развитии космонавтики: началом освоения космоса стал запуск двух советских спутников в 1957 году, далее в 1959 году запуск советским союзом спутника на Луну, передавшего фотографии обратной стороны этой планеты. Триумфом советской космонавтики стал запуск пилотируемого человеком космического корабля в апреле 1961года. Ю.А. Гагарин стал первым человеком, полетевшим в космос. В 1962 году стартует космический зонд на Венеру, который, достигнув поверхности этой планеты, передал информацию на Землю. Началось широкомасштабное освоение космических просторов искусственными спутниками различного назначения: спутники связи, телевизионные и метеорологические спутники и пр. В 1965 году советский космонавт Алексей Леонов стал первым человеком, осуществившим выход в открытый космос. Американские зонды фотографируют кратеры Венеры и определяют температуру ее поверхности, а астронавты Нил Армстронг и Эдвин Олдрин впервые в истории человечества ступили на поверхность Луны.
Анализируя временные периоды XX века, характеризуемые научными открытиями и техническими изобретениями, следует отметить, что 1960 год стал знаменательным благодаря изобретению первого оптического квантового генератора – лазера, открывшего новые возможности в области микрохирургии, технологии обработки материалов, голографии, прецизионных измерений и полиграфии (к примеру, бытовая и офисная техника – принтеры и проигрыватели на лазерных дисках). 1960 год отмечен как год начала производства искусственного инсулина. В этот период произведен синтез единицы ДНК, первого бесклеточного белка, а также хлорофилла; был изолирован и электронным способом продемонстрирован единичный ген, расшифрован генетический код. Эти открытия дали мощный толчок развитию молекулярной биологии и генной инженерии, продолжающиеся и поныне, стимулировали рождение трансплантационной хирургии.
Середина 60-х годов ХХ века ознаменовалась появлением первых роботов, сконструированных в рамках программы «искусственного интеллекта».
61
Одним из знаменательных явлений второй половины XX века в науке и технике стало начало в 1972 году промышленного производства тонкослойных печатных плат, которые включали микроэлектронные транзисторные схемы. Эти микросхемы стали предшественники микрочипа. С этого момента началось бурное развитие компьютерной техники и программных средств, которое продолжается и по сей день.
Открыты структура ДНК, генетический код живых организмов и на этой основе развиваются генная инженерия и клонирование, изучается механизм мутаций и эволюции биологических организмов. Проводится пересадка органов. Возникли новые отрасли науки, например, синергетика и фрактальная геометрия.
Формулируя выводы по данной теме семинара, студенту нужно будет показать, что начало нового века знаменовалось началом третьей промышленной революции, которая переросла к его концу в научно – техническую революцию, энергетическая база которой стала атомная (ядерная) энергетика. Появление на рядах производств роботов и вычислительных машин стало новым этапом в промышленной революции, в значительной мере оказавших воздействие на ход исторического развития в XX веке.
Приступая к пятому вопросу семинарского занятия, необходимо будет дать характеристику нижеперечисленных аспектов научно – технического развития в XXI веке, и, по – возможности, дать оценку влияния их на жизнедеятельность людей.
1.Компьютерная техника и средства коммуникаций на их основе.
a.Суперкомпьютеры. Прогнозируется, что в ближайшем будущем, на смену современным компьютерам придут суперкомпьютеры – ЭВМ, которые будут включать до 8000 микропроцессоров и дисковых накопителей памяти, которые позволят выполнять в секунду до 12 – 13 триллионов операций.
b.Компьютеры на фотонах – электронные советники человека, которые будут в состоянии устанавливать непосредственную связь компьютера с мозгом человека.
c.Компьютерные сети и интернет значительно расширят возможности персональных компьютеров.
d.Альтернативные компьютеры: квантовые, фотонные, биокомпьютеры. Прогнозируется, что в обозримом будущем появится масштабированный квантовый компьютер, который по своим показателям превзойдет все компьютеры на планете, вместе
взятые.
62
e.Компьютеры с использованием микро- и нанотехнологии.
Интегральные схемы собранные по этим технологиям будут иметь элементы размерами до 10-9м (нанометры). Число элементов интегральной схемы удваивается каждые 1,5 года. Уже предложены элементы памяти на отдельных атомах, на которых можно создать суперкомпьютер площадью 200мкм2, содержащий 107 логических элементов, 109 элементов памяти и способный работать на частоте
1012 гц.
2.Лазерные технологии. Использование лазерного луча получает широкое применение в различных отраслях науки и техники, на производстве, благодаря таким специфическим его свойствам:
a.распространение практически без расширения;
b.монохроматичность света лазера, что позволяет фокусировать луч
вточку, диаметром сотые – тысячные доли миллиметра. Это позволяет получать оптическую запись информации с высокой плотностью;
c.высочайшая мощность излучения до 1012 – 1013 Вт.
Все эти свойства лазерного луча позволят быстро развивать такие лазерные технологии, как обработка материалов, термоядерный синтез, лазерная химия, спектроскопия, воздействие на живую ткань.
3.Голография и распознавание образов. Уникальность голографии заключается в том, что она позволяет вести поиск любых образов при любом их числе (даже по фрагменту образа).
4.Ракетно-космические технологии. Развитие этой отрасли науки и техники позволит в ближайшем будущем создавать постоянно действующие базы на Луне, осуществлять полеты на Марс. Исследования, проводимые по созданию ядерного космического двигателя, позволят получить агрегаты мегаваттного класса мощности. Космические корабли, оснащенные такими двигателями, смогут выводить на околоземную орбиту значительно больше груза, снизив стоимость выведения полезного груза в несколько раз. Появится возможность создания систем энергоснабжения из космоса, производить материалы в условиях глубокого вакуума, которые нельзя получить на земле.
5.Биотехнологии. Данная научно – технологическая отрасль направлена на использование живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве. С использованием новейших биотехнологий возможен микробиологический синтез ферментов,
витаминов, аминокислот, антибиотиков, гормональных препаратов, конструирование новых генетически модифицированных
63
микроорганизмов и вакцин. Прогнозируется, что в будущем будет возможно создание синтетической формы жизни без использования живых существ при 100% синтезе ДНК в лабораторных условиях. Все это позволит синтезировать растения, обладающих уникальными свойствами: более длительным и интенсивным ростом, увеличенной урожайностью, увеличенным сроком хранения фруктов и плодов, повышенной засухоустойчивостью и т. д. При этом основным направлением должно быть изменение собственных компонентов растений, например, изменение синтеза гормонов, а не привнесение чего-то извне в геном. Но есть опасность того, что молекулярно-генетические технологии, позволяющие изменять генетическую структуру, а, следовательно, и работу клеток организма, позволят встроенным генам при определенных условиях вырабатывать токсины, негативно воздействующие на людей определенной расы или национальности. Таким образом, может быть создано генетическое оружие массового уничтожения, убивающее избирательно представителей конкретных этнических групп, отличающихся от окружающих этносов ключевыми генетическими признаками. Доставлять такое оружие можно с продуктами питания. В одном из отчетов Британской медицинской ассоциации говорится о возможности на этой основе проведения этнических чисток, генетических войн и генетического терроризма.
6.Производство энергии. Прогнозируется, что энергопотребление к 2050 году увеличится вдвое. При этом ожидается, что произойдет повышение КПД процессов и аппаратов на 70%. Проблема дефицита в будущем природных углеводородных энергоносителей стимулирует исследования в направлении создания химических источников энергии с прямым преобразованием химической энергии в электрическую. В XXI веке значительная часть энергии (20 – 40%) будет производиться из биотоплива: кукуруза, сахарный тростник, древесина, бытовые отходы. Высокое КПД такой энергии обеспечивается переводом биотоплива в синтез-газ с помощью генераторов низкотемпературной плазмы. 60% синтез-газа преобразуется в электричество и 30% в тепло. Выбросы минимальны. Перспективным направлением в ядерных энергетических технологиях может стать использование вместо редкого урана тория. Ториевый реактор способен без перезагрузки работать до 50 лет. При этом ториевый реактор не создает ядерные отходы – загруженное ядерное топливо заканчивается, когда исчерпывает свои ресурсы сама станция.
В ближайшем будущем начнётся широкое внедрение бестопливного
64
производства энергии, то есть энергии, основанной на применении энергии ветра, недр Земли, приливов и, прежде всего, солнечной энергии. Уже в настоящее время бестопливное производство энергии превышает топливное, созданы солнечные батареи с КПД 20% и есть предпосылки для появления 25-30% солнечных кремниевых батарей. Одним из возможных направлений получения энергии является синтез водорода при разложении воды с помощью солнечной энергии и катализаторов, а также применение для этой цели фотосинтеза (как у растений).
7. Производство автомобилей. Производство автомобилей является в настоящее время одним из самых больших производств. Сейчас ежегодно в мире выпускается более 40 млн. машин. Автомобилестроение поглощает огромные ресурсы: 60% свинца, 40% резины, 35% железа и т.д. Предполагается, что использование композиционных материалов позволит снизить вес автомобиля в 3 раза. Применение водородных двигателей позволит достигнуть КПД равного 85% и резко снизить выброс вредных веществ. Подобные автомобили уже начали выпускать фирмы «Дженерал Моторс» и BMW. В будущем предполагается создание электромобилей, электросамолетов, машин, способных находить дорогу без человека.
8.Терапия с использованием стволовых клеток. Стволовые клетки предполагается выращивать на животных яйцеклетках генетически модифицированных генами человека. Опыты уже есть в Англии.
9.Робототехника. Предполагается, что к 2025 г. будет использоваться 50 миллиардов роботов (в настоящее время их 7 миллионов). Роботы будут
использоваться на опасных производствах, при поисково-спасательных работах.
10.Использование энергии магнитного поля Земли. Благодаря огромной энергии, магнитное поле Земли способно, к примеру, отклонять «солнечный ветер», вызывающий Северное сияние. Теоретические расчеты показывают, что электростанции, использующие эту энергию, по мощности сравнимы с 50 атомными станциями вместе взятыми.
11.Новые достижения в медицине.
•Увеличение длительности жизни путем перекодирования клеток, отвечающих за длительность жизни.
•Создание вживляемых в тело нанороботов, умеющих собирать и разбирать молекулярные цепочки для диагностики и профилактики заболеваний.
65
•Вживление в тело микрочипов, постоянно отслеживающих состояние здоровья, чтобы заблаговременно распознать даже небольшие изменения в организме.
•Изучение геномов людей с целью предвидения всех возможных патологий данного организма и заранее внести на генном уровне соответствующие изменения.
•Выращивание органов из тканей самих пациентов.
•Отращивание заново организмом поврежденных органов.
•Предотвращение наследственных заболеваний.
•Коррекция и улучшение памяти.
Ряд ученых полагает, что эти достижения способны продлить длительность жизни до 120 лет к 2050 году. Правда, следует иметь ввиду, что такое радикальное повышение продолжительности жизни может поставить под угрозу развитие человечества в целом.
12. Прорывные достижения могут быть осуществлены в следующих областях:
•в информатике и связи – передача информации со скоростью, большей скорости света;
•в физике – переход атомов одного вещества в атомы другого с выделением энергии.
•использование гелия в качестве строительного элемента промышленности;
•в сельском хозяйстве – разложение вносимых азотных удобрений микробами.
Надо полагать, что в будущем сменится вся научная парадигма. Обобщая вопрос развития науки и техники в XX веке, нужно будет
показать, что техническое и технологическое развитие общества имело взрывной характер, проявившийся в масштабах и скорости распространения, в количестве, фундаментальности и радикальности изобретений. Студенту нужно будет сосредоточить внимание на том, что XX век стал веком коренных изменений в технологиях и способах производства, основа которых формировалась на электротехнике, электронике, а также на комплексной механизации и автоматизации.
66
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Азерников В.З. Неслучайные случайности. Рассказы о великих открытиях и выдающихся ученых. М., 1972. - 476с.
2.Андрианов Б.В. Земледелие наших предков. М., 1978. -173с.
3.Афанасьев Ю.Н. История науки и техники: конспект лекций / Ю.Н.Афанасьев, Ю.С.Воронков, С.В.Кувшинов. – М., 1999.- 265с.
4.Бармин А.В. История науки и техники. Курс лекций / А.В.Бармин, В.А.Дорошенко, В.В.Запарий, А.И.Кузнецов, С.А.Нефедов / Под ред. В.В.Запария. – Екатеринбург, 2005.- 245с.
5.Белькинд Л. Д., Веселовский О. Н., Конфедератов И. Я., Шнейберг Я. А. История энергетической техники. Изд. 2-е, перераб. и доп.— М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960. – 664с.
6.Березкина Э.И. О зарождении естественнонаучных знаний в древнем Китае. // Очерки истории естественнонаучных знаний в древности. М., 1982. С.178 - 197
7.Бердяев Н.А. Человек и машина. Проблема социологии и метафизики техники. // Вопросы философии. 1989. №2. С.143 –147
8.Бернал Дж. Наука в истории общества. М.: Изд-во Иностранной литературы, 1956. – 735с.
9.Бесов Л.Н. История науки и техники с древнейших времен до конца XX века: учебное пособие / Л.Н.Бесов. – Харьков, 1996. -380 с.
10.Боголюбов, А.Н. Теория механизмов и машин в историческом развитии ее идей / А.Н. Боголюбов. М.: Наука, 1976. – 467с.
11.Бируля П. Ядерный штурм. Издательство: М.: Московский рабочий. 1980.- 192с.
12.Бонгард-Левин Г.М. Древнеиндийская цивилизация. Философия. Наука. Религия. М., 1980. - 338с.
13.Боннар А. Греческая цивилизация. пер. с фр. / А. Боннар ; Переводчик Е. Н. Елеонская. – М. : Искусство, 1991 – 92г.г.г. т.1. С.269, т.2.С.334, т.3. – 398с.
14.Бродель Ф. Материальная цивилизация, экономика и капитализм. XVXVIII вв. т. 1. Структуры повседневности: возможное и невозможное.
М.: Прогресс, 1986. – 623с.
15.Бродель Ф. Материальная цивилизация, экономика и капитализм. XVXVIII вв. т. 2. Игры обмена. М.: Прогресс, 1988. - 634с.
16.Бродель Ф. Материальная цивилизация, экономика и капитализм. XVXVIII вв. т. 3. Время мира. М.: Прогресс, 1992. – 678с.
67
17.Бутинов Н.А. Общинно-родовой строй мотыжных земледельцев. // Ранние земледельцы. М., 1980. С. 110143
18.Ван-дер-Варден Б.Л. Пробуждающаяся наука. Ч. I: Математика Древнего Египта, Вавилона и Греции. М.: Физматгиз, 1959. – 460с.
19.Ван-дер-Варден. Б.Л. Пробуждающаяся наука. Ч. II: Рождение астрономии. М.: Наука, 1991.- 384с.
20.Васильев Л.С. Генеральные очертания исторического процесса. // Философия и общество. М., 1997. № 1. – 55с.
21.Вебер М. Аграрная история древнего мира. М.: Канон - Пресс, 2001. – 560 с.
22.Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки / Сост.: М.С. Бастракова и др.; Вступ. ст. С.Р. Микулинского; АН СССР, Ин-т истории естествознания и техники; Арх. АН СССР. М.: Наука, 1981. - 359 с.
23.Виргинский В.С. История техники железнодорожного транспорта.
Вып. I. М., 1938.- 280с.
24.Виргинский В.С. Очерки истории науки и техники XV – XIX веков: Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1984.- 287 с.
25.Выгородский М.Я. Арифметика и алгебра в древнем мире. 2-е изд. М., 1967.- 368с.
26.Виргинский В.С., Хотеенков В. Ф. Очерки истории науки и техники. 1870-1917 гг.: Книга для учителя. М.: Просвещение, 1988. - 304 с.
27.Гайденко П.П. Эволюция понятия наука: Становление и развитие первых научных программ. М.: Наука, 1980. - 567 с.
28.Гайденко П.П. Эволюция понятия наука: (XVII – XVIII вв.): Формирование научных программ Нового времени / Отв. ред. И.Д. Рожанский; АН СССР, Ин-т истории естествознания и техники. М.:
Наука, 1987. - 447с.
29.Горохов В.Г. Концепции современного естествознания и техники. М.:
Инфра, 2000. – 608с.
30.Григорьев В.И. Наука и техника в контексте культуры. М.: Изд-во Унта дружбы народов, 1989.- 158 с.
31.Данилевский В.В. Очерки истории техники XVIII-XIX вв. М.-Л., 1934.
– 384с.
32.Данилова И.Е. От средних веков к Возрождению. М., 1975. - 197с. 33.Дилъс Г. Античная техника. М.-Л., 1934. - 217с.
34.Дьяконов И.М. Научные представления на Древнем Востоке. // Очерки истории естественнонаучных знаний в древности. М., 1982. С.59-120
68
35.Древние цивилизации / Под общ. ред. Г.М. Бонгард-Левина. М.:
Мысль, 1989. - 479 с.
36.Дюби Ж. Европа в средние века. Смоленск:Полиграмма, 1994. - 316с. 37.Зворыкин А.А., Осьмова Н. И., Чернышев В. И., Шухардин С. В.
История техники. М.: Наука, 1962. - 420 с.
38.Кефели И.Ф. История науки и техники / И.Ф.Кефели. – СПб., 1995. 39.Ковалев Ю.Ю. География мировой науки: учебное пособие /
Ю.Ю.Ковалев. – М.: «Гардарики», 2002. - 156 с.
40.Капитонов Е.Н. Законы развития и строения техники: Учеб. пособие. Тамбов, 1996.
41.Кедров Б.М. О великих переворотах в науке. М.: Педагогика, 1986. – 112с.
42.Кикоин И.К. Рассказы о физике и физиках. М., 1965 43.Копелевич Ю.Х. Возникновение научных академий. Л.:Наука,1974.-
267с.
44.Кириллин Л.Л. Страницы истории науки и техники. М.: «Наука», 1986
– 511с.
45.Кирсанов В.С. Научная революция XVII века. М.: Наука.1987.- 343с. 46.Козлов Б.И. Возникновение и развитие технических наук. Л.: Наука,
1988.- 248с.
47.Коростовцев М.А. Наука древнего Египта. // Очерки истории естественнонаучных знаний в древности. М., 1982. - 120-131с.
48.Кузнецов Б.Г. История энергетической техники, М.—Л.: ОНТИ НКТП
СССР,1937. – 312с.
49.Кузнецов Б.Г. Идеи и образы Возрождения (Наука XIV – XVI вв. в свете современной науки). М.:Наука,1979. -280с.
50.Ле Гофф Ж. Цивилизация Средневекового Запада / Общ. ред. Ю.Л. Бессмертного; Послесл. А.Я. Гуревича. М.: Прогресс. Прогресс-
Академия, 1992.- 372 с.
51.Лилли С. Люди, машины и история. История орудий труда и машин в ее связи с общественным прогрессом человеческого общества от зарождения земледелия до начала космической эры. М., 1970. - 480с.
52.Лурье С.Я. Архимед, М.-Л., 1945. – 135с.
53.Лурье С.Я. Очерки по истории античной науки. М.-Л.:Издательство АН
СССР,1947.- 404с.
54.Манн Л. Транспорт, энергия, будущее. М., 1987
55.Манту П. Промышленная революция в Англии в конце XVIII в., М.:
Соцэкгиз, 1937.- 448с.
69
56.Маркевич В.Е. Ручное огнестрельное оружие. СПб.: Полигон, 1994. - 546с.
57.Марков Г.Е. История хозяйства и материальной культуры. М.: Издательство МГУ,1979.- 304с.
58.Марков Г.Е. Кочевники Азии. Структура хозяйства и общественной организации. М.: Издательство Московского университета, 1976. - 321с.
59.Массон В.М. Первые цивилизации. М.: Наука,1989. – 268с.
60.Мец А. Мусульманский ренессанс. М.: Наука.Восточная литература, 1973. – 473с.
61.Монтгомери Уотт У. Влияние ислама на средневековую Европу. М.:
Наука, 1976. – 130с.
62.Наука и культура: Сб. ст. / АН СССР, Ин-т истории естествознания и техники; Отв. ред. В.Ж. Келле. М.: Наука, 1984. – 336с.
63.Научный прогресс: когнитивные и социокультурные аспекты: Сб. ст. / Рос. АН, Ин-т философии; Отв. ред. И.П. Меркулов. М.: ИФРАН, 1993.
– 197с.
64.Нефедов С. А., Запарий В. В., Личман Б. В. Технологическая интерпретация новой истории России. Статья опубликована в журнале «Регион-Урал» ,1999, №12 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.i-u.ru/biblio/ archive/ nefedov_tehninterpr/
65.Ошарин А.В. История науки и техники / Ошарин А.В., Ткачев А.В., Чепагина Н.И. Учебно-методическое пособие./Под ред. Ткачева А.В. – СПб.: СПБ ГУ ИТМО, 2006.- 143с.
66.Поликарпов В.С. История науки и техники: учебное пособие для студентов вузов / В.С.Поликарпов. – Ростов-на-Дону: «Феникс», 1998.
– 352с.
67.Ракитов А.И. Философия компьютерной революции. М.: Политиздат, 1991.- 286с.
68.Рожанский И.Д. Античная наука. М.: Наука,1980. - 200с. 69.Свириденко В.А. Микроэлектронная технология и ее влияние на
общество. М.: Знание, 1987. - 160с.
70.Соломатин В.А. История науки: учебное пособие / В.А.Соломатин. –
М., 2003. - 350с.
71.Степин В.С. Философия науки и техники: учебное пособие для вузов / В.С.Степин, В.Г.Горохов, М.А.Розов. – М., 1996. - 400с.
72.Степин В.С., Горохов В.Г., Розов М.А. Философия науки и техники: Учеб. пособие для вузов. М.: Контакт-альфа, 1996. - 400с.
70