18. Оценка вклада конкретных ученых в науку

Если в давние времена на научном горизонте ярким блеском выделялись отдельные светила - Аристо­тель, Архимед, Галилей, Ньютон, то сегодня нельзя назвать само­го Ученого среди ученых. Можно определить первую десятку, вторую... но не гении формируют лицо соврем-ой науки. Аристотель был велик тем, что научился наблюдать мир. Научился понимать, что все происходящее вокруг - не случайность, не хаос, а проявление закономерности. Галилей обогатил пассивный метод наблюде­ния, метод натурфилософии, методом активного направ­ленного вмешательства в объект познания. Родилась экспериментальная физика. И лишь Ньютон связал экспе­римент, наблюдение и математический анализ обратной связью, делая познание надежным, а главное - объек­тивным. На это ушли века.Возросший уровень информации, объем знаний, накопленных человечеством, улучшение методов обучения - все это привело к тому, что средний ученый нашего времени, вооруженный соврем-ой исследовательской аппаратурой и теоретическими методами, в состоянии сделать для человечества куда больше, чем гениальный одиночка прошлого.Работая над общей теорией относительности, да и в дальнейшем, А. Эйнштейн (1879 - 1955 гг.) непрерывно совершенствовался в изучении математики, причем самых новых и сложных её разделов. В итоге математический аппарат созданной им общей теории относительности (ОТО) оказался чрезвычайно насыщенным. Так, для вычислений с его помощью следует решить систему десяти дифференциальных уравнений в частных производных второго порядка, каждое из которых содержит более сотни слагаемых. Именно эта строгая математическая основа и сделала теорию настолько глубокой и стройной, что вызывает чувство эстетического наслаждения у всякого, кто её изучает. Большое значение для ученых, особенно для теоретиков, имеет философское осмысление сложившихся познавательных традиций, рассмотрение изучаемой реальности в контексте картины мира. Обращение к философии особенно актуально в переломные этапы развития науки. Великие научные достижения всегда были связаны с выдвижением философских обобщений. Философия содействует эффективному описанию, объяснению, а также пониманию реальности изучаемой наукой. Часто сами философы в результате осмысливания общей картины мира приходят к фундаментальным выводам, имеющим первостепенное значение для естественных наук. Достаточно вспомнить учение древнегреческого философа Демокрита об атомистическом строении веществ или назвать знаменитый труд Г.Ф. Гегеля «Философия природы», в котором дано философское обобщение картины мира. Историческое значение «Философии природы» состоит в попытке рациональной систематизации и установления связи между отдельными ступенями развития неорганической и органической природы. В частности, это позволило Гегелю предсказать периодическую систему элементов: «Следовало бы поставить себе задачу познать показатели отношений ряда удельных тяжестей как некоторую систему, вытекающую из правила, которое бы специфизировало бы арифметическую множественность в ряд гармонических узлов. Такое же требование должно было быть поставлено и познанию указанных выше рядов химического сродства». В свою очередь, великие естествоиспытатели, изучая природные явления, поднимались до философских обобщений природных закономерностей. Таков универсальный принцип дополнительности, сформулированный Н. Бором: более точное определение одной из дополняющих друг друга характеристик объекта или явления приводит к уменьшению точности других. Этот принцип реализуется во всех методах, изучающих природу, человека, общество. В квантовой механике он известен как принцип Гейзенберга: px  h, чем меньше интервал неопределенности координаты квантовой частицы, тем больше интервал неопределенности ее импульса и наоборот (h – постоянная Планка). Разделив и умножив левую часть на скорость частицы, получаем аналогичное соотношение для интервала энергии частицы и интервала времени, в котором энергия измеряется: Et  h. Другой пример – двойственность электромагнитного излучения: проявление волновой и корпускулярной природы. Они связаны известным выражением: h = E_ф,  – частота электромагнитной волны, E_ф – энергия фотона, в котором левая часть – относится к волновой природе, правая – к корпускулярной. Чем больше в каком-либо явлении проявляются волновые свойства (например, дифракция и интерференция), тем меньше проявление корпускулярных свойств. Во внешнем фотоэффекте картина обратная. Еще один общий принцип принадлежит францисканскому монаху и философу Оккама (XIV в.) и известен как «бритва Оккама»: чем ближе мы к истине, тем проще основные законы ее описывающие, или: не умножай сущностей сверх необходимого, то есть объясняй факты простейшим способом. Известный химик и философ М. Полани показал в конце 50-х годов нашего века, что предпосылки, на которые ученый опирается в своей работе, невозможно полностью выразить в языке. Полани писал: "То большое количество учебного времени, которое студенты-химики, биологи и медики посвящают практическим занятиям, свидетельствует о важной роли, которую в этих дисциплинах играет передача практических знаний и умений от учителя к ученику. Из сказанного можно сделать вывод, что в самом центре науки существуют области практического знания, которые через формулировки передать невозможно". Знания такого типа Полани назвал неявными. Эти знания передаются не в виде текстов, а путем непосредственной демонстрации образцов и непосредственного общения в научной школе. Важнейшими средствами сохранения и распространения научного менталитета являются миграция ученых для работы из лаборатории в лабораторию, желательно не только в пределах одной страны, и создание и поддержка научных школ. Только в научных школах молодые ученые могут воспринять научный опыт, знания, методологию и менталитет научного творчества. Разрушение научных школ приводит к полному разрушению научных традиций и самой науки. В качестве примера, можно упомянуть в физике могучие школы Резерфорда за рубежом и школу А.Ф. Иоффе в нашей стране.

20.Электромиграция. метод псевдопотенциалов в квантовой механике. Движ. ионов Cu в Al. Со временем ионы Cu накапл. Не на катоде, где должны, а на аноде. Зарад у Cu не +1, а -3 из-за электр. ветра (вектора). Он затаскивает ионы не к катоду, а куда сам движется. Можно определить время, когдай выйдет из строя полоска металла. Электромиграция - один из многих процессов, которые приводят к деградации компонентов. В результате электромиграции атомы металла сдвигаются под действием электронов. Подобный процесс может привести к сбою схемы: атомы могут слишком сильно удалиться друг от друга, что даст потерю контакта, либо, наоборот, приблизиться друг к другу в нежелательном месте, что даст короткое замыкание.

Полупроводники не страдают из-за электромиграции, поскольку в них есть достаточное количество носителей заряда. Но если кремний легировать хотя бы на 1% от чистого состояния, то он может проводить ток, поэтому и проблемы электромиграции тоже проявляются. Кроме того, в чипах используется много слоёв металлических соединений, которые тоже подвержены электромиграции.

Внутри компонентов происходит миграция проводящих материалов, и на скорость этого процесса влияют количество тока, проходящего через микросхему и температура.