Биохимия, генетика, медицина

Д ля сельского хозяйства большое значение имели исследова­ния в таких науках, как химия, биология и биохимия. В первых десятилетиях ХХ в. началось применение минеральных удоб­рений, увеличивавших плодородие почвы, а во второй полови­не века – ядохимикатов для борьбы с вредителями сельского хозяйства и сорняками. Дальнейшее совершенствование тех­нических средств (тракторы, комбайны и т.д.) и приемов обра­ботки почвы, выведение новых сортов культурных растений в сочетании с удобрениями, пестицидами позволило с 1930-х по1990-е гг. В 2-3 раза повысить урожайность многих культур.

Еще в первые десятилетия ХХ в. немецкий ученый Август Вейсман американский Томас Морган заложили основы гене­тики – науки о передаче наследственных факторов в расти­тельном и животном мире. Дальнейшие исследования в этой области привели к развитию биотехнологий. Генетические ис­следования в СССР, связанные с именем Н.И. Вавилова, были свернуты после того, как генетика Была объявлена лженаукой. В результате лидерство в этих исследованиях перешло к США. В 1953 г. ученые Кембриджского университета Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли молекулу ДНК, которая заключает в се­бе программу развития организма. Дальнейшие исследования структуры ДНК положили начало созданию искусственных ор­ганизмов. В 1980 г. американский ученый Ананда Чакрабарти впервые получил патент на созданный им методом генной ин­женерии микроорганизм, ускорявший переработку сырой неф­ти. В 1988 г. Гарвардский университет с помощью генетических манипуляций вырастил живую мышь. Началось выведение новых пород животных и растений. Они гораздо лучше, чем ба­зовые виды, приспособлены к неблагоприятным климатиче­ским условиям, обладают иммунитетом ко многим заболева­ниям и т.д. Многие ученые высказывают опасения по поводу употребления в пищу генетически модифицированных продук­тов. Они считают, что долгосрочные последствия этого могут быть опасными для человека.

Н а пороге XXI в. было открыто клонирование – искусствен­ное выращивание из клетки организма донора его полного био­логического подобия – клона. В обществе ведутся жаркие дис­куссии, допустимо ли столь глубокое вмешательство в природные процессы и механизмы наследственности, ведь ре­зультаты его не всегда можно предвидеть. Тем не менее, генети­ческие эксперименты продолжаются, хотя во многих странах клонирование человека запрещено.

Углубление знаний о природе живой материи сделало воз­можным трансплантацию, то есть пересадку органов, лечение наследственных заболеваний. Новые возможности перед ме­дициной раскрыли достижения ядерной физики, электроники. Для диагностики заболеваний уже в 1930-е гг. стали использо­ваться рентгеновские аппараты, электрокардиографы, элек­троэнцефалографы и т.д. В последней трети века были созданы аппараты искусственной почки, вживляющийся кардиостиму­лятор и т.д. Новые технологии, в частности использование ла­зерного скальпеля, расширили возможности хирургии.

Электроника и робототехника

Огромное влияние на развитие мировой цивилизации оказали достижения в области электроники. Наибольшее прикладное значение имело изобретение ЭВМ – электронно-вычислитель­ных машин, то есть компьютеров.

П ервые ЭВМ появились после Второй мировой войны. В них использовались такие же диоды и триоды, как в лам­повых радиоприемниках. Одна из таких машин – ЭНИАК, построенная в США в 1946 г., весила 30т и занимала пло­щадь 150 кв. м. В ней было использовано 18 тыс. электрон­ных ламп. Но, несмотря на огромные размеры, она могла проводить лишь простые вычисления, доступные ныне каждому владельцу карманного калькулятора.

В торое поколение ЭВМ было создано после изобре­тения транзисторов (полупроводников), которые в конце1940-х гг. заменили электронные лампы. Транзисторы нашли широкое применение в бытовой электронике (радиоприемники, телевизоры, магнитофоны).

Р азвитие третьего поколения ЭВМ началось в 1960-е гг. с возникновением, так называемых интегральных схем, плат, на которых размещалось несколько десятков ком­понентов, обрабатывавших информацию. С совершен­ствованием технологии в 1970-е гг. на одной плате мож­но было поместить уже десятки тысяч компонентов. ЭВМ на интегральных схемах включали в себя миллионы по­лупроводников, их быстродействие достигло 100 млн. операций в секунду.

В основе ЭВМ четвертого поколения лежал микропро­цессор на кремниевом кристалле – чип, размером менее 1 кв. см, заменяющий тысячи полупроводников. Он был изобретен в 1971 г. Один такой кристалл мог хранить до 5 млн. бит информации, что позволило перейти к созда­нию компьютеров для индивидуальных пользователей.

Современные ЭВМ способны воспринимать и вос­производить не только числовую информацию, но и снимки, графики, речь, вести диалог с человеком на ба­зе установленного программного обеспечения. Они мо­гут моделировать природные и общественно-политиче­ские явления.

К омпьютеры получили повсеместное использование в про­мышленных, коммерческих и научных центрах, государствен­ных учреждениях. Появление компьютерных банков данных обеспечило новые возможности связи – создания локальных, а затем и глобальных компьютерных сетей. Самой известной из них является Интернет. Сети позволяют моментально полу­чать и передавать любую информацию, вести двусторонние и многосторонние диалоги с другими пользователями компью­теров в режиме реального времени.

Предполагается, что следующее поколение компьютеров будет создаваться на основе молекулы полимерного или био­логически активного вещества (биочипа), что сделает возмож­ным создание искусственного интеллекта, способного к самопрограммированию.

Развитие компьютерных технологий позволило начать в 1960-х гг. создание промышленных роботов. Их число к началу XXI в. в мире достигло 720 тыс. Большинство роботов исполь­зуется на заводах Японии, США и Германии. Распространение робототехники – это огромный шаг вперед на пути совершен­ствования производственного процесса.

Вопрос о том, какие из изобретений и открытий ХХ в. наи­более важны, лишен смысла, поскольку большинство их взаимосвязаны между собой. Так, по подсчетам американских ин­женеров, микрочипы используются не только в компьютерах и роботах, а в 24 тыс. видах выпускаемой в США продукции, включая бытовую технику (холодильник, телевизор, СВЧ-печь, стиральная машина и другие). Ставшие предметами повседнев­ного употребления, они являются воплощением множества на­правлений научно-технического прогресса.

Итак, научно-технический прогресс не только изменил условия быта и отдыха людей. Он повлиял на облик современного об­щества и породил новые проблемы.