Глава 7. УСКОРЕНИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ И ЕГО ПОСЛЕДСТВИЯ

Десятилетия, прошедшие после второй мировой войны, ознаменовались дальнейшим ускорением темпов научно-технического развития. Между двумя мировыми войнами период времени, требующийся для удвоения объема научных знаний, составлял около 24 лет, в 1945-1964 гг. - 14 лет, к концу века для разных сфер знания он составил не более 5-7 лет.

Крупнейшее из открытий XX века, овладение ядерной энергией, в большой мере использовалось в военных целях. Открытие в начале 1950-х гг. термоядерных реакций (слияния легких ядер в более тяжелые при сверхвысоких температурах) и в СССР и США было обращено на создание водородных бомб. Они были в сотни раз разрушительнее, чем урановые и плутониевые. Лишь в 1956 г. в Великобритании был построен ядерный реактор, который был признан годным для коммерческой эксплуатации. Ядерная энергетика к концу века обеспечивает не более 8% мирового производства энергии. Большая часть производится за счет сжигания нефти (40%), угля (25%), газа (18%). ГЭС и иные источники энергии обеспечивают лишь 7% ее производства. Геотермальные (использующие внутреннее тепло Земли), приливные (энергия морских приливов), солнечные, ветряные электростанции пока еще остаются редкостью.

Транспорт, космонавтика и новые конструкционные материалы. Продолжалось развитие средств транспорта. В 1990-е гг. в мире насчитывалось свыше 500 млн. автомобилей (около трети из них - в США), их ежегодный выпуск достиг 30 млн. штук.

На протяжении XX века постоянно увеличивалась грузоподъемность судов. В 1970-е гг. появились танкеры водоизмещением более 500 тыс. тонн. Быстроходность кораблей возросла вдвое за последние 50 лет. С овладением ядерной энергией появились корабли и подводные лодки с атомными силовыми установками, способные годами бороздить морские просторы без захода в порты. Получили развитие, пока ограниченное, транспортные средства на воздушной подушке, способные передвигаться не только по воде, но и по суше.

Значительно возросло значение транспортной авиации. В Англии в 1949 г. был создан первый прототип пассажирского реактивного самолета «Комета». Однако основное применение на авиалиниях нашли советские реактивные самолеты «ТУ-104» (выпускались с 1955 г.) и американские «Боинг-707» (с 1958 г.). В 1970 г. в США был создан гигантский самолет «Боинг-747», способный поднимать на борт до 500 пассажиров. В 1950-е гг. военная авиация освоила сверхзвуковые скорости, а в 1970-е гг. появились первые пассажирские самолеты, летающие на сверхзвуковых скоростях: советский «ТУ-144» (1975 г.) и англо-французский «Конкорд» (1976 г.).

Послевоенное развитие ракетной техники было, главным образом, подчинено стремлениям СССР и США создать более эффективные средства доставки ядерного оружия, чем бомбардировщики. Первым свои достижения в этой сфере продемонстрировал Советский Союз, запустивший в 1957 г. первый искусственный спутник Земли (США осуществили такой запуск в 1958 г.), а в 1961 г. выведший на орбиту вокруг Земли космический корабль с человеком на борту. В 1961 г. в США была принята программа «Аполлон» - пилотируемого полета на Луну, успешно завершенная в 1969 г. Автоматические космические зонды достигли Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна, вышли за пределы Солнечной системы.

Соперничество в космосе позволило значительно повысить надежность космических аппаратов, удешевить их, что создало условия перехода к систематическому освоению околоземного космического пространства. В СССР и США были разработаны космические аппараты многоразового пользования, хотя советский «Буран» не нашел практического применения. Орбитальные станции и искусственные спутники Земли стали выполнять не только военные, но и гражданские функции, использоваться для научных экспериментов, астрономических наблюдений, трансляции радио и телепередач, поддержания связи (первый спутник связи был запущен в 1962 г.), метеорологических наблюдений, геологоразведки и гак далее. Возникает перспектива создания постоянно действующих орбитальных комплексов, где в условиях невесомости будут создаваться новые биологически активные и кристаллические вещества для медицины, биохимии, электроники.

Авиация и космонавтика создали стимул для поиска новых конструкционных материалов. В конце 1930-х гг. с развитием химии, химической физики, изучающей химические процессы с использованием достижений квантовой механики, кристаллографии стало возможным получать вещества с заранее заданными свойствами, обладающими большой прочностью, стойкостью. В 1938 г. почти одновременно в Германии и США были созданы искусственные волокна - капрон, перлон, нейлон, синтетические смолы, позволившие разработать качественно новые конструкционные материалы. Их производство приняло особенно большие масштабы после второй мировой войны. Только за период с 1951 по 1966 г. ассортимент продукции химической промышленности увеличился в 10 раз. Не стояла на месте и металлургия, освоившая производство особо прочной легированной стали (с добавками вольфрама, молибдена), титановых сплавов, использующихся в авиации и космонавтике.

Биохимия, генетика, медицина. Химия не обошла своим вниманием и сельское хозяйство, где с началом XX века началось применение минеральных удобрений, увеличивающих плодородие почвы. Во второй половине века широко стали применяться химические методы борьбы с вредителями сельского хозяйства (ядохимикаты), сорняками. Создание веществ, выборочно уничтожающих одни виды растений и безвредных для других, стало возможным благодаря развитию биологии, биохимии. Новое значение приобрели осуществленные в начале века исследования немецкого ученого А. Вейсмана и американского ученого Т. Моргана, которые, опираясь на работы чешского натуралиста Г. Менделя о наследственности, заложили основы генетики - науки о передаче наследственных факторов в растительном и животном мире. Опыт работ 1920-1930-х гг. по совершенствованию агротехнических приемов (в частности, Л. Бербанка по селекции семян, совершенствованию сортов культурных растений) в сочетании с удобрениями, пестицидами, совершенствованием технических средств обработки земли позволил с 1930-х по 1990-е гг. в 2-3 раза повысить урожайность многих культур.

Работы в области генетики, исследования механизма наследственности привели к развитию биотехнологий. Генетические исследования в СССР, связанные с именем академика Н.И. Вавилова, были свернуты, после того как генетику объявили лженаукой, а те, кто ее разрабатывали, погибли в советских лагерях смерти. Лидерство в этих исследованиях перешло к США. В 1953 г. ученые Кембриджского университета Д. Уотсон и Ф. Крик открыли молекулу ДНК, несущую в себе программу развития организма. В 1972 г. в Калифорнийском университете исследовались возможности изменения структуры ДНК, что открывало путь к созданию искусственных организмов. Первый патент в этой области, за создание методом генной инженерии микроорганизма, ускоряющего переработку сырой нефти, был выдан в 1980 г. американскому ученому А. Чакрабарти. В 1988 г. Гарвардский университет получил патент за выращивание, с помощью генетических манипуляций, живой мыши. 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.

На пороге XXI века были открыты возможности клонирования - искусственного выращивания из одной клетки точного биологического подобия организма донора. Вопросы этичности столь глубокого вмешательства в природные процессы, потенциальной опасности генетических экспериментов, последствия которых не всегда предсказуемы, обсуждались неоднократно, но это не привело к их прекращению.

Развитие биохимии и генетики сказалось на развитии медицины. Еще в конце XIX века были открыты микроорганизмы, являвшиеся причиной заболевания холерой, сибирской язвой, туберкулезом, дифтеритом, бешенством, чумой, малярией, сифилисом, исследованы пути передачи этих болезней, изобретены методы лечения многих из них. Начали разрабатываться методы санитарии и гигиены, профилактики и предупреждения эпидемий, включая вакцинацию (прививки) против некоторых болезней, появились новые лекарства - аспирин и пирамидон. В 1920-1930-е гг. были выделены и получены искусственно витамины (в 1927 г. витамины В и С, затем D и А). Еще большим подспорьем для медицины стали антибиотики - вещества, способные останавливать развитие болезнетворных микробов, наиболее известным из которых является пенициллин, выделенный из плесени (назван так А. Флемингом в 1929 г.). Химическим (синтетическим) аналогом пенициллина стали стрептоцид, сульфидин, сульфазол. После второй мировой войны с открытием вирусной природы многих заболеваний стали разрабатываться антивирусные препараты.

Углубление знаний о природе живой материи раскрыло возможности трансплантации (пересадки) органов, лечения наследственных, обусловленных генетическими факторами заболеваний. Новые возможности перед медициной раскрыли достижения ядерной физики, электроники. В диагностике уже в 1930-е гг. стали использоваться рентгеновские аппараты, электрокардиографы, электроэнцефалографы и т.д. В последней трети века были созданы аппараты искусственной почки и вживляющийся кардиостимулятор. Новые технологии, в частности использование лазерного скальпеля, расширили возможности хирургии.

Электроника и робототехника. Огромное влияние на облик мировой цивилизации оказали достижения в области электроники. Их база была заложена в прошлом веке. Первый в мире радиоприемник был изобретен в 1895 г. русским ученым А.С. Поповым, патент на передачу электрических импульсов без проводов в 1896 г. получил итальянский инженер Г. Маркони. Надежность и дальность приема радиопередач значительно возросла с изобретением в 1904 г. американцем Дж. Флемингом диода - двухэлектродной лампы - преобразователя частот электрических колебаний и в 1907 г. созданием американским конструктором Ли де Форестом триода, усиливающего слабые электрические колебания. В 1919-1924 гг. в России, США, Франции, Великобритании, Германии, Италии вступили в строй мощные радиовещательные станции, способные осуществлять международное вещание. С середины 1920-х гг. начались эксперименты в области передачи изображения с помощью электронных сигналов, телевидения. В Англии первые телевизионные передачи начались в 1929 г., в СССР - в 1932 г. (звуковое телевидение с 1934 г.), в Германии - с 1936 г. В годы второй мировой войны конструкторская мысль сконцентрировалась на совершенствовании радиолокации, позволяющей обнаруживать заблаговременно корабли и самолеты противника.

Послевоенные годы ознаменовались настоящим прорывом в области электроники. Она, используя достижения химии, стала применять стекловолокно для передачи сигналов, кристаллографии, позволившей создать лазеры, имеющие очень широкий спектр применения. Наибольшее прикладное значение имело изобретение ЭВМ - электронно-вычислительных машин (компьютеров). Первые ЭВМ появились после второй мировой войны. В них использовались такие же диоды и триоды, как в ламповых радиоприемниках. Одна из таких машин, построенных в США в 1946 г., ЭНИАК, весила 30 тонн и занимала площадь 150 кв. м, в ней было использовано 18 тыс. электронных ламп. Несмотря на огромные размеры, на ней можно было проводить лишь простые вычисления, доступные ныне каждому владельцу карманного калькулятора.

Второе поколение ЭВМ создавалось в конце 1940-х гг., после изобретения транзисторов (полупроводников), заменивших электронные лампы. Транзисторы нашли широкое применение в бытовой электронике (радиоприемниках, телевизорах, магнитофонах), с их миниатюризацией удалось увеличить объемы памяти и быстродействие ЭВМ.

Третье поколение ЭВМ развилось в 1960-е гг., после создания так называемых интегральных схем, плат, на которых размещалось несколько десятков компонентов, преобразующих и обрабатывающих информацию. В 1970-е гг. с совершенствованием технологии на одной плате помещались десятки тысяч компонентов. ЭВМ на интегральных схемах включали в себя миллионы полупроводников, их быстродействие достигло 100 млн. операций в секунду.

Четвертое поколение ЭВМ было создано с изобретением в 1971 г. микропроцессора на кремниевом кристалле - чипе, размером менее 1 кв. см, заменяющем тысячи полупроводников. Один такой кристалл мог хранить до 5 млн. бит информации, что позволило перейти к созданию портативных компьютеров, предназначенных для индивидуальных пользователей.

Пятое, современное, поколение ЭВМ способно воспринимать и воспроизводить не только числовую информацию, но и снимки, графики, речевые сигналы, вести диалог с человеком на базе заложенного программного обеспечения. Повсеместное распространение компьютеров, создание в фирмах, промышленных, коммерческих, научных центрах, государственных структурах банков данных компьютеризированной информации обеспечило новые возможности связи - создания локальных, а затем и глобальных компьютерных сетей связи (самой известной из них является Интернет). Они позволяют моментально получать и передавать любую информацию, вести двусторонние и многосторонние диалоги с другими пользователями компьютеров.

Шестое поколение компьютеров будет иметь в качестве материального носителя памяти уже не кристаллы, а молекулы полимерного или биологически активного вещества (биочипы), что ставит в практическую плоскость создание искусственного интеллекта, способного к самопрограммированию.

Развитие компьютерных технологий способствовало созданию промышленных роботов, число которых к началу 1990-х гг. в мире достигло 300 тысяч. Распространение робототехники раскрыло огромные возможности совершенствования производственного процесса.

Вопрос о том, какие из изобретений и открытий XX века, в какой сфере знания наиболее важны, лишен смысла, поскольку большинство из них взаимосвязаны. По подсчетам американских инженеров микрочипы используются не только в компьютерах и роботах, а в 24 тысячах наименований выпускаемой в США продукции, включая все виды бытовой электроники. Каждый вошедший в последние десятилетия в обиходное употребление предмет бытовой техники, холодильник, телевизор и т.д. является материализованным воплощением множества направлений научно-технического прогресса, который не только изменил условия быта и отдыха людей, но сказался на всем облике современного общества, тенденциях его развития.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Охарактеризуйте основные направления развития новых технологий. Приведите примеры воздействия достижений в одной из областей науки и техники на их развитие в других областях.

2. Какие общественные потребности вызвали скачок в развитии электроники, создании ЭВМ? Определите значение внедрения компьютерных технологий для современного общества.

3. Какие из направлений научно-технического прогресса конца XX века, с вашей точки зрения, окажутся наиболее перспективными в третьем тысячелетии?

4. Попробуйте сделать прогноз относительно темпов ускорения развития научных знаний в следующем веке.

Глава 7. УСКОРЕНИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ И ЕГО ПОСЛЕДСТВИЯ

Десятилетия, прошедшие после второй мировой войны, ознаменовались дальнейшим ускорением темпов научно-технического развития. Между двумя мировыми войнами период времени, требующийся для удвоения объёма научных знаний, составлял около 24 лет, в 1945-1964 гᴦ. - 14 лет, к концу века для разных сфер знания он составил не более 5-7 лет.

Крупнейшее из открытий XX века, овладение ядерной энергией, в большой мере использовалось в военных целях. Открытие в начале 1950-х гᴦ. термоядерных реакций (слияния легких ядер в более тяжелые при сверхвысоких температурах) и в СССР и США было обращено на создание водородных бомб. Οʜᴎ были в сотни раз разрушительнее, чем урановые и плутониевые. Лишь в 1956 ᴦ. в Великобритании был построен ядерный реактор, который был признан годным для коммерческой эксплуатации. Ядерная энергетика к концу века обеспечивает не более 8% мирового производства энергии. Большая часть производится за счёт сжигания нефти (40%), угля (25%), газа (18%). ГЭС и иные источники энергии обеспечивают лишь 7% ее производства. Геотермальные (использующие внутреннее тепло Земли), приливные (энергия морских приливов), солнечные, ветряные электростанции пока еще остаются редкостью.

Транспорт, космонавтика и новые конструкционные материалы. Продолжалось развитие средств транспорта. В 1990-е гᴦ. в мире насчитывалось свыше 500 млн. автомобилей (около трети из них - в США), их ежегодный выпуск достиг 30 млн. штук.

На протяжении XX века постоянно увеличивалась грузоподъемность судов. В 1970-е гᴦ. появились танкеры водоизмещением более 500 тыс. тонн. Быстроходность кораблей возросла вдвое за последние 50 лет. С овладением ядерной энергией появились корабли и подводные лодки с атомными силовыми установками, способные годами бороздить морские просторы без захода в порты. Получили развитие, пока ограниченное, транспортные средства на воздушной подушке, способные передвигаться не только по воде, но и по суше.

Значительно возросло значение транспортной авиации. В Англии в 1949 ᴦ. был создан первый прототип пассажирского реактивного самолета ʼʼКометаʼʼ. При этом основное применение на авиалиниях нашли советские реактивные самолеты ʼʼТУ-104ʼʼ (выпускались с 1955 ᴦ.) и американские ʼʼБоинг-707ʼʼ (с 1958 ᴦ.). В 1970 ᴦ. в США был создан гигантский самолет ʼʼБоинг-747ʼʼ, способный поднимать на борт до 500 пассажиров. В 1950-е гᴦ. военная авиация освоила сверхзвуковые скорости, а в 1970-е гᴦ. появились первые пассажирские самолеты, летающие на сверхзвуковых скоростях: советский ʼʼТУ-144ʼʼ (1975 ᴦ.) и англо-французский ʼʼКонкордʼʼ (1976 ᴦ.).

Послевоенное развитие ракетной техники было, главным образом, подчинœено стремлениям СССР и США создать более эффективные средства доставки ядерного оружия, чем бомбардировщики. Первым свои достижения в этой сфере продемонстрировал Советский Союз, запустивший в 1957 ᴦ. первый искусственный спутник Земли (США осуществили такой запуск в 1958 ᴦ.), а в 1961 ᴦ. выведший на орбиту вокруг Земли космический корабль с человеком на борту. В 1961 ᴦ. в США была принята программа ʼʼАполлонʼʼ - пилотируемого полета на Луну, успешно завершенная в 1969 ᴦ. Автоматические космические зонды достигли Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна, вышли за пределы Солнечной системы.

Соперничество в космосœе позволило значительно повысить надежность космических аппаратов, удешевить их, что создало условия перехода к систематическому освоению околоземного космического пространства. В СССР и США были разработаны космические аппараты многоразового пользования, хотя советский ʼʼБуранʼʼ не нашел практического применения. Орбитальные станции и искусственные спутники Земли стали выполнять не только военные, но и гражданские функции, использоваться для научных экспериментов, астрономических наблюдений, трансляции радио и телœепередач, поддержания связи (первый спутник связи был запущен в 1962 ᴦ.), метеорологических наблюдений, геологоразведки и гак далее. Возникает перспектива создания постоянно действующих орбитальных комплексов, где в условиях невесомости будут создаваться новые биологически активные и кристаллические вещества для медицины, биохимии, электроники.

Авиация и космонавтика создали стимул для поиска новых конструкционных материалов. В конце 1930-х гᴦ. с развитием химии, химической физики, изучающей химические процессы с использованием достижений квантовой механики, кристаллографии стало возможным получать вещества с заранее заданными свойствами, обладающими большой прочностью, стойкостью. В 1938 ᴦ. почти одновременно в Германии и США были созданы искусственные волокна - капрон, перлон, нейлон, синтетические смолы, позволившие разработать качественно новые конструкционные материалы. Их производство приняло особенно большие масштабы после второй мировой войны. Только за период с 1951 по 1966 ᴦ. ассортимент продукции химической промышленности увеличился в 10 раз. Не стояла на месте и металлургия, освоившая производство особо прочной легированной стали (с добавками вольфрама, молибдена), титановых сплавов, использующихся в авиации и космонавтике.

Биохимия, генетика, медицина. Химия не обошла своим вниманием и сельское хозяйство, где с началом XX века началось применение минœеральных удобрений, увеличивающих плодородие почвы. Во второй половинœе века широко стали применяться химические методы борьбы с вредителями сельского хозяйства (ядохимикаты), сорняками. Создание веществ, выборочно уничтожающих одни виды растений и безвредных для других, стало возможным благодаря развитию биологии, биохимии. Новое значение приобрели осуществленные в начале века исследования немецкого ученого А. Вейсмана и американского ученого Т. Моргана, которые, опираясь на работы чешского натуралиста Г. Менделя о наследственности, заложили основы генетики - науки о передаче наследственных факторов в растительном и животном мире. Опыт работ 1920-1930-х гᴦ. по совершенствованию агротехнических приемов (в частности, Л. Бербанка по селœекции семян, совершенствованию сортов культурных растений) в сочетании с удобрениями, пестицидами, совершенствованием технических средств обработки земли позволил с 1930-х по 1990-е гᴦ. в 2-3 раза повысить урожайность многих культур.

Работы в области генетики, исследования механизма наследственности привели к развитию биотехнологий. Генетические исследования в СССР, связанные с именем академика Н.И. Вавилова, были свернуты, после того как генетику объявили лженаукой, а те, кто ее разрабатывали, погибли в советских лагерях смерти. Лидерство в этих исследованиях перешло к США. В 1953 ᴦ. ученые Кембриджского университета Д. Уотсон и Ф. Крик открыли молекулу ДНК, несущую в себе программу развития организма. В 1972 ᴦ. в Калифорнийском университете исследовались возможности изменения структуры ДНК, что открывало путь к созданию искусственных организмов. Первый патент в этой области, за создание методом генной инженерии микроорганизма, ускоряющего переработку сырой нефти, был выдан в 1980 ᴦ. американскому ученому А. Чакрабарти. В 1988 ᴦ. Гарвардский университет получил патент за выращивание, с помощью генетических манипуляций, живой мыши. Началось выведение новых пород животных и растений. Οʜᴎ гораздо лучше, чем базовые виды, приспособлены к неблагоприятным климатическим условиям, обладают иммунитетом ко многим заболеваниям и т.д.

На пороге XXI века были открыты возможности клонирования - искусственного выращивания из одной клетки точного биологического подобия организма донора. Вопросы этичности столь глубокого вмешательства в природные процессы, потенциальной опасности генетических экспериментов, последствия которых не всœегда предсказуемы, обсуждались неоднократно, но это не привело к их прекращению.

Развитие биохимии и генетики сказалось на развитии медицины. Еще в конце XIX века были открыты микроорганизмы, являвшиеся причиной заболевания холерой, сибирской язвой, туберкулезом, дифтеритом, бешенством, чумой, малярией, сифилисом, исследованы пути передачи этих болезней, изобретены методы лечения многих из них. Начали разрабатываться методы санитарии и гигиены, профилактики и предупреждения эпидемий, включая вакцинацию (прививки) против некоторых болезней, появились новые лекарства - аспирин и пирамидон. В 1920-1930-е гᴦ. были выделœены и получены искусственно витамины (в 1927 ᴦ. витамины В и С, затем D и А). Еще большим подспорьем для медицины стали антибиотики - вещества, способные останавливать развитие болезнетворных микробов, наиболее известным из которых является пенициллин, выделœенный из плесени (назван так А. Флемингом в 1929 ᴦ.). Химическим (синтетическим) аналогом пенициллина стали стрептоцид, сульфидин, сульфазол. После второй мировой войны с открытием вирусной природы многих заболеваний стали разрабатываться антивирусные препараты.

Углубление знаний о природе живой материи раскрыло возможности трансплантации (пересадки) органов, лечения наследственных, обусловленных генетическими факторами заболеваний. Новые возможности перед медициной раскрыли достижения ядерной физики, электроники. В диагностике уже в 1930-е гᴦ. стали использоваться рентгеновские аппараты, электрокардиографы, электроэнцефалографы и т.д. В последней трети века были созданы аппараты искусственной почки и вживляющийся кардиостимулятор.
Размещено на реф.рф
Новые технологии, в частности использование лазерного скальпеля, расширили возможности хирургии.

Электроника и робототехника. Огромное влияние на облик мировой цивилизации оказали достижения в области электроники. Их база была заложена в прошлом веке. Первый в мире радиоприемник был изобретен в 1895 ᴦ. русским ученым А.С. Поповым, патент на передачу электрических импульсов без проводов в 1896 ᴦ. получил итальянский инженер Г. Маркони. Надежность и дальность приема радиопередач значительно возросла с изобретением в 1904 ᴦ. американцем Дж. Флемингом диода - двухэлектродной лампы - преобразователя частот электрических колебаний и в 1907 ᴦ. созданием американским конструктором Ли де Форестом триода, усиливающего слабые электрические колебания. В 1919-1924 гᴦ. в России, США, Франции, Великобритании, Германии, Италии вступили в строй мощные радиовещательные станции, способные осуществлять международное вещание. С середины 1920-х гᴦ. начались эксперименты в области передачи изображения с помощью электронных сигналов, телœевидения. В Англии первые телœевизионные передачи начались в 1929 ᴦ., в СССР - в 1932 ᴦ. (звуковое телœевидение с 1934 ᴦ.), в Германии - с 1936 ᴦ. В годы второй мировой войны конструкторская мысль сконцентрировалась на совершенствовании радиолокации, позволяющей обнаруживать заблаговременно корабли и самолеты противника.

Послевоенные годы ознаменовались настоящим прорывом в области электроники. Она, используя достижения химии, стала применять стекловолокно для передачи сигналов, кристаллографии, позволившей создать лазеры, имеющие очень широкий спектр применения. Наибольшее прикладное значение имело изобретение ЭВМ - электронно-вычислительных машин (компьютеров). Первые ЭВМ появились после второй мировой войны. В них использовались такие же диоды и триоды, как в ламповых радиоприемниках. Одна из таких машин, построенных в США в 1946 ᴦ., ЭНИАК, весила 30 тонн и занимала площадь 150 кв. м, в ней было использовано 18 тыс. электронных ламп. Несмотря на огромные размеры, на ней можно было проводить лишь простые вычисления, доступные ныне каждому владельцу карманного калькулятора.

Второе поколение ЭВМ создавалось в конце 1940-х гᴦ., после изобретения транзисторов (полупроводников), заменивших электронные лампы. Транзисторы нашли широкое применение в бытовой электронике (радиоприемниках, телœевизорах, магнитофонах), с их миниатюризацией удалось увеличить объёмы памяти и быстродействие ЭВМ.

Третье поколение ЭВМ развилось в 1960-е гᴦ., после создания так называемых интегральных схем, плат, на которых размещалось несколько десятков компонентов, преобразующих и обрабатывающих информацию. В 1970-е гᴦ. с совершенствованием технологии на одной плате помещались десятки тысяч компонентов. ЭВМ на интегральных схемах включали в себя миллионы полупроводников, их быстродействие достигло 100 млн. операций в секунду.

Четвертое поколение ЭВМ было создано с изобретением в 1971 ᴦ. микропроцессора на кремниевом кристалле - чипе, размером менее 1 кв. см, заменяющем тысячи полупроводников. Один такой кристалл мог хранить до 5 млн. бит информации, что позволило перейти к созданию портативных компьютеров, предназначенных для индивидуальных пользователœей.

Пятое, современное, поколение ЭВМ способно воспринимать и воспроизводить не только числовую информацию, но и снимки, графики, речевые сигналы, вести диалог с человеком на базе заложенного программного обеспечения. Повсœеместное распространение компьютеров, создание в фирмах, промышленных, коммерческих, научных центрах, государственных структурах банков данных компьютеризированной информации обеспечило новые возможности связи - создания локальных, а затем и глобальных компьютерных сетей связи (самой известной из них является Интернет). Οʜᴎ позволяют моментально получать и передавать любую информацию, вести двусторонние и многосторонние диалоги с другими пользователями компьютеров.

Шестое поколение компьютеров будет иметь в качестве материального носителя памяти уже не кристаллы, а молекулы полимерного или биологически активного вещества (биочипы), что ставит в практическую плоскость создание искусственного интеллекта͵ способного к самопрограммированию.

Развитие компьютерных технологий способствовало созданию промышленных роботов, число которых к началу 1990-х гᴦ. в мире достигло 300 тысяч. Распространение робототехники раскрыло огромные возможности совершенствования производственного процесса.

Вопрос о том, какие из изобретений и открытий XX века, в какой сфере знания наиболее важны, лишен смысла, поскольку большинство из них взаимосвязаны. По подсчетам американских инженеров микрочипы используются не только в компьютерах и роботах, а в 24 тысячах наименований выпускаемой в США продукции, включая всœе виды бытовой электроники. Каждый вошедший в последние десятилетия в обиходное употребление предмет бытовой техники, холодильник, телœевизор и т.д. является материализованным воплощением множества направлений научно-технического прогресса, который не только изменил условия быта и отдыха людей, но сказался на всœем облике современного общества, тенденциях его развития.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Охарактеризуйте основные направления развития новых технологий. Приведите примеры воздействия достижений в одной из областей науки и техники на их развитие в других областях.

2. Какие общественные потребности вызвали скачок в развитии электроники, создании ЭВМ? Определите значение внедрения компьютерных технологий для современного общества.

3. Какие из направлений научно-технического прогресса конца XX века, с вашей точки зрения, окажутся наиболее перспективными в третьем тысячелœетии?

4. Попробуйте сделать прогноз относительно темпов ускорения развития научных знаний в следующем веке.

ТЕХНОЛОГИИ НОВОЙ ЭПОХИ - понятие и виды. Классификация и особенности категории "ТЕХНОЛОГИИ НОВОЙ ЭПОХИ" 2017, 2018.

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Ускорение научно-технического развития и его последствия Урок по всемирной истории в 11 классе

2 слайд

Описание слайда:

План урока Технологии новой эпохи. Основные черты информационного общества. Глобализация мировой экономики и её последствия.

3 слайд

Описание слайда:

Технологии новой эпохи Открытие ядерных и термоядерных реакций было крупным достижением XX в. Оно использовалось как в мирных, так и в военных целях. Первая в мире АЭС была построена в 1954 г. в СССР в г. Обнинске, вторая – в 1956 г. в Великобритании. АЭС в начале XXI в. обеспечивает не более 17% мирового производства электроэнергии.

4 слайд

Описание слайда:

ГЭС дают лишь около 10% производства. Геотермальные (использующие внутреннее тепло Земли), приливные (энергия морских приливов), солнечные и ветряные электростанции пока ещё остаются редкостью.

5 слайд

Описание слайда:

Продолжилось развитие транспорта, сложилась общемировая система транспортных коммуникаций. К началу XXI в. в мире насчитывалось свыше 600 млн. автомобилей (ок. 1/3 из них в США).

6 слайд

Описание слайда:

На протяжении XX в. увеличивалась грузоподъёмность судов. Быстроходность кораблей увеличилась вдвое. Благодаря усовершенствованию системы погрузки и разгрузки объём грузов, перевозимых по морю, за последние 50 лет увеличились в 10 раз.

7 слайд

Описание слайда:

С овладением ядерной энергии появились атомные корабли и подводные лодки, способные годами бороздить морские просторы без захода в порты. Получили развитие транспортные средства на воздушной подушке, способные передвигаться не только по воде, но и по суше.

8 слайд

Описание слайда:

Возросло значение транспортной авиации. В Англии 1949 г.- создан первый прототип пассажирского реактивного самолёта «Комета». Однако массово стали применяться советские реактивные самолёты Ту-104 (с 1955 г.) и «Боинг-707» (с 1958 г.). В 1970 г. в США был создан «Боинг-747», способный принимать на борт до 500 пассажиров. Уже в 1950-х гг. военная авиация освоила сверхзвуковые скорости. В 1970-е гг. появляются первые сверхзвуковые пассажирские самолёты: советский Ту-144 (1975) и англо-французский «Конкорд» (1976).

9 слайд

Описание слайда:

Послевоенное развитие ракетной техники было подчинено стремлениям СССР и США создать более эффективное средство доставки ядерного оружия, чем бомбардировщики. Автоматические космические зонды достигли Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна вышли за пределы Солнечной системы. разработаны космические аппараты многоразового пользования: американские «шаттлы» и советский «Буран». Дата Событие 1957 г. 1958 г. СССР запустил на орбиту первый спутник Земли. США осуществили такой же запуск. 1961 г. Запущен советский космический корабльс человеком на борту. 1961-1969гг. В США программа «Аполлон» – пилотируемого полёта на Луну.

10 слайд

Описание слайда:

В автомобилестроении, авиации и космонавтике применялись новые конструкционные материалы. С развитием химии, химической физики стало возможным получение веществ с заранее заданными свойствами, которые обладали большей прочностью и стойкостью (пластмасс, легированная сталь, титановые сплавы и др.)

11 слайд

Описание слайда:

Для сельского хозяйства большое значение имели исследования в таких науках, как химия, биология и биохимия. В первые десятилетия XX в. началось применение минеральных удобрений, ядохимикатов для борьбы с вредителями и сорняками. В результате с 1930-х по 1990-е гг. урожайность многих культур повысилась в 2-3 раза.

12 слайд

Описание слайда:

Ещё в первые десятилетия XX в. немецкий учёный Август Вейсман и американский Томас Морган заложили основы генетики. Генетика – наука о передачи наследственных факторов в растительном и животном мире. Дальнейшее развитие в этом направлении привели к развитию биотехнологий. В СССР генетические исследования связаны с именем Н.И. Вавилова. В 1953 г. учёные Кембриджского университета Джеймс Уотсон и Френсис Крик открыли молекулу ДНК, которая заключает в себе программу развития организма.

13 слайд

Описание слайда:

Углубление знаний о природе живой материи сделало возможным трансплантацию, лечение наследственных заболеваний. Какие достижения генетиков порой оцениваются как опасные для человечества?

14 слайд

Описание слайда:

В 1988 г. Гарвардский университет с помощью генетических манипуляций вырастил живую мышь. Началось выведение пород животных и растений более устойчивых к условиям окружающей среды. На пороге XXI в. было открыто клонирование – искусственное выращивание из клетки организма донора его полного биологического подобия – клона.

15 слайд

Описание слайда:

Новые возможности перед медициной раскрыли достижения ядерной физики, электроники. Для диагностики заболеваний уже в 30-е гг. стали использовать рентгеновские аппараты, электрокардиографы, электроэнцефалографы и т.д. в последней трети века были созданы аппараты искусственной почки, кардиостимулятор и т.д. Новые технологии, в частности использование лазерного скальпеля, расширили возможности хирургии.

16 слайд

Описание слайда:

Огромное влияние на развитие мировой цивилизации оказали достижения в электроники. Наиболее прикладное значение имело изобретение ЭВМ (1946) – компьютеров. Создание локальных, а затем и глобальных компьютерных сетей, самой известной из которых является Интернет, позволяют моментально получать и передавать любую информацию.

17 слайд

Описание слайда:

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. Вопрос о том, какие изобретения и открытия XX в. наиболее важны, лишён смысла, поскольку большинство из них взаимосвязаны между собой. Приведите примеры влияния достижений в одной из областей науки и техники на развитие других сфер научного знания.

18 слайд

Описание слайда:

Основные черты информационного общества Термин «информационное общество принадлежит канадскому филологу Маршаллу Маклюэну. Информационное общество - это ступень в развитии современной цивилизации, характеризующаяся увеличением роли информации и знаний в жизни общества, возрастанием доли информационно-коммуникационных технологий, информационных продуктов и услуг в валовом внутреннем продукте, созданием глобальной информационной инфраструктуры, обеспечивающей эффективное информационное взаимодействие людей, их доступ к информации и удовлетворение их социальных и личностных потребностей в информационных продуктах и услугах.

19 слайд

Описание слайда:

В 1970-е гг. глубокие сдвиги в развитии технологии, организации производства, социальной структуре наиболее развитых стран мира стали совершенно очевидными. Ведущие американские экономисты, политологи и социологи сочли, что США, Канада, страны Западной Европы и Япония уже переросли индустриальную стадию развития. Джон Гэлбрейт – «новое индустриальное общество» Збигнев Бжезинский – «технотронное общество» Дэниел Белл – «постиндустриальное общество» В начале XXI в. в документах ООН и Евросоюза стали использовать термин «информационное общество», характеризующий качественно новый этап развития ведущих стран мира.

20 слайд

Описание слайда:

Информационная революция – коренные перемены в общественной жизни, вызванные формированием индустрии производства знаний и возрастанием роли интеллектуального труда. Вторая половина XX в. ознаменовалась быстрым развитием телекоммуникаций и телефонная связь стали доступными. Поистине революционным стало создание локальных компьютерных сетей, а затем с 1989 г. Интернета. Прочтите текст учебника на стр. 196-198 и ответьте на вопрос. Как возникновение Интернета повлияло на развитие мировой цивилизации, человека?.

21 слайд

Описание слайда:

Благодаря успехам электроники стала возможность автоматизации, а затем и роботизация промышленного производства. Уже в 1970-е гг. стали повсеместно внедряться станки с числовым программным управлением. В 1980-е гг. им на смену пришли станки, управляемые компьютерами. С созданием локальных (охватывающих предприятие, производственный комплекс) компьютерных сетей возникли системы автоматического проектирования, технологической подготовки и управления производством. Назовите «+» и «-» автоматизации и роботизации производства. (см. текст стр.198)

22 слайд

Описание слайда:

В последней трети XX в. наряду с международными рынками капиталов, товаров, сырья и других сложился рынок знаний – запатентованной научной информации (ноу-хау). Прочитайте документ на стр. 199-200 и ответьте на поставленные в нём вопросы. Важнейшим ресурсом информационного общества становится интеллект человека – его творческий потенциал, в развитии которого заинтересованы и государство и корпорации.

23 слайд

Описание слайда:

Глобализация мировой экономики и её последствия Утверждение в развитых странах информационного общества вызвало глубокие изменения в международных экономических отношениях. Начался процесс глобализации мировой экономики, связанный с возникновением транснациональных корпораций (ТНК) и транснациональных банков (ТНБ). Глобализация мировой экономики - это преобразование мирового пространства в единую зону, где свободно перемещаются информация, товары и услуги, капитал, где непринужденно распространяются идеи и беспрепятственно передвигаются их носители, стимулируя развитие современных институтов и отлаживая механизмы их взаимодействия.

24 слайд

Описание слайда:

Уже в начале 1980-х гг. транснациональные корпорации (ТНК) контролировали 40% промышленного производства, 60% внешней торговли и 80% технологических разработок развитых стран. В начале XXI в. число ТНК достигло 60 тыс., а их филиалов за границей около 600 тыс. Они контролируют примерно половину мирового промышленного производства, 2/3 международной торговли, около 4/5 мирового рынка научно-технических знаний. Современное производство напоминает огромный конвейер, охватывающий территорию десятков стран.

Вопрос 01. Охарактеризуйте основные направления развития новых технологий. Приведите примеры воздействия достижений в одной из областей науки и техники на их развитие в других областях.

Ответ. Развиваются все сферы технической мысли, особенно бурно:

1) транспорт;

2) космонавтика;

3) инновационные материалы;

4) биохимия;

5) генетика;

6) медицина;

7) электроника;

8) робототехника;

9) компьютерные технологии.

Разные области знаний стали влиять друг на друга. Например, достижения в области компьютерных технологий позволили сделать качественный скачок почти во всех областях техники, включая автопилот в транспортной сфере, компьютерные модели в архитектуре и т.д.

Вопрос 02. Определите значение внедрения компьютерных технологий для современного общества.

Ответ. Сегодня компьютерные технологии прочно вошли во все сферы жизни. Они используются не только в науке (виртуальные модели для моделирования, высокоточное оборудование и т. д.), но и в повседневности, причём имеются в виду не только сами персональные компьютеры, но и многочисленные бытовые приборы от мобильного телефона (смартфона) в кармане до мультиварки на кухне.

Вопрос 03. Какие из направлений научно-технического прогресса конца XX - начала XXI в., с вашей точки зрения, окажутся наиболее перспективными в ближайшие десятилетия?

Ответ. Лучшие показатели сейчас у компьютерных технологий. До неузнаваемости изменит автотранспорт появление машины, которой полностью будет управлять компьютер (пользователю останется только задать пункт назначение). Активно развиваются очки, где стекло является также монитором с изменяемой степенью прозрачности (так называемые Google Glass), это также огромная перспектива на ближайшее будущее.

Вопрос 04. Используя материалы Интернета и текущей прессы, попробуйте сделать прогноз относительно темпов и направлений развития научных знаний в XXI в.

Ответ. Перспективным является создание новых материалов. Уже есть полимеры, легче и прочнее стали при некоторых видах нагрузки. Огромный потенциал у материалов, созданных с использованием нанотехнологий. В информационной сфере скорее всего, продолжиться развитие облачных сервисов, также как и технологий свободного обмена данными (торренты, магнет-ссылки и т. п.). Результаты исследований в данных областях знаний являются весьма прибыльными, потому вложения в такие исследования продолжатся и темпы развития знаний будут, судя по всему, только ускоряться.

Вопрос 05. Какие направления научных исследований порой оцениваются как опасные и этически сомнительные? Почему? Считаете ли вы необходимым и возможным их запрещение?

Ответ. Этически сомнительными являются многие исследования, например, клонирование, в частности клонирование человека. Опасным, особенно после соответствующих фантастических фильмов считается развитие искусственного интеллекта роботов. Существует страх, что в отдалённой перспективе они могут заменить нас в мыслительной деятельности, которая и обеспечивает господство человека над природой и собственными творениями. Однако несмотря на такую потенциальную опасность этих исследований, полагаю, что их запрет нецелесообразен, так как у любого явления есть и положительная, и отрицательная сторона, и запрет на исследования нас лишит много положительного. Потому лучше продолжать изыскания в этой области, но с использованием определённых критериев и контролем за соблюдением этих критериев.

И новые конструкционные материалы

Продолжается развитие средств транспорта, уже сложилась общемировая система транспортных коммуникаций. К началу XXI века в мире насчитывается уже более 600 млн. автомобилей, а их ежегодный выпуск превысил 30 млн. штук. Все это привело к появлению ряда проблем, таких как загрязнение окружающей среды, повышенная смертность на дорогах, пробки, аварийные ситуации. Все это заставляет научный мир искать новые формы и виды автомобиля. Например, авиаконструктор из Пятигорска (Россия) Александр Бегак сконструировал бегалёт "Сталкер": автомобиль с крыльями, убирающимися внутрь. "Сталкер" развивает скорость до 200 км/ч в воздухе, весит 140 кг и преодолевает без дозаправки расстояние в 1,5 тысячи км. Этому летательному аппарату не требуется аэродрома - площадь для взлета ему нужна минимальная.

Московские власти задумываются о создании струнного транспорта в столице, для соединения района Ховрино со станцией метро «Речной вокзал». Соответствующее предложение поступило в префектуру округа от конструктора Анатолия Юницкого. Автор данного проекта подчеркивает, что струнный транспорт является транспортом нового поколения. «Это транспорт „второго уровня“, поэтому изъятие земли под него на порядок меньше, чем у автомобильных и железных дорог. При этом струнный транспорт имеет на порядок меньшую капиталоемкость по сравнению с монорельсовой дорогой», - говорится в письме, направленном А. Юницким в адрес префектуры округа. Кроме того, струнный транспорт устойчив к неблагоприятным погодным условиям и не требует зимой очистки путей от снега и наледей. Автор проекта также утверждает, что пропускная способность данного вида транспорта - до 25 тысяч пассажиров в час.

Американцы в очередной раз попытались превратить фантастику в реальность. Некая фирма Terrafugia заявила о том, что в 2009 году особо зажиточные жители Америки смогут стать обладателями летающего автомобиля. Гибрид авто и самолёта под названием Transition оценен в 148 тысяч долларов. Машина оборудована складывающимися крыльями и лопастным пропеллером. Взлетать она сможет прямо с шоссе, правда, садиться нужно будет только на аэродроме. Не возникнет проблем и с топливом – в качестве горючего используется обычный бензин.

На протяжении ХХ в. постоянно увеличивалась грузоподъ­емность судов. В 1970-е гг. уже строились танкеры водоизме­щением более 500тыс. т. Быстроходность кораблей возросла вдвое. Была значительно усовершенствована система их по­грузки и разгрузки. Благодаря этому объем грузов, перевози­мых по морю, за последние 50 лет увеличился в десять раз. С овладением ядерной энергией появились атомные корабли и подводные лодки, способные годами бороздить морские про­сторы без захода в порты. Получили развитие, пока ограничен­ное, транспортные средства на воздушной подушке, способ­ные передвигаться не только по воде, но и по суше.

Значительно возросло значение транспортной авиации. В Англии в 1949 г. был создан первый прототип пассажирского реактивного самолета «Комета). Однако массовое применение на авиалиниях нашли советские реактивные самолеты Ту-104 (выпускались с 1955 г.) и американские «Боинг-707». В 1970 году в США был создан гигантский самолет «Боинг – 747», способный принимать на борт до 500 пассажиров. Уже в 1950-е гг. военная авиация освоила сверхзвуковые скорости. В 1970-е гг. появились и первые пассажирские самолеты, летавшие на сверхзвуковых скоростях: советский Ту-144 (1975) и англо-французский «Конкорд» (1976). Правда, впоследствии их производство было признано экономически невыгодным и прекратилось.

Послевоенное развитие ракетной техники было главным образом подчинено стремлениям СССР и США создать более эффективные средства доставки ядерного оружия, чем бомбар­дировщики. Лидером в этой сфере стал Советский Союз. В 1957 г. на орбиту при помощи мощной ракеты-носителя был выведен первый искусственный спутник Земли. (США осуще­ствили такой запуск в 1958 г.), а в 1961 г. – советский космиче­ский корабль с человеком на борту. В 1961 г. в США была при­нята программа «Аполлон» - пилотируемого полета на Луну, ус­пешно завершенная в 1969 г. Автоматические космические зонды достигли Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна, вышли за пределы Солнечной системы.

Американо-советское соперничество в космосе привело к быстрому повышению надежности космических аппаратов, что позволило перейти к систематическому освоению около­земного космического пространства. Были разработаны косми­ческие аппараты многоразового пользования: американские «шаттлы» и советский «Буран».

Орбитальные станции и искусственные спутники Зе­мли стали выполнять не только военные функции, но использоваться для научных экспериментов, астроно­мических наблюдений, трансляции радио- и телепере­дач, поддержания связи (первый спутник связи был за­пущен в 1962 г.), метеорологических наблюдений, геологоразведки и т.д.