Научно техническая революция

Современной НТР предшествовал своеобразный подготовительный период, относящийся  к первой половине XX века. Именно в этот период были сделаны важные естественнонаучные открытия, заложившие фундаментальные основы последующего грандиозного научно – технического переворота. Среди естественнонаучных направлений, в значительной степени определивших наступление НТР, были атомная физика и молекулярная биология.

Важной  вехой в драматической истории  атомного века стало экспериментальное  наблюдение в конце 30-х годов немецкими  физиками     О. Ганом и Ф. Штрассманом процесса деления ядер урана и объяснение этого явления в работах Л. Майтнери и О. Фриша. Стало ясным, что физикам удалось осуществить цепную ядерную реакцию, которая может привести к ядерному взрыву с выделением огромной энергии. В условиях начавшейся  второй мировой войны группа ученых США во главе с А. Эйнштейном обратилась к тогдашнему американскому президенту Ф. Рузвельту и обосновала настоятельную необходимость развертывания исследований в этом направлении. Начатые после этого работы в Лос–Аламосской лаборатории привели в середине 40-х годов к созданию первой атомной бомбы.  

В СССР работы над атомным оружием  были начаты в 1943 году в связи с  опасениями, что такое оружие создает  гитлеровская Германия. После ядерных  взрывов в Хиросиме и Нагасаки, окончания второй мировой войны  и начала войны «холодной» стало  очевидным, что наличие монополии  на атомное оружие у одного государства  – США является фактором, угрожающим миру и международной стабильности.

Советский Союз во второй половине 40-х годов  предпринял беспрецедентные усилия для создания собственной атомной  бомбы. Вклад отечественных ученых в решение проблем атомной  физики оказался достаточно весомым. Не случайно СССР стал пионером в освоении «мирного атома» (первая в мире атомная электростанция была пущена в 1954 году в городе Обнинске).

XX век в целом и его вторая половина,  характеризующая НТР, принесли громадные достижения в области молекулярной биологии. Если в первой половине XX века прогресс в области изучения макромолекул был еще сравнительно медленным, то во второй половине XX века, т. е. в эпоху НТР, эти исследования существенно ускорились, благодаря технике физических методов анализа. Раскрытие в середине XX века структуры ДНК послужило началом интенсивных исследований в химии и биологии.

Было  выяснено, что нуклеиновые кислоты, являющиеся носителем и передатчиком наследственных качеств и играющие основную роль в синтезе клеточных  белков, образуют группы веществ, важность которых трудно переоценить. К началу 60-х годов у ученых – биологов уже сложилось четкое понимание  основных процессов передачи информации в клетке при синтезе белка.

Таким образом, достижения в области атомной  физики и молекулярной биологии, а  также появление кибернетики  обеспечили естественнонаучную основу первого этапа научно – технической революции, начавшегося в середине XX века и продолжавшегося примерно до середины 70-х годов. Основными направлениями этого этапа НТР стали атомная энергетика, электронно – вычислительная техника, ракетно – космическая техника, спутниковая связь. Со второй половины 70-х годов начался второй этап научно – технической революции, продолжающийся до сих пор. Важной характеристикой второго этапа НТР стали новые технологии, которых не было в середине XX века. К ним относятся лазерная технология, биотехнология, микроэлектроника, создание «искусственного интеллекта», волоконно – оптическая связь, генная инженерия, исследования космоса и др.

Важной  характеристикой второго этапа  НТР стала невиданная ранее информатизация общества на основе персональных компьютеров (появившихся в конце 70-х годов) и Всемирной системы общедоступных  электронных сетей («Интернет»). В результате человек, во-первых, получил доступ к объемам информации значительно большим, чем когда бы то ни было; а во-вторых, появился новый способ общения, который можно назвать горизонтальным. До его появления общение и распространение информации было в основном вертикальным (автор выпускает книгу – читатели читают, по радио и телевидению что – то передают – люди слушают это или смотрят; обратная связь ранее почти отсутствовала, хотя потребность в ней была исключительно высока). Интернет обеспечивает распространение информации для практически неограниченного круга потребителей, причем они всякого труда могут коммуникатировать друг с другом.  

Таким образом, НТР повлекла перестройку  всего технического базиса, технологического способа производства. Вместе с тем  она вызвала серьезные изменения  в миропонимании. Последнее нашло  воплощение в принципиально новых, синергетических представлениях об объективной реальности.

На  современном этапе познания материального  мира чрезвычайно важную роль играет парадигма самоорганизации, которая  служит естественнонаучной основой  философской категории развития. В настоящее время установлено, что обязательным условием развития является процесс самоорганизации, приводящий к возникновению качественно  новых материальных структур.

Длительное  время в науке доминировало представление  об отсутствии явления самоорганизации  в неживой природе. Считалось, что  объекты неорганического мира способны изменяться только в направлении  дезорганизации. Последнее означает, что в соответствии со вторым началом  термодинамики, системы неживой  природы могут «эволюционировать» лишь в сторону возрастания их энтропии, а значит, хаоса. Считалось, что самоорганизующиеся процессы присущи  только живым системам.

Постепенно  в науке накапливалось все  большее число фактов, свидетельствовавших  о возникновении упорядоченных  структур и феномена самоорганизации  в неживой природе при наличии  определенных условий. Даже повседневные наблюдения (образование, например, песчаных дюн, вихрей на воде и т. п.) свидетельствуют о том, что и в неживой природе, - наряду с дезорганизацией, - происходит также и самоорганизация, которая проявляется в возникновении новых материальных структур.   

Указанные наблюдения и соответствующие обобщения  привели к возникновению синергетики  – междисциплинарного научного направления, изучающего общие и универсальные  механизмы самоорганизации, т. е. механизмы  самопроизвольного возникновения  и относительно устойчивого существования  макроскопических упорядоченных структур самой различной природы. Синергетика  стирает, как казалось, непреодолимые  грани между физическими и  химическими процессами, с одной  стороны, и биологическим и социальными  процессами – с другой, ибо исследует  общие механизмы самоорганизации  и тех, и других.

Синергетика, сформировавшаяся как наиболее общая  теория самоорганизации, стала важной характеристикой второго этапа  НТР и привела к радикальному изменению естественнонаучной картины  мира. 

Итак, в результате срастания науки  и техники в единую систему  возникло новое явление научно –  техническая революция. Это стало возможным вследствие: во-первых, полета человека в космос, во-вторых, создания атомной бомбы, т. е. открыли атомную энергию, и, в-третьих, создания лазера.

Но  прежде, чем охарактеризовать НТР, я  бы хотела дать определение науки  и техники. Наука – это особый вид познавательной деятельности, направленной на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний о мире. Наука возникла из потребностей практики и особым способом реализует ее. Наука ставит своей целью выявить законы, в соответствии с которыми объекты могут преобразовываться в человеческой деятельности. Техника (от греч. techne – искусство, мастерство).  В качестве понятия имеет 2 смысла. В первом обозначает орудие и инструменты труда и любые искусственные устройства (артефакты), созданные человеком и используемые для преобразования окружающей среды, выступающие как средства труда для создания других средств производства и предметов, необходимых для удовлетворения различных потребностей. Во втором смысле обозначает систему навыков, уровень мастерства в реализации того или иного вида деятельности.  Научно – техническая революция – это коренной технологический переворот в развитии производительных сил общества. Основное технологическое содержание НТР состоит в превращении науки в непосредственную производительную силу общества: систематическое научное знание постепенно становится преобладающим по значению фактором роста благосостояния общества по сравнению с такими его традиционными источниками, как природные ресурсы и сырье, труд и капитал. Материальное и в значительной степени духовное производство постепенно превращается в практическое применение современной науки: при этом наука как производительная сила непосредственно воплощается в непрерывно совершенствуемую технику и в возрастающие профессиональные знания работников. Тем самым процесс трансформации производительных сил общества предполагает эффективное соединение живого знания высококвалифицированных работников с овеществленным знанием, воплощенным во все более совершенной технике.

Научно  – техническая революция –  это качественный новый этап научно – технического прогресса. НТР – это процесс совершенствования существующих технологий и создание новых в следующих направлениях:

1. Уменьшение энергоемкости и ресурсоемкости на единицу продукции. Например, новые авиационные двигатели потребляют меньше топлива на тысячу км, а новые телевизоры имеют меньший вес и потребление энергии.
2. Уменьшение трудоемкости или количества «человекочасов» на единицу продукции. Это достигается двумя путями: совершенствованием физико – химической основы технологии и внедрением средств автоматизации производства.
3. Увеличение производительности или количества продукции за единицу времени.
4. Повышение экономической безопасности, снижение вредного воздействия на окружающую среду и улучшение условий труда.
5. Появление новых возможностей, выпуск продукции с новыми свойствами.

Таким образом, НТР характеризуется:

1. Срастанием науки с техникой.
2. Успехами в деле покорения природы и человека как части природы.
3. Достижения НТР впечатляющи.

1.2 Особенности НТР

Научно  – техническая  революция характеризуется  рядом особенностей:

1. Эта революция совпадает по времени. Она характеризуется глубокой внутренней взаимосвязью, взаимовлиянием, представляет собой процессы глубоких качественных преобразований во всех важнейших отраслях науки, техники и производства при доминирующей роли науки. Иными словами, качественное преобразование техники и производства происходит на основе последних достижений науки, открытых ею законов природы.
2. Другой важнейшей особенностью НТР является качественное изменение связи науки и производства, проявляющееся в их сближении, взаимопроникновении и даже взаимопревращение.
3. НТР сопровождается и сочетается с новой социальной революцией, которая ведет к становлению постиндустриального общества. Происходят глубокие и многообразные социальные преобразования во всех сферах общества. НТР влечет за собой новое профессиональное и социальное разделение  труда, порождает новые отрасли деятельности, изменяет соотношение различных отраслей, ведущей из которых становится производство научных знаний и вообще информации, а также их практическое, технологическое и профессиональное изменение.
4. Для НТР характерны переход от экстенсивного к интенсивному росту производства и резкое ускорение экономического развития благодаря тому, что развитие фундаментальной науки опережает развитие прикладных знаний, а совершенствование новой техники в свою очередь опережает рост производства, способствуя тем самым его быстрой модернизации. В этих условиях, когда «поколения машин» сменяют друг друга быстрее, чем поколения людей, значительно возрастают требования к квалификации работников и их способности овладевать новыми профессиями.  

2. Направления НТР

Микроэлектроника  – направление технологии, связанное  с созданием приборов и устройств  в миниатюрном исполнении и использованием интегральной технологии их изготовления. Типичными устройствами микроэлектроники являются: микропроцессоры, запоминающие устройства, интерфейсы и др. На их базе создаются компьютеры, медицинское  оборудование, контрольно – измерительные  приборы, средства связи и передачи информации.

Созданные на основе интегральных схем электронно – вычислительные машины позволяют многократно усилить интеллектуальные способности человека, а в ряде случаев полностью заменить его как исполнителя не только в рутинных вопросах, но и в ситуациях, требующих высокого быстродействия, безошибочности, специфических знаний, или в экстремальных условиях.  Созданы системы, позволяющие быстро и эффективно решать сложные задачи в области естественных наук, при управлении техническими объектами, а также в социально – политической сфере человеческой деятельности.

Все более широко используются электронные  средства синтеза и восприятия речи и изображения, услуги машинного  перевода с иностранных языков. Достигнутый  уровень развития микроэлектроники сделал возможным начало прикладных исследований и практических разработок систем искусственного интеллекта.

Предполагается, что одна из новых ветвей развития микроэлектроники пойдет в направлении  копирования процессов в живой  клетке, и ей уже присвоен термин «молекулярная электроника» или  «биоэлектроника».

1. Лазерная техника. Лазер (оптический квантовый генератор) – источник когерентного электромагнитного излучения оптического диапазона, действие которого основано на использовании вынужденного излучения атомов и ионов.

В основе работы лазера лежит способность  возбужденных атомов (молекул) под действием  внешнего электромагнитного излучения  соответствующей частоты усиливать  это излучение. Система возбужденных атомов (активная среда) может усиливать  падающее излучение, если она находится  в состоянии с так называемой инверсной населенностью, когда  число атомов на возбужденном энергетическом уровне превышает число атомов на нижерасположенном уровне.

В  традиционных источниках света используется спонтанное излучение системы возбужденных атомов, складывающееся из случайных  процессов излучения множества  атомов вещества. При вынужденном  излучении  все атомы когерентно излучают кванты света, тождественные  частоте, направлению распространения  и поляризации квантам внешнего поля. В активной среде лазера, помещенной в оптический резонатор, образованный, например, двумя параллельными друг другу зеркалами, за счет усиления при  многократном проходах излучения между зеркалами формируется мощный когерентный пучок лазерного излучения, направленный перпендикулярно плоскости зеркал. Лазерное излучение  выводится из резонатора через одно из зеркал, которое делают частично прозрачным.