Развитие техники в XX веке. Последствия научно-технического прогресса

Челябинский институт путей  сообщения-

филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального  образования

«Уральский государственный  университет путей сообщения»

 

 

Кафедра гуманитарных и социально-экономических дисциплин

 

 

Реферат по курсу «Культурология»

 

 

Тема: Развитие техники в XX веке.

Последствия научно-технического прогресса.

                                                             

 

                                                                                           

Проверил преподаватель:                                          Выполнил: Студент группы

к.э.н., доцент Аверенкова Н. В                                                   МТ-2022 Бондарук В.Г.

 

 

.

. 

 

 

 

 

Челябинск, 2013.

Содержание

Введение …………………………………………………………… 3

1. Развитие науки и  техники в ХХ веке

1.1 Развитие науки в  ХХ веке …………………………………….. 5

     1.2 Развитие  техники в ХХ веке ………………………………….. 17

2. Последствия научно-технического прогресса …………………… 21

     Заключение

     Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

 

Двадцатый век - век величайших научно-технических достижений и  открытий. Даже беглое перечисление некоторых  из них дает представление о гигантском прогрессе, который достигнут наукой и техникой за последнее время.

Давно ли использование  внутриатомной энергии казалось делом далекого будущего? Теперь строительство  атомных электростанций вошло в  народнохозяйственные планы нашей  страны. На воду спущен атомный ледокол, энергия покоренного атома уже начала служить человеку, и мы стали жителями века атомной энергетики.

Всего полтора десятилетия  отделяет нас от полетов первых реактивных самолетов. Ныне полеты быстрее звука  обычны для скоростной авиации. Гражданский  воздушный флот имеет машины, летающие с огромными, невиданными ранее скоростями. Перелеты воздушных экспрессов со многими десятками пассажиров из одного конца страны в другой за несколько часов уже перестают удивлять советских людей. Недавние перелеты Москва - Нью-Йорк в рекордно короткие сроки: блестяще показали возможности авиации сегодняшнего дня. Когда читаешь об этом, невольно вспоминаются полеты в стратосферу и борьба за скорость в тридцатых годах: героика и мечты прошлого превратились в действительность на наших глазах. Четверть века назад поднялась в воздух первая современная ракета. Сделан был робкий шаг к будущим победам над пространством. Сейчас ракеты могут перенестись в любую точку земного шара. Наконец, мир стал свидетелем грандиозного триумфа советских ученых, запустивших первые искусственные спутники Земли, многоступенчатую космическую ракету, осуществивших первый межпланетный перелёт Земля - Луна, создавших автоматическую межпланетную станцию. Человечество вступило в эпоху изучения и освоения околосолнечного пространства. Значение этого события трудно переоценить. Никогда еще не проявлялось столь наглядно и ощутимо могущество человеческого гения, как в создании небесных тел, в штурме Космоса.

Быстро развивается  полупроводниковая техника, которая  обещает произвести переворот в радиоэлектронике, продвинуть далеко вперед гелиоэнергетику, приборостроение, автоматику.

Даже начальные шаги такой области знания, как кибернетика, кажутся "чудом" неискушенному  человеку. Быстродействующие электронные  вычислительные машины производят сложнейшие расчеты за ничтожно малое время. Образно их называют "машинами с высшим образованием", и за ними не угнаться ни одному математику. Более того, кибернетические устройства с недостижимой для человека точностью и быстротой управляют производством, и появились "умные" машины, которые могут выполнять автоматически переводы с разных языков, решать всевозможные задачи, сочинять стихи и играть в шахматы. Поистине чудеса, но чудеса, вызванные волей и разумом человека!

В соревновании с природой немало удивительных побед уже одержано химиками. Они создают то, чего нет в окружающем мире: искусственную паутинку прочнее стали; материал "по заказу", с любыми свойствами, какие нужны заказчику-инженеру; вещества, похожие на природные, но гораздо лучше их - кожу, ткани, пластмассы, - столь разнообразные, что все невозможно даже перечислить.

Удивительны достижения наук, которые изучают вещество и  помогают переделывать его. Ядерная  физика открывает все новые элементарные частицы и все глубже проникает  в сокровенные тайники материи.

И можно представить  себе картину неслыханного расцвета производительных сил, созидания во имя мира и прогресса.

 

 

 

1.1 Развитие  науки в ХХ веке.

 

С начала ХХ-го века, наука  достигла огромных успехов. Созданы  атомная энергетика, радиолокация, телевидение, магнитофоны, компьютеры, сверхзвуковая авиация, полимеры, волоконная оптика, транзисторы и интегральные микросхемы, жидкокристаллические дисплеи, лазеры, сотовая связь и Интернет, ракетно-комическая техника. В значительной степени всё это стало возможно благодаря достижениям фундаментальной физики XIX–XX вв., прежде всего, максвелловской электродинамики и квантовой механики.

 

Открыты структура ДНК, генетический код живых организмов и на этой основе развиваются генная инженерия и клонирование, механизм мутаций и эволюции биологических организмов. Проводится пересадка органов. Возникли новые отрасли науки, например, синергетика и фрактальная геометрия.

 

Нет никаких оснований считать, что развитие мысли остановится. Наоборот, развитие науки и технологии пойдет еще быстрее. Следует заметить, что 80% ученых, когда-нибудь живших на земле, – это наши современники.

 

В настоящее время, по мнению американского футуролога Рея Курцвейла, человечество стоит на пороге революционных открытий в области астрофизики, физики высоких энергий, нанотехнологий.

Ближайшие перспективы развития науки могут быть следующими.

1. Суперкомпьютеры.

Суперкомпьютеры – перспектива развития компьютерной техники. Эти ЭВМ

включают 5000 – 8000 микропроцессоров и дисковые накопители памяти. Выполняют в секунду 12 -13 трлн. операций.

Компьютеры на фотонах.

Создание устройств, позволяющих установит непосредственную связь мозга человека и компьютера, что позволит создать электронного советника.

2. Интернет и компьютерные сети. Сети существенно расширяют возможности

персональных компьютеров.

3. Альтернативные компьютеры: квантовые, фотонные, биокомпьютеры.

Вероятно, в недалеком времени появится масштабированный квантовый

компьютер, который по своим показателям превзойдет все компьютеры на планете, вместе взятые.

Развитие компьютеров и сетей приведёт к возможности искусственно воссоздать устройство человеческого мозга, а затем приблизить компьютер к интеллектуальному уровню человека. Видимо к концу 21-го века объем искусственного интеллекта значительно превысит объём наших мыслительных возможностей.

4. Микро- и нанотехнологии. Разрабатываются интегральные схемы, размеры

элементов которых составляют 10-9  м (нанометры). Число элементов интегральной схемы удваивается каждые 1,5 года. Уже предложены элементы памяти на отдельных атомах, на которых можно создать суперкомпьютер площадью 200 мкм2, содержащий 107 логических элементов, 109 элементов памяти и способный работать на частоте 1012 гц.

 

Работы по нанотехнологиям только начинаются. Фундаментальные свойства наномира неизвестны. Главное фундаментальное свойство вещества – его строение. Вариантов размещения атомов может быть 10 в 53 степени и, взаимодействуя, они стремятся занять как можно меньше места. Всё состоит из частиц, которые определенным образом расположены в пространстве, образуют связи, а это означает, что где-то они собираются. Как это происходит и сколько надо собрать атомов, что бы получить свойства вещества, неизвестно. Например, собранные тринадцать атомов серебра по своей химической активности ведут себя как атом йода.

Между тем, перспективы нанотехнологий огромны, так как из атомов и молекул можно синтезировать всё, что угодно: продукты питания – из воздуха и почвы; кремниевые микросхемы – из песка и т.д.

Некоторые ученые идут дальше: профессор А. Болонкин разработал теорию проектирования материалов из ядер атомов, которые будут обладать феноменальными свойствами. Этот материал невидим, непроницаем для газов, жидкостей и твердых тел (в том числе пуль, снарядов, ракет, отравляющих газов), обладает сверхпроводимостью, гигантской электрической прочностью, нулевым коэффициентом трения. Скорость космических кораблей увеличится в 10 тысяч раз и достигнет 0,1 от скорости света.

5. Лазерные технологии.

Преимуществ лазерного луча:

-  распространение практически без расширения;

-  монохроматичность света лазера, что позволяет фокусировать луч в точку, диаметром сотые – тысячные доли миллиметра. Это позволяет получать оптическую запись информации с высокой плотностью;

- высочайшая мощность излучения до 1012 – 1013 Вт.

Все это позволяет быстро развивать такие лазерная технологии, как обработка

материалов, термоядерный синтез, лазерная химия, спектроскопия, воздействие на живую ткань.

6. Голография и распознавание образов.

Голография позволяет вести поиск любых образов при любом их числе (даже по

фрагменту образа).

 

7. Ракетно-космические технологии.

К 2020 г. предполагается создание постоянно действующей базы на Луне, к 2030-у

– полет на Марс.

Создание ядерного космического двигателя мегаваттного класса. Это позволит снизить стоимость выведения полезного груза на окололунную орбиту в два раза. Появится возможность создания систем энергоснабжения из космоса, производить материалы в условиях глубокого вакуума, которые нельзя получить на земле.

8. Биотехнологии (использование живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве).

Это микробиологический синтез ферментов, витаминов, аминокислот,

антибиотиков, гормональных препаратов и т.п. Конструкция новых, генетически модифицированных микроорганизмов, вакцин.

Создание синтетической формы жизни, где все 100% ДНК будут получены в лаборатории без использования каких-либо живых существ.

Человеческий геном сделается одной из компьютерных программ, подлежащих тестированию и оптимизации, а при необходимости и переделке.

Очень опасными могут оказаться молекулярно-генетические технологии, позволяющие изменять генетическую структуру, а, следовательно, и работу клеток организма, чтобы при определенных условиях встроенный ген начал вырабатывать токсины негативно воздействующие на людей определенной расы или национальности. Таким образом может быть создано генетическое оружие массового уничтожения, убивающее представителей конкретных этнических групп, которые отличаются 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.

9. Производство энергии.

К 2050-у г. Потребление энергии удвоится. Прежде всего, произойдет повышение

КПД процессов и аппаратов до 70%. Переход на химические источники энергии с прямым преобразованием химической энергии в электрическую. Это особенно актуально в 21-м веке, так как предполагается, что запасы нефти иссякнут к 2060 году, а газа – к 2080 году.

В 21-м 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.

Создание небольших атомных электростанций, безопасных, переносимых и способных обеспечить электроэнергией небольшой город. Вместо опасного и все более редкого урана использование 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 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. Появление подобных батарей позволило бы разместить на орбите большие поля из солнечных батарей, собранная энергия которых передавалась бы на Землю с помощью СВЧ-излучения или лазера. Создание в нескольких местах на территории Земли минимум 3-х станций (например, в Австралии, Африке и Мексике), получающих энергию с орбиты, полностью обеспечит Землю энергией.  Для передачи с этих станций энергии будут применяться «реактивные токи»  - токи свободных статистических зарядов, которые можно передавать на большие расстояния по одному медному проводу диаметром до миллиметра. Реактивные токи имеют значительно меньшие потери, требуют значительно меньше металла и строительных затрат (не нужны высоковольтные линии электропередач, вместо которых применяется кабель). Их применение изобретено Теслой.

Создание космических электростанций позволит вырабатывать абсолютно экологически чистую энергию; цена ее даже при огромных первоначальных расходах ниже, чем у тепловых и атомных станций; обеспечивается независимость от углеводородного сырья. Солнечные батареи могут быть сделаны очень тонкими (около 12 микрон), их помещают в капсулы и разворачивают на орбите. Подобный эксперимент был проведен в России в 1993 году и запатентован.