Научная революция на рубеже XIX - XX столетии. Научно-техническая революция XX века.

Период с конца ХIХ по начало XX нынешнего века считается одним из важнейших в развитии современного естествознания, периодом революционных открытий в различных областях естественных наук и ломки старых представлений о мире.

На переломе ХIХ и XX столетий происходит распространение и утверждение учения Дарвина, которое коренным образом изменило направление исследований в биологии. В центре внимания этой науки оказались вопросы исторического развития органического мира (филогенеза). Немецкий естествоиспытатель Э. Геккель (1834 - 1919) в своих многочисленных трудах установил историческую связь родственных групп животных и изобразил ее в виде «родословного древа». Особенно широкое распространение среди ученых-естествоиспытателей дарвинизм получил в России. А.О.Ковалевский (1840 - 1901) и И.И. Мечников (1845-1916) явились основоположниками эволюционной эмбриологии. Применив сравнительный метод к изучению зародышевого развития различных групп животных, они установили родственные связи между ними; изучая строение и функции ряда органов беспозвоночных животных, эти ученые положили начало экспериментальной и эволюционной гистологии. Русский дарвинист-зоолог А.Н. Северцов (1866-1936) создал морфо-биологическую теорию, вскрывающую закономерности изменения структуры организма в процессе эволюции. К. А. Тимирязев (1843 - 1920) в области ботаники углубил учение о творческой роли естественного отбора, о природе наследственности и законах ее изменчивости, теоретически и экспериментально разрабатывал проблему фотосинтеза растений. И.П. Павлов (1848-1936) создал учение об условных рефлексах и высшей нервной деятельности.

В этот же период интенсивно развивались исследования в области изучения клетки - в цитологии. Были обнаружены постоянные внутриклеточные структуры (бельгийский ученый Э.Ван-Бенеден, немецкий ученый К.Бенда, итальянский ученый К.Гольджи и др.), открыты механизмы клеточного деления (русские ученые И.Д.Чистяков, П.И. Перемежко, польский ученый Э.Страсбургер, немецкий ученый В.Флемминг), установлен факт слияния ядер яйцеклетки с ядром сперматозоида при оплодотворении (немецкий ученый О.Гертвиг, русский ученый И.Н. Горожанкин).

Произведенная в 1913г. Г.Н. Расселом классификация спектральных типов звезд безошибочно указывала на эволюционную преемственность. Космология предполагала космогонию: то, какими вещи являются сейчас, не могло не вызывать вопроса о том, как они возникли.

Немалую роль принцип эволюции имел и для развития целого комплекса наук о Земле, особенно геологии. В последней, как и в других отраслях естествознания, под влиянием эволюционного учения сформировались некоторые общие и частные теории и гипотезы, трактующие геологические явления как взаимосвязанные звенья единого процесса развития Земли. Такова была, например, так называемая контракционная гипотеза (гипотеза сжатия Земли). Одним из крупнейших достижений геологии последней четверти XIX в. было создание учения о фациях, т. е. об особенностях геологических отложений в зависимости от условий осадконакопления. В 1869г. русский ученый Н.А. Головкинский (1834 1897) первым установил закон о соотношении фаций; углубил учение о фациях в 1893-1894 гг. немецкий ученый И.Вальтер (1860-1937).

Основы сравнительной стратиграфии и палеогеографии были заложены русским ученым А.П. Павловым (1854-1929) и австрийским ученым М.Неймайром (1845 - 1890) в 80-90-х годах XIX в. Работы русского геолога Н.И. Андрусова (1861- 1924) открыли новую страницу в области биостратиграфии, выявив значение фациального анализа для стратиграфии и тем самым создав прочную базу для развития этой науки. Русский биолог В.В.Докучаев (1846 1903) развил в 90-х годах плодотворную теорию эволюционного почвоведения. Палеогеография в этот период имеет также ряд выдающихся достижений. Было установлено ледниковое происхождение четвертичных отложений (П.А. Кропоткин, 1842 1921); проведено уточнение данных о климатах прошлого, что в большой степени способствовало развитию общих научных, материалистических представлений об истории Земли. В петрографии новый этап начался в середине XIX в. с открытием микроскопического метода анализа горных пород при помощи поляризационного микроскопа. Особенно большое значение для развития петрографии имели работы русских ученых Е.С.Федорова (1853-1919) и Ф.Ю. Левинсона-Лессинга (1861- 1939).

Необходимой предпосылкой научной революции на рубеже ХIХ-ХХ столетий является целый комплекс достижений в области математики, составивший целую новую эпоху, согласно исследованиям историков науки. Начало этой эпохи математики связано с дальнейшей разработкой выводов Н.И.Лобачевского, Я.Больяи и Б.Римана по неэвклидовой геометрии. Их исследования были развиты итальянским ученым Е.Бельтрами (1835 -1900), а также немецким математиком Ф. Клейном (1849 - 1925). Выдающимся событием в области аксиоматического метода явилась опубликованная в 1899 г. работа немецкого математика Д.Гильберта (1862 - 1943), который впервые разрешил задачу построения геометрической системы, логически развертывающейся из точно сформулированных, независимых посылок. Теория множеств как математическая дисциплина была основана в 1874-1884 гг. немецким математиком Г.Кантором (1845 - 1918). Идеи и понятия теории множеств проникли буквально во все отрасли математики. В рассматриваемую эпоху большое развитие получила теория вероятностей. Решающую роль здесь сыграли работы русских ученых: П.Л. Чебышева (1821 1894) и А.А. Маркова- старшего (1856-1922). Исследования Маркова по теории так называемых марковских цепей имели огромное значение для ряда физических проблем (диффузия, броуновское движение). Значительную роль в разработке теории вероятностей сыграли также работы выдающегося русского математика А.М. Ляпунова (1857-1918). Важным направлением в развитии математики конца XIX и начала XX в. является теория групп, т. е. учение о симметрии в самом общем виде. В самом конце XIX в. знаменитый русский кристаллограф и геометр Е.С. Федоров (1853-1919) решил с помощью теоретико- групповых методов важную задачу кристаллографии задачу классификации всевоз- можных кристаллических пространственных решеток. Топология возникла в связи с разработкой проблем теории функций комплексного переменного и качественной теории дифференциальных уравнений А.Пуанкаре (1854 1912). Очень важным в указанную эпоху было возникновение понятия функционального пространства, а также основных идей функционального анализа. Такие пространства рассматривались итальянскими математиками В.Вольтерра (1887 г.) и С. Пинкерле (1895 г.), а также Д.Гильбертом (1904г.) и венгерским ученым Ф.Рисом (1912 г.).

Ядром революции в естествознании на переломе ХIХ-ХХ столетий оказалась физика, которая в силу своего эталонного значения для остальных естественнонаучных дисциплин значительно повлияла на них. Несмотря на то, что революция в физике разразилась внезапно, - ее дату можно определить с точностью чуть ли не до года - 1895 год. Она включает в себя такие моменты неожиданных открытий, как открытие рентгеновских лучей и радиоактивности в 1895 - 1896 годах, структуры кристалла - в 1912 году, нейтрона - в 1932 году, деления ядра атома - в 1938 году и мезонов между 1936 и 1947 годами. Она включает также и великие теоретические достижения в области синтеза, такие, как квантовая теория Планка в 1900 году, специальная теория относительности Эйнштейна в 1905 году и его общая теория в 1916 году, атомная теория Резерфорда - Бора в 1913 году и новая квантовая теория Резерфорда в 1925 году, которую продолжили развивать в своих работах Луи де Бройль, Шредингер, Гейзенберг и другие физики. Луи де Бройль выдвинул идею о двойственной, корпускулярно-волновой природе не только электромагнитного излучения, но и других микрочастиц; Э. Шредингер вывел основное уравнение волновой механики; В. Гейзенберг пришел к принципу неопределенности.

Достижения науки тесно связаны с развитием техники. Научная революция, произошедшая в конце XIX – начале XX в. в естествознании, прежде всего в физике, переросла в революцию научно-техническую. Под научно-технической революцией (НТР) понимают коренное качественное преобразование производительных сил, начавшееся в середине XX века. НТР была вызвана следующими важнейшими причинами: 1) повысилась степень сложности технических средств; 2) происходит все большее внедрение техни- ческих средств в повседневную жизнь человека; 3) кроме традиционных физико- механических закономерностей все больше используются нефизические (например, биологические закономерности) для создания современной техники. Сформировалась устойчивая система: «наука-техника- производство». Наука превратилась в ведущий фактор производства, в результате чего наблюдается трансформация индустриального общества в информационное (постиндустриальное).

На первом этапе развития НТР важнейшей ее чертой стала автоматизация производственных процессов появление еще одного звена в машине, осуществляющего непосредственный контроль за ее работой. Логические, вычислительные функции рабочего были теперь заменены счетно-решающим устройством ЭВМ.

НТР развивалась сразу по многим направлениям, среди которых обычно выделятся: переход к разработке и применению различных видов немеханических технологий; возникновение биотехнологий и генной инженерии: широкое использование атомной энергетики; получение новых материалов с заранее заданными свойствами; возникновение космонавтики, превращение космического корабля в лабораторию для проведения экспериментов и наблюдений, имеющих исключительное значение для науки и производства; кибернетизация различных сфер деятельности человека, появление ЭВМ все новых и новых поколений - малогабаритных и с большой производительностью.

В конце 70-х годов во всем мире началась компьютерная революция, которая сегодня с наибольшей полнотой воплощает в себе все новейшие достижения и всю глубину научно-технической революции.

Сегодня темпы научно-технического прогресса и, более того, развития всего общества в значительной степени определяются тем, каковы скорости переработки информации. Отсюда проистекает и необходимость в организации компьютерного образования для всех категорий населения, в том числе в средней и высшей школе. Компьютерная революция приводит к тому, что анализ первичной информации и принятие решений начинают осуществляться исключительно с помощью ЭВМ практически во всех сферах жизни - от проектирования современного завода до построения математических моделей работы отдельных отраслей народного хозяйства и т. д.

Техника XX столетия.

Машиной, которой больше чем какой-либо иной суждено было преобразовать как промышленность, так и условия жизни в XX веке, явился двигатель внутреннего сгорания. Основная идея взрыва предварительно сжатой смеси воздуха и горючего газа для осуществления термодинамического эффекта принадлежала французскому инженеру де Роша (1815 -1891), который выдвинул ее еще в 1862 году. Пионеры-практики Ленуар (1822-1900) и Отто (1832-1891), изобретшие четырехтактный цикл, и Дизель (1858-1913), дополнивший его компрессорным зажиганием, сумели создать мощные стационарные газовые и нефтяные двигатели. Генри Форд (1863-1947) превратился в самого преуспевающего фабриканта нового автомобиля, потому что он понимал, что то, что было действительно нужно, это дешевый автомобиль в огромных количествах.

Проблемы полета столь сложны, что не могли быть разрешены наукой прошлого века; в осуществлении длительного полета все зависело от наличия достаточно легкого двигателя, а такой источник энергии мог быть получен только в XX веке. В результате усовершенствования двигателя внутреннего сгорания братьями Райт был получен двигатель на самолет, который поднялся в небо в 1903 году. Эволюция аэроплана с пропеллерным двигателем шла по прямой линии от биплана Райтов до летающей «сверхкрепости»; однако требование все больших скоростей для военных целей пробило, наконец, типичный консерватизм конструкторов и породило газовую турбину, обусловившую возможность создания реактивного самолета. Во второй мировой войне самолет этот появился слишком поздно, чтобы иметь какую-либо ценность в военном отношении. Из тех же потребностей войны возник и самый старый из снарядов с огневым двигателем - ракета.

Немалую роль в развитии техники XX столетия сыграло изобретение радио и телевидения. Изобретение радио приписывается итальянскому физику Г.Маркони. Зарождению катодного, или - по современной терминологии - электронного телевидения предшествовали:

1. в 1858г. открытие боннским профессором Ю. Плюккер катодных лучей;

2. в 1871 г. изобретение англичанином У. Круксом специальных трубок для исследования свечения различных веществ, облучаемых катодным пучком в вакууме;

3. в 1897 г опыт применения немецким профессором К.Ф. Брауном катодной трубки для наблюдения быстропротекающих электрических процессов.

Уже в 1907 г. Б.Л. Розинг изобретает свой «Способ электрической передачи изображений», отличающийся применением катодной трубки для воспроизведения изображения в приемном устройстве В 1911 г. английский инженер А.А. Кемпбелл-Суинтон предлагает грубую схему полностью электронного телевизионного устройства, включая передающую трубку.

Создание квантовых генераторов, одними из основоположников теории которых были советские ученые Н.Г. Басов и А.М. Прохоров, стало началом развития нового направления электроники квантовой электроники науки, которая занимается теорией и техникой различных устройств, действие которых основано на вынужденном излучении и на нелинейном взаимодействии излучения с веществом. числу таких устройств, кроме квантовых генераторов (в том числе лазеров), относятся усилители и преобразователи частоты электромагнитного излучения, а также квантовые усилители СВЧ (сверхвысокой частоты), квантовые магнитометры и стандарты частоты, лазерные гироскопы (лазерные приборы, свойство которых - неизменное сохранение оси вращения в пространстве позволяет использовать их для управления самолетами, ракетами, морскими судами и т.д.) и некоторые другие. Детищем радиоэлектроники являются и электронно- вычислительные машины (ЭВМ), чье развитие привело к компьютерной революции.

Наибольшее влияние современная наука оказала на развитие военной техники, с одновременным стимулирующим воздействием на функционирование науки потребностей военного производства, в которое вкладываются громадные финансовые средства. Немалую угрозу безопасности человека и общества несут новые виды оружия массового поражения. Кроме химического, биологического, ядерного, нейтронного и высокоточного оружия, современный научно-технический прогресс делает возможным создание и производство новых видов оружия массового поражения, основанных на качественно новых принципах действия. Такими видами оружия массового поражения могут стать: оружие, поражающее ионизирующими излучениями, инфра- звуковое, радиочастотное, генетическое, оружие на топливно-воздушных смесях и другие.

Одним из достижений ВПК СССР являлось семейство истребителей серии Су Су-21, Су-30, Су-35 и другие модификации, которым нет аналога в мировом авиастроении. На переносном зенитном ракетном комплексе «Игла» учеными СССР был реализован целый ряд оригинальных технических решений. Среди них: применение детопационноспособного топлива двигательной установки, газодинамический разворот ракеты на начальном участке полета, селекция цели на фоне тепловых помех, смещение точек попадания ракет в наиболее уязвимые места цели, заглубленный подрыв боевой части совместно с ос- татками топлива и некоторые другие. Не менее успешны разработки их конструкторов в области создания так называемой «активной брони» для защиты танков. В Советском Союзе в 80-е годы была создана стратегическая система ракетно-ядерных сил морского базирования «Тайфун».

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: