Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Реферат на тему: Научно-технический прогресс и научные революции

Содержание:

Введение

Долгое время преобладало мнение, что развитие науки происходит через постепенное, непрерывное накопление все новых и новых научных истин. Эта точка зрения называется кумулятивизмом (от латинского cumulatio - увеличение, накопление). При таком подходе не учитывалась целостная картина развития науки, в которой пересмотр или переработка ранее существовавших концепций, принципов и терминов происходит на более длительных этапах.

Когда пересмотры носят наиболее радикальный характер и сопровождаются радикальным пересмотром, критикой и уточнением предыдущих идей, программ и методов исследования (сдвиг парадигмы), этот процесс называется научной революцией.

Научные революции - это не процесс, связанный с уничтожением предшествующих знаний и ранее накопленного и проверенного эмпирического материала. Фактически, новое мировоззрение отбрасывает только те прежние гипотезы и те теории, которые доказали свою неспособность объяснить вновь открывшиеся факты наблюдений и экспериментальные результаты.

Поэтому научные революции в естественных науках следует понимать как качественное изменение содержания их теорий, доктрин и научных дисциплин.

В истории развития естествознания можно выделить три научные революции: 1-я революция (Аристотелевская революция) в познании мира произошла в VI - IV веках до н.э.; в результате родилась наука; 2-я мировая научная революция (Ньютоновская революция) произошла в XVI - XVIII веках. Ее отправной точкой был переход от геоцентрической к гелиоцентрической модели мира; 3-я революция (Эйнштейновская революция) произошла на рубеже XIX - XX веков.

Отправной точкой в модели мира считается переход к полицентризму. Общее мировоззрение является результатом перехода к новой квантовой релятивистской физической картине мира.

Важные открытия в естественных науках на рубеже XIX-XX веков

В конце XIX века многие ученые пришли к выводу, что исследования в области физики достигли своего предела и в этой области науки больше ничего не может быть обнаружено. Однако в то время было обнаружено, что некоторые материальные объекты могут испускать ранее неизвестные лучи, и их масса уменьшается. Был сделан вывод о том, что прежние знания о материальном мире ненадежны. Было противоречие с учением классической физики. Согласно этому, мир состоит из атомов, которые неделимы, атомы имеют массу, а материя нерушима. В этих теоретических рамках обнаружение радиоактивности означало, что атомы могут быть уничтожены и, следовательно, материя может быть уничтожена. Эта проблема побудила многих физиков исследовать структуру атома. В 1930-х годах был открыт новый "строительный блок пространства" - элементарные частицы; обнаружена структура атома, который состоит из ядра и электронов, несущих электричество и вращающихся вокруг него с большой скоростью; ядро атома, в свою очередь, состоит из протонов, несущих положительное электричество, и нейтронов, не обладающих им; в результате появилась новейшая физическая теория - квантовая физика.

Это была революция в истории развития физики, она углубила представления ученых о материальном мире. Раньше исследования проводились на уровне материи, позже на уровне атома; теперь, с открытием структуры атома и появлением квантовой физики, можно перейти на более глубокий уровень, чем атом, - на уровень элементарных частиц. Это не только способствовало пониманию мира, такого как материальное единство мира, а также происхождение и эволюция Вселенной. Что еще более важно, это революционное развитие физической теории значительно повысило способность человечества использовать и преобразовывать материальный мир (в том числе способность преобразовывать атомы, даже создавать новые атомы) и привело к революции в технологии.

В конце девятнадцатого - начале двадцатого веков произошли величайшие открытия в естествознании, коренным образом изменив наши представления о научном мировоззрении: открытие кванта энергии и феномена волнового и частичного дуализма, определяющего структуру материи и соотношение массы и энергии. Результатом стало появление в 1925-1927 гг. квантовой механики, позволившей объяснить процессы в мире мельчайших частиц материи - микрокосма. Кроме того, возникли две фундаментальные теории современной физики - общая и специальная теории относительности, которые полностью изменили научное понимание взаимосвязи между пространством и временем, движения относительно них, установили связь между свойствами движущихся тел и их пространственно-временными характеристиками, указали на относительную природу всего движения и т.д.

Среди потрясающих открытий, потрясающих всю ньютоновскую космологию, - открытие радиоактивного распада Э. Резерфорда, легкого давления П. Н. Лебедева, создание теории относительности А. Эйнштейном, изобретение А. С. Поповым радио, введение идеи кванта М. Планком. Они разрушают прежние представления о материи и ее структуре, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Трехмерное пространство и одномерное время стали относительными проявлениями четырехмерного пространственно-временного континуума. Время течет по-разному для тех, кто движется с разной скоростью. Вблизи тяжелых объектов время замедляется, а при некоторых обстоятельствах останавливается совсем. Микрочастицы проявляются и как частицы, и как волны, демонстрируя их двойную природу.

Физика, как ведущая отрасль всех естественных наук с этого времени, играет роль генератора импульсов по отношению к другим отраслям естественных наук. Например: изобретение электронного микроскопа и введение метода меченых атомов произвели революцию во всей биологии, физиологии и биохимии.

Вторая половина XX века. Период быстрого развития науки и техники

В середине века, помимо физики, лидируют такие естественные науки, как космические путешествия, кибернетика и химия. Основной проблемой химии является извлечение веществ с определенными свойствами (материалы для электроники), синтез полимеров (каучук, пластмассы, синтетические волокна), синтетических топлив, легких сплавов и металлозаменителей для авиации и космонавтики.

Во второй половине XX века в биологии, при переходе с клеточного на молекулярный уровень изучения, были сделаны самые революционные открытия:

В 1950-х годах британские и американские ученые открыли структуру ДНК - основные строительные блоки, из которых состоят живые клетки. Выявлена генетическая роль нуклеиновых кислот. Именно молекула ДНК отвечает за передачу генетической информации от одной клетки к другой.

Открытие структуры ДНК позволило использовать генную инженерию для создания новых лекарств для борьбы с серьезными заболеваниями, в том числе наследственными. Генетическая инженерия может создавать новые штаммы растений и животных в лаборатории. Эта технология уже кормит бедняков в мире. Однако существуют опасения, что генно-инженерные продукты могут нанести вред здоровью человека. Все эти изделия проходят строгие испытания.

Открытие молекулярных механизмов генетического воспроизводства и биосинтеза белков F. Крик и Дж. Уотсон открыли молекулярную структуру ДНК. Была открыта функция генов как кодирующих синтез белков.

Открытие молекулярно-генетических механизмов изменчивости - классическая рекомбинация генов, мутация генов, неклассическая (нереверсивная) рекомбинация генов.

В результате была заложена научная основа новой отрасли науки - генной инженерии, целью которой было создание новых форм организмов, наделенных свойствами, которых им ранее не хватало, а к концу 20 века - создание новых форм организмов.

Изобретенные в 1960-х годах лазеры сегодня активно используются, например, в медицине для удаления поврежденных тканей и в прецизионной глазной хирургии.

Изобретение и использование компьютеров привело к стремительному развитию компьютерных и информационных технологий, которое началось во второй половине двадцатого века и продолжается по сей день. Успех в создании компьютера является также результатом революции в физике. Именно благодаря тому, что физика смогла достичь более тонкого уровня знаний о материи, чем атом, появилась электроника, и стало возможным использовать ее достижения для получения, обработки и распространения информации. Новая технология позволила частично заменить возможности человеческого мозга, она значительно увеличила возможности человека в скорости счета операций. В результате человечество получило важный инструмент для изучения сложных теоретических и технических вопросов и их усвоения, расширило исследовательское пространство, значительно повысило возможности человечества понимать и изменять мир.

Изобретение кремниевого чипа - крошечного компонента, который заменил старые громоздкие и хрупкие компоненты устройств и позволил производить меньшие по размеру, но более мощные электронные машины, произвело революцию в науке. Микропроцессоры-комплексные схемы, размещенные в одном чипе, широко использовались в производстве электрических устройств, таких как компьютеры, космические аппараты, роботы и телефоны.

Развитие электроники вызвало революцию в области коммуникаций. Благодаря ксероксам и факсимильным аппаратам рабочие смогли обрабатывать большие объемы информации быстрее, чем когда-либо прежде. Они также смогли мгновенно общаться с миром. Электронные средства связи захватили мир, и информация стала более доступной. К концу 20-го века любой человек с компьютером и телефонной линией мог мгновенно связаться через Интернет с миллионами других людей по всему миру. Электроника привела к революции в промышленности. К началу 1990-х годов почти все производственные процессы в промышленности контролировались компьютерами. Однотонные операции на сборочных линиях перешли к электронным роботизированным машинам.

Научно-техническая революция

В 1950-е годы в мире началось беспрецедентное ускорение научно-технического прогресса (далее - СТП), которое привело к научно-технической революции (далее - СТР). НТР вызвало качественную трансформацию производительных сил, значительно усилило интернационализацию экономической жизни. Радикальные изменения в производстве сопровождались сдвигами в численности мирового населения. Главными особенностями этих сдвигов являются ускоренный рост населения, называемый демографическим взрывом, повсеместная урбанизация, изменение структуры занятости, развитие этнических процессов.

НТР представляет собой радикальное качественное преобразование производительных сил, превращение науки в производительную силу и, соответственно, революционное изменение материально-технической базы общественного производства, его содержания, формы, характера труда, структуры производительных сил, общественного разделения труда.

Существует четыре основных направления НТР, отражающих преобразования:

в энергетической базе общества,
в средствах труда,
в объектах труда,
в технологии производства. Каждый из них сочетает в себе эволюционный и революционный пути развития, причем последний является решающим.

Сдвиги в макропромышленной структуре отражают изменения в большей части национальной экономики. Три из них являются самыми важными и наиболее четко выраженными. Первым крупным сдвигом является увеличение доли промышленности как наиболее передовой и динамичной части материального производства. В конце ХХ века в промышленности работало около 1/5 экономически активного населения мира. Это направление структурных сдвигов, особенно в отношении зарождающейся индустриализации развивающихся стран, будет оставаться определяющим в течение длительного времени. Вторым крупным сдвигом в макроиндустриальной структуре является рост доли непроизводственной сферы. Это объясняется, с одной стороны, резким ростом производительности в секторах материального производства и, с другой стороны, возрастающим значением непроизводственной сферы. Третий крупный сдвиг отражается в снижении доли сельского хозяйства. Это является следствием постоянно растущей технической модернизации этого сектора, его слияния с промышленностью и постепенного перехода к машинному производству. Снижение доли сельского хозяйства наиболее заметно в развитых странах.

Доля строительства, транспорта и связи, торговли и финансов в целом остается более стабильной.

Сдвиги в межотраслевой структуре отражают изменения в долях в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и в непроизводственных отраслях. Они также характеризуются некоторыми общими тенденциями. Влияние НТР на отраслевую структуру промышленности в основном отразилось на изменении соотношения между обрабатывающей и добывающей промышленностью. Снижение доли добывающих отраслей объясняется как общим снижением удельной энерго- и материалоемкости производства, так и заменой природного на искусственное сырье. Со второй половины 1980-х годов доля добывающей промышленности в валовом промышленном производстве развитых стран снизилась до 4%, а в Японии даже до 0,5%. Однако следует помнить, что такой спад может быть достигнут только из-за зависимости от топливно-сырьевых ресурсов развивающихся стран, в структуру промышленности которых входят добывающие отрасли со средним удельным весом в 25%.

Еще более важный сдвиг в структуре промышленности выразился в заметном увеличении доли отраслей, составляющих основу современного научно-технического прогресса. К ним, как правило, относятся машиностроение, химическая промышленность и электротехническая промышленность. Причины бурного развития этой "авангардной тройки" вполне понятны. Революционный переворот средств труда и технологий напрямую связан с машиностроением, в котором в конце ХХ века во всем мире работало около 60 млн. человек, с химической промышленностью в объектах труда, с электроэнергетикой в преобразовании энергетической базы. Кроме того, все они определяют производство и использование широкого спектра потребительских товаров. В конце 1980-х годов на "тройку ведущих отраслей промышленности" приходилось 35-50% валового промышленного производства в Европе и 45-55% в других развитых странах.

Влияние НТР на отраслевую структуру сельского хозяйства наиболее ярко проявляется в увеличении доли животноводства, на отраслевую структуру транспорта - в росте доли автомобильного, трубопроводного и воздушного транспорта, внешней торговли - в увеличении доли производимой продукции. Конечно, эти общие тенденции могут проявляться в разной степени в разных группах стран, а тем более в отдельных странах.

Сдвиги в микропромышленной структуре приобретают особое значение в эпоху НТР. После достижения определенных пропорций между производственными секторами и между крупными комплексными производствами они становятся относительно стабильными, в то время как основные изменения смещаются в микроструктуру, затрагивая в основном конкретные подсектора и виды производства. Это особенно актуально для самых сложных и разнообразных отраслей машиностроения и химической промышленности.

Под влиянием научно-технической революции довольно большая группа отраслей промышленности, в том числе производство электронного оборудования, слаботочной электротехники, средств и оборудования автоматизации, аэрокосмического и ядерного оборудования, некоторых видов оборудования для металлообработки и химической обработки, продвинулась на лидирующие позиции в структуре машиностроения. За этим следует производство электронных и электротехнических бытовых приборов. Наряду с этим снизилась доля традиционных отраслей промышленности и подотраслей, производящих станки, подвижной состав, автомобили, морские транспортные средства и сельскохозяйственную технику. Изменения наблюдаются и в структуре каждого из них. Так, танкеры стали сильно преобладать среди строящихся судов (до 3/4 тоннажа), благодаря большой морской перевозке нефтяных грузов.

В структуре химической промышленности, при всей важности базовой химии, лидирующее положение перешло к промышленности пластмасс, химических волокон, красителей, фармацевтических препаратов, моющих средств и косметики.

НTP воздействует на все элементы производительных сил. Это приводит к изменениям в технологических системах, а их смещение вызывает повышение общей производительности. Интенсификация производства происходит в процессе накопления. НТП приводит к серьезным изменениям в объектах труда. Среди них большую роль играют различные виды синтетического сырья, которые обладают определенными свойствами, отсутствующими в природных материалах. Они требуют гораздо меньше труда для их обработки. Поэтому современный этап НТП относительно снижает роль природных материалов в экономическом развитии и ослабляет зависимость перерабатывающей промышленности от минерального сырья.

Под влиянием НТП произошли изменения в средствах труда. В последние десятилетия 20 века они были связаны с развитием микроэлектроники, робототехники и биотехнологий. Использование электронных устройств в сочетании с машинами и роботами привело к созданию гибких производственных систем, в которых все операции по механической обработке продукта выполняются последовательно и непрерывно. Гибкие производственные системы значительно расширяют возможности автоматизации. Они распространили свою сферу деятельности на мелкосерийное производство, что позволяет производить схожие, но различные модели, которые можно быстро переоборудовать для производства новой модели изделия. Использование гибких производственных систем позволяет значительно повысить производительность труда за счет более высокой загрузки оборудования и сокращения времени, затрачиваемого на вспомогательные работы.

В целом, под влиянием НТР во второй половине ХХ века усиливается связь науки с материальным производством. На этапе НТР наука становится непосредственной производительной силой, ее взаимодействие с технологией и производством резко возрастает, а внедрение новых научных идей в производство качественно ускоряется. Достижения НТР впечатляют. Он унес человека в космос, подарил ему новый источник энергии - ядерную энергию, принципиально новые вещества (полимеры) и технические средства (лазеры), новые средства массовой связи (Интернет) и информации (волоконная оптика) и др.

Возникли сложные научно-технические области деятельности, в которых наука и производство неразрывно связаны друг с другом: Проектирование систем, эргономика, дизайн, биотехнологии.

Заключение

На эволюционной стадии наука развивается спокойно, в соответствии с проверенными привычными принципами и методами исследования. Задача науки на данном этапе заключается в проведении все более точных расчетов отдельных закономерностей, отшлифовке основных положений, придании им более совершенной, логически стройной формы. Но время проходит, и заканчивается период эволюционного развития науки, начинается период революции. Происходит распад старых принципов, выдвигаются новые взгляды, новые идеи, новые теории. Старые теории не уступают место новым сразу же, не без борьбы.

В начале двадцатого века началась последняя революция в естествознании, особенно в физике, где была сделана серия удивительных открытий, уничтоживших всю ньютоновскую космологию. ХХ век - это век, в котором наука и техника были революционизированы, начиная с физики и основываясь на новых результатах, полученных революцией в физике. И когда двадцатый век называют "веком физики", это соответствует действительности.

Вторая половина 20 века стала временем бурного развития науки и техники. Открытие ДНК позволило проводить исследования в области биологии на молекулярном уровне, и на этой основе зародились бионика и биотехнология - генная инженерия. Это означало, что человечество овладело тайнами жизни и могло переделывать биологические виды по своему усмотрению - действительно, оно могло создавать в лаборатории существа, которых раньше в природе никогда не существовало. Жизнь - самая сложная вещь в мире, и открытие двойной спирали структуры ДНК возвысило человеческие возможности до невообразимых высот, так как она обладала способностью создавать новую жизнь.

В ХХ веке появилось множество других важных технологических изобретений, таких как появление новых материалов, космических технологий и т.д., все из которых так или иначе были связаны с революционным развитием физики, преодолевшим ограничения человеческого рода и открывшим пространство для новых разработок.

Компьютеры принесли революционные изменения в жизнь людей. В последние десятилетия XX века благодаря научно-технической революции меняются наши представления о природе научного мировоззрения. Это связано, прежде всего, с появлением новых идеологических подходов к изучению научного мировоззрения - системного подхода и синергетики, которые оказали решающее влияние на понимание внутренних механизмов научных революций в естественных науках. В связи с появлением биологических проблем в естественных науках ряд ученых утверждают, что на вершине современной естественной науки произошли изменения - если раньше физика была лидером, то сейчас это биология. В соответствии с этим на смену идеальному расположению окружающего мира в виде часов и машин пришел живой организм.

Постклассическая наука - это современный этап в становлении науки, начавшийся в 1970-х годах. Одной из особенностей нового этапа является междисциплинарность, служащая утилитарным потребностям промышленности, и дальнейшая реализация принципа эволюционизма.

Но сейчас революция закончилась, появилась новая парадигма, и снова начинается эволюционный период развития науки. Новая теория не всегда отрицает старую, а включает ее в себя как ее часть, то есть становится шире и комплекснее. Развитие науки идет по непрерывной восходящей спирали. И этот путь бесконечен.

Список литературы

Ан Циньян. Новая научно-техническая революция и современный мир // Эпоха глобализации. 2007. № 2. С. 30-39.
Баксанский О.Е., Гнатик Е.Н., Кучер Е.Н.. Естественные науки: современные когнитивные концепции: Учебник / под редакцией В.Р. Ирины. МОСКВА: LKI, 2011. 224 с.
Брогли Л. Революция в физике. М.: Атомиздат, 1967. 231 с.
Бурякова О.С. Нанотехнология как новый этап научно-технической революции // Гуманитарные и социально-экономические науки. 2007. № 5. С. 20-24.
Голубев В.Н.. Новая научная революция в космологии // Математическая морфология: электронный математический и медико-биологический журнал. 2001. Т. 3. № 3. С. 241-260.
Гринин Л.Е. Периодизация исторического процесса и научно-информационной революции. 2006. № 3. С. 19-28.