Новые области научно-технических знаний, в ХХ в. Появление новых технологий и технологических дисциплин

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный

Архитектурно-строительный университет

Кафедра философии

Специальность 05.23.05 – Строительные материалы и изделия

РЕФЕРАТ

по дисциплине “История и философия науки”

на тему: “Новые области научно-технических знаний, в ХХ в. Появление новых технологий и технологических дисциплин”

Выполнил:

аспирант Пантелеев Д.А.

кафедра СМиТ

Проверил:

к.ф.н., зав. каф. Беззубова О.В.

Санкт-Петербург

2013 год 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………..3

1. Области научно-технических знаний в ХХ веке………………………...4
1. Связь между историей и философией науки……………………...4
2. Развитие науки в первой половине 20 века……………………….7
3. Развитие науки во второй половине 20 века………………...…....8
2. Появление новых технологий в ХХ веке………………………………..12
1. Изобретение фибробетона………………………….……..…....…12
2. Изобретение ядерного реактора…………………………...……...14
3. Изобретение лазера…………………………….…………..………16
4. Изобретение интернета……………………….…..……………….17

Заключение…………………………………………………...………………….20

Список использованной литературы…………………....….….………………21

Введение

ХХ век – век научных открытий, которые оказали существенное влияние на все человечество. Именно тогда произошла целая серия технологических и фундаментальных открытий в разных областях: физики и электроники, биологии и химии, лазерной техники иматериаловедении, создания современных авиации и космонавтики, бурное развитие информационных технологий, поразительные результаты в области микро- и наноэлектроникии т.д. Это породило производство наукоемких продуктов, в основе которых лежат наукоемкие технологии, за счет которых происходит экономическое развитие. В результате изменилось взаимодействие науки с производством: если раньше техника и производство, как правило, развивались за счет накопления эмпирического опыта, то теперь они стали развиваться на основе науки, в виде наукоемких технологий, которые включает в себя многочисленные вспомогательные производства, использующие новейшие технологии.

Двадцатый век - век прогресса науки, появления новых технологий и технологических дисциплин, векпроцветания человечества. Однако такое бурное развитие науки и техники, не могло не сказаться на человечестве и в отрицательную сторону. Экологический кризис и создание оружия массового уничтожения, техногенные катастрофы и природные катаклизмы, причиной которых стал научно-технический прогресс. Нельзя не заметить, что 20 век так же повлиял и на духовное развитие человека, и привел к общему упадку нравственности, что проявляется в неудержимом стремлении человека к материальным благам в ущерб моральным принципам.

Именно то, что появление новых технологий,а соответственно и их применение человечеством в 20 веке нельзя оценить однозначно, и побудило меня взятьсязанаписание реферата по данной теме.

1. Области научно-технических знаний в ХХ веке
1. Связь между историей и философией науки

Философия науки — это  область, лежащая на границе философии  и конкретного научного (математического, естественнонаучного, гуманитарного, социального, технического) знания. Это  область, где интересы двух областей человеческого познания “перекрещиваются”, где становится очевидным, что всеобщее, составляющее предмет философского познания, существует не в чистом, “выкристаллизованном”  виде, а в неразрывном единстве с особенным и конкретным, т. е. предметом научного познания. Нельзя понять в полной мере всеобщее в  отрыве от особенного и конкретного. И наоборот, нельзя по- настоящему понять конкретное, если не рассматривать  его в единстве с особенным  и всеобщим. ¹

Не может быть философии науки, пока нет самой науки, а соответственно нет и истории науки, пока нет науки. В истории науки можно выделить четыре основных периода:

1. С I тыс. до н. э.  до XVI в. Этот период можно назвать  периодом преднауки. На его  протяжении наряду с передававшимися  от поколения к поколению в  течение веков обыденными практическими  знаниями, приобретенными посредством  житейского опыта и осмысления  трудовой деятельности, стали появляться  первые философские представления  о природе, называемые “натурфилософскими  учениями”. Это были довольно  бедные представления, но внутри  натурфилософии формировались зачатки  научных знаний. С накоплением  сведений, навыков, приемов и методов,  используемых для решения астрономических,  математических, медицинских, географических  и других проблем, в философии  образуются соответствующие разделы,  которые затем постепенно обособляются  в отдельные науки: астрономию, математику, медицину, географию и  т. д. Это своего рода “эмбриональный”  период развития науки, который  предшествует ее рождению в качестве особого социального института и особой области и стороны культуры.

   2. XVI-XVII вв. Это период  великой научной революции. Она  начинается с исследований Коперника  и Галилея и венчается фундаментальными  физическими и математическими  трудами Ньютона и Лейбница. В  этот период были заложены  основы современного естествознания. Появляются стандарты и идеалы  построения научного знания. Они  связываются с формулированием  законов природы в строгой  математической форме и с проверкой  теорий посредством опыта. Начинает  культивироваться критическое отношение  к религиозным и натурфилософским  догмам, недоступным обоснованию  и проверке посредством опыта.  Развивается методология науки.  Наука оформляется как особая  самостоятельная область общественной  деятельности. Появляются ученые-профессионалы,  развивается система университетского  образования для их подготовки. В XVII в. создаются первые научные  академии. Возникает научное сообщество  с присущими ему специфическими  формами и правилами деятельности, общения, обмена информацией.

   3. XVIII-XIX вв. Этот период  соответствует классической науке.  В это время образуется множество  различных самостоятельных научных  дисциплин, в которых накапливается  и систематизируется огромный  фактический материал. Строятся  фундаментальные теории в математике, в различных областях естествознания, связанных с исследованиями в  области неживой и живой природы;  в областях гуманитарных наук (психология, языкознание) начинает  распространяться экспериментальный  метод; возникают технические  науки и начинают играть все  более заметную роль в материальном  производстве. Возрастает социальная  роль науки, и ее развитие  становится важным фактором общественного  прогресса. Существенно возрастает  число людей, занятых научной  деятельностью, которая оплачивается. Социальный институт науки обретает  отчетливые черты (профессиональное образование, лаборатории, научные периодические издания). Существенно возрастает роль науки в культуре.

4. XX век называют постклассической наукой. Этот период, как известно, начался научной революцией, и наука стала существенно отличаться от классической науки. В различных областях научного знания были совершены величайшие открытия. В математике в результате критического анализа теории множеств и оснований математики возникает ряд новых дисциплин, а также появляется метаматематика, представляющая собой глубокую рефлексию математической мысли над самой собой. Гедель дает строгое доказательство того, что непротиворечивость достаточно сильной теории не может быть доказана внутри нее самой. В физике создаются теория относительности и квантовая механика — теории, заставившие пересмотреть сами основания физической науки. В биологии развивается генетика. Появляются новые фундаментальные теории в нейрофизиологии, психологии, медицине, лингвистике и других гуманитарных науках. Бурно развивается экономическая наука. В технических науках тоже происходят изменения величайшего значения, созданы кибернетика и теория информации. Меняется вся система научного знания.

   Во 2-й половине XX в.  в науке происходят новые революционные  преобразования. Их принято называть  научно-технической революцией. В  отличие от предшествующих революций  в науке и технике, она имеет  глобальный характер, захватывает  одновременно многие отрасли  науки и многие области техники  и технологии. В результате одни  изменения влекут за собой  другие, а сами темпы этих изменений  оказываются такими, каких история  человеческой цивилизации еще  не видела.²

На протяжении всего XX в. складывались специализированные области  знания в философии науки. Например, можно отметить существование философии  математики, или исследований в области  философских вопросов математики, философии физики, философии биологии и т. д. Равным образом философское осмысление материала гуманитарных и социальных наук приводит к появлению философской антропологии и философии языка, философии истории и др. При всей специфичности технических наук, обусловленной их взаимосвязями с самой техникой и инженерно-техническим творчеством, философское осмысление их материала тоже порождает вполне особенную область философии технических наук, среди которых интенсивно развивается философия информатики.

2. Развитие науки в первой половине 20 века

В начале XX в. возникают новые научные теории, технологии и технологические дисциплины. Стремительно меняется повседневная жизнь людей.На рубеже XIX-XX веков начался революционный переворот в сознании, который в первой половине XX в. привел к важным изменениям в производстве и в быту. Прежде всего, он затронул физику. В 1898 г. мадам Кюри открыла радий, в 1905 г. А.Эйнштейн создал теорию относительности, Р.Амундсен достиг Южного полюса (1911 г.). Изобретение Г.Маркони беспроволочного телеграфа (1899 г.) напрямую связало Европу с Америкой. Первый полет братьев Райт в 1903 г. положил начало эпохе авиации. Накопленные научные знания существенно меняли представления о физической картине мира.В области химии на основе периодической системы Д.И.Менделеева продолжались открытия новых элементов. Вместе с тем были заложены научные основы для производства искусственных материалов. Это способствовало быстрому развитию химической промышленности. В биологии были заложены основы генетики, которая сыграла огромную роль в развитии сельского хозяйства и медицины. Большое значение имело открытие витаминов, гормонов.

Развивалась тенденция превращения  науки в непосредственную производительную силу. Научная система организации  труда привела к применению конвейера. Развитие механики позволило наладить производство вычислительных машин. Стали активно использоваться телеграф, телефон, радио. Благодаря использованию технических средств, изменялась повседневная жизнь людей. В нее вошли личные автомобили, мотоциклы, трамваи. В городах широко распространилось электрическое освещение, радио, телефон, появились лифт, пылесос, холодильник. Сложилась “индустрия досуга” - кинотеатры, концертные и танцевальные залы, стадионы.

В архитектуре первой половины XX в. используются совершенно новые  принципы строительства, новые строительные материалы. Широко используются стальные и бетонные конструкции. Одним из главных принципов проектирования зданий стало их соответствие своему назначению. Отсюда и название такой архитектуры - функционализм. Даже внешний вид здания должен выражать его назначение, содержание.

Однако первая мировая война показала, что огромные массы цивилизованных людей могут использовать достижения науки и техники для массовых убийств.

3. Развитие науки во второй половине 20 века

Во второй половине XX в. наука  и технология стали ведущими силами цивилизации. Открытие и мирное использование  атомной энергии, освоение космоса, появление новых технологий коренным образом меняют материальные и социальные производительные силы. Впечатляющие успехи достигнуты в физике, химии, биологии, медицине (успешно ведется  трансплантация внутренних органов, в  разных странах работают над созданием  искусственного сердца).

Развитие инженерных знаний сделало возможным использование  новейших строительных и отделочных материалов, таких смелых решений, как  подвешенные на стальных тросах или  бетонных решетках перекрытия или бетонные купола над огромными выставочными и спортивными залами, стадионами и т.п. Примером может служить бетонный купол Олимпийского дворца спорта в Риме.

   Развитие научно-технической  революции привело к невиданному  ускорению социально-экономических  процессов в мире, особенно в  индустриальных государствах. Наука  стала приоритетным направлением  в государственной политике. Она  обогатилась новыми кадрами и  отраслями знаний, сделала много  открытий, которые изменили облик  всей человеческой цивилизации.  Человек поставил себе на службу  ядерную энергетику, компьютеры, лазеры, робототехнику, сверхпрочные материалы,  спутниковую связь, начал освоение  околоземного космического пространства. Наука превратилась в непосредственную  производительную силу. Многие ее  открытия стали достоянием практики. На их основе созданы новейшие  наукоемкие отрасли народного  хозяйства, ставшие базовыми, - электроника,  биотехнология, производство новых  материалов, информатика. В настоящее  время микропроцессоры нашли  универсальное и повсеместное  применение, во многих странах  информатика обслуживает все  народное хозяйство. Неслучайно  нынешний этап в развитии НТР  называют информационной или  микропроцессорной революцией.³

Телекоммуникационные средства связи и компьютерная технология получения, обработки, хранения и передачи информации приобрели в интернационализации  экономической жизни первостепенное значение. Персональные компьютеры качественно  поднимают творческий потенциал  интеллектуального труда. Коренные изменения происходят в образе жизни  и мыслях людей. Электронные средства массовой информации, спутниковая связь, обеспечивая практически мгновенную передачу информации во все уголки земного шара, создают ощущение одновременности  и вездесущия.

   Смыслом научно-технологического  и социального прогресса стал  выигрыш во времени. Спутники, компьютеры и факсы способствуют  уплотнению потоков информации. Телекоммуникационные сети, соединившие самые отдаленные точки земного шара, предоставили возможность преодоления времени. Человек приобрел способность пребывать одновременно в разных местах и быть участником событий, происходящих далеко за пределами своего фактического физического присутствия.

Неконтролируемый рост экономики  вступает в противоречие с жизнью природы. Металлургия, химия, автомобили губят леса, почву, заражают воду и  воздух. Техногенные катастрофы нанесли  непоправимый урон здоровью миллионов  людей, ущерб народному хозяйству. Зонами настоящего экологического бедствия являются районы Чернобыля и Южного Урала, территории атомных полигонов, крупных химических комбинатов. В  последнее десятилетие осознано, что необходимо радикальное изменение  отношения к природе: не покорение  ее, а взаимодействие с ней. Сегодня  неотложным направлением развития НТР  является решение глобальных проблем - мировой экологический кризис, дефицит ресурсов, демографический  дисбаланс, голод и нищета, эпидемии в странах “третьего мира”, преступность и наркомания. В широких общественных кругах все более осознается новый  смысл древнего изречения Прота-гора, что “именно человек является мерой всех вещей”.⁴

   Информационная революция  ведет и к социальным последствиям - росту безработицы. Но высокий  уровень национального дохода  позволяет в развитых странах  обеспечить безработным гарантию  прожиточного “социального минимума”.

   Новейшая технология  требует качественно нового работника  - с солидным уровнем общеобразовательной  и профессиональной подготовок, без чего могут возникнуть  катастрофы типа чернобыльской.  Отсюда постепенно растущее разнообразие  творческих специальностей и  видов деятельности.

   Интеллектуальная  жизнь человека состоит из  двух культур - научной и художественной, они должны находиться в гармоничном  взаимодействии. Наука, став могучим  фактором прогресса, не может  целиком заполнить душу человека. Искусство образными средствами  решает вопросы о смысле жизни,  о совести и долге, оценки  добра и зла.

2. Появление новых технологий в ХХ веке
1. Изобретение фибробетона

Дисперсно-армированные бетоны представляют собой одну из разновидностей обширного класса композиционных материалов. Дисперсное армирование осуществляется волокнами-фибрами, равномерно рассредоточиваемыми в объеме бетонной матрицы. Для этого используются различные виды металлических и неметаллических волокон минерального или органического происхождения. ⁵

Новые требования по долговечности  к такомутрадиционному виду строительного  материала как бетон вынуждает искать новые виды армирования. Во всем мире развитие дисперсного армирования как альтернативастержневому происходило постепенно. И изначально оно рассматривалось в качестве помощи к традиционному. В нашей стране работы, посвященные получению дисперсно–армированных товарных бетонов и растворов с применением волокон, ассоциируют с именем русского инженера В.П. Некрасова.

В начале ХХ века он провел исследования по применению дисперсного армирования. В качестве фибровой арматуры он использовал отрезки проволоки малых диаметров. Результаты исследований Некрасов подробно изложил в своих работах. Тогда же был получен и первый в мире патент на конструкцию из фибробетона. Заинтересованность специалистов в улучшении свойств такого традиционного строительного материала, как бетон, породило всплеск активности, и дальнейшая разработка данной тематики способствовали появлению авторских патентов.

Вопрос о качестве и новых возможностях бетона волновал не только наших ученых. В подкрепление к научным разработкам середины 70–х годов вышло Постановление Совмина СССР «О некоторых мерах по повышению технического уровня производства железобетонных конструкций и более эффективному использованию в строительстве».

Благодаря данному документу строители получили базу для внедрения дисперсно–армирующих волокон в качестве упрочняющей добавки для бетона. В дальнейшем это позволило говорить о создании нового высокопрочного материала — фибробетона.

В 70–е годы ХХ века исследования приняли систематический характер, и акцентировать внимание стали на практическом внедрении этого материала. Большинство исследований было связано с изучением именно сталефибробетона. На мировом рынке стальные волокна как материал для промышленного армирования появились в 1973 г. Появление фибры как самостоятельного технологического продукта для армирования стимулировало их исследование и дальнейшее применение для использования в дорожных одеждах и в отделке тоннелей. Благодаря полученным результатам, подтвердились уникальные эксплуатационные свойства сталефибробетона, что позволило увеличить число конструкций из него и использоватьего при возведении различных объектов строительства.

Начало 80–х г. прошлого века стало новым этапом в развитии японской школы фибробетона. Специалистами японской ассоциации по тоннелестроению было разработано руководство по проектированию и изготовлению сталефибробетона, предназначенного для отделки тоннелей, для конструкций дороги гидротехнических сооружений. ⁶

В России исследования и  разработки по созданию дисперсно–армированных бетонов и конструкций с ихприменением основываются в значительной мере нафундаментальных исследованиях, относящихся к технологии изготовления, теории, расчету и проектированиюжелезобетонных конструкций. В их развитие большой вклад внесли известные ученые Ю.М. Баженов, В.Н. Байков,В.М. Бондаренко, Ю.В. Зайцев, Б.А. Крылов, К.В. Михайлов, И.А. Лобанов, Ю.В. Пухаренко, Б.Г. Скрамтаев, М.М. Холмянский, Ф.Н. Рабинович и др.

Как показывает опыт, благодаря дисперсному армированию удается добиться снижения материалоемкости конструкций, стоимости и трудоемкости изготовления по сравнению с традиционными армирующими решениями. Такие показатели удается получить за счет частичного или полного отказа от необходимости применения в конструкциях традиционных арматурных сеток и каркасов.

Дисперсное  армирование обеспечивает повышение прочности сечений сжатых, растянутых и изгибаемых элементов конструкций, увеличивает их трещиностойкость, ударную вязкость, термическое сопротивление и другие физико–механические показатели.

2. Изобретение ядерного реактора

Ядерный реактор — это устройство, в котором осуществляется управляемая цепная ядерная реакция, сопровождающаяся выделением энергии. Первый ядерный реактор построен и запущен в декабре 1942 года в СШАпод руководством Э. Ферми. В Европе первым ядерным реактором стала установка Ф-1, заработавшая 25 декабря 1946 года в Москве под руководством И. В. Курчатова.

Теоретическую группу «Урановый  проект» национал-социалистической Германии возглавлял Вайцзеккер, но лишь формально. Фактическим лидером стал Гейзенберг, разрабатывающий теоретические основы цепной реакции. Поздней весной 1940 года один из учёных группы — Хартек — провёл первый опыт с попыткой создания цепной реакции, используя оксид урана и твёрдый графитовый замедлитель. Однако имеющегося в наличии делящегося материала не хватило для достижения этой цели. В 1941 году вЛейпцигском университете участником группы Гейзенберга Дёпелем был построен стенд с тяжеловодным замедлителем, в экспериментах на котором к маю 1942 года удалось достичь производства нейтронов в количестве, превышающем их поглощение. Полноценной цепной реакции немецким учёным удалось достичь в феврале 1945 года в эксперименте, проводимом в горной выработке близ Хайгерлоха. Однако спустя несколько недель ядерная программа Германии прекратила существование.⁷

Цепная реакция деления  ядер была впервые осуществлена в декабре 1942 года. Группа физиков Чикагского университета, возглавляемая Э. Ферми, создала первый в мире ядерный реактор, названный «Чикагской поленницей». Он состоял из графитовых блоков, между которыми были расположены шары из природного урана и его двуокиси. Быстрые нейтроны, появляющиеся после деления ядер235U, замедлялись графитом до тепловых энергий, а затем вызывали новые деления ядер. Реакторы, подобные СР-1, в которых основная доля делений происходит под действием тепловых нейтронов, называют реакторами на тепловых нейтронах. В их состав входит очень много замедлителя по сравнению с ядерным топливом.

В СССР теоретические и  экспериментальные исследования особенностей пуска, работы и контроля реакторов  были проведены группой физиков  и инженеров под руководством академика И. В. Курчатова. Первый советский  реакторФ-1 был построен в Лаборатории  № 2 АН СССР (Москва). Этот реактор выведен  в критическое состояние 25 декабря1946 года. Реактор Ф-1 был набран из графитовых блоков и имел форму шара диаметром  примерно 7,5 м. В центральной части  шара диаметром 6 м по отверстиям в  графитовых блоках размещены урановые стержни. Реактор Ф-1, как и реактор CP-1, не имел системы охлаждения, поэтому  работал на очень малых уровнях  мощности (доли ватта, редко — единицы  ватт). Результаты исследований на реакторе Ф-1 стали основой проектов более  сложных по конструкции промышленных реакторов. В 1948 году введён в действие реактор И-1 по производству плутония, а 27 июня 1954 года вступила в строй  первая в мире атомная электростанция электрической мощностью 5 МВт в г. Обнинске.

3. Изобретение лазера

Лазер — оптический квантовый генератор — устройство, преобразующееэнергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного,монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.

Ещё в 1916 году Эйнштейн предсказал существование вынужденного излучения - физического базиса действия любого лазера.

Лазеры широко применяются почти во всех отраслях науки и техники, а так же в быту: резка металлов, сварка, гравировка, пайка, маркировка, голография, лазерная локация космических объектов, лазерное охлаждение. Никого уже не удивляют лазерные принтеры, штрих - коды, проигрыватели компакт-дисков. Лазерные указки имеются почти у всех детей в качестве простой игрушки. В военных целях лазер применяют для создания средств наведения. Лазером удаляют татуировки, пигментные пятна.

1954 год – появление первого микроволнового генератора - мазер на аммиаке. Роль обратной связи в нем играл объёмный резонатор, размеры которого были порядка 12,6 мм. Для усиления электромагнитного излучения оптического диапазона необходимо было создать объёмный резонатор, размеры которого были бы порядка микрона. Из-за связанных с этим технологических трудностей многие учёные в то время считали, что создать генератор видимого излучения невозможно.

Позже в 1964 году Басов, Прохоров и Таунс стали лауреатами Нобелевской премии, которой они были удостоены за фундаментальные исследования в области квантовой электроники, приведшие к созданию мазеров и лазеров.

4. Изобретение интернета

Интернет— всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на базе протокола IP и маршрутизации IP-пакетов. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для всемирной паутины и множества других систем передачи данных.

В 1957 году Министерство обороны  США посчитало, что на случай войны  Америке нужна надёжная система  передачи информации. Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США предложило разработать для этого компьютерную сеть. Компьютерная сеть была названа ARPANET. Первый сервер ARPANET был установлен 2 сентября 1969 года в Калифорнийском университете (Лос-Анджелес). Компьютер Honeywell DP-516 имел 24 Кб оперативной памяти.

29 октября 1969 года в  21:00 между двумя первыми узлами  сети ARPANET, находящимися на расстоянии  в 640 км — в Калифорнийском  университете Лос-Анджелеса и в Стэнфордском исследовательском институте - провели сеанс связи. Чарли Клайн пытался выполнить удалённое подключение из Лос-Анджелеса к компьютеру в Стэнфорде. Успешную передачу каждого введённого символа его коллега Билл Дювалльиз Стэнфорда подтверждал по телефону. В первый раз удалось отправить всего три символа «LOG», после чего сеть перестала функционировать. LOG должно было быть словом LOGIN(команда входа в систему). В рабочее состояние систему вернули уже к 22:30 и следующая попытка оказалась успешной. Именно эту дату можно считать днём рождения Интернета.

К 1971 году была разработана  первая программа для отправки электронной  почты по сети. Эта программа сразу  стала очень популярна.

В 1973 году к сети были подключены через трансатлантический телефонный кабель первые иностранные организации  из Великобритании и Норвегии, сеть стала международной.

В 1970-х годах сеть в  основном использовалась для пересылки  электронной почты, тогда же появились  первые списки почтовой рассылки, новостные  группы и доски объявлений. Однако в то время сеть ещё не могла  легко взаимодействовать с другими  сетями, построенными на других технических  стандартах. К концу 1970-х годов  начали бурно развиваться протоколы  передачи данных, которые были стандартизированы  в 1982—1983 годах. Активную роль в разработке и стандартизации сетевых протоколов играл Джон Постел. 1 января 1983 года сеть ARPANET перешла с протокола NCP на TCP/IP, который успешно применяется  до сих пор для объединения  сетей. Именно в 1983 году термин «Интернет» закрепился за сетью ARPANET.