Научные революции ХХ века

План.

1. Крупнейшие открытия в естествознании на рубеже XIX—XX вв.еков.

2. Вторая половина XX в. — период стремительного развития науки и техники.

3. Научно-техническая революция Заключение Список использованной литературы.

В течение довольно длительного времени господствовало представление о том, что развитие науки происходит путем постепенного, непрерывного накопления все новых и новых научных истин. Такой взгляд называется кумулятивизмом (от лат. cumulatio — увеличение, скопление). Подобная точка зрения не учитывала целостной картины развития науки, в которой на протяжении более длительных стадий происходит ревизия, или пересмотр, прежних ее понятий, принципов и концепций.

Когда ревизии носят наиболее радикальный характер и сопровождаются коренным пересмотром, критикой и уточнением прежних идей, программ и методов исследования (смена парадигм), то этот процесс называется научной революцией.

Научные революции — это не процесс, связанный с уничтожением прежнего знания и ранее накопленного и проверенного эмпирического материала. В действительности, новая картина мира отказывается только от тех прежних гипотез и теорий, которые оказались не в состоянии объяснить вновь открытые факты наблюдений и результаты опытов.

Поэтому научные революции в естествознании следует понимать как качественные изменения содержания его теорий, учений и научных дисциплин.

В истории развития естествознания можно выделить три научных революции: 1-я революция (аристотелевская) произошла в VI — IV вв. до н.э. в познании мира; в результате и появилась на свет наука; 2-я глобальная научная революция (ньютоновская) пришлась на XVI — XVIII вв. Её исходным пунктом считается переход от геоцентрической модели мира к гелиоцентрической; 3-я революция (эйнштейновская) произошла на рубеже XIX — XX вв.

Её исходным пунктом в модели мира считается переход к полицентризму. Общий мировоззренческий итог — переход к новой квантово-релятивистской физической картине мира.

Целью настоящей работы является исследование научных революций ХХ века.

1. Крупнейшие открытия в естествознании на рубеже XIX-XX веков.

В конце XIX в. многие ученые пришли к выводу, что исследования в области физики дошли до своего предела и в этой области науки уже ничего нельзя открыть. Однако в это время было обнаружено, что некоторые материальные объекты могут излучать неизвестные до этого лучи, причем их масса может уменьшаться. Пришло осознание того, что прежние знания о материальном мире недостоверны. Возникло противоречие с учением классической физики. Согласно представлениям последней, мир состоит из атомов, которые неделимы, атомы имеют массу, материя неуничтожима. В рамках подобного теоретического понимания открытие радиоактивности означало, что атомы могут уничтожаться, а, следовательно, и материя тоже может уничтожаться. Данная проблема стимулировала изучение многими физиками структуры атома. В 30-х гг. ХХ в. открыли новый «кирпичик космоса» — элементарные частицы; была обнаружена структура атома, выяснено, что он состоит из ядра и вращающихся с большой скоростью вокруг него электронов, несущих электричество; в свою очередь ядро атома 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 велись на уровне вещества, позднее — на уровне атома, теперь, после открытия структуры атома и создания квантовой физики, они перешли на более глубокий, чем атом, уровень элементарных частиц. Это не только привело к значительному углублению представлений о мире, например познанию материального единства мира, происхождения и эволюции Вселенной. Более важным явилось то, что это революционное развитие физической теории значительно повысило способность человечества использовать и преобразовывать материальный мир (включая способность преобразования атомов, более того, создания новых), привело к революции в области техники.

В конце XIX — начале XX вв. произошли крупнейшие открытия в естествознании, которые коренным образом изменили наши представления о научной картине мира — открытие кванта энергии и явления дуализма волны и частицы, установление строения вещества и взаимосвязи массы и энергии. Результатом стало создание в 1925;1927 гг. квантовой механики, которая дала объяснение процессов, происходящих в мире мельчайших частиц материи — микромире. Кроме того, возникли две фундаментальные теории современной физики — общая теория относительности и специальная теория относительности, которые полностью изменили научные представления о соотношении пространства и времени, о движении относительно них, установили связь между свойствами движущихся тел и их пространственно-временными характеристиками, указали на относительный характер всякого движения и т. д.

К ошеломляющим открытиям, разрушившим всю ньютоновскую космологию, относятся открытия радиоактивного распада Э. Резерфордом, светового давления П. Н. Лебедевым, создание теории относительности А. Эйнштейном, изобретение радио А. С. Поповым, введение идеи кванта М. Планком. Они разрушили прежние представления о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Трехмерное пространство и одномерное время превратились в относительные проявления четырехмерного пространственно-временного континуума. Время течет по-разному для тех, кто движется с разной скоростью. Вблизи тяжелых предметов время замедляется, а при определенных обстоятельствах оно может и совсем остановиться. Микрочастицы обнаруживают себя и как частицы, и как волны, демонстрируя свою двойственную природу.

Физика как ведущая отрасль всего естествознания с этого периода играет роль стимулятора по отношению к другим отраслям естествознания. Например: изобретение электронного микроскопа и введение метода меченых атомов вызвало переворот во всей биологии, физиологии, биохимии.

2. Вторая половина XX в. — период стремительного развития науки и техники.

В середине века наряду с физикой лидируют науки, смежные с естествознанием, — космонавтика, кибернетика, а также химия. Главной задачей химии становится получение веществ с заданными свойствами (материалы для электроники), синтез полимеров (каучук, пластмассы, искусственное волокно), получение синтетического топлива, легких сплавов и заменителей металла для авиации и космонавтики.

Во второй половине ХХ в. в рамках биологии при переходе от клеточного уровня исследования к молекулярному были сделаны наиболее революционные открытия:

1. В 1950;х гг. британские и американские ученые открыли строение ДНК — основных строительных блоков, из которых состоят живые клетки. Выявлена генетическая роль нуклеиновых кислот. Именно молекула ДНК отвечает за передачу наследственной информации от одной клетки к другой.

Открытие строения ДНК позволило создать при помощи генной инженерии новые лекарства для борьбы с серьезными болезнями, в том числе с наследственными. Генная инженерия позволяет создать в лабораторных условиях новые штаммы растений и животных. Такая технология уже обеспечивает продовольствием население бедных стран. Правда, существуют опасения, что генетически модифицированные продукты могут нанести вред здоровью человека. Все такие продукты подлежат тщательной проверке.

2. Открытие молекулярных механизмов генетической репродукции и биосинтеза белка. Ф. Крик и Дж. Уотсон расшифровали молекулярную структуру ДНК. Было выяснено, что основной функцией генов является кодирование синтеза белка.

3. Открытие молекулярно-генетических механизмов изменчивости — классическая рекомбинация генов, мутация генов, неклассическая (нереципрокная) рекомбинация генов.

В результате были заложены научные основы новой отрасли науки — генной инженерии, целью которой стало создание новых форм организмов, наделенных свойствами, ранее у них отсутствовавшими, а к концу ХХ в. на место лидера наук выдвигается биология.

Изобретенные в 1960;х гг. лазеры сегодня активно используются, например, в медицине для удаления пораженных тканей и точных операций на глазах.

Изобретение и использование ЭВМ привело к начавшемуся во второй половине ХХ столетия и продолжающемуся до сих пор стремительному прогрессу вычислительной и информационной техники. Успех в создании ЭВМ также является результатом революции в области физики. Именно благодаря тому, что физика в своем познании материи смогла дойти до более мелкого, чем атом, уровня, была создана электроника и появилась возможность использовать ее достижения для сбора, переработки и распространения информации. Новая техника позволила частично заменить способности человеческого мозга, она намного повысила возможности человека в скорости подсчета операций. Благодаря этому человечество приобрело важный инструмент для изучения сложных теоретических и технических вопросов и овладения ими, расширило пространство для исследований, значительно повысило способности человечества по познанию и преобразованию мира.

Переворот в науке совершило изобретение кремниевого чипа — крошечной детали, которая заменила старые громоздкие и хрупкие компоненты оборудования и позволила освоить производство меньших по размеру, но более мощных электронных машин. Микропроцессоры — сложные цепи, заключенные в один чип, — широко использовались в производстве электрических приборов, таких как компьютеры, космические корабли, роботы и телефоны.

Развитие электроники вызвало революционные изменения в средствах связи. Благодаря фотокопировальным и факсимильным аппаратам служащие смогли быстрее, чем когда-либо, обрабатывать огромные объемы информации. Они также получили возможность мгновенно связываться со всем миром. Электронные средства связи завоевали мир, информация стала более доступной. В конце XX в. любой человек, у которого есть компьютер и телефонная линия, получил возможность мгновенно связаться с миллионами других людей во всем мире при помощи Интернета. Электроника привела к революции в промышленности. К началу 1990;х гг. почти всеми технологическими процессами в промышленности управляли компьютеры. Монотонные операции на сборочных конвейерах стали выполнять электронные машины-роботы.

3. Научно-техническая революция.

Невиданное ранее ускорение научно-технического прогресса (далее — НТП), который привел к научно-технической революции (далее — НТР), началось в мире в 50-х гг. ХХ в. НТР вызвала к жизни качественные преобразования производительных сил, резко усилила интернационализацию хозяйственной жизни. Коренные изменения в производстве сопровождались сдвигами в мировом населении. Главные черты этих сдвигов: ускоренный рост численности, получивший наименование демографического взрыва, широкое распространение, урбанизации, изменения в структуре занятости, развитие этнических процессов.

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

Существуют четыре основных направления НТР, отражающих преобразования: 1) в энергетической базе общества, 2) в средствах труда, 3) в предметах труда, 4) в технологии производства. В каждом из них сочетаются эволюционный и революционный пути развития, но последний имеет определяющее значение.

Сдвиги в макроотраслевой структуре отражают изменения самых крупных народнохозяйственных пропорций. Три из них наиболее важны и наиболее четко выражены. Первый важнейший сдвиг заключается в увеличении доли промышленности как самой передовой и динамичной части материального производства. В конце ХХ в. в промышленности была занята примерно 1/5 экономически активного населения мира. Это направление структурных сдвигов, особенно с учетом начавшейся индустриализации развивающихся стран, будет определяющим еще в течение длительного времени. Второй важнейший сдвиг в макроотраслевой структуре заключается в увеличении доли непроизводственной сферы. Он объясняется, с одной стороны, резким повышением производительности труда в отраслях материального производства, а с другой ростом значения непроизводственной сферы. Третий важнейший сдвиг находит выражение в снижении доли сельского хозяйства. Он является следствием постоянно растущей технической вооруженности этой отрасли, сращивания ее с промышленностью и постепенного перехода к машинной стадии производства. В наибольшей степени снижение доли сельского хозяйства характерно для развитых стран.

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

Сдвиги в межотраслевой структуре отражают изменение пропорций внутри промышленности, сельского хозяйства, транспорта, непроизводственной сферы. Для них также характерны некоторые общие направления. Влияние НТР на отраслевую структуру промышленности проявилось прежде всего в изменении соотношения между обрабатывающими и добывающими отраслями. Уменьшение доли добывающих отраслей объясняется как общим снижением удельной энергои материалоемкости производства, так и заменой натурального сырья искусственным. Со второй половины 1980;х гг. к концу ХХ в. доля добывающих отраслей в валовой продукции промышленности развитых стран упала до 4%, а в Японии даже до 0,5%. При этом, однако, нельзя забывать, что такое снижение могло быть достигнуто лишь благодаря опоре на топливно-сырьевые ресурсы развивающихся стран, в структуре промышленности которых добывающие отрасли составляют в среднем 25%.

Еще более важный сдвиг в отраслевой структуре промышленности нашел выражение в заметном увеличении доли отраслей, составляющих базу современного научно-технического прогресса. Обычно к их числу относят машиностроение, химическую промышленность и электроэнергетику. Причины опережающего развития этой «авангардной тройки» вполне понятны. С машиностроением, в котором во всем мире в конце ХХ в. было занято около 60 млн. человек, непосредственно связан революционный переворот в средствах труда и в технологии, с химической промышленностью в предметах труда, с электроэнергетикой преобразования в энергетической базе. Кроме того, все они определяют производство и использование широкого ассортимента потребительских товаров. В конце 1980;х гг. на отрасли «авангардной тройки» приходилось в странах Европы 35−50%, в других развитых странах — 45−55% валового промышленного производства.

Влияние НТР на отраслевую структуру сельского хозяйства наиболее ярко проявляется в увеличении доли животноводства, на отраслевую структуру транспорта в росте доли автомобильного, трубопроводного и авиационного транспорта, внешней торговли в увеличении доли готовых изделий. Конечно, в различных группах стран и тем более в отдельных странах эти общие тенденции могут проявляться в разной мере.

Особое значение в эпоху НТР приобретают сдвиги в микроотраслевой структуре. После достижения определенных пропорций между сферами производства, между крупными комплексными отраслями они становятся относительно стабильными, тогда как основные изменения перемещаются в область микроструктуры, затрагивая прежде всего отдельные подотрасли и виды производств. В первую очередь это относится к самым сложным и диверсифицированным отраслям машиностроению и химической промышленности.

В структуре машиностроения под влиянием НТР на передовые позиции выдвинулась довольно большая группа отраслей, включающая производство электронного оборудования, слаботочной электротехники, средств и приборов автоматизации, авиакосмической и атомной техники, некоторых видов металлообрабатывающего и химико-технологического оборудования. К ним примыкает выпуск бытовых электронных и электротехнических приборов. Наряду с этим уменьшилась доля традиционных отраслей и подотраслей, производящих станки, подвижной железнодорожный состав, автомобили, морские суда, сельскохозяйственные машины. В структуре каждой из них тоже наблюдаются изменения. Так, среди строящихся морских судов стали резко преобладать (до ¾ тоннажа) танкеры, что связано с огромными морскими перевозками нефтяных грузов.

В структуре химической промышленности при всем значении основной химии ведущее положение перешло к промышленности пластмасс, химических волокон, красителей, фармацевтических препаратов, моющих и косметических средств.

НТП затрагивает все элементы производительных сил. Он приводит к изменению технологических систем, а сдвиги в них вызывают повышение совокупной производительности. Интенсификация производства осуществляется в процессе накопления. НТП приводит к крупным изменениям в предметах труда. Среди них огромную роль играют различные виды синтетического сырья, которые обладают заданными свойствами, не существующими в природных материалах. Они требуют значительно меньше затрат труда на их обработку. Поэтому современный этап НТП относительно снижает роль природных материалов в экономическом развитии и ослабляет зависимость обрабатывающей промышленности от минерального сырья.

Под влиянием НТП произошли изменения в средствах труда. В последние десятилетия ХХ в. они были связаны с развитием микроэлектроники, робототехники и биотехнологии. Использование электронной техники в комплексе со станками и роботами привело к созданию гибких производственных систем, в которых все операции по механической обработке изделия выполняются последовательно и непрерывно. Гибкие производственные системы значительно расширяют возможности автоматизации. Они распространили сферу ее действия на мелкосерийное производство, позволяя выпускать, хотя и однотипные, но отличающиеся друг от друга модели, быстро перестраиваются на выпуск новой модели изделий. Применение гибких производственных систем позволяет значительно увеличить производительность труда в результате повышения коэффициента использования оборудования и сокращения затрат времени на вспомогательные операции.

В целом, под влиянием НТР на протяжении всей второй половины ХХ в. усиливается связь науки с материальным производством. На стадии НТР наука становится непосредственной производительной силой, ее взаимодействие с техникой и производством резко усиливается, качественно ускоряется внедрение новых научных идей в производство. Достижения НТР впечатляющи. Она вывела человека в космос, дала ему новый источник энергии — атомную, принципиально новые вещества (полимеры) и технические средства (лазер), новые средства массовой коммуникации (Интернет) и информации (оптоволокно) и т. п.

Возникли комплексные отрасли научно-технической деятельности, в которых наука и производство слиты нераздельно: системотехника, эргономика, дизайн, биотехнология.

Заключение.

естествознание научный технический революция В эволюционный период наука развивается спокойно, по отработанным привычным принципам и методам исследования. Задача науки на этом этапе — проводить все более и более точные расчеты частных закономерностей, шлифовать основные положения, придавая им более совершенный, логически стройный вид. Но проходит время, и период эволюционного развития науки заканчивается, начинается период революции. Происходит крушение старых принципов, устанавливаются новые взгляды, новые представления, новые теории. Старые теории далеко не сразу, не без борьбы уступают место новым теориям.

В начале ХХ в. началась новейшая революция в естествознании, прежде всего, в физике, где был сделан целый ряд ошеломляющих открытий, разрушивших всю ньютоновскую космологию. ХХ в. — это век, когда наука и техника получили революционное развитие, которое началось с физики и базируется на новых результатах, достигнутых в ходе революции в ней. И когда ХХ в. называют «веком физики», это соответствует действительности.

Вторая половина XX в. была периодом стремительного развития науки и техники. Открытие ДНК позволило вести исследования в области биологии на молекулярном уровне, на этой основе появилась бионика, биотехнология — генная инженерия. Это означает, что человечество овладело тайнами жизни и что оно может по своему желанию сознательно преобразовывать биологические виды, более того, может создавать лабораторным путем живые существа, ранее не существовавшие в природе. Жизнь — это самое сложное, что существует в мире; благодаря открытию структуры двойной спирали ДНК способность людей познавать и преобразовывать мир поднялась на немыслимую высоту, поскольку у человека появилась возможность создавать новую жизнь.

В ХХ столетии было сделано большое количество других важных технических изобретений, например появление новых материалов и космической техники и т. д., все они так или иначе связаны с революционным развитием физики, позволили преодолеть ограниченные возможности человека в отношении природы и открыли ему пространство для нового развития.

Компьютеры внесли революционные изменения в жизнь людей. В последние десятилетия XX в., благодаря научно-технической революции, изменяются наши представления о сущности естественнонаучной картины мира. Прежде всего, это связано с возникновением новых мировоззренческих подходов к исследованию естественнонаучной картины мира — системного подхода и синергетики, которые решительным образом повлияли на понимание внутренних механизмов научных революций в естествознании. Благодаря выдвижению на передний край естествознания биологических проблем, целый ряд ученых заявляют о смене лидера современного естествознания — если ранее таковым считалась физика, то теперь биология. В соответствии с этим на смену идеальному устройству окружающего мира в виде часов и машины теперь приходит живой организм.

Постнеклассическая наука — современный этап становления науки, начавшийся в 70-х гг. XX в. Одной из черт нового этапа становится междисциплинарность, обслуживание утилитарных потребностей промышленности, дальнейшее внедрение принципа эволюционизма.

Но вот революция закончилась, возникает новая парадигма, и вновь наступает эволюционный период развития науки. Новая теория не всегда отрицает старую, но чаще всего включает ее в себя как часть, т. е. становится более широкой и всеохватывающей. Развитие науки идет по непрерывно восходящей спирали. И этот путь бесконечен.

1. Ань Цинянь. Новая научно-техническая революция и современный мир // Век глобализации. 2009. № 2. С. 30−39.

2. Баксанский О. Е., Гнатик Е. Н., Кучер Е. Н. Естествознание: Современные когнитивные концепции: Учебное пособие / Под общ. ред. В. Р. Ириной. М.: ЛКИ, 2010. 224 с.

3. Бройль Л. Революция в физике. М.: Атомиздат, 1965. 231 с.

4. Бурякова О. С. Нанотехнологии как новый этап научно-технической революции // Гуманитарные и социально-экономические науки. 2008. № 5. С. 20−24.

5. Голубев В. Н. Новая научная революция в космологии // Математическая морфология: электронный математический и медико-биологический журнал. 2000. Т. 3. № 3. С. 241−260.

6. Гринин Л. Е. Периодизация исторического процесса и научно-информационная революция // Философия социальных коммуникаций. 2007. № 3. С. 19−28.

7. Орлов И. О. Научная революция конца XIX — начала XX века // Философия науки. 2006. № 1 (28). С. 130−148.

8. Остапенко С. Ю., Горшкова Г. И. Научно-техническая революция: проблемы, перспективы // Вологдинские чтения. 2004. № 38−1. С. 69−71.

9. Попов Г. Г. Стимулы научно-технических революций // В сборнике: Организационные структуры «экономики знаний». — Сб. науч. тр. Сер. «Методологические проблемы развития науки и техники»; Отв. ред. Пястолов С. М. М.: Центр науч.-информ. исслед. по науке, образованию и технологиям, 2010. С. 19−30.

10. Поппер К. Р. Квантовая теория и раскол в физике. М.: Логос, 1998. 190 с.