Основные направления науки конца ХХ века

Введение

XX в. в настоящий момент является периодом, в котором произошёл самый большой прорыв в развитии науки, а это означает и в развитии экономики стран. В XX веке наукой стало заниматься очень много людей, и в большинстве случаев стала финансироваться государством.
За это столетие мир сделал шаг вперед в области электроники, радиотехники, лазерной технике, материаловедении (создание новых материалов), создание новых технологий в авиастроении и космических кораблей, очень быстро развивается и информационные технологии, многие производственные работы стали автоматизированными. Этот список можно перечислять еще долго, но смыслом перечисленных достижений предоставлен для создания общей картины состояния науки.
Наука стала развиваться большими темпами (по данным ЮНЕСКО, количество людей, которые занимаются наукой в XX веке, росло с каждым годом на 7 процентов), и стала приносить очень большой доход государствам, тем самым окупая себя.
Наука очень сильно изменила условия нашего существования, и без изобретений для быта, к которым мы так привыкли и уже не сможем жить в комфорте. С помощью науки стали автоматизированными очень многие трудоемкие процессы работы в жизни человека для качества выполняемой работы роботом, или, какой-либо машины. Это и является актуальностью темы.


1. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ НАУКИ В КОНЦЕ XX В.
После Октябрьской революции 1917 г. и Гражданской войны 1918-1921 гг. СССР стал победителем, имея на руках совершенно разрушенную экономику и сельское хозяйство, истерзанный народ и самую огромную в мире территорию.
Руководителем государства до 1922 - 1924 гг. был В. И. Ленин - он творец государства нового типа, в котором должна была реализоваться диктатура пролетариата. Правящий класс пролетариат должен был строить государство во благо себе.
Ленин сумел провести народы России до реальной победы над коммунизмом, которую сформулировал Карл Маркс, капитализм в России побежден. Теперь он усердно искал, как все должно работать в новом государстве. Кое-что для него было уже определено и ясно:
- Власть в руках Советов народных депутатов, депутаты выдвигаются трудовыми коллективами и выбираются каждые 4 года на всенародных выборах.
- Партия коммунистов вырабатывает идеи и через своих членов во всех звеньях государства последовательно ведет народ к идеалу - коммунистическому обществу, такому богатому, что оно позволяет каждому человеку работать по его способностям и возможностям, а получать от государства все по своим потребностям.
- Правительство назначается из лучших специалистов и обеспечивает ритмичную работу всех предприятий и отношения с зарубежными странами.
И все же вопросов больше, чем ответов. Как быстро восстановить экономику, науку и технику, что построить в первую очередь? На одном энтузиазме людей и на идеях развитые страны Запада не догонишь. А это отставание равносильно гибели нового государства.
СССР выбрал путь плановой экономики с периодами планирования на 5 лет вперед. План содержал конкретные проекты развития науки и техники, сельского хозяйства и обороны.Все планы назывались сталинскими, их выполнение громко пропагандировалось.
Первый план научно-технического развития придумал Ленин со своим другом инженером Глебом Кржижановским. Это план ГОЭЛРО (государственный план электрификации России) на 1918 – 1924 (1928) годы.План был реализован, потому что мы знаем о 1-ой электрической лампочке Ильича, зажженной в с. Кашино под Москвой.
План ГОЭЛРО имел ошибки как всякий новаторский проект, к напримеру, Ленин усиленно призывал ученых создать электротрактор, электроплуги и они были созданы. Но как известно, и сейчас по полям ездят тракторы с двигателями внутреннего сгорания.Вершиной этого плана можно назвать Днепрогэс. Эту станцию построили на Днепре, плотина подняла воду и скрыла каменные пороги, которые веками мешали плавать судам, гребцы древней Руси слезали в воду и перетаскивали волоком на катках и веревках свои ладьи через пороги Днепра.
После смерти Ленина власть партии РКПБ постепенно сформировалась в руках Сталина, и она стала практически безгранична. Как Сталин укреплял эту власть и на что он ее направлял? Он работал секретарем ЦК. Эта должность всегда считалась второстепенной - это архивы, планы, кадры, организация текущей работы. Уже через десять - пятнадцать лет Сталин становится генеральным секретарем с имиджем вождя партии и отца простого народа. Это заслуга Сталина - так манипулировать в верхушке партии и так усыпить и устрашить народ! Дисциплина, послушание слепое, жесткая расправа с противниками, страх во всех слоях общества. Миллионы людей, активно себя проявляющие, были расстреляны и заперты в лагерях на десятки лет, талантливые ученые и инженеры каждый день по двеннадцать часов выходили в лес или на земляные работы, а вечером укладывались на нары, и так десяток лет, многие просто умирали.
Такую систему построил И. В. Сталин и он сохранял ее более тридцати лет, до своей смерти. Сначала формировали колхозы и восстанавливали оставшиеся заводы, потом пятилетки индустриализации, когда появились первые автомобили, тракторы, турбины, паровозы, станки, потом сеть металлургических заводов и прокатных станов.Потом химические комбинаты и нефтедобыча. А если бы все силы страны были использованы? Возможно, мы жили бы в другой совсем стране. Но и в этой казарменной стране народ построил мировую державу СССР.
Наука помогала своими исследованиями и открытиями. Война 1941-1945 гг. унесла 21 млн. жизней, погибли миллионы самих крепких мужчин, которые бы много сделали в мирной жизни.Но тогда централизованная власть и по военному организованное хозяйство были, кстати, страна буквально за три-четыре года восстановилась, заводы, перевезенные на восток страны, остались там и дали мощный толчок развитию экономики СССР на окраинах страны.
И дальше условия диктовались противостоянием социализма СССР и новых стран социализма с миром стран капитализма. Сейчас это называется биполярным миром. Оба лагеря открыто враждовали, опасались друг друга. Коммунисты твердо верили в расширение соцлагеря и готовы были этому способствовать всеми открытыми и секретными средствами. Запад видел в победившем СССР угрозу своей демократии и тоже стремился к военному превосходству. Родились два блока военных сил - НАТО во главе с США и Варшавский Договор всех соцстран.
Силы были сначала в пользу НАТО, так как США обладали атомным а позже ядерным (водородным) оружием, но в 1947 году в Казахстане испытали атомную бомбу, в 1954 году - водородную и к 1960-м годам создалось равновесие, и два лагеря были в постоянной боевой готовности. Это противостояние отнимало большие силы, на благосостояние народа не оставалось, да и организация труда, научных исследований уже не подходили для нового времени и ситуации.
В 1980-е годы началась, было, новая гонка оружия, ученые США опираясь на новые достижения предложили несколько идей, которые могут снова вывести США вперед и создать превосходство перед СССР. Это идея звездных войн и противоракетной обороны. На что Россия ответила, что имеет простые дешевые средства для уничтожения или нейтрализации этого "противоракетного зонтика" - русские спутники лазерами и электромагнитными излучениями нарушат работу компьютеров навигации ракет противника и уничтожат лазеры и противоракеты США.
Но новая гонка не состоялась. Безумные расходы в США и СССР тормозили бы экономику этих стран, и это привело к переговорам Горбачева и Рейгана, к важным Договорам по взаимному разоружению - составили план, по которому режут ракеты на металлолом, нейтрализуют химическое оружие. Такого в мировой истории еще не было. Что же будет в будущем? Это интересный вопрос, но наша цель разобраться с тем периодом, когда в 1950 – 1970-е годы СССР успешно создавал технику, которая была наравне с западной, а иногда и превосходила.
В развитии истории науки истории отдельных научных дисциплин сыграли чрезвычайно важную роль. Цели и функции этих людей в последнее время получили значительное внимание как из-за влияния, которое эти истории оказали на легитимность и самооценку дисциплин, так и из-за приспособляемости, которую они продемонстрировали при столкновении с концептуальными и методологическими изменениями, что они претерпели. В отношении этих дисциплин существуют, кроме того, альтернативные подходы, преимущества и недостатки которых также являются предметом дебатов: из самой дисциплины или из более общей исходной точки, внешней по отношению к истории науки; от мотивов, которые приводят в историю наши проблемы сегодняшнего дня,
Некоторые старые науки, такие как география, представляют собой области, представляющие особый интерес в этом отношении, поскольку, с одной стороны, существуют различные поколения дисциплинарных историй, связанных с наиболее важными теоретическими вопросами и спорными отношениями с другими науками; и, с другой стороны, в последнее время произошли глубокие изменения, которые привели к далеко идущим преобразованиям в историографии.


2. Основные направления развития науки и техники в СССР.
2.1 Фундаментальные науки: физика, химия, биология
Фундаментальные науки развивались под управлением Академии Наук СССР, которую возглавлял Вернадский. Как и во всех странах, работа академиков планировалась и финансировалась государством. Наука в начале XX в. была слабая, все силы государства были направлены против белогвардейцев. В это время был план Гоэлро, который поддерживался, но это инженерный план, здесь фундаментальной науки не было. Ученые бедствовали, а многих из них вынудили иммигрировать в Германию, Францию, потому что большевики опасались контрреволюции.
Физика. Столь бурного развития физики, как в довоенный период, уже не было. Но многие новые открытия учёные совершили и в этой науке. Они сделали попытки сравнить скорости распространения гравитационного и электромагнитного взаимодействия, которые, согласно эйнштейновской теории относительности, совпадают.
В Европе был построен Большой адронный коллайдер высоких энергий, который должен помочь проверить ряд фундаментальных физических и астрономических теорий.
Начало 20-го века принесло начало революции в физике. Долгосрочные теории Ньютона показали, что они не были правильными при любых обстоятельствах. Начиная с 1900 года Макс Планк, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор и другие разработали квантовые теории, чтобы объяснить различные аномальные экспериментальные результаты, вводя дискретные энергетические уровни.
Не только квантовая механика показала, что законы движения не выполнялись в малых масштабах, но еще более тревожно, теория общей теории относительности, предложенная Эйнштейном в 1915 году, показала, что фиксированный фон пространства-времени, на котором и ньютоновская механика, и специальная относительность зависело, не могло существовать

. В 1925 году Вернер Гейзенберг и Эрвин Шредингер сформулировали квантовую механику, объясняющую предыдущие квантовые теории. Наблюдение Эдвином Хабблом в 1929 году, что скорость, с которой галактики удаляются положительно коррелирует с расстоянием, привели к пониманию того, что Вселенная расширяется, и постановке Большого Взрыва теории по Леметр.
Во второй половине XX приблизительно в 1963-1964-х годах появилась гипотеза о существовании кварков — частиц, состоящих из барионов и мезонов, которые являются сильно взаимодействующими и по этому свойству объединенными общим названием адронов. Кварки имеют весьма необычные свойства: они обладают дробными электрическими зарядами, что не характерно какой-либо микрочастице, и, по-видимому, не могут существовать в свободном, не связанном виде. Число различных кварков, отличающихся друг от друга величиной и знаком электрического заряда и некоторыми другими признаками, достигает уже нескольких десятков.
В конце XX – начале XXI века физика имеет огромное технологическое воздействие. В результате развития атомной бомбы и как следствие увеличение знаний ядерной физики, были разработаны реакторы для производства электрической энергии путем использования тепла при реакции ядерного деления. С 1950 г. по это время мирное использование ядерной энергии было принято во всем мире. Многие промышленно развитые страны и некоторые развивающиеся страны сейчас используют ядерную энергию для производства электроэнергии.
Гигантские и фундаментальные шаги были сделаны в оптике. Это привело к разработке первого мощного электронного микроскопа в начале 1950-х годов. За ним последовал ионный микроскоп и сканирующий электронный микроскоп. Электронные микроскопы высокого разрешения обеспечивают проницательность в атомные структуры твердых тел. В 1980-х годах был изобретен сканирующий микроскоп туннелирования. Это прототип сканирующего зондового микроскопа привел к разработке инструментов, которые позволяют визуализировать один атом. Родилась новая область технологии.
Сверхпроводимость была обнаружена в 1911 г. При чрезвычайно низких температурах некоторые материалы теряют электрическое сопротивление. Таким образом, они могут проводить электричество без малейших потерь. Совершенно очевидно, что это явление имеет множество потенциальных технических приложений как, например, в чрезвычайно мощных магнитах. Но явление сверхпроводимости ученые не могли объяснить вплоть до второй половины 20 века. В 1980-х впечатляющие успехи были достигнуты в производстве керамических материалов, которые демонстрируют сверхпроводимость при значительно более высоких температурах, чем ранее считалось возможным.
В 1960 году был изобретен лазер. Он производит когерентный свет, который может быть направлен узким лучом. У лазеров оказались несметные технологические приложения. Они включают целый ряд различных измерительных приборов, таких как детекторы загрязнения воздуха, высокоскоростная фотография, новые запоминающие устройства для компьютеров, хирургические инструменты различных видов.
Возможно, наиболее распространенной научной инновацией и самым важным изобретением 20 века было открытие полупроводников. Полупроводники, кристаллы, которые сочетают свойства электрических проводников и изоляторов. Исследования этих свойств привели к открытию транзистора в конце 1940-х.
Транзистор постепенно заменил вакуумные лампы и, в конце концов, в начале 1960-х годов, привел к интегральным микросхемам и микропроцессорам малого размера. Микропроцессоры имели огромное влияние на электротехнику. Их поразительная эффективность и размер вызвал множество приложений в самых различных областях. Чрезвычайно быстрое развитие компьютеров со значительно расширенной памятью стало возможным с появлением транзисторов, интегрированных в микропроцессорах. Практически все сегодняшние вычислительные и коммуникационные устройства основаны на этой технологии. Стоимость и размер вычислительной мощности была сокращена на несколько порядков. Кроме того при разработке и внедрении Интернета, который соединяет миллионы компьютеров сегодня, позволяет получить доступ к информации из всех уголков земного шара на беспрецедентном уровне и скорости. Масштабы потенциального воздействия современных информационных и коммуникационных технологий на общество могут быть сопоставимы с изобретением печатного станка. Современные компьютеры и компьютерные науки привели также к захватывающим достижениям в рамках фундаментальной науки, например в области искусственного интеллекта.
Еще одним событием, вытекающих из исследования полупроводников было изобретение фотоэлектрических ячеек, с помощью которых можно конвертировать свет в электрическую энергию. Они приносят надежду, что большую часть энергии необходимо будет преобразовывать непосредственно от солнца без значительного загрязнения.
Химия. Успехи физики оказали влияние на химию. Квантовая теория, пояснив природу химических связей, открыла перед наукой и производством широкие возможности химического преобразования вещества.
Во второй половине XX в. химики подарили человечеству новые материалы искусственного происхождения — нейлон и кевлар. В современной химии широко используются новые методы исследования — рентгеновская, электронная и инфракрасная спектроскопия, магнетохимия и масспектрометрия. Они позволяют уточнять состав исследуемых объектов, устанавливать мельчайшие детали строения молекул, отслеживать протекание сложнейших химических процессов.
После того как в конце XIX века были открыты электрон и радиоактивность, в начале ХХ века была разработана теория гетерополярной (ионной) связи и теория гомеополярной (ковалентной) связи. В 1927 г. началась разработка квантово-механической теории химической связи. Учение Менделеева о периодичности химических элементов получило своё подтверждение. Стало возможным прогнозировать свойства веществ. Физико-математические методы стали широко использоваться для разнообразных расчётов в области химии. Появились новые физико-химические методы анализа: электронная и колебательная спектрометрия, магнетохимия и т.д.
В ХХ веке благодаря достижениям химической науки стало возможным получение веществ с заданными свойствами: синтетических антибиотиков, синтетических полимеров, пластмасс, всевозможных строительных материалов, тканей и т.п.
Современная химия тесно сотрудничает с другими науками. В результате появились совершенно новые разделы химии: биохимия, геохимия, коллоидная химия, кристаллохимия, электрохимия, химия высокомолекулярных соединений и др.
В 1970 году Джон Попл разработал программу Гаусса, значительно облегчив расчеты вычислительной химии. В 1971 году Ив Шовен предложил объяснение механизма реакции реакций метатезиса олефинов. В 1975 году Карл Барри Шарплесс и его группа обнаружили стереоселективные реакции окисления, в том числе осколочное эпоксидирование. В 1985 году Гарольд Крото, Роберт Керл и Ричард Смолли обнаружили фуллерены, класс крупных молекул углерода, поверхностно напоминающих геодезический купол, спроектированный архитектором Р. Бакминстером Фуллером . В 1991 году Сумио Иидзима использовал электронную микроскопию для обнаружения типа цилиндрического фуллерена, известного как углеродная нанотрубка , хотя ранее работа была сделана в полевых условиях еще в 1951 году. Этот материал является важным компонентом в области нанотехнологий. В 1994 году, Роберт А. Холтон и его группа достигли первого общего синтеза таксола. В 1995 году Эрик Корнелл и Карл Виман выпустили первый конденсат Бозе-Эйнштейна - вещество, которое отображает квантово-механические свойства в макроскопическом масштабе.
Началось проникновение в механизм наследственности, получила развитие генетика, сформировалась хромосомная теория.
Между тем медицина достигла больших успехов. В 1928 году Александр Флеминг (1881-1955) обнаружил пенициллин.
Биология. Биология - одна из самых увлекательных и разнообразных областей науки. Люди, относящиеся к исследованию, в основном известные как биологи, сделали много новаторских открытий в этой области науки. Хотя некоторые из этих открытий помогли лечить болезни, другие помогли в проведении медицинских процедур и классификации животных.
К концу 20-го века, появились такие новые области в биологии, как геномика и протеомика. Все биологи, работая в таких областях, использовали молекулярные методы. А молекулярные и клеточные биологи расследуют взаимодействие между генами и окружающей средой, а также генетику природных популяций организмов.
Огромных успехов добились учёные-генетики, сумевшие выявить материальный носитель наследственности ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту), находящуюся в хромосомах. Структура молекулы ДНК была расшифрована британскими биофизиками Ф. Криком и М. Уилкинсом совместно с американским биохимиком Дж. Уотсоном в 1953 г. Учёные научились делить ДНК на отдельные гены и соединять их друг с другом — были заложены основы генной инженерии. Советский учёный И. А. Рапопорт открыл супермутагены — вещества, в десятки и сотни раз повышающие частоту возникновения мутаций у самых разных организмов. Это позволило в последующие годы найти методы искусственного получения мутаций и с их помощью создать ценные сорта растений и штаммы микроорганизмов — продуцентов антибиотиков, аминокислот. На рубеже тысячелетий биологи научились конструировать искусственные генетические системы, вмешиваться в явления наследственности.
В 1940-х гг. учёные определили, что в генах находится дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которая является информационным носителем наследственных признаков. В 1950-х гг. англичанин Ф. Крик и американец Дж. Уотсон завершили создание модели ДНК, а вскоре удалось получить рентгенограммы молекулы ДНК и установить её структуру. В 1970-х гг. начала развиваться генная инженерия — целенаправленное конструирование новых, не существующих в природе сочетаний генов. В конце XX в. английские учёные клонировали овцу (получившую имя Долли).
В астрономии квазары были открыты в 1963 году, а пульсары были открыты в 1968 году. Космический телескоп Хаббла был запущен в 1990 году. В конце 20-го века были открыты первые дополнительные солнечные планеты. На другом конце шкалы ученые обнаружили много новых субатомных частиц. В 1964 году Мюррей Гелл-Манн (1929) предположил, что существуют кварки.
Самым известным физиком конца 20-го века является Стивен Хокинг (1942). Хокинг известен своими исследованиями в черных дырах, относительности и космологии.
С конца XIX века все важные теоретические изменения в географии науки и все споры о ее основах и методах сопровождались вторжениями в историю дисциплины с целью использования аргументов из прошлого для поддержки одного или других оспариваемых концепций