Концепции Современного Естествознания

Уровень механизации и автоматизации производственных процессов стал настолько высоким, что решение конкретных задач потребовало от любого работника, не только от инженера, но и от квалифицированного рабочего, серьезной профессиональной подготовки, современных научных знаний. По мере развертывания НТР наука становится определяющим фактором в развитии общества в сравнении с материальным производством. Научные открытия фундаментального характера приводят к появлению новых отраслей в промышленности, например, производства сверхчистых материалов, космической техники. Для сравнения, отметим, что во времена индустриальной революции сначала делались технические изобретения, а затем наука подводила под них теоретическую базу. Классический пример из XIX в. - паровой двигатель. В течение 1950 - первой половины 1960-х гг. общественная мысль полагала, что главным результатом НТР выступает появление высокопроизводительной индустрии, и на ее основе - зрелого индустриального общества. Западное общество быстро осознало те преимущества, которые несет с собой научно-техническая революция, и много сделало для ее продвижения по всем направлениям. В конце 1960-х гг. западное общество вступает в качественно новый этап своего развития. Ряд ведущих западных ученых - Д. Белл, Г. Кан, А. Тоффлер, Ж. Фурастье, А. Турен - выдвинули концепцию постиндустриального общества и стали усиленно ее разрабатывать.
1970-е гг. энергетический и сырьевой кризисы ускорили структурную перестройку промышленности, а вслед за ней всех сфер общественной жизни, которая сопровождалась массовым внедрением наукоемких технологий. Резко возрастает роль транснациональных корпораций, что означало дальнейшую интеграцию мировых экономических процессов. Наряду с радикальными преобразованиями в экономике ускоряется глобализация информационных процессов. Создаются мощные телекоммуникационные системы и информационные сети, спутниковая связь, которые постепенно охватывают весь мир. Изобретается персональный компьютер, совершивший подлинную революцию в науке, деловом мире, печати. Информация постепенно становится важнейшей экономической категорией, производственным ресурсом, ее распространение в обществе приобретает огромную социальную значимость, ибо тот, кто владеет информацией, владеет и властью.
В начале 1990-х гг. после распада СССР и мировой социалистической системы начинаются стремительно развивающиеся процессы глобализации мира и одновременно с этим перерастание постиндустриального общества на Западе в информационное общество. Если для постиндустриального общества характерной чертой выступало заметное преобладание производства услуг над производством материальных продуктов, то информационное общество отличает прежде всего наличие высокоэффективных информационных технологий в финансовой и экономических сферах, в средствах массовой информации.
2. Нанотехнологии и их применение для создания новых свойств у традиционных материалов;
Нанотехнология. Нанотехнологии, наряду с компьютерно-информационными технологиями и биотехнологиями, возможно, станут фундаментом научно-технической революции в XXI веке, революцией, сравнимой и даже превосходящей по своим масштабам преобразования в технике и обществе, вызванные крупнейшими научными открытиями XX века.
Нанотехнология— совокупность методов и приемов манипулирования веществом на атомном и молекулярном уровнях с целью производства конечных продуктов с заранее заданной атомной структурой. Нанотехнологии обеспечивают возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества и позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба.
Наноматериалы — материалы, содержащие структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладающие качественно новыми свойствами, функциональными и эксплуатационными характеристиками.
Наносистемная техника — полностью или частично созданные на основе наноматериалов и нанотехнологий функционально законченные системы и устройства, характеристики которых кардинальным образом отличаются от показателей систем и устройств аналогичного назначения, созданных по традиционным технологиям.
Для понятия нанотехнология, пожалуй, не существует исчерпывающего определения, но по аналогии с существующими ныне микротехнологиями следует, что нанотехнологии - это технологии, оперирующие величинами порядка нанометра. Это ничтожно малая величина, в сотни раз меньшая длины волны видимого света и сопоставимая с размерами атомов. Поэтому переход от "микро" (10-6м) к "нано" (10-9м)- это уже не количественный, а качественный переход - скачок от манипуляции веществом к манипуляции отдельными атомами. Когда речь идет о развитии нанотехнологий, имеются в виду три направления: изготовление электронных схем (в том числе и объемных) с активными элементами, размерами сравнимыми с размерами молекул и атомов; разработка и изготовление наномашин, т.е. механизмов и роботов размером с молекулу; непосредственная манипуляция атомами и молекулами и сборка из них всего существующего. Реализация всех этих направлений уже началась. Почти десять лет назад были получены первые результаты по перемещению единичных атомов и сборки из них определенных конструкций, разработаны и изготовлены первые наноэлектронные элементы. По оценкам специалистов, уже на рубеже следующего века начнется производство наноэлектронных чипов, например, микросхем памяти емкостью в десятки гигабайт.
3. Биотехнологии, их роль в реорганизации органических объектов, грядущие следствия для человека и человечества.
Собственно сам термин появился в нашем языке не так давно, вместо него употреблялись слова «промышленная микробиология», «техническая биохимия» и др. Вероятно, древнейшим биотехнологическим процессом было сбраживание с помощью микроорганизмов. В пользу этого свидетельствует описание процесса приготовления пива, обнаруженное в 1981 г. при раскопках Вавилона на дощечке, которая датируется примерно 6-м тысячелетием до н.э. В 3-м тысячелетии до н.э. шумеры изготовляли до двух десятков видов пива. Не менее древними биотехнологическими процессами являются виноделие, хлебопечение, и получение молочнокислых продуктов. В традиционном, классическом, понимании биотехнология - это наука о методах и технологиях производства различных веществ и продуктов с использованием природных биологических объектов и процессов. Термин «новая» биотехнология в противоположность «старой» биотехнологии применяют для разделения биопроцессов, использующих методы генной инженерии и более традиционные формы биопроцессов. Так, обычное производство спирта в процессе брожения - «старая» биотехнология, но использование в этом процессе дрожжей, улучшенных методами генной инженерии с целью увеличения выхода спирта - «новая» биотехнология. Биотехнология как наука является важнейшим разделом современной биологии, которая, как и физика, стала в конце XX в. одним из ведущих приоритетов в мировой науке и экономике. Всплеск исследований по биотехнологии в мировой науке произошел в 80-х годах, но, несмотря на столь короткий срок своего существования, биотехнология привлекла пристальное внимание, как ученых, так и широкой общественности. По прогнозам, уже в начале 21 века биотехнологические товары будут составлять четверть всей мировой продукции. Что касается более современных биотехнологических процессов, то они основаны на методах рекомбинантных ДНК, а также на использовании иммобилизованных ферментов, клеток или клеточных органелл. Современная биотехнология - это наука о генно-инженерных и клеточных методах создания и использования генетически трансформированных биологических объектов для улучшения производства или получения новых видов продуктов различного назначения. Биотехнология - междисциплинарная область научно-технического прогресса, возникшая на стыке биологических, химических и технических наук. Биотехнологический процесс включает ряд этапов: подготовку объекта, его культивирование, выделение, очистку, модификацию и использование продуктов. Многоэтапность процесса обуславливает необходимость привлечения к его осуществлению самых различных специалистов: генетиков и молекулярных биологов, биохимиков и биооргаников, вирусологов, микробиологов и клеточных физиологов, инженеров-технологов, конструкторов биотехнологического оборудования и др. В Комплексной программе научно-технического прогресса стран членов СЭВ в качестве первоочередных задач биотехнологии определены создание и широкое народнохозяйственное освоение новых биологически активных веществ и лекарственных препаратов для медицины (интерферонов, инсулина, гормонов роста человека, моноклональных антител и т.д.), позволяющих осуществить в здравоохранении раннюю диагностику и лечение тяжелых заболеваний.
4. Информационные технологии, их влияние на трудовую деятельность и повседневную жизнь людей.
«(ИТ) — это процессы, которые используют совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта). Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах».
Такое формирование информационного пространства требует снабжения как психологической, так и проф. подготовленности всех участников образовательного процесса. В критериях радикального усложнения жизни общества, его технической и общественной инфраструктуры решающим как оказалось изменение отношения людей к информации, которая является важнейшим стратегическим ресурсом общества. Положительный результат перехода к информационному обществу главным образом зависит от способности системы образования в сокращенные сроки выполнить реформы, необходимые для ее приспособления к нуждам информационного общества. В школах начали заводить электронные дневники учеников, с помощью которых родители узнают об успеваемости своего ребенка. В ВУЗах и других учебных заведениях преподаватели все больше практикуют скидывание лекций на электронные носители, а также практикуется самостоятельное изучение тем. Таким образом, потребность в посещении лекций уменьшается.
Тема 9. Современные модели строения и эволюции Вселенной и антропный принцип
1. Концепция универсального эволюционизма
Принципы глобального эволюционизма, истоки которых мы находим в учении Г. Спенсера, обобщенно формулируются в самом простом виде так: все сущее во Вселенной не может существовать вне эволюционного процесса изменчивости, какие бы сферы этого сущего не рассматривали. Заслуга Г. Спенсера состоит в том, что он вывел применение принципов эволюционизма за пределы элементарной биологии и доказал их применимость в других областях мироздания, в частности, обосновал как принципы эволюционизма проявляют себя в социологии (теория органицизма). Принципы универсального эволюционизма за пределами биологии и социологии первыми восприняли представители физической науки (гипотеза происхождения Вселенной в результате «большого взрыва», теория расширяющейся Вселенной и др.). Дальнейшее проникновение принципов в науку привело к возникновению самостоятельного научного направления – синергетики, в рамках которой, принципы универсального эволюционизма приобрели статус научной методологии. Общими положениями (принципами) для универсального эволюционизма являются: признание того, что все конструктивные и деструктивные процессы во Вселенной равнозначны и равноправны; признание универсальности алгоритмов усложнения и упорядочивания во всех системах, независимо от их частных характеристик и особенностей возникновения и развития. Применительно к обществу это означает, что интеллект и общество также развиваются согласно этих законов. А потому актуализируется иной вопрос, решаемый в рамках данной концепции: каким образом осуществляется переход от неуправляемого (хаотизированного) состояния общества к управляемому. Ответ находится опять же в рамках концепции глобального эволюционизма - это разработка стратегий устойчивого развития (социальная энтропия). Принцип и условие такого перехода состоит в том, чтобы человечество управляло процессом перехода не только исходя из своих «рефлексивных» интересов, а из интересов глобального равновесия (сохранение окружающей среды, мира, условий выживаемости и т.д.). Это условие, вполне логично ставит вопрос о состоянии разума и интеллекта, насколько они готовы не только принять данное условие, но и осуществить этот переход. Таким образом, концепция эволюционизма решает актуальнейшую задачу современности и пытается найти некий универсальный инструмент - принцип глобального эволюционизма, с помощью которого происходит трансформация нынешней, неравновесной общественной системы, к более высокой, упорядоченной форме самоорганизации.
2. Теория расширяющейся Вселенной. Большой Взрыв
Ученые, поддерживающие теорию большого взрыва, разделяют гипотезу, в соответствии с которой мироздание является последствием грандиозного взрыва. Главным постулатом теории становится утверждение о том, что до этого события все элементы нынешней Вселенной были заключены в частице, имевшей микроскопические размеры. Находясь внутри нее, элементы характеризовались сингулярным состоянием, при котором такие показатели, как температура, плотность и давление не могут быть измерены. Они бесконечны. На материю и энергию в этом состоянии не воздействуют законы физики. Причиной взрыва, происшедшего 15 миллиардов лет назад, называют возникшую внутри частицы нестабильность. Разлетевшиеся мельчайшие элементы положили начало тому миру, который мы знаем сегодня. Вначале Вселенная была туманностью, образованной мельчайшими частицами (мельче атома). Затем, соединяясь, они сформировали атомы, которые послужили основой звездных галактик. Ответ на вопросы о том, что было до взрыва, а также, что стало его причиной, являются важнейшими из задач этой теории возникновения Вселенной.
Вселенная продолжает расширяться и охлаждаться. Постоянное увеличение расстояния между галактиками – основной постулат: то, чем отличается теория большого взрыва. Возникновение Вселенной таким способом может быть подтверждено найденными доказательствами. Также существуют и основания для ее опровержения.
Учитывая то, что теория большого взрыва не является доказанной на практике, не вызывает удивления то, что существует несколько вопросов, на которые она не в состоянии дать ответ: Сингулярность. Этим словом обозначено состояние Вселенной, сжатой до одной точки. Проблемой теории большого взрыва становится невозможность описания процессов, происходящих в материи и пространстве в таком состоянии. Общий закон относительности здесь неприменим, поэтому составить математическое описание и уравнения для моделирования нельзя. Принципиальная невозможность получения ответа на вопрос об изначальном состоянии Вселенной дискредитирует теорию с самого начала. Ее научно-популярные изложения предпочитают замалчивать или упоминать лишь вскользь эту сложность. Однако для ученых, работающих над тем, чтобы подвести математическую базу под теорию большого взрыва, такое затруднение признано главным препятствием. Астрономия. В этой сфере теория большого взрыва сталкивается с тем, что не может описать процесс происхождения галактик. Исходя из современных версий теорий, возможно, предсказать то, как появляется однородное облако газа. При этом его плотность к нынешнему времени должна составлять около одного атома на кубический метр. Для получения чего-то большего не обойтись без корректировки исходного состояния Вселенной. Недостаток информации и практического опыта в этой сфере становятся серьезными препятствиями на пути дальнейшего моделирования. Также существует несоответствие в показателях расчетной массы нашей галактики и теми данными, которые получены при изучении скорости ее притяжения к галактике Андромеды. Судя по всему, вес нашей галактики в десять раз больше, чем предполагали ранее.
3. Галактики и структура Вселенной
Структуру Солнечной системы можно условно разделить на такие элементы:
Солнце, ее центр и главный энергетический источник, именно мощная гравитация Солнца удерживает планеты на своих местах и заставляет вращаться по своим орбитам.
Планеты земной группы. Ученые астрономы разделили Солнечную систему на два участка: внутреннюю Солнечную систему и внешнюю Солнечную систему. Во внутреннюю Солнечную систему были включены четыре ближние планеты скалистого типа: Меркурий, Венера, Земля и Марс.
Пояс астероидов, который находится за Марсом. Полагают, что он образовался еще в далекие времена зарождения нашей Солнечной системы и состоит из различных космических обломков.
Планеты гиганты, они же газовые гиганты, которые находятся во внешнем участке Солнечной системы. Это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. В отличие от планет земной группы обладающей твердой поверхностью с мантией и ядром газовые гиганты наполнены в основном водородной и гелиевой смесью. При более детальном изучении состав планет Солнечной системы может разниться.
Пояс Койлера и облако Аорта. Они находится за Нептуном, и там проживают карликовые планеты, самой известной из которых является Плутон и многочисленные кометы. Поскольку эти участки находятся от нас весьма далеко, то современная наука располагает весьма скудными сведениями про них. В целом многие особенности строения