В. Гетте

Как исторически менялись взаимоотношения естествознания и техники? Кто первый изобретатель – человек или природа? Какие успехи естествознания и техники ознаменовали эру научно-технической революции?

Научно-технический прогресс. Взаимосвязь естествознания и техники. Научно-техническая революция.

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС. ВЗАИМОСВЯЗЬ НАУКИ И ТЕХНИКИ. До сих пор мы больше говорили о техническом прогрессе. Однако он – лишь часть единого научно-технического прогресса человечества. Вторая его составляющая – это прогресс науки.

Длительное время наука и техника развивались относительно самостоятельно и, казалось бы, независимо друг от друга. Однако в реальности они всегда взаимодействовали в решении насущных проблем практики, направленной на удовлетворение потребностей человека. Кроме того, наука и техника взаимно обогащали друг друга: достижения науки открывали перед техникой новые горизонты, а успехи техники позволяли науке глубже проникнуть в основы мироздания, разгадать тайны природы.

Английский физик Роберт Гук конструировал микроскопы, увеличивающие изображение в 140 раз. Он же в 1665 г первым увидел растительную клетку: однажды с помощью микроскопа Р. Гук обнаружил, что в тонком срезе пробка состоит из ячеек. Эти ячейки и были ни чем иным, как клетками. Таким образом, благодаря своему изобретению Р. Гук положил начало изучению клеточного строения живых организмов. В результате дальнейших исследований в XIX в. немецкими учеными – ботаником Маттиасом Шлейдоном и зоологом Теодором Шванном – была сформулирована клеточная теория строения растений и животных.

Ранее мы выяснили, что техника является предметом изучения многих наук. Но все же пальму первенства за вклад, внесенный в развитие техники, по праву следует отдать естествознанию. Однако характер взаимосвязи естествознания и техники в истории человечества был различным.

На заре человечества естествознание не могло оказать поддержки технике. Да его, собственно, тогда и не было. Поэтому все проблемы практики техника решала методом проб и ошибок (опытным, эмпирическим путем).

С древности человек стал накапливать сведения о растениях и животных, учиться у них адаптироваться к условиям естественной природной среды. Одновременно с этим он искал ответы на вопросы об устройстве мира, о силах, которые им управляют.

Постепенное разделение труда и появление новых видов деятельности поставило перед человеком новые задачи в овладении тайнами природы. В итоге строительство городов, храмов, развитие ремесел и т.п. привело к накоплению обширного свода знаний и навыков. Их закрепление и трансляция в специальных терминах способствовали зарождению ряда научных направлений (механики, астрономии и др.).

Это значит, что уже в древности единая философская мысль могла разделиться на отдельные науки. Однако процесс этого разделения затянулся до конца Средневековья.

Начавшееся в эпоху Возрождения бурное развитие промышленного производства нуждалось в теоретическом обосновании лежащих в его основе процессов, в открытии законов, которым эти процессы подчиняются. Это дало новый импульс развитию естествознания. Так, во второй половине XV в. оформляются отдельные естественные и математические науки. Но, к сожалению, они не могли еще оказать помощь практике: едва появившись, эти науки отставали в развитии от техники и производства. Однако по темпам развития они (науки) все же опережали их.

Среди значимых научных свершений XVI-XVIII вв. можно отметить: гелиоцентрическое учение Н. Коперника, закон всемирного тяготения И. Ньютона, кислородную теорию горения А.Л. Лавуазье и другие.

Постепенно наука стала догонять и даже несколько обгонять в развитии технику. Но все равно, она еще не была способна ставить перед техникой новые проблемы, указывать путь техническому прогрессу. Наоборот, техника предъявляла науке задачи, требующие скорейшего решения.

Изобретение в XVIII в. паровой машины произошло опытным путем, фактически без участия естествознания. И лишь потом потребовалась помощь науки для улучшения ее работы. Самостоятельно справиться с этой задачей техника уже не могла.

В XIX в (период быстрого развития капиталистическое производства) естествознание уже было в силах ставить и решать такие задачи, которые только лишь намечались на пути развития техники и промышленности.

Созданная паровая машина изначально отличалась низким коэффициентом полезного действия (КПД). Встала задача определить пределы КПД и выявить условия для его повышения. Успешность решения поставленной задачи привела естествознание к разработке механической теории тепла и кинетической теории газов, созданию термодинамики и, в итоге, к открытию закона сохранения и превращения энергии.

Во второй половине XIX в. наука сравнялась в темпах развития с техникой. Техника и производство становятся наукоемкими отраслями.

Среди успехов естествознания XIX в. отметим: устранение грани между неорганическими и органическими соединениями (К. Бертло, Ш. Жерар и др.), теорию химического строения А.М. Бутлерова, клеточную теорию Т. Шванна и М. Шлейдона, эволюционное учение Ч. Дарвина, периодический закон Д.И. Менделеева и другие.

Дальнейшие успехи естествознания привели к тому, что в XX в. наука стала опережать в развитии технику и производство. Шла подготовка к научно-технической революции, свершившейся во второй половине XX в.

Крупнейшими достижениями естествознания конца XIX в. и первой половины XX в. являются: раскрытие структуры атома; открытие радиоактивности; создание теории относительности, квантовой механики, кибернетики, генетики, реактивной техники; распространение электричества; расщепление атомного ядра и многое другое.

История научно-технического прогресса – это история взаимовыгодного союза науки и техники. Не только наука влияла на успехи техника, но и техника, ставя перед наукой новые проблемы, оснащая ее современными технологиями, стимулировала эволюцию науки.

ИЗУЧАЯ ПРИРОДУ, СОЗДАЕМ ТЕХНИКУ. Создавать технику человек учился у природы. Однако осознание того, что любой технический объект подчиняется природным законам, пришло к нему не сразу.

ОБРАЗ ЖИЗНИ. Вспомните свои прогулки по парку или по лесу, походы в зоопарк или ботанический сад. Все те места, где вы когда-либо могли наблюдать за жизнью растений или животных. Все они – удивительные творения природы, несущие в себе ее техническую мудрость и красоту.

Наблюдая за животными и растениями, человек мечтал о том, что сможет проникнуть в глубь земли, покорить морские и воздушные просторы, а потом и космос. Всем этим мечтам суждено было свершиться благодаря наблюдательности и пытливости выдающихся умов человечества.

Изучив скелет птицы, Леонардо да Винчи сконструировал подобный ему летательный аппарат, приводимый в движение мускульной силой человека. Чуть позднее он изменил конструкцию крыльев, сделав их похожими на крылья летучей мыши. Во второй половине XIX в. француз Труве разработал модель летательного аппарата, похожую на лебедя, взмывающего ввысь.

Но и растения не отставали от птиц. Летные качества семян лианы зенонии заметил изобретатель Этрих из Богемии. В 1904 г. по их подобию он построил планер с размахом крыльев в 6 м и грузоподъемностью в 25 кг. Потом Этрих не раз улучшал летные качества своего планера.

Первые цветочные часы шведского ботаника Карла Линнея. Ножи для бурения твердых пород по подобию зубов вымерших ящеров. Автоматические сортировщики писем, работающие по принципу избирательного распознавания предметов, присущего зрению лягушки. Компьютеры, имеющие по два жестких диска, как и животные, имеющие парные органы (две почки, две руки и т.д.). Высотные сооружения (Останкинская телебашня и т.п.), напоминающие стебли растений, например бамбука (утолщенные в основании и заостренные к верху). Пневматические ружья, созданные человеком и природой (желтые, бурые и иные мхи). Все это – лишь малая толика примеров заимствования человеком у природы технических решений.

Во второй половине XX в. в недрах естествознания сформировалась новая наука – бионика. Она родилась на стыке биологии, физики, математики и других наук. Ее достижения существенны для научно-технического прогресса.

Задача бионики заключается в изучении биологических объектов с целью использования их свойств в создании искусственных систем. Для решения этой задачи используются различные научные методы. Так, моделирование применяют для «воспроизведения» в технической системе какого-либо свойства живого организма. С помощью метода имитации создаются искусственные материалы, возводятся строительные сооружения и т.д., которые по форме или другим свойствам соответствуют природным аналогам. Метод палеобионики востребован в тех случаях, когда изобретательская задача решается через выявление особенности вымерших растений и животных.

Природа – первый и самый главный изобретатель на планете.

СОВРЕМЕННОЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ В ЭПОХУ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ. Современный этап научно-технического прогресса называют научно-технической революцией. Суть этой революции – в коренном преобразовании промышленно-производственной практики человечества за счет превращения науки в лидирующий фактор развития всех сфер общественной жизни, в том числе и технической.

Сегодня естественные науки – реальная производительная сила. Они тесно переплетены с техникой и производством, а их достижения определяют облик современной цивилизации.

Естествознание и техника в эпоху научно-технической революции

Отрасли естествознания	Достижения техники
Ядерная физика	Атомная бомба
Космонавтика	Выход в космос
Кибернетика	Компьютерная техника
Радиоэлектроника	Видеотехника
Химия	Синтетические материалы
Генетика	«Зеленая революция»

В эпоху научно-технической революции человечество убедилось в неограниченных возможностях естествознания.

Союз естествознания и техники в эпоху научно-технической революции дал человеку небывалое ранее могущество, ощущение всевластия. При этом сам термин «научно-техническая революция» возник в середине XX в., когда была создана атомная бомба.

1. Что такое научно-технический прогресс?

2. Почему современный этап научно-технического прогресса называют научно-технической революцией?

3. Какую роль естествознание сыграло в зарождении и развитии техники?

4. Почему природу считают первым изобретателем на планете?