Конспект урока Физика и научно-техническая революция

Конспект урока "Физика и научно-техническая революция"

«Прогресс – это замена одних неприятностей

на другие, ещё большие»

Герберт Уэллс

Данная тема посвящена исследованию того, какой вклад вносит современная физика в научно-техническую революцию.

Что вообще подразумевается под научно-технической революцией? Есть ли четкие критерии, с помощью которых можно определить, наступила научно-техническая революция, или нет?

Научно-техническая революция – это коренное, качественное преобразование производительных сил, качественный скачок в структуре и динамике развития производительных сил на основе превращения науки в ведущий фактор развития общественного производства. Считается, что последняя на данный момент времени научно-техническая революция началась в середине двадцатого века. Получило развитие автоматизация производства, контроль и управление с помощью электроники, применение и изготовление новых материалов, начало освоения космического пространства и так далее.

Сегодня людьми повсеместно используются плазменные телевизоры, домашние кинотеатры, электрические чайники (с автоматическим отключением), стиральные машины, микроволновые печи, компьютеры, ноутбуки, планшеты, сотовые телефоны и многое другое. То, что сто лет назад считалось бы чудом, сегодня не вызывает удивления даже у ребёнка. Это говорит о том, что внедрение новых технологий происходит повсеместно.

Стоит отметить, что первая электронно-вычислительная машина появилась еще в 1949 году. Однако, только в 80 годах появился ламповый компьютер, который занимал помещение размером со спортзал. Но уже в 90 годах, компьютеры прибрели вид, напоминающий современный. Сегодня же, компьютер можно уместить в форме ручки. И все эти стремительные преобразования и улучшения относятся не только к компьютерам, конечно.

Поэтому, ещё одной характерной чертой научно-технической революции является ускорение научно-технических преобразований. Также, к чертам научно-технической революции относятся повышение требований к уровню квалификации трудовых ресурсов. Можно заметить, что открывается всё больше и больше научно-исследовательских центров, подавляющее большинство людей имеют высшее образование, в то время как сто лет назад больше половины людей вообще не имели никакого образования. И, наконец, ярко выраженной чертой научно-технической революции является развитие военных технологий.

В конце второй мировой войны была изобретена атомная бомба, а чуть позднее – водородная бомба. Мощность ядерного оружия потрясла мир. Сегодня ракеты, вроде «Тополь» или «Булава» еще более разрушительны (это, конечно, не самый положительный пример, но, тем не менее, он дает понять, что развитие технологий идет семимильными шагами).

Самолеты второй мировой войны летали со скоростями, сравнимыми со скоростью современных автомобилей. В них не было ни радаров, ни, тем более, самонаводящихся ракет и тому подобного. Современные же самолеты развивают скорость порядка трех с половиной тысяч километров в час и оснащены всевозможной электроникой, не говоря уже о самолетах-невидимках.

Таким образом, научно-техническая революция имеет четыре характерные черты: повсеместность внедрения технологий, ускоренное научно-технических преобразований, повышение требований к уровню квалификации трудовых ресурсов и военно-технический прогресс.

Примеров, характеризующих научно-техническую революцию сегодня, можно найти ещё сотни. Но поговорим о том, какой вклад вносит физика в научно-техническую революцию. Начнем с того, что никакой атомной бомбы и ядерной энергетики не существовало бы, если в физике не было изучено строение атома и атомного ядра, если бы не было открыто явление радиоактивности. Современная электроника не мыслима без транзисторов, а транзисторы состоят из полупроводниковых материалов, которые тоже изучает физика. На сегодняшний день довольно актуальна проблема изготовления различных материалов с заданными свойствами (например, для строительства, для защиты, для использования в медицинских целях) – этими вопросами занимается физика твердого тела. И это, конечно, только отдельные примеры.

Благодаря физике элементарных частиц, человечество прошло огромный путь: если раньше считалось, что все вокруг построено из атомов, то сегодня известно о фундаментальных взаимодействиях и о частицах, отвечающих за каждое взаимодействие. Благодаря этой науке, возможно, скоро будут разгаданы глубочайшие тайны природы, поняв, каким образом, появилась Вселенная и каким взаимодействием связано всё, что существует. Понимание этого может привести к огромному прорыву (например, создание эффекта антигравитации сразу решит проблему транспортного топлива). Для решения проблемы энергетического голода, физики пытаются найти способ удерживать высокотемпературную плазму. Это должно помочь освоить термоядерный синтез, то есть, получить управляемую термоядерную реакцию. В настоящее время подобные попытки осуществляются в специальных установках – ТОКАМАК (тороидальная камера с магнитными катушками). С помощью мощных магнитных полей плазма в камере скручивается в шнур, не принося самой камере никакого вреда.

Альтернативное решение энергетического голода может быть найдено учеными, работающими в ЦЕРНе. Помимо столкновения ускоренных частиц и открытия новых элементарных частиц, в ЦЕРНе работают над получением антивещества. Если удастся найти метод удерживать антивещество, то оно может послужить универсальным топливом. Из-за явления аннигиляции, с помощью антивещества можно получать энергию буквально из чего угодно.

Но всё ли так хорошо в научно-технической революции? На самом деле считается, что есть всего три пути развития цивилизации: техногенная цивилизация, биогенная цивилизация и магикальная цивилизация. Последний вариант – это, как считается сегодня – из разряда фантастики, поэтому с научной точки зрения описать этот путь развития не представляется возможным. Биогенный путь развития предполагает гармонию с природой. Развиваются биоэнергетические технологии, то есть, живые машины, живые дома и т.п. Техногенный путь развития– это тот путь, который избрало человечество – то есть, развитие инструментов, приборов, устройств, создание роботов и так далее. Слабость техногенного пути заключается в отчуждении от природы, что и происходит сейчас. Наблюдается все большее ослабление иммунной системы у человека, все больше болезней и больше физических уязвимостей человеческого тела.

Кроме того, известно, что существует угроза ядерной катастрофы: либо в результате войны, либо в результате какой-то глобальной аварии, которая может произойти, как это произошло в Чернобыле и на Фукусиме (только более значительной). Также, уже давно остро стоит экологическая проблема из-за использования различных видов горючего, многочисленных выбросов отходов в атмосферу, в моря и океаны, вырубки лесов, да и вообще вмешательств в естественный ход природных процессов.

Основные выводы:

– Научно-техническая революция – это коренное, качественное преобразование производительных сил, качественный скачок в структуре и динамике развития производительных сил на основе превращения науки в ведущий фактор развития общественного производства.

– Научно-техническая революция имеет четыре характерные черты: повсеместность внедрения технологий, ускоренние научно-технических преобразований, повышение требований к уровню квалификации трудовых ресурсов и военно-технический прогресс.

– К основным плюсам научно-технической революции относятся: автоматизация производства, контроль и управление с помощью электроники, внедрение информационных технологий, общее повышение уровня жизни среднестатистического обывателя и, самое главное, более глубокое познание мира, в котором мы живем.

– К минусам научно-технической революции можно отнести следующее: развитие различных видов оружия, способного уничтожить все живое на Земле, отчуждение человека от природы, угроза экологической катастрофы.

– На сегодняшний день, можно сказать, что научно-техническая революция продолжается, и современная физика вносит в неё ощутимый вклад.

– Основными задачами физики в нынешнем столетии являются завершение классификации элементарных частиц и создание более мощных лазеров с более широким диапазоном действия и, конечно, решение проблемы энергетического голода.

На этом курс школьной физики заканчивается. Следующие темы будут посвящены интереснейшей науке – астрономии.