Новые технологии и прогресс цивилизации

История науки и техники с большой убедительностью показывает, что уровень развития производства и производительных сил общества находится в прямой зависимости от его научно-технической политики, а наибольший технический прогресс наблюдается там, где государство вкладывает больше всего средств в образование.

Осмысление экономического чуда Японии и Кореи позволяет с большой убедительностью отнести достижение этого результата за

счет повышения уровня образования работников этих стран. Они начали с того, что открыли университеты, и сегодня в Японии, например, их уже более 300. Увеличили финансирование на образование и науку. Результат не замедлил сказаться. Все достижения, которыми фундаментальная наука обогатила человечество - атомная энергия, лазерная техника, космическая связь, телевидение и компьютеры - вошли в быт японцев, сделали их страну «цивилизацией будущего».

В настоящее время для нашей страны становится реальным фактом вхождения в рыночную экономику. Но рыночная экономика это, в первую очередь, жесткая конкуренция новейших технологий, обеспечивающих наивысшую производительность труда. Однако очевидно, что не будет конкурентно-способных технологий без их базиса — фундаментальной науки естествознания, в которой одно из ведущих мест принадлежит физике.

Поскольку физика является ведущей наукой в естествознании, то изучение ее законов и их практическое использование в жизни человеческого общества не может игнорироваться ни одним специалистом высокой квалификации.

Физика - наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы ее движения. Предмет физики трудно определить в нескольких словах. Трудность заключается в том, что практически не возможно наметить границы раздела между физикой и другими естественными науками. Задачей науки является дальнейшее углубление и расширение знаний человека о материи, о процессах, происходящих в веществе и поле.

Интенсивное развитие науки и техники, их взаимосвязь и взаимодействие, превращение науки в непосредственную производительную силу являются одной из важных сторон современной научно-технической революции.

На базе научных достижений и открытий, особенно физики, создающей научно-теоретическую основу технического прогресса, происходят качественные изменения во всех отраслях современной техники и технологии.

Каждое крупное открытие в физике в дальнейшем ведет к возникновению новых отраслей техники и технических дисциплин. Примеров этому много - открытие электромагнитных волн привело к возникновению радиотехники, изучение квантовых свойств материи – к возникновению лазерной техники, исследование атомного ядра –к

возникновению ядерной энергетики и т. д.

Процессы жизнедеятельности человека, животных и растений в значительной мере определяются физическими условиями среды, в которой мы находимся: световым, тепловым, водным и воздушным режимами.

Велика роль физики в процессе обучения студентов. Прежде всего, изучение физики способствует процессу развития и формирования у них материалистического мировоззрения и диалектического понимания ими законов и явлений природы. Поскольку физика является научно-теоретической основой развития современной техники и технологии, то физические законы и методы исследования составляют фундаментальную основу подготовки специалистов с высшим образованием. Любой выпускник вуза должен владеть физикой в такой степени, чтобы быть в состоянии творчески применять достижения физики в своем деле, квалифицированно использовать технику и руководить ее внедрением.

Техника — вся совокупность средств и устройств, создаваемых человеком для того, чтобы осуществлять процессы производства и обслуживать непроизводственные процессы потребностей общества, т. е. улучшать свою жизнь, основана на науке. По мере развития производства и создания новых орудий труда техника освобождает человека от выполнения различных производственных функций, связанных как с физическим, так и с умственным трудом. По функциональному назначению различают технику производственную, в том числе энергетическую, служащую для получения и преобразования энергии, и непроизводственную — бытовую, научных исследований, образования и культуры, военную, медицинскую и другие.

Главными показателями действующей и вновь создаваемой техники являются ее производительность, надежность и экономичность эксплуатации.

Характерная тенденция развития техники — использование высокоэффективных технических средств для облегчения умственного труда, повышения его производительности. В современный период происходит активное вторжение техники в сферу умственного труда. Развитие электроники, кибернетики, совершенствование ЭВМ создают предпосылки для передачи машинам не только управляющих, но и логических функций человека, т. е. функций его умственной деятельности. Применение

контрольно-управляющих, информационных и вычислительных .машин оптимизирует планирование и управление производством, повышает продуктивность умственного труда, избавляет человека от выполнения многих трудоемких расчетных операций, сокращает расходы на административно-управленческий аппарат. В целях рационализации делопроизводства, повышения эффективности работы конструкторских, технологических, планово-экономических и других организаций расширяются выпуск и использование различных средств оргтехники. Особое значение приобретают специфические технические средства, способные заменить человека при выполнении утомительных или вредных для его здоровья операций (робототехника).

По мере развития техники обновляется и изменяется технология различных производств.

Технология - совокупность приемов и способов получения, обработки и переработки сырья, материалов, полуфабрикатов или изделий, осуществляемых в различных отраслях промышленности, строительства, сельского хозяйства, бытового обслуживания и т. д.

Технологию обычно рассматривают в связи с конкретной отраслью производства либо в зависимости от способов получения или обработки определенных материалов. В результате осуществления технологических процессов происходит качественное изменение обрабатываемых объектов. Важнейшие показатели, характеризующие технико-экономическую эффективность технологического процесса: удельный расход сырья, полуфабрикатов и энергии на единицу продукции; выход (количество) и качество готовой продукции (изделий); уровень производительности труда; интенсивность процесса; затраты на производство; себестоимость продукции. Совершенствование технологий всех отраслей и видов производства - важное условие ускорения технического прогресса в народном хозяйстве.

К одной из важных тенденций научно-технического прогресса относится освоение передовых и принципиально новых технологий, таких как: электронно-лучевых, плазменных, лазерных, мембранных, высокотемпературной сверхпроводимости и других, что принесет крупный экономический эффект. Например, с помощью лазерной технологии обрабатываются любые материалы с большой производительностью и точностью. Импульсная лазерная сварка, применяемая при изготовлении электровакуумных полупроводниковых приборов, интегральных схем и т.п.,

способствует снижению в 3-5 раз трудоемкости изготовления, повышает качество продукции.

С помощью лазерной технологии получают новые конструкционные материалы, важные для новой техники. Ее используют для повышения износостойкости, прочности деталей, инструмента и других изделий. Большой экономический эффект заключен и в применении мембранных технологий. Мембраны, в частности, применяются для фильтрации вакцин, антибиотиков, других лекарственных препаратов, пищевых продуктов; перспективно их использование для получения сверхчистой воды, нужной в современном производстве элементной базы микроэлектроники.

К важнейшим направлениям научно-технического прогресса относятся также автоматизация и механизация производства. Эти направления призваны коренным образом преобразовать рабочие места, сделать труд рабочих, крестьян, интеллигенции более производительным, творческим, привлекательным.

Автоматизация лишь одного рабочего места повышает производительность труда в 2-3 раза. Комплексная же автоматизация поднимает производительность труда на порядок выше.

Характерная особенность автоматизации в настоящее время – быстрое развитие робототехники, гибких автоматизированных производств, обеспечивающих высокую производительность.

Развитие энергетики в значительной степени стимулирует промышленную мощь той или иной страны, уровень благосостояния ее жителей. Каждый новый процент увеличения электроэнергии, например, дает один процент прироста производительности труда. Жизненный уровень большинства стран мира прямо пропорционален их энергопотреблению.

Последние 15-20 лет в передовых странах мира активно развивается атомная энергетика, с которой связывают будущее. Ее преимущество в высокой концентрации энергии, в более легком решении транспортных проблем, в экологической чистоте (при нормальных условиях эксплуатации). В 1990 г. на долю ядерной электроэнергии приходилось 20% в общемировом балансе. Доля выработки электроэнергии на АЭС в СССР 12% и в эксплуатации находились 45 ядерных энергоблоков.

Представляется, что наиболее перспективным энергоносителем в нашей стране на ближайшие 50 лет должен стать природный газ, который способен заменить нефть и уголь на электро- и тепловых станциях, бензин в двигателях машин, должна увеличиться доля его использования в бытовых целях. Настала пора в необходимости сосредоточить внимание и осваивать другие экологически безопасные источники (солнце, ветер, приливы и отливы морей и океанов), а также уделить большее внимание эффективности использования энергоносителей.

В рамках макромира целесообразно рассмотреть основные положения наиболее общих законов естествознания и прежде всего физические закономерности.

В соответствии с основной концептуальной идеей изложения (диалектическим материализмом), рассмотрение физических явлений начинается с простейшей формы движения материи — механической.