АННОТАЦИЯ
Научно-техническаяреволюция – это новый этап научно-технического прогресса. Он характеризуетсяоткрытием новых законов природы, созданием новых и появлением новых отраслейтехники. Наблюдается стремительный прогресс науки, который сопровождаетсяпереворотом в средствах научного труда, в технике и организации исследований, всистеме информации. Успех науки позволяет создать такие технические средства,которые могут заменить и физический и умственный труд человека.
Предпосылки для НТР былисозданы научными открытиями первой половины XX века.
В данной работе раскрытысущность и значение НТР её основные особенности.
Основными направлениямиреализации НТР и научно-технической деятельности стали: автоматизацияпроизводства и управления, открытие и использование новых видов энергии,создание материалов с заданными свойствами, освоение космоса, электронныемикротехнологии, глобальная автоматизация информационных процессов и созданиеглобальных средств массовой коммуникации, создание искусств, интеллекта.
На современном этапе НТРвызвала коренной переворот в технологии производства. Начало XXI века охарактеризовалось созданиемновых направлений в науке и технике – биотехнологий и нанотехнологий.
Нано – и биотехнологиисоставляют основу для НТР и призваны радикально изменить окружающий мир.
В реферате значительноевнимание уделено характеристике и областям применения современных технологий,проанализированы положительные моменты их применения, а также возможныеотрицательные моменты новых направлений НТР.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СУЩНОСТЬ И ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИНТР
1.1 НТР: понятие, сущность, основныенаправления
1.2 Предпосылки возникновения НТР
2. СОВРЕМЕННЫЙ ЭТАП HТР
2.1 Начало НТР
2.2 Становление техноструктуры XXI века
3. НАНО – И БИОТЕХНОЛОГИИ – ОСНОВНЫЕСТРАТЕГИЧЕСКИЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННОГО ЭТАПА НТР
3.1 Нано — и биотехнологии: понятие иобласти применения
3.2 Последствия применения био- инанотехнологий
3.3 Возможности нано- и биотехнологийв материаловедении
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВЕДЕНИЕ
Настоящее и будущееэкономики любой страны зависит во многом от того, как новейшие достижения наукии техники внедряются во все сферы жизни. Поэтому важно выяснить, каковы а)сущность, б) этапы и рспективы НТР.
Научно-техническаяреволюция (НТР) — коренное качественное преобразование производительных сил наоснове превращения науки в ведущий фактор производства.
Эпоха НТР наступила в 40- 50-е годы XX века. Именно тогда зародились иполучили развитие ее главные направления: автоматизация производства, контрольи управление им на базе электроники; создание и применение новых конструкционныхматериалов и др. С появлением ракетно-космической техники началось освоениелюдьми околоземного космического пространства. Для прогресса современной наукии техники характерно комплексное сочетание их, революционных и эволюционныхизменений. Примечательно, что за два — три десятилетия многие начальныенаправления НТР из радикальных, постепенно превратились в обычные эволюционныеформы совершенствования факторов производства и выпускаемых изделий. Новые крупные научные открытия и, изобретения70 — 80-х годов XX века породиливторой, современный, этап НТР. Для него типичны несколько лидирующихнаправлений: электронизация, комплексная автоматизация, новые виды энергетики, технологияизготовления новых материалов, био — и нанотехнологии. Их развитие предопределяетоблик производства в конце ХХ — начале ХХI вв.
Настоящая тема носитактуальный характер в современных условиях. Научно-техническая революцияускорила развитие мировой цивилизации, придав экономике новое качествоэкономического роста, в основе которого ведущее место принадлежит инновациям. Всвязи с этим проблемы поиска инновационных механизмов, связывающихфундаментальную науку и реальное производство, приобретают особую значимость.
Цель реферата – изучитьперспективные направления НТР и выявить последствия их применения для общества.
Задачи реферата –определить сущность и основные направления НТР; изучить особенности развитияНТР на современном этапе; раскрыть понятие нано – и биотехнологий, области ирезультаты их применения.
1. СУЩНОСТЬ И ОСНОВНЫЕОСОБЕННОСТИ НТР
1.1 НТР: понятие,сущность, основные направления
Актуальной проблемойобщественного развития является научно-техническая революция. Ее значимостьопределяется не только ускорением исторического прогресса, но и ее влиянием нанепосредственные и отдаленные социальные последствия.
Научно-техническаяреволюция (НТР) — это период времени, в течение которого происходиткачественный скачок в развитии науки и техники, коренным образом преобразующийпроизводительные силы общества. Начало НТР приходится на середину XX века, иуже к 70-м годам она увеличила экономический потенциал мирового хозяйства внесколько раз. Достижениями НТР в первую очередь воспользовались экономическиразвитые страны, которые превратили их в ускоритель научно-техническогопрогресса.
Одним из наиболее спорныхвопросов при обсуждении проблем научно-технической революции является вопрос оее сущности.
Единого мнения здесь нет.Одни авторы сводят сущность НТР к изменению в производительных силах общества,другие — к автоматизации производственных процессов и созданию четырехзвеннойсистемы машин, третьи — к возрастанию роли науки в развитии техники, четвертые- к появлению и развитию информационной техники и т.д. [3, с.181 ].
Во всех этих случаяхотражаются лишь отдельные признаки, отдельные стороны научно-техническойреволюции, а не ее сущность.
Научно-техническаяреволюция — это качественно новый этап научно-технического прогресса. НТРпривела к коренному преобразованию производительных сил на основе превращениянауки в ведущий фактор развития производства. В ходе НТР бурно развивается изавершается процесс превращения науки в непосредственную производительную силу.НТР изменяет весь облик общественного производства, условия, характер исодержание труда, структуру производительных сил, общественного разделениятруда, отраслевую и профессиональную структуру общества, ведёт к быстрому роступроизводительности труда, оказывает воздействие на все стороны жизни общества,включая культуру, быт, психологию людей, взаимоотношение общества с природой,ведёт к резкому ускорению научно-технического прогресса.
В прошлом перевороты вестествознании и технике лишь иногда совпадали между собой по времени,стимулируя один другой, но никогда не сливались в единый процесс. Своеобразиеразвития естествознания и техники наших дней, его особенности состоят в том,что революционные перевороты в науке и технике представляют собой теперь лишьразличные стороны одного и того же единичного процесса – НТР.Научно-техническая революция есть явление современной исторической эпохи, невстречавшееся ранее.
В условиях НТР возникаетновое соотношение между наукой и техникой. В прошлом уже вполне определившиесяпотребности техники влекли за собой выдвижение теоретических задач, решениекоторых было связано с открытием новых законов природы, созданием новыхестественнонаучных теорий. В настоящее время открытие новых законов природы илисоздание теорий становится необходимой предпосылкой самой возможности появленияновых отраслей техники. Складывается и новый тип науки, отличающийся своимтеоретическим и методологическим фундаментом и своей общественной миссией отклассической науки прошлого. Этот прогресс науки сопровождается переворотом всредствах научного труда, в технике и организации исследований, в системеинформации. Все это превращает современную науку в один из самых сложных инепрерывно растущих социальных организмов, в наиболее динамическую, подвижную производительнуюсилу общества.
Итак, существеннымпризнаком понятия НТР в узком его смысле, ограниченном рамками процессов,происходящих в области собственно естествознания и техники, является слияниереволюционного переворота в науке и революционного переворота в технике вединый процесс, причем наука выступает в отношении техники и производства в роливедущего фактора, прокладывающего пути их дальнейшего развития.
Успех науки позволилсоздать такие технические средства, которые могут заменить и руки (физическийтруд), и голову (умственный труд человека, занятого в сферах управления,конторской деятельности, и даже – в области самой науки).
Научно-техническаяреволюция есть коренное, качественное преобразование производительных сил наоснове превращения науки в ведущий фактор развития общественного производства,непосредственную производительную силу[6, c.352].
Основными направлениямиНТР являются: микроэлектроника, лазерные технологии, ферментные технологии, геннаяинженерия, катализ, био- и нанотехнологии.
Микроэлектроника –направление технологии, связанное с созданием приборов и устройств вминиатюрном исполнении и использованием интегральной технологии ихизготовления. Типичными устройствами микроэлектроники являются:микропроцессоры, запоминающие устройства, интерфейсы и др. На их базе создаютсякомпьютеры, медицинское оборудование, контрольно – измерительные приборы,средства связи и передачи информации.
Созданные на основеинтегральных схем электронно-вычислительные машины позволяют многократноусилить интеллектуальные способности человека, а в ряде случаев полностьюзаменить его как исполнителя не только в рутинных вопросах, но и в ситуациях,требующих высокого быстродействия, безошибочности, специфических знаний, или вэкстремальных условиях. Созданы системы, позволяющие быстро и эффективно решатьсложные задачи в области естественных наук, при управлении техническимиобъектами, а также в социально — политической сфере человеческой деятельности.
Все более широкоиспользуются электронные средства синтеза и восприятия речи и изображения,услуги машинного перевода с иностранных языков. Достигнутый уровень развитиямикроэлектроники сделал возможным начало прикладных исследований и практическихразработок систем искусственного интеллекта.
Предполагается, что однаиз новых ветвей развития микроэлектроники пойдет в направлении копированияпроцессов в живой клетке, и ей уже присвоен термин «молекулярная электроника»или «биоэлектроника».
Лазерная техника. Лазер(оптический квантовый генератор) – источник когерентного электромагнитногоизлучения оптического диапазона, действие которого основано на использованиивынужденного излучения атомов и ионов.
В основе работы лазералежит способность возбужденных атомов (молекул) под действием внешнегоэлектромагнитного излучения соответствующей частоты усиливать это излучение.Система возбужденных атомов (активная среда) может усиливать падающееизлучение, если она находится в состоянии с так называемой инверснойнаселенностью, когда число атомов на возбужденном энергетическом уровнепревышает число атомов на нижерасположенном уровне.
В традиционных источникахсвета используется спонтанное излучение системы возбужденных атомов,складывающееся из случайных процессов излучения множества атомов вещества. Привынужденном излучении все атомы когерентно излучают кванты света, тождественныечастоте, направлению распространения и поляризации квантам внешнего поля. Вактивной среде лазера, помещенной в оптический резонатор, образованный,например, двумя параллельными друг другу зеркалами, за счет усиления примногократном проходах излучения между зеркалами формируется мощный когерентныйпучок лазерного излучения, направленный перпендикулярно плоскости зеркал.Лазерное излучение выводится из резонатора через одно из зеркал, которое делаютчастично прозрачным.
Лазерная связь.Использование инфракрасного излучения полупроводниковых лазеров позволяетсущественно поднять скорость и качество передаваемой информации, повыситьнадежность и секретность. Лазерные линии связи подразделяются на космические,атмосферные и наземные.
Лазерные технологии вмашиностроении. Лазерная резка позволяет производить раскрой практически любыхматериалов толщиной до 50 мм по заданному контуру. Лазерная сварка позволяетсоединять металлы и сплавы с сильно отличающимися теплофизическими свойствами.Лазерная закалка и наплавка позволяют получать новые инструменты с уникальнымисвойствами (самозаточка и т.д.). Мощные лазеры широко используются вавтомобильной и авиационной промышленности, судостроении, приборостроении ит.д.
Ферментные технологии.Ферменты, выделяемые из бактерий, можно применять для получения важных впромышленности веществ (спиртов, кетонов, полимеров, органических кислот идр.).
Промышленное производствобелков. Белок одноклеточных – ценнейший источник пищи. Получение белка спомощью микроорганизмов имеет целый ряд преимуществ: не нужно больших площадейдля посевов; не нужно помещений для скота; микроорганизмы быстро размножаютсяна самых дешевых или побочных продуктах сельского хозяйства или промышленности(Например, на нефтепродуктах, бумаге). Белок одноклеточных можно использоватьдля увеличения кормовой базы сельского хозяйства.
Генная инженерия. Такназывается совокупность методов введения в клетку желательной генетическойинформации. Появилась возможность контролировать генетическую структуру будущихпопуляций путем клонирования. Применение этой технологии может существенноповысить эффективность сельского хозяйства.
Катализ. Вещества, нерасходующиеся в результате протекания реакции, но влияющее на ее скорость,называются катализаторами. Явление изменения скорости реакции под действиемкатализаторов, называется катализом, а сама реакции – каталитическими.
Катализаторы весьмашироко применяются в химической промышленности. Под их влиянием реакции могутускоряться в миллионы раз. В некоторых случаях под действием катализаторовмогут возбуждаться такие реакции, которые без них практически немыслимы. Такпроизводятся серная и азотные кислоты, аммиак и др.
Открытие и применениеновых видов энергии. Начиная от строительства атомных, геотермальных иприливных электростанций и заканчивая новейшими разработками в областииспользования энергии ветра, Солнца и магнитного поля Земли.
Создание и применениеновых видов конструкционных материалов (различные пластики активно вытесняютметалл и древесину).
Биотехнология. Становлениебиотехнологии было связано с успехами биологии в познании особенностейорганизации молекулярных структур живого и процессов этого уровня,осуществлением искусственного синтеза отдельных генов и их включением в геномбактериальной клетки. Это позволило контролировать основные процессы биосинтезав клетке, создавать такие генетические системы бактериальной клетки, которыеспособны осуществлять биосинтез определенных соединений в промышленныхусловиях. На решение таких задач ориентируется ныне ряд направленийбиотехнологии. Биологическая технология определила возникновение нового типапроизводства – биологизированного. Примером такого производства могут бытьпредприятия микробиологической промышленности. Биологизация производства – этоновый этап научно – технического прогресса, когда наука о живом превращается внепосредственную производительную силу общества, и ее достижения используютсядля создания промышленных технологий.
Еще одним направлениеНТР, заложившим физические основы принципиально новых информационных икоммуникационных технологий, стали исследования в области полупроводниковыхнаногетероструктур. Достигнутые успехи в этих исследованиях имеют огромноезначение для развития оптоэлектроники и электроники высоких скоростей.
1.2 Предпосылки возникновенияНТР
Научный и техническийпрогресс впервые начали сближаться в 16-18 веках, когда мануфактурноепроизводство, нужды мореплавания и торговли потребовали теоретического иэкспериментального решения практических задач.
Более конкретные формыэто сближение приняло, начиная с конца 18 века, в связи с развитием машинногопроизводства, что было обусловлено изобретением Д. Уаттом парового двигателя.Наука и техника начали взаимно стимулировать друг друга, активно влияя на всестороны жизни общества, радикально преобразуя не только материальную, но идуховную жизнь людей.
Двадцатый векчеловечество встретило с новыми видами транспорта: самолетами, автомобилями,огромнейшими пароходами и все более быстрыми паровозами; трамвай и телефон былив диковинку лишь жителям отдаленной глубинки. Метро, электричество, радио икино прочно вошли в быт передовых стран. Но в то же время в колонияхсохранялась ужасающая нищета и отсталость, да впрочем, в метрополиях все былодалеко не так благополучно. В связи с развитием техники и транспорта мирпознал, что такое безработица и кризис перепроизводства, засилье только чтопоявившихся монополий. К тому же, ряд государств (к примеру, Германия) неуспели к разделу колоний, и начало крупномасштабных войн было лишь вопросомвремени. Научно-технический прогресс встает на службу военно-промышленномукомплексу. Создаются все более разрушительные виды вооружений, которые сначалабыли опробованы в локальных конфликтах (таких как русско-японская война), азатем применены во время Первой Мировой Войны.
Первая Мировая произвелаогромный переворот в общественном сознании. Всеобщий оптимизм начала ХХ векапод влиянием ужасов войны, понижения уровня жизни, тяжести повседневного труда,стояния в очередях, холода и голода сменился на тяжелый пессимизм. Ростпреступности, числа самоубийств, падение значения духовных ценностей — все этобыло свойственно не только Германии, проигравшей войну, но истранам-победительницам.
Массовое рабочеедвижение, вызванное требованием перемен после войны и революцией в России,привело к небывалой до этого демократизации.
Однако вскоре мирпостигла очередная беда: Великая Депрессия.
Неправильнаяэкономическая политика приводит многие страны мира сначала к биржевому, а затемк банковскому краху. По глубине и продолжительности этот кризис не имел себеравных: в США за 4 года производство сократилось на треть, а каждый четвертыйстал безработным. Все это привело к очередному всплеску пессимизма иразочарования. Демократическая волна уступила место тоталитаризму и ростугосударственного вмешательства. Фашистские режимы, установившиеся в Германии иИталии, увеличив число военных заказов, избавили свои страны от безработицы,чем завоевали огромную популярность в народе. Униженная Германия увидела вГитлере лидера, способного поднять страну с колен. Окрепший Советский Союзтакже начал активную милитаризацию и был готов ликвидировать унизительныепоследствия Брестского мира. Таким образом, очередной глобальный конфликт былнеизбежен[1,c.116].
Вторая Мировая Война быласамой разрушительной в истории человечества, в ходе которой воюющими странамибыли созданы принципиально новые системы оружия и военной техники: атомнаябомба, реактивный самолет, реактивный миномет, первые тактические ракеты и т.д. Эти плоды прикладных НИОКР многочисленных сверхсекретных военных институтови конструкторских бюро, в силу понятных причин моментально внедрявшиеся впроизводство, изначально задали направление третьей НТР.
Предпосылки же для НТРбыли созданы научными открытиями первой половины XX в., в частности: в областиядерной физики и квантовой механики, достижениями кибернетики, микробиологии,биохимии, химии полимеров, а также оптимально высоким техническим уровнемразвития производства, которое было готово воплотить эти достижения. Таким образом,наука стала превращаться в непосредственную производительную силу, что являетсяхарактерной чертой третьей НТР.
НТР имеет всеохватывающийхарактер, оказывая влияние на все сферы не только экономической жизни, но и наполитику, идеологию, быт, духовную культуру, психологию людей.
2. СОВРЕМЕННЫЙ ЭТАП НТР
2.1 Начало НТР
В середине XX века,сначала в западных странах и в СССР, начинается грандиозная по масштабамнаучно-техническая революция. Ее последующее развитие вызвало глубокие переменыво всем мире — в материальном производстве и науке, политике и социальномположении людей, культуре и международных отношениях. Вскоре стало ясно, что сприходом НТР заканчивается эпоха индустриального капитализма на Западе. Болеетого, завершается эпоха индустриальной цивилизации, к которой были причастнытак или иначе все страны и континенты, в том числе и колониальные страны Азии,Африки и Латинской Америки [5, c.426].
Научно-техническаяреволюция выводит человеческое общество, прежде всего западное, из тупика неразрешимыхпротиворечий. Она открывает фантастические по прежним представлениям путиразвития и формы организации общества, средства реализации человеческих сил испособностей. Но вместе с новыми возможностями появляются и новые опасности.Над человечеством нависает угроза собственной гибели в результате непродуманныхдействий самих людей. Можно сказать, что глобальная катастрофа — это вопределенном смысле антропологическая катастрофа.
Первоначальнонаучно-техническая революция охватывает сферы науки и материальногопроизводства. Революционный переворот в промышленности был вызван созданиемэлектронно-вычислительных машин (ЭВМ) и на их основе автоматизированныхпроизводственных комплексов. Произошел поворот в сторону применениянемеханических технологий, резко сокративших время изготовления различныхматериалов и продуктов.
Уровень механизации иавтоматизации производственных процессов стал настолько высоким, что решениеконкретных задач потребовало от любого работника, не только от инженера, но иот квалифицированного рабочего, серьезной профессиональной подготовки,современных научных знаний. По мере развертывания НТР наука становитсяопределяющим фактором в развитии общества в сравнении с материальнымпроизводством. Научные открытия фундаментального характера приводят к появлениюновых отраслей в промышленности, например производства сверхчистых материалов,космической техники. Для сравнения, отметим, что во времена индустриальнойреволюции сначала делались технические изобретения, а затем наука подводила подних теоретическую базу. Классический пример из XIX в. — паровой двигатель. Втечение 1950 — первой половины 1960-х гг. общественная мысль полагала, чтоглавным результатом НТР выступает появление высокопроизводительной индустрии, ина ее основе — зрелого индустриального общества. Западное общество быстроосознало те преимущества, которые несет с собой научно-техническая революция, имного сделало для ее продвижения по всем направлениям. В конце 1960-х гг.западное общество вступает в качественно новый этап своего развития. Рядведущих западных ученых — Д. Белл, Г. Кан, А. Тоффлер, Ж. Фурастье, А. Турен — выдвинули концепцию постиндустриального общества и стали усиленно ееразрабатывать [5,c.427].
1970-е гг. энергетическийи сырьевой кризисы ускорили структурную перестройку промышленности, а вслед заней всех сфер общественной жизни, которая сопровождалась массовым внедрениемнаукоемких технологий. Резко возрастает роль транснациональных корпораций, чтоозначало дальнейшую интеграцию мировых экономических процессов. Наряду срадикальными преобразованиями в экономике ускоряется глобализацияинформационных процессов. Создаются мощные телекоммуникационные системы иинформационные сети, спутниковая связь, которые постепенно охватывают весь мир.Изобретается персональный компьютер, совершивший подлинную революцию в науке,деловом мире, печати. Информация постепенно становится важнейшей экономическойкатегорией, производственным ресурсом, ее распространение в обществеприобретает огромную социальную значимость, ибо тот, кто владеет информацией,владеет и властью.
В начале 1990-х гг. послераспада СССР и мировой социалистической системы начинаются стремительноразвивающиеся процессы глобализации мира и одновременно с этим перерастаниепостиндустриального общества на Западе в информационное общество. Если дляпостиндустриального общества характерной чертой выступало заметное преобладаниепроизводства услуг над производством материальных продуктов, то информационноеобщество отличает прежде всего наличие высокоэффективных информационныхтехнологий в финансовой и экономических сферах, в средствах массовойинформации.
2.2 Становлениетехноструктуры XXI века
XXI век – век перехода наиболее развитыхстран в информационное общество. Современная научно-техническая революцияявляется сложным,
многоплановым явлением. Сизвестной долей условности можно выделить три ее важнейших составляющих,неразрывно связанных между собой.
Во-первых,научно-техническая революция характеризуется процессом интеграции науки ипроизводства, притом такой интеграции, что производство постепенно превращаетсякак бы в технологический цех науки. Формируется единый поток — от научной идеичерез научно-технические разработки и опытные образцы к новым технологиям и массовомупроизводству. Повсеместно идет процесс инновации, возникновение нового и егобыстрое продвижение в практику. Резко усиливается процесс обновленияпроизводственного аппарата и выпускаемой продукции. Новые технологии и новыеизделия становятся воплощением все более современных достижений науки итехники. Все это приводит к кардинальным изменениям в факторах и источникахэкономического роста, в структуре экономики и ее динамизме.
Когда говорят онаучно-технической революции, то в первую очередь
подразумевают именнопроцесс интеграции науки и производства. Однако было бы неправильно все сводитьтолько к этой составляющей современной НТР.
Во-вторых, понятие«научно-техническая революция» включает в себя революцию в подготовке кадров повсей системе образования. Новая техника и технология требуют нового работника — более культурного и образованного, гибко приспосабливающегося к техническим нововведениям,высоко дисциплинированного, имеющего к тому же навыки коллективного труда, чтоявляется характерной чертой новых технических систем.
В-третьих, важнейшейсоставляющей НТР является подлинная революция в организации производства итруда, в системе управления. Новой технике и технологии соответствует и новаяорганизация производства и труда. Ведь современные технологические системыобычно базируются на взаимосвязанной цепочке оборудования, на котором работает икоторое обслуживает довольно разносторонний коллектив. В связи с этим выдвигаютсяновые требования к организации коллективного труда. Поскольку процессыисследования, конструирования, проектирования и производства неразрывно связанымежду собой, переплетаются и взаимно проникают друг в друга, перед управлениемстоит сложнейшая задача — связать воедино все эти этапы. Сложность производствав современных условиях многократно возрастает, и чтобы соответствовать ему,самоуправление переводится на научную основу и на новую техническую базу в видесовременной электронно-вычислительной, коммуникационной и организационнойтехники.
Под влиянием успеховнаучно-технического прогресса в той или иной области, открытий и достижений,осуществленных в разных сферах, основное содержание научно-техническойреволюции трактовалось по-разному. Ее отождествляли с наступлением атомноговека, века ЭВМ и информатики, века химии, биологии и биотехнологии,«электронной» и «космической» эпохи.
НТР на ее современномэтапе вызвала коренной переворот в технологии производства.
Развитие всех сфер экономикиидёт по пути научно-технического прогресса. В XX веке состояние экономики высокоразвитых стран определялось взначительной степени развитием «высоких технологий в авиации, космонавтике,ядерной энергетике, электронике, а в конце века микроэлектронике и информатике.Начало XXI века охарактеризовалось созданиемновых направлений в науке и технике – биотехнологий и нанотехнологий.
биотехнология научныйтехнический
3. НАНО – И БИОТЕХНОЛОГИИ– ОСНОВНЫЕ СТРАТЕГИЧЕСКИЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННОГО ЭТАПА НТР
3.1 Нано — ибиотехнологии: понятие и области применения
Перспективным направлением НТР в XXI столетие являетсябиотехнология. Биотехнология — совокупность промышленных методов, использующихживые организмы и биологические процессы, достижения генной инженерии (отраслимолекулярной генетики, связанной с созданием искусственных молекул вещества,передающего наследственные признаки живого организма) и клеточной технологии.Такие методы применяются в растениеводстве, животноводстве, при изготовленииряда ценных технических продуктов. Разрабатываются биотехнологические программыобогащения бедных руд и концентрации редких и рассеянных в земной кореэлементов, а также преобразования энергии.
Под биотехнологиейпонимают совокупность методов и приемов использования живых организмов,биологических продуктов и биотехнических систем в производственной сфере. Инымисловами, биотехнология применяет современные знания и технологии для изменениягенетического материала растений, животных и микробов, способствуя получению наэтой основе новых (зачастую принципиально новых) результатов [2, c.403].
Биотехнология – этобиотехнические исследования, которые развиваются в связи с усилениемвзаимодействия биологии и технических наук, особенно с материаловедением имикроэлектроникой. В результате чего создаются биотехничесикие системы,биоиндустрии и биотехнологии.
В узком смыслебиотехнологиями называют использование живых организмов в производстве ипереработке различных продуктов. Некоторые биотехнологические процессы сдревних времен использовались в хлебопечении, в приготовлении вина и пива,уксуса, сыра, при различных способах переработки кож, растительных волокон идр. Современные биотехнологии основаны главным образом на культивированиимикроорганизмов (бактерий и микроскопических грибов), животных и растительныхклеток.
В широком смыслебиотехнологиями называются технологиии, использующие живые организмы илипродукты их жизнедеятельности. Или можно сформулировать так: биотехнологиисвязаны с тем, что возникло биогенным путем. Во всём мире идёт стремительноеразвитие нанотехнологии в научном, техническом и прикладном плане, включаярешение многих экономических и социальных задач.
Нанотехнологии составляютоснову для НТР и призваны радикально изменить окружающий мир. Это приоритетноенаправление для всех имеющихся отраслей. Прогрессивное развитие нанотехнологийдаст толчок для развития многих отраслей промышленности и экономики в ближайшеевремя. В настоящее время под термином «нанотехнология»подразумевают совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможностьконтролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающиекомпоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества ипозволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системымакромасштаба. Практически, нано (от греч. nanos-карлик) – это миллиардная доля чего-либо, т.е. нанометр– это метр, поделенный на миллиард [7,c.4].
В целом фронтнанотехнологических исследований охватывает широкие области науки и техники –от электроники и информатики до сельского хозяйства, в котором возрастает рольгенно-модифицированной продукции.
В числе разработок –электроника и информационные технологии на основе новых материалов, новыхустройств, новых условий и техники монтажа, новых методов записи и считыванияинформации, новых устройств фотоники в оптических линиях связи.
В числе перспективныхпроектов – наноматериалы (нанотрубки, материалы для солнечной энергетики,топливные элементы нового типа), биологические наносистемы, наноустройства наоснове наноматериалов, наноизмерительная техника, нанообработка. В наномедицинепрогнозируется метод лечения не болезни, а индивидуального человека по егогенетической информации.
3.2 Последствияприменения био- и нанотехнологий
В глобальном масштабебиотехнологии должны обеспечить постепенный переход к использованиювозобновляемых природных ресурсов, включая использование солнечной энергии дляполучения водородного и жидкого углеводородного топлива. Биотехнологическиеметоды открывают новые возможности в таких областях, как добыча полезныхископаемых, утилизация отходов и защита среды обитания, получение новыхматериалов и биоэлектроника.
Особое значение имеютбиотехнологии в решении проблемы продовольственной безопасности страны. Вусловиях нарастающего ресурсно-экологического кризиса только развитиебиотехнологий может обеспечить реализацию стратегии устойчивого развития, альтернативойкоторой в перспективе может быть только третья мировая война с применениеморужия массового уничтожения.
Достижения биологииоткрывают принципиально новые возможности для повышения продуктивностисельскохозяйственного производства. Основной причиной потерь урожая являютсязаболевания растений, вызываемые патогенными микроорганизмами и вирусами, атакже насекомые-вредители. В России потери подсолнечника от грибковыхзаболеваний составляют до 50%. Традиционные методы борьбы с патогенными микроорганизмами,вирусами и насекомыми-вредителями, основанные на классической селекции,неэффективны ввиду феномена автоселекции патогенных форм и рас микроорганизмов,скорость которой опережает искусственную селекцию растений. Часто новый сортпоражается новыми, неизвестными ранее расами патогенов. Эта проблема решаетсяпутем введения в геном растений чужих генов, обуславливающих устойчивость кзаболеваниям. В настоящее время трансгенными сортами картофеля, томатов, рапса,хлопка, табака, сои и других растений уже засеяны площади пахотных земель, вдва раза превышающих площадь Великобритании. Задача ближайшего будущего — создание сортов, устойчивых к засухе, засолению почв, ранним заморозкам идругим природным явлениям [ 9].
Вместе с тем, неизбежны исерьезные отрицательные последствия бурного биологического прогресса.
Во-первых, в мирепостоянно появляются новые инфекции, опасные для здоровья людей и животных, — СПИД, устойчивые к антибиотикам формы туберкулеза, губчатый энцефалит крупногорогатого скота. Во-вторых, серьезную обеспокоенность вызывает стремительноераспространение трансгенных растений и полученных из них продуктов питания.Хотя науке пока не известны какие-либо отрицательные последствия потреблениемпродуктов, изготовленных на основе трансгенных растений, здесь необходимтщательный контроль проводимых экспериментов и внедрения их результатов впрактику сельского хозяйства.
Отдельную проблемупредставляет рост населения и развитие промышленного производства, ведущие коскудению природы и деградации экологических сообществ. Для успешногопротиводействия этому процессу необходимо глубокое понимание его механизма иразработка методов контроля, восстановления и поддержания природногоравновесия.
Свиньи, которым вводятгормоны роста, страдают гастритами и язвой желудка, артритом, дерматитом идругими заболеваниями, поэтому неудивительно, что мясо таких животных опаснодля здоровья человека. Создание устойчивых к гербицидам культур приводит красширению применения этих химикалий, которые неизбежно попадают в атмосферу исистемы водоснабжения в несравненно большем количестве. Кроме того, когдасорнякам и вредителям удаётся развить в себе сопротивляемость к этим новымбиологическим средствам, то специалистам приходится создавать улучшенныеразновидности гербицидов, тем самым совершая очередной шаг на бесконечном путипопыток подчинения и улучшения природы [9].
Существенная опасностьтаится также и в углубляющемся генетическом единообразии основных видоврастений. В современном сельскохозяйственном производстве применяется семеннойматериал, созданный по методикам генной инженерии с целью увеличенияпродуктивности и качества получаемых урожаев. Если, однако, ежегодновысаживаются миллиарды идентичных семян кукурузы, то все посевы становятсяуязвимыми даже из-за какого-то одного вредителя или единственной болезни. В1970 году в США неожиданное массовое поражение кукурузного листа уничтожило всепосевы от Флориды до Техаса. В 1984 году новая болезнь, вызванная неизвестнойбактерией, привела к гибели в южных штатах страны десятков миллионов цитрусовыхдеревьев. Следовательно, биотехнологическая революция, повышая урожайность,одновременно увеличивает риск дорогостоящих неудач [ 9 ].
Негативное влияниебиотехнологий на окружающую среду проявляется и в том, что основанное на нейсельское хозяйство всячески уклоняется от кардинальных экономических реформ.Если созданы новые сорта культур, способные произрастать на засолённых почвахили в жарком и сухом климате, нелепо ожидать от фермеров и «капитанов»аграрного сектора экономики ожидания того времени, когда учёные изменятагротехнику их возделывания к этим условиям так, чтобы не создавать опасностидля окружающей среды. С другой стороны, вместо борьбы с глобальным потеплением,засолением почв из-за чрезмерного осушения близлежащих болот или быстрымсведением лесов, ученые — биотехнологи изобретают новые виды растений, которыеначинают «сотрудничать» с изменениями окружающей среды, вызванными человеческойдеятельностью. Другими словами, высокоурожайное сельское хозяйство берёт навооружение биотехнологию, не задаваясь вопросом о её экологическойагрессивности. Создание и внедрение в повседневный рацион людей генетическимодифицированных продуктов всё еще в значительной степени происходит путём проби ошибок, но цена этих ошибок может оказаться слишком высокой. Фактическинепредсказуемость воздействия генетически модернизированных организмов наокружающую среду, на человека и на животных – главная отрицательная чертабиотехнологических достижений.
Именно потому, чтообласти применения биотехнологии столь широки, трудно предсказать и описать всевозможные её последствия. При этом очень важно видеть разницу междубиотехнологией, которая увеличивает производство продукции в поле, и болееновой наукой – тоже биотехнологией – которая создаёт синтетические продукты invitro в лаборатории. Обе несут глубокие изменения, но именно последняя,переживающая пока стадию эксперимента, может иметь наиболее серьёзныепоследствия.
Подобно паровомудвигателю и электричеству, в свое время преобразовавшим образ жизни людей, этотвид биотехнологии, как представляется, ныне тоже открывает новую историческуюэру. Она способна изменить структуру национальной экономики многих стран, сферыприложения капитала и спектр научного знания. Она создаст новые и сделаетненужными многие традиционные виды деятельности. Поэтому следует быть готовымик возможному превращению сельского хозяйства в отрасль, в которой миллионыкрестьян и фермеров превратятся в наёмных рабочих, поскольку отпадётнеобходимость в выращивании культур в естественных условиях, асельскохозяйственные корпорации будут нуждаться лишь в производствесинтетической биомассы как сырья для промышленности, осваивающей созданиеискусственных семян и эмбрионов. Для потребителя такая пища, генетически запрограммированнаяна обычный вкус, не будет отличаться от обычной. Фермеры же всего миравоспримут такую революцию в производстве пищи неоднозначно. Им, как и ткачам,работавшим на ручных станках, или мастерам, создававшим экипажи в XIX веке,грозит превращение в излишнюю рабочую силу.
Нанотехнология обеспечитневиданные до сих пор возможности практически в любой области человеческойдеятельности, включая и способы ведения войны. Неподдельный энтузиазм вызываютперспективы использования нанотехнологии в таких областях, как вычислительнаятехника, информатика (модули памяти, способные хранить триллионы битовинформации в объёме вещества с булавочную головку), коммуникационные линии,производство промышленных роботов, биотехнологии, медицина (адресная доставкалекарственных препаратов к повреждённым клеткам, выявление повреждённых ираковых клеток), космические разработки. Однако необходимо предвидеть ивозможные негативные последствия развития нанотехнологии для безопасности мира.
Среди потенциальныхнегативных последствий развития нанотехнологий, эксперты выделяют целый рядугроз. Опасения экспертов связаны с тем, некоторые компонентынанотехнологических производств потенциально опасны для окружающей среды, а ихвоздействие на человека и среду его обитания до конца не изучено.
Полагают, что такиекомпоненты станут принципиально новыми загрязнителями, к борьбе с которымисовременная промышленность и наука будут пока не готовы. Кроме того,принципиально новые химические и физические свойства таких компонентов позволятим беспрепятственно проникать через существующие системы очистки, включая ибиологические, что приведет к взрывному росту числа аллергических реакций исвязанных с этим заболеваний.
Важными представляютсятакже проблемы, связанные с миниатюризацией нанотехнологических продуктов ивстающей в этой связи проблемой защиты частной жизни: появление уже не микро-,а так называемых «наномашин-шпионов» в умелых руках дает неограниченныевозможности по сбору любой конфиденциальной и компрометирующей информации.Кроме того, разная степень доступности нанотехнологических приложений вмедицине и иных социально значимых областях приведет к появлению новой границыраздела человечества по степени использования нанотехнологий, что в целомусугубит и без того гигантский разрыв между богатыми и бедными [8,c.30].
Предполагатся также, чтонанотехнологии повлекут изменения не только в области традиционных вооружений,но и ускорят создание ядерного оружия следующего поколения, обладающегоповышенной надежностью и эффективностью при намного меньших размерах. Экспертыотмечают, что потенциально нанотехнологии способны существенно повлиять на всеаспекты развития перспективных образцов вооружения и военной техники, чтоповлечет и существенные изменения в военной науке.
Особое внимание экспертыуделяют возможностям использования нанотехнологий при создании перспективныхсредств химической и бактериологической войны, так как продукты нанотехнологийпозволят создать принципиально новые средства доставки активных агентов. Такиесредства будут намного более управляемыми, избирательными и эффективными приприменении на практике. По мнению экспертов НАТО, существующее сегодня ввоенно-политических кругах отношение к проблеме нанотехнологий, их влиянию навоенную стратегию и систему международных договоров в области военнойбезопасности во многом не отвечает потенциальной угрозе, исходящей отнанотехнологий.
3.3 Возможности нано — ибиотехнологий в материаловедении
Наноматериалы обширноприменяются в материаловедении.
Наиболее важнымидостижениями в нанотехнологиях являются следующие:
— сканирующая туннельнаямикроскопия —это изобретение (1981 г.) послужило толчком к наноисследованим инанотехнологиям;
— эффект гигантскогомагнитосопротивления в многослойных структурах из магнитных и немагнитныхматериалов (1988 г.), на его основе созданы считывающие головки для жесткихдисков, которыми сегодня оснащены все персональные компьютеры;
— полупроводниковыелазеры и светодиоды на GaAs (первая разработка датируется 1962 г.), основные компоненты телекоммуникационных систем, CD и DVD плееров, лазерных принтеров;
— пластмассы,армированные углеродными волокнами. Композитные материалы – легкие и прочные —преобразовали многие отрасли: авиастроение, космические технологии, транспорт,упаковочные материалы, спортивное снаряжение;
— материалы для литиевыхионных батареек. Трудно себе представить, что еще недавно мы обходились безлаптопов и мобильных телефонов. Эта «мобильная революция» была бы невозможнабез перехода от перезаряжаемых батареек, использующих водные электролиты, кболее энергоемким литиевым ионным батарейкам (катод — LiCoO2 или LiFeO4, анод –углеродный) [10];
— углеродные нанотрубки (1991 г.), их открытию предшествовало не менее сенсационное открытие в 1985 г. фуллеренов C60. Сегодня поразительные, уникальные и многообещающие свойства углеродныхнаноструктур находятся в центре самых «горячих» публикаций. Однако остается ещемного вопросов к методам их массового синтеза с однородными свойствами, методамочистки и технологиям их включения в наноприборы;
— материалы для мягкойпечатной литографии. В производстве сегодняшних микроэлектронных приборов исхем, запоминающих сред и других изделий центральное место занимаютлитографические процессы, и в ближайшем будущем альтернативы не видно. Мягкаяпечатная литография использует упругий штамп из полидиметилоксисилана, которыйможно применять многократно. Метод можно использовать на плоских, изогнутых игибких подложках при достигнутом на сегодня разрешении до 30 нм;
— метаматериалы,придуманные учеными и не имеющие аналогов в природе. Реальные структуры былисозданы впервые в 2000 г., перспективны для создания совершенных линз (длярадиолокационного диапазона длин волн) и для формирования покрытий, полностьюпоглощающих электромагнитное излучение определенного диапазона длин волн(создание объектов-невидимок) [10].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе былирассмотрены вопросы о сущности НТР, её основных особенностях, а такжепредпосылках развития; проанализировано развитие НТР на современном этапе;освещены перспективные направления НТР – нано- и биотехнологии, а также областиих применения и последствия их развития.
В ходе НТР, началокоторой относится к середине 20 в., бурно развивается и завершается процесспревращения науки в непосредственную производительную силу. НТР изменяет весьоблик общественного производства, условия, характер и содержание труда,структуру производительных сил, общественного разделения труда, отраслевую ипрофессиональную структуру общества, ведёт к быстрому росту производительноститруда, оказывает воздействие на все стороны жизни общества, включая культуру,быт, психологию людей, взаимоотношение общества с природой, ведёт к резкомуускорению научно-технического прогресса.
Научно-техническаяреволюция означает скачок в развитии производительных сил общества, переход ихв качественно новое состояние на основе коренных сдвигов в системе научныхзнаний.
Научно-техническаяреволюция — это коренное качественное преобразование производительных сил наоснове превращения науки в ведущий фактор развития общественного производства.Резко ускоряет научно-технический прогресс, оказывает воздействие на всестороны жизни общества. В ходе НТР возникают проблемы ликвидации и ограничениянекоторых ее отрицательных последствий. Предъявляет возрастающие требования куровню образования, квалификации, культуры, организованности, ответственностиработников. Главные направления НТР: комплексная автоматизация производства,контроля и управления на основе широкого применения ЭВМ; открытие и использованиеновых видов энергии; развитие биотехнологии; создание и применение новых видовконструкционных материалов.
Одними из наиболееактивно развивающихся направлений в XXI веке стали нано- и биотехнологии.
Биотехнология применяетсовременные знания и технологии для изменения генетического материала растений,животных и микробов, способствуя получению на этой основе новых результатов.
Под термином «нанотехнология» подразумевают совокупность методов иприемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать имодифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющиепринципиально новые качества и позволяющие осуществлять их интеграцию вполноценно функционирующие системы макромасштаба.
Достижения био- инанотехнологий открывают принципиально новые возможности для повышенияэффективности производства.
Именно потому, чтообласти применения био- и нанотехнологий широки, трудно предсказать и описатьвсе возможные их последствия для человека.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Абдеев Р.Ф. Философияинформационной цивилизации / Редакторы: Е.С. Ивашкина, В.Г. Деткова. — М.:ВЛАДОС, 1994. — 336 с
2 Олескин А.В. Биополитика:Политический потенциал современной биологии: философские, политологические ипрактические аспекты (учеб. руков. для студентов) – М.: МГУ, учеб. — метод.об-ние ун-тов России, 2001 – 423 с.
3 Философия техники: Учеб. пособие: [Для техн. вузов] /И.А. Негодаев; Дон. гос.техн. ун-т.- Ростов н/Д: ДГТУ, 1997.- 319 с.
4 Философия. Под ред. Харина Ю.А. — Минск: ТетраСистемс, 2006. –
448 с.
5 Философия. Под ред. МитрошенковаО.А. — М.: Гардарики,2002. – 655 с.
6 Философский словарь / Под ред. И.Т.Фролова. – 7-е изд., перераб. и доп. М.: Республика, 2001. – 719 с.
7 Философскиепроблемы развития и применения нанотехнологий/ Абрамян А., Аршинов В.//Наноиндустрия -2008- № 1- с.4-7
8 Нанотехнологии – панацея от всехбед цивилизации или угроза всему человечеству/ Гриняев С.// The Russia Corporate World.- 2011-№2- с.30-34
9 Интернет ресурс: Биотехнологии ибудущее человечества/ Иванов В.Т. //www.ptechnology.ru/Science/Science2.html
10Интернет ресурс: Toп-10 нано в атериаловедении//www.nanonewsnet.ru/articles/2008/top-10-nano-v-materialovedenii
.