Естествознание 20 века

Наука в начале 20 века

В конце 19 века ученые пришли к выводу о том, что в области физики уже все открыто, и наука дошла до своего предела. Однако в это же время было обнаружено, что некоторые объекты излучают лучи, неизвестные до этого. Пришло понимание, что имеющиеся знания о материальном мире являются недостоверными, появилось противоречие с классической физикой. Согласно представлениям классической физики, мир состоит из неделимых атомов, имеющих массу, а материя является неуничтожимой. Открытие радиоактивности в рамках представлений классической физики означало, что атомы можно уничтожить, а значит, уничтожаема и материя. Эта проблема побудила ученых к изучению структуры атома.

В 30-х годах 20 века ученые открыли элементарные частицы, обнаружена структура атома. Ученые выяснили, что атом состоит из ядра и электронов, вращающихся вокруг него с большой скоростью. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. В результате этих открытий сформировалась совершенно новая теория – квантовая физика. В истории развития физики это стало революцией.

Исследования, которые велись на уровне атома, перешли на совершенно новый уровень – уровень элементарных частиц. Это привело к углубленному изучению мира, позволило человечеству найти новые способы использования и преобразования материального мира, привело к революции в области техники.

Крупнейшие открытия в естествознании – открытие кванта и дуализма волн и частиц – существенно изменили представления о научной картине мира. в результате произошло создание квантовой механики, которая объясняла процессы, происходящие в микромире. В этот период возникли две фундаментальные теории современной физики – общая теория относительности и специальная теория относительности. Эти теории изменили представления о соотношении времени и пространства, а также движении относительно них.

Великими открытиями этого времени, которые разрушили космологию Ньютона, являются открытие радиоактивного распада, светового давления, а также создание теории относительности, изобретение радио, введение теории кванта. Эти открытия разрушали существовавшие представления о материи, ее свойствах и строении, а также представления о пространстве и времени. В результате этих открытий трехмерное пространство и одномерное время стали относительными проявлениями четырехмерного пространственно-временного континуума. Исходя из этого, течение времени отличается для тех, кто движется с разной скоростью. Микрочастицы имеют свойства и частиц, и волн, тем самым показывают свою двойственную природу.

Развитие науки и техники во второй половине 20 века

Во второй половине 20 века происходит стремительное развитие науки и техники. К середине 20 века лидирующее положение, наряду с физикой, занимают смежные науки, такие как космонавтика, кибернетика, а также химия. Главная задача химии в этот период заключается в синтезировании веществ с заданными свойствами, синтезе полимеров и получении синтетического топлива. Химики решают задачу получения легких сплавов и материалов, способных заменить металлы в авиации и космонавтике.

Революционные открытия в этот период происходят и в биологии.

В 1950- х годах было открыто строение ДНК, выявлена генетическая роль нуклеиновых кислот. Была открыта роль молекулы ДНК в передаче наследственной информации. Эти открытия позволили создать новые лекарства для борьбы с серьезными заболеваниями, включая и наследственные. Генная инженерия открывает новые возможности по созданию в условиях лаборатории новых видов растений и животных. Эта технология позволяет решить проблему с продовольствием.

Еще одним важнейшим открытием в области биологии является расшифровка молекулярной структуры ДНК. Ученые выяснили, что кодирование синтеза белка является основной функцией генов.

Были открыты молекулярно-генетические механизмы изменчивости, к которым относятся мутация и рекомбинация генов.

В результате этих открытий были заложены основы новой отрасли науки – генной инженерии. Целью генной инженерии является создание новых форм организмов, которые обладают свойствами, ранее отсутствовавшими у них.

В конце 20 века лидирующей наукой становится биология.

В 1960-х годах были изобретены лазеры, которые активно применяются во многих сферах, в том числе и в медицине.

Развитие техники в 20 веке

Изобретение электронно-вычислительных машин вызвало стремительное развитие вычислительной и информационной техники. Успех в изобретении электронно-вычислительных машин стал возможен благодаря революции в области физики. Именно изучение явлений на уровне меньше атома позволили использовать достижения физики для создания электроники.

Новая техника оказалась способной частично заменить способности человеческого мозга. К тому же, такое оборудование намного повысило возможности человека в скорости подсчета операций. Все это обусловило создание важного инструмента для изучения сложнейших вопросов, как теоретических, так и технических. Вместе с тем, новые возможности повысили способность человечества к познанию мира и преобразованию его.

Переворот в науке 20 века совершило и изобретение кремниевого чипа. Эта мельчайшая деталь заменила старые компоненты оборудования, бывшие достаточно громоздкими и одновременно хрупкими. Изобретение кремниевого чипа позволило начать производство электронных машин, меньших по размеру, но превосходящих старые по мощности.

Микропроцессоры нашли широкое применение в производстве электрических приборов, в частности:

• компьютеров,
• роботов,
• телефонов,
• космических кораблей.

Стремительное развитие электроники привело к кардинальным изменениям и в средствах связи, которые завоевали мир. Информация благодаря этим достижениям науки стала более доступной. Любой человек, имеющий компьютер и телефонную линию, в конце 20 века получил возможность использования Интернета для связи с миллионами людей во всем мире.