МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА»
Кафедра: «Современное естествознание»
РЕФЕРАТ
«Современное естествознание и высокие технологии»
Выполнила: студентка группы Ф-102
Галактионова Марина
Преподаватель: профессор Бочкарев Н. П.
2011 г.
Содержание
Введение…………………………………………………………………………...3
1. Постнеклассическая наука как новейшая фаза развития естествознания.....6
2. Высокие технологии. Наука – техника-технология………………………….9
Заключение……………………………………………………………………….16
Список литературы………………………………………………………………18
"Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет... Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до умения использовать ту силу, которую неизбежно должна ему дать наука?"
Вернадский
Введение
В течение последних трех столетий естествознание развивалось невероятно быстро и динамично. Горизонт научного познания расширился до поистине фантастических размеров. На микроскопическом конце шкалы масштабов физика элементарных частиц вышла на уровень изучения процессов, которые происходят за время около 10-22 сек. и на расстояниях 10-15 см. На другом конце шкалы космология и астрофизика изучают процессы, которые происходят за время порядка возраста Вселенной 1010 лет; современная техника астрономических наблюдений позволяет изучать объекты, которые находятся от нас на расстоянии около 2000 Мпк. Свет от этих объектов "вышел" свыше 6 млрд. лет тому назад, т.е. тогда, когда еще и Земли не существовало. А совсем недавно обнаружены астрономические объекты, свет от которых идет к нам чуть ли не 12 млрд. лет! Человек получает возможность заглянуть в самое начало "творения" Вселенной.
Но вместе с тем сложности в развитии человечества второй половины XX в. периодически вызывают появление обеспокоенных публикаций с критикой естествознания и его материальных преломлений в виде новой техники и новых технологий. Порой испуг критиков достигает такой силы, что рождаются призывы “разрушить диктат естествознания и техники”, “вернуться назад к природе”, другие алармистские заявления [Крушанов, указ.соч.].
Значительно возросла роль науки в современном обществе. На основе науки рационализируются по сути все формы общественной жизни. Как никогда близки наука и техника. Наука стала непосредственной производительной силой общества. По отношению к практике она выполняет непосредственно программирующую роль. Новые информационные технологии и средства вычислительной техники, достижения генной инженерии и биотехнологии обещают в очередной раз коренным образом изменить материальную цивилизацию, уклад нашей жизни. Под влиянием науки (в том числе) возрастает личностное начало, роль человеческого фактора во всех формах деятельности.
Вместе с тем, радикально изменяется и сама система научного познания. Размываются четкие границы между практической и познавательной деятельностью. В системе научного знания интенсивно проходят процессы дифференциации и интеграции знания, развиваются комплексные и междисциплинарные исследования, новые способы и методы познания, методологические установки, появляются новые элементы картины мира, выделяются новые, более сложные типы объектов познания, характеризующиеся историзмом, универсальностью, сложностью организации, которые раньше не поддавались теоретическому (математическому) моделированию. Одно из таких новых направлений в современном естествознании представлено синергетикой [Найдыш, 538].
Рассмотрим далее, какова же роль становления синергетического типа мышления в отношении развития высоких технологий. В синергетике делается попытка описать развитие мира в соответствии с его внутренними законами развития, опираясь при этом на результаты всего комплекса естественных наук.
В этой связи уместно, например, напомнить, что идеи синергетики, вызывающие переворот в системе наших представлений о природе, возникали и разрабатывались в ходе многочисленных прикладных исследований, выявивших эффекты фазовых переходов и образования диссипативных структур (структуры в жидкостях, химические волны, лазерные пучки, неустойчивости плазмы, явления выхлопа и флаттера). В междисциплинарных исследованиях наука, как правило, сталкивается с такими сложными системными объектами, которые в отдельных дисциплинах зачастую изучаются лишь фрагментарно, поэтому эффекты их системности могут быть вообще не обнаружены при узко дисциплинарном подходе, а выявляются только при синтезе фундаментальных и прикладных задач в проблемно-ориентированном поиске [Аруцев, указ.соч.].
Цель нашего исследования состоит в определении и описании связей научного познания мира и его материальных преломлений в виде развития высоких технологий в свете указанных особенностей развития современного естествознания. Задачи исследования – определение особенностей новейшей фазы развития естествознания, развития высоких технологий на современном этапе и проблемы взаимосвязанного развития указанных областей.
1. Постнеклассическая наука
как новейшая фаза развития естествознания
На рубеже ХХI века естествознание, по-видимому, вступает в новую историческую фазу своего развития - на уровень постнеклассической науки. [по кн. Степин В.С. Философская антропология и философия науки].
Для постнеклассической науки характерно выдвижение на первый план междисциплинарных, комплексных и проблемно-ориентировочных форм исследовательской деятельности. Все чаще в определении познавательных целей науки начинают играть решающую роль не внутринаучные цели, а цели экономического и социально-политического характера.
Объектами современных междисциплинарных исследований все чаще становятся уникальные системы, характеризующиеся открытостью и саморазвитием. Исторически развивающиеся системы представляют собой более сложный тип объекта даже по сравнению с саморегулирующимися системами. Исторически развивающаяся система формирует с течением времени новые уровни своей организации, изменяет свою структуру, характеризуется принципиальной необратимостью процессов и др. Среди таких систем особое место занимают природные комплексы, в которые включен сам человек (объекты экологии, медико-биологические объекты, объекты биотехнологии, системы "человек-машина" и др.)
В.С. Степин, автор понятия постнеклассической науки, проводит деление науки в соответствии с типом рациональности. По его мнению, «классический тип рациональности центрирует внимание только на объекте и выносит за скобки все, что относится к субъекту и к средствам деятельности. Для неклассической рациональности характерна идея относительности объекта к средствам и операциям деятельности... Наконец, постнеклассическая рациональность учитывает соотносительность знаний об объекте не только со средствами, но и с ценностно-целевыми структурами деятельности. Каждый тип рациональности обеспечивает преимущественное освоение объектов определенной системной организации: малых систем, больших систем, саморазвивающихся систем» [Степин В.С. Научное познание и ценности техногенной цивилизации // Вопр. философии. - 1989. - № 10. - С. 18; Степин В.С. От классической к постнеклассической науке: изменение оснований и ценностных ориентаций // Ценностные аспекты развития науки. - М., 1990. - С. 160-166].
В наши дни доминирующим становится новый тип рациональности, новая постнеклассическая наука и постнеклассический образ науки, для которой характерны самоорганизующиеся системы. Но и другие виды системных объектов не исчезли из нашего мира. Поэтому классическая и неклассическая наука не исчерпали свой эвристический потенциал и свою эффективность в пределах не превышения своих полномочий и влияния предрассудков линейного мышления.
Последние десятилетия ХХ века были отмечены событиями, существенным образом трансформировавшими современную социокультурную реальность. Это и состояние нестабильности в мире, проявляющееся в формировании и распространении особого типа умонастроения и мироощущения, концептуализированного в науке в теории нелинейной динамики, синергетике; в философских, социологических, литературоведческих и культурологических теорий под общим названием «постмодернизм» и активное вхождение в жизнь общества новейших информационных технологий, произошедшем в результате бурного развития электроники. Все это привело к бурному развитию постнеклассической науки, к основным особенностям которой относится ее основание - новая рациональность с принципами неравновесности, неустойчивости, нелинейности.
В эпоху индустриального общества классическая наука уделяла основное внимание устойчивости, порядку, однородности и равновесию и изучала главным образом замкнутые системы и линейные соотношения, в которых малый сигнал на входе вызывает равномерно во всей области определения малый отклик на выходе.
При переходе от индустриального общества к постиндустриальному обществу с высокоразвитыми информационными технологиями и технологическими инновациями возникает новая научная модель мира. Ее называют постнеклассической, синергетической, Пригожинской парадигмой (по имени Ильи Пригожина - основателя брюссельской школы диссипативных структур). Она «акцентирует внимание на аспектах реальности, наиболее характерных для современной стадии ускоренных социальных изменений: разупорядоченности, неустойчивости, разнообразии, неравновесности, нелинейных соотношениях, в которых малый сигнал на входе может вызвать сколь угодно сильный отклик на выходе, и темпоральности - повышенной чувствительности к ходу времени» [Пригожин, 15 – 160].
В настоящее время большое внимание в научной литературе занимает социальная обусловленность перемен в науке и образовании. Наша цивилизация в настоящее время совершает поворот, равного которому не было в истории. Он характеризуется усилением роли общественного интеллекта, науки и особенно образования как механизма воспроизводства интеллекта. В течение нескольких ближайших десятилетий должны измениться алгоритмы развития нашей цивилизации в широком смысле - в сфере производства и управления, науки и культуры. Таков вызов вектора прогресса XXI века. По утверждению Г.Г. Малинецкого, «должно измениться само понятие прогресса, представление о целях, смыслах и ценностях. Нас ждут глубокие изменения в человеке, структуре общества, жизнеобеспечивающих технологиях. Это - один из самых серьёзных вызовов, с которыми столкнулось человечество» [Малинецкий, указ.соч.].
2. Высокие технологии. Наука – техника-технология
Обсуждаемая тематика развития человеческого общества в XXI веке охватывает не только научные сферы естествознания (которое, собственно и подверглось жесткому прессингу в последнее время), но естествознание вместе с его конечными практическими привязками к социуму и природе в виде новых видов техники и новых технологий.
Целесообразность именно такого подхода определилась тем, что критические замечания по существу все же касаются именно комплексной развивающейся связки “наука – техника-технология”. Кроме того, на связность круга проблем ориентирует тот факт, что в продвинутых и продолжающих успешно развиваться странах, развитие естествознания вполне определенно и во многом рассматривают в связи с возможностью (хотя бы принципиальной) и необходимостью генерирования именно новых образцов техники и технологии. Причем, разумеется, стоит помнить, что под технологиями теперь чаще всего понимаются не просто системы процессов и операций, ведущие к простенькому желательному результату, но то, что специально обозначают как “high tech”, - высокие технологии, способные порождать очень нетривиальные, значимые эффекты. Иначе говоря, определение разнообразных видов техники и технологии в качестве материализованных следствий естествознания, как представляется, в значительной мере оправдано. Хотя, разумеется, лишь подобным толкованием суть естествознания совсем не исчерпывается.
В своей фундаментальной роли естествознание, прежде всего, призвано решать задачу открытия новых законов и проблему выхода человечества в новые познавательные ниши. Однако поднакопившийся исторический опыт убеждает, что сейчас даже людям “чистой науки”, видимо, уже трудно избавиться от неявной посылки, что нечто, исследуемое сегодня лишь с познавательными целями, завтра, вдруг, может привести к каким-то очень даже прагматичным следствиям. Во всяком случае, судьба исследования, например, космических тел нашей солнечной системы, изучаемых ныне с целью именно практического освоения, вполне подтверждает разумность высказанной установки. О том же свидетельствуют исследования микромира. Насколько это повлияло на жизнь людей, не стоит даже говорить.
Технологии, в том числе и современные высокие технологии, конечно же, нужны. Они улучшают жизнь человека, делают ее комфортнее; на их основе создаются лекарства, часто спасающие жизни людей; они - основа промышленности и современного агропромышленного комплекса; на них базируется создание и эксплуатация транспортных средств. Технологические достижения приносят финансовую прибыль, помогают сэкономить денежные средства на производстве товаров и т.д. и т.п. От каждого нового технологического достижения ждут новых позитивных прорывов в улучшении качества жизни людей.
yaneuch.ru
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА»
Кафедра: «Современное естествознание»
РЕФЕРАТ
«Современное естествознание и высокие технологии»
Выполнила: студентка группы Ф-102
Галактионова Марина
Преподаватель: профессор Бочкарев Н. П.
2011 г.
Содержание
Введение…………………………………………………………………………...3
1. Постнеклассическая наука как новейшая фаза развития естествознания.....6
2. Высокие технологии. Наука – техника-технология………………………….9
Заключение……………………………………………………………………….16
Список литературы………………………………………………………………18
"Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет... Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до умения использовать ту силу, которую неизбежно должна ему дать наука?"
Вернадский
Введение
В течение последних трех столетий естествознание развивалось невероятно быстро и динамично. Горизонт научного познания расширился до поистине фантастических размеров. На микроскопическом конце шкалы масштабов физика элементарных частиц вышла на уровень изучения процессов, которые происходят за время около 10-22 сек. и на расстояниях 10-15 см. На другом конце шкалы космология и астрофизика изучают процессы, которые происходят за время порядка возраста Вселенной 1010 лет; современная техника астрономических наблюдений позволяет изучать объекты, которые находятся от нас на расстоянии около 2000 Мпк. Свет от этих объектов "вышел" свыше 6 млрд. лет тому назад, т.е. тогда, когда еще и Земли не существовало. А совсем недавно обнаружены астрономические объекты, свет от которых идет к нам чуть ли не 12 млрд. лет! Человек получает возможность заглянуть в самое начало "творения" Вселенной.
Но вместе с тем сложности в развитии человечества второй половины XX в. периодически вызывают появление обеспокоенных публикаций с критикой естествознания и его материальных преломлений в виде новой техники и новых технологий. Порой испуг критиков достигает такой силы, что рождаются призывы “разрушить диктат естествознания и техники”, “вернуться назад к природе”, другие алармистские заявления [Крушанов, указ.соч.].
Значительно возросла роль науки в современном обществе. На основе науки рационализируются по сути все формы общественной жизни. Как никогда близки наука и техника. Наука стала непосредственной производительной силой общества. По отношению к практике она выполняет непосредственно программирующую роль. Новые информационные технологии и средства вычислительной техники, достижения генной инженерии и биотехнологии обещают в очередной раз коренным образом изменить материальную цивилизацию, уклад нашей жизни. Под влиянием науки (в том числе) возрастает личностное начало, роль человеческого фактора во всех формах деятельности.
Вместе с тем, радикально изменяется и сама система научного познания. Размываются четкие границы между практической и познавательной деятельностью. В системе научного знания интенсивно проходят процессы дифференциации и интеграции знания, развиваются комплексные и междисциплинарные исследования, новые способы и методы познания, методологические установки, появляются новые элементы картины мира, выделяются новые, более сложные типы объектов познания, характеризующиеся историзмом, универсальностью, сложностью организации, которые раньше не поддавались теоретическому (математическому) моделированию. Одно из таких новых направлений в современном естествознании представлено синергетикой [Найдыш, 538].
Рассмотрим далее, какова же роль становления синергетического типа мышления в отношении развития высоких технологий. В синергетике делается попытка описать развитие мира в соответствии с его внутренними законами развития, опираясь при этом на результаты всего комплекса естественных наук.
В этой связи уместно, например, напомнить, что идеи синергетики, вызывающие переворот в системе наших представлений о природе, возникали и разрабатывались в ходе многочисленных прикладных исследований, выявивших эффекты фазовых переходов и образования диссипативных структур (структуры в жидкостях, химические волны, лазерные пучки, неустойчивости плазмы, явления выхлопа и флаттера). В междисциплинарных исследованиях наука, как правило, сталкивается с такими сложными системными объектами, которые в отдельных дисциплинах зачастую изучаются лишь фрагментарно, поэтому эффекты их системности могут быть вообще не обнаружены при узко дисциплинарном подходе, а выявляются только при синтезе фундаментальных и прикладных задач в проблемно-ориентированном поиске [Аруцев, указ.соч.].
Цель нашего исследования состоит в определении и описании связей научного познания мира и его материальных преломлений в виде развития высоких технологий в свете указанных особенностей развития современного естествознания. Задачи исследования – определение особенностей новейшей фазы развития естествознания, развития высоких технологий на современном этапе и проблемы взаимосвязанного развития указанных областей.
1. Постнеклассическая наука
как новейшая фаза развития естествознания
На рубеже ХХI века естествознание, по-видимому, вступает в новую историческую фазу своего развития - на уровень постнеклассической науки. [по кн. Степин В.С. Философская антропология и философия науки].
Для постнеклассической науки характерно выдвижение на первый план междисциплинарных, комплексных и проблемно-ориентировочных форм исследовательской деятельности. Все чаще в определении познавательных целей науки начинают играть решающую роль не внутринаучные цели, а цели экономического и социально-политического характера.
Объектами современных междисциплинарных исследований все чаще становятся уникальные системы, характеризующиеся открытостью и саморазвитием. Исторически развивающиеся системы представляют собой более сложный тип объекта даже по сравнению с саморегулирующимися системами. Исторически развивающаяся система формирует с течением времени новые уровни своей организации, изменяет свою структуру, характеризуется принципиальной необратимостью процессов и др. Среди таких систем особое место занимают природные комплексы, в которые включен сам человек (объекты экологии, медико-биологические объекты, объекты биотехнологии, системы "человек-машина" и др.)
В.С. Степин, автор понятия постнеклассической науки, проводит деление науки в соответствии с типом рациональности. По его мнению, «классический тип рациональности центрирует внимание только на объекте и выносит за скобки все, что относится к субъекту и к средствам деятельности. Для неклассической рациональности характерна идея относительности объекта к средствам и операциям деятельности... Наконец, постнеклассическая рациональность учитывает соотносительность знаний об объекте не только со средствами, но и с ценностно-целевыми структурами деятельности. Каждый тип рациональности обеспечивает преимущественное освоение объектов определенной системной организации: малых систем, больших систем, саморазвивающихся систем» [Степин В.С. Научное познание и ценности техногенной цивилизации // Вопр. философии. - 1989. - № 10. - С. 18; Степин В.С. От классической к постнеклассической науке: изменение оснований и ценностных ориентаций // Ценностные аспекты развития науки. - М., 1990. - С. 160-166].
В наши дни доминирующим становится новый тип рациональности, новая постнеклассическая наука и постнеклассический образ науки, для которой характерны самоорганизующиеся системы. Но и другие виды системных объектов не исчезли из нашего мира. Поэтому классическая и неклассическая наука не исчерпали свой эвристический потенциал и свою эффективность в пределах не превышения своих полномочий и влияния предрассудков линейного мышления.
Последние десятилетия ХХ века были отмечены событиями, существенным образом трансформировавшими современную социокультурную реальность. Это и состояние нестабильности в мире, проявляющееся в формировании и распространении особого типа умонастроения и мироощущения, концептуализированного в науке в теории нелинейной динамики, синергетике; в философских, социологических, литературоведческих и культурологических теорий под общим названием «постмодернизм» и активное вхождение в жизнь общества новейших информационных технологий, произошедшем в результате бурного развития электроники. Все это привело к бурному развитию постнеклассической науки, к основным особенностям которой относится ее основание - новая рациональность с принципами неравновесности, неустойчивости, нелинейности.
В эпоху индустриального общества классическая наука уделяла основное внимание устойчивости, порядку, однородности и равновесию и изучала главным образом замкнутые системы и линейные соотношения, в которых малый сигнал на входе вызывает равномерно во всей области определения малый отклик на выходе.
При переходе от индустриального общества к постиндустриальному обществу с высокоразвитыми информационными технологиями и технологическими инновациями возникает новая научная модель мира. Ее называют постнеклассической, синергетической, Пригожинской парадигмой (по имени Ильи Пригожина - основателя брюссельской школы диссипативных структур). Она «акцентирует внимание на аспектах реальности, наиболее характерных для современной стадии ускоренных социальных изменений: разупорядоченности, неустойчивости, разнообразии, неравновесности, нелинейных соотношениях, в которых малый сигнал на входе может вызвать сколь угодно сильный отклик на выходе, и темпоральности - повышенной чувствительности к ходу времени» [Пригожин, 15 – 160].
В настоящее время большое внимание в научной литературе занимает социальная обусловленность перемен в науке и образовании. Наша цивилизация в настоящее время совершает поворот, равного которому не было в истории. Он характеризуется усилением роли общественного интеллекта, науки и особенно образования как механизма воспроизводства интеллекта. В течение нескольких ближайших десятилетий должны измениться алгоритмы развития нашей цивилизации в широком смысле - в сфере производства и управления, науки и культуры. Таков вызов вектора прогресса XXI века. По утверждению Г.Г. Малинецкого, «должно измениться само понятие прогресса, представление о целях, смыслах и ценностях. Нас ждут глубокие изменения в человеке, структуре общества, жизнеобеспечивающих технологиях. Это - один из самых серьёзных вызовов, с которыми столкнулось человечество» [Малинецкий, указ.соч.].
2. Высокие технологии. Наука – техника-технология
Обсуждаемая тематика развития человеческого общества в XXI веке охватывает не только научные сферы естествознания (которое, собственно и подверглось жесткому прессингу в последнее время), но естествознание вместе с его конечными практическими привязками к социуму и природе в виде новых видов техники и новых технологий.
Целесообразность именно такого подхода определилась тем, что критические замечания по существу все же касаются именно комплексной развивающейся связки “наука – техника-технология”. Кроме того, на связность круга проблем ориентирует тот факт, что в продвинутых и продолжающих успешно развиваться странах, развитие естествознания вполне определенно и во многом рассматривают в связи с возможностью (хотя бы принципиальной) и необходимостью генерирования именно новых образцов техники и технологии. Причем, разумеется, стоит помнить, что под технологиями теперь чаще всего понимаются не просто системы процессов и операций, ведущие к простенькому желательному результату, но то, что специально обозначают как “high tech”, - высокие технологии, способные порождать очень нетривиальные, значимые эффекты. Иначе говоря, определение разнообразных видов техники и технологии в качестве материализованных следствий естествознания, как представляется, в значительной мере оправдано. Хотя, разумеется, лишь подобным толкованием суть естествознания совсем не исчерпывается.
В своей фундаментальной роли естествознание, прежде всего, призвано решать задачу открытия новых законов и проблему выхода человечества в новые познавательные ниши. Однако поднакопившийся исторический опыт убеждает, что сейчас даже людям “чистой науки”, видимо, уже трудно избавиться от неявной посылки, что нечто, исследуемое сегодня лишь с познавательными целями, завтра, вдруг, может привести к каким-то очень даже прагматичным следствиям. Во всяком случае, судьба исследования, например, космических тел нашей солнечной системы, изучаемых ныне с целью именно практического освоения, вполне подтверждает разумность высказанной установки. О том же свидетельствуют исследования микромира. Насколько это повлияло на жизнь людей, не стоит даже говорить.
Технологии, в том числе и современные высокие технологии, конечно же, нужны. Они улучшают жизнь человека, делают ее комфортнее; на их основе создаются лекарства, часто спасающие жизни людей; они - основа промышленности и современного агропромышленного комплекса; на них базируется создание и эксплуатация транспортных средств. Технологические достижения приносят финансовую прибыль, помогают сэкономить денежные средства на производстве товаров и т.д. и т.п. От каждого нового технологического достижения ждут новых позитивных прорывов в улучшении качества жизни людей.
turboreferat.ru
Современное естествознание и высокие технологии
Введение
естествознание технический навигационный биотехнология
В данной работе рассмотрены наиболее существенные достижения научно-технического прогресса, приводящие к новому пониманию природы, ее закономерностей и принципов развития, а так же представлены научные достижения, которые расширяют методологическую основы естествознания в целом.
Объектом исследования естествознания является природа, а так же вся совокупность процессов и закономерностей, проявляющаяся в природных системах. Естественные законы характеризуют постоянные системы, встречающиеся в природе, и являются всеобщими для определенной категории явлений и отображают необходимость их проявления при обусловленных, точно выраженных условиях.
Целью настоящей работы было раскрыть сущность высоких технологий, а так же определить их взаимоотношения с естественными науками. Для этого был определен ряд задач:
— изучить естественнонаучные основы современных технологий;
— изучить методологические основы и подходы при изучении природных процессов с использованием «высоких» технологий.
Объектом исследования являются «высокие» технологии, предметом достижения современных технологий в области естествознания.
1. Естествознание как основа научно-технического прогресса
Объектом исследования естествознания является природа, а так же вся совокупность процессов и закономерностей, проявляющаяся в природных системах. В классическом понимании природа рассматривается как совокупность интегрированных законов, выступающих отражением разума и по которым существует материальный мир в пространстве и времени. Жизнь природы находится в непрерывном поиске более совершенных самоорганизованных моделей, имеющих способность к формированию разумной самоорганизации.
В процессе познания законов природы человек применяет научные достижения, извлекая при этом материальную выгоду. Исследуя природу, накапливая знания об отдельных случайных ее явлениях, выводятся законы их функционирования. Для создания научных основ охраны природы главное значение имеет обнаружение связей между элементами природы, связи между природой и человеческим обществом.
В средние века нужды мореплавания, торговли, крупных мануфактур требовали теоретического и экспериментального решения целого ряда задач, которыми занималась уже почти сформировавшаяся наука. Изобретение пороха, компаса и книгопечатание были тремя значимыми открытиями, являющиеся основанием для прочного союза научной и технической деятельности. Попытки применять водяные мельницы для нужд мануфактурного производства побуждали попытки теоретического исследования и обоснования некоторых механических процессов. Создаются теория желоба, теории махового колеса и маховых движений, учения о напоре и сопротивлении воды, о трении. Этот первый период научно-технического прогресса отличается тем, что науке фактически отведена роль «служанки производства».
Второй этап научно-технического прогресса, начавшийся в конце 17 века, уже в большей степени опирался на достижения науки, чем на изобретательский опыт предшествующих поколений. Например, первая паровая машина Дж. Уатта (1784 г.) стала «итого научной мысли» и дала толчок для развития промышленности, окончившийся переходом к масштабному индустриальному производству.
И в последующем, особенно после формирования электродвигателя, освоения электрической энергии, развитие производства в существенной степени определял научный прогресс. Таким образом, особенностью второго этапа научно-технического прогресса являлось взаимное стимулирование развития друг друга в непрерывно ускоряющемся темпе.
Естественные науки не только раскрывали перед технологией новые возможности по изучению внутренних сил природы, но и в определенном смысле «провоцировали» человека на неукротимую реорганизацию природы. Следует отметить, что основой классического естествознания является концепция детерминизма, согласно которой все в природе предначертано заранее, и ничего нового, непредсказуемого случиться не может.
Третий этап научно-технического прогресса сопряжен с современной научно-технической революцией, которая началась в середине 20 века. Для этого этапа характерно превращение науки в естественную производительную силу. Отчетливее становится главенствующая роль науки в отношении к технике. Зачастую некоторые отрасли производства появляются вслед за новыми научными течениями и открытиями: атомная энергетика, радиоэлектроника, химия синтетических материалов, производство ЭВМ и др.
Естествознание, сложившееся в начале 20 века, позволило с новой стороны отнестись к сущности и роли техники в человеческой культуре. Согласно этому новому подходу особенности взаимоотношений человека и природы обусловливаются эффективностью их энергообмена. В природных условиях представители животного мира в незначительной степени обмениваются энергией, поэтому отдельный организм и природа могут считаться слабо взаимодействующими подсистемами, находящимися рядом с состоянием равновесия.
Природа развивается по принципу постоянного усложнения систем (т.е. неизбежного возникновения систем более высокого уровня), при условии способности к воспроизводству.
В 21 в. становится очевидным, что развитие общества обусловлено прогрессом в науке и технике, что именно на науке базируется сложное устройство современного развития. Постоянность научно-технического прогресса определяется фундаментальными и прикладными исследованиями, выявлениями новых закономерностей развития природы и общества, внедрением научных идей в технику и производство, она связана с разработкой целевых комплексных программ по решению научно-технических проблем.
2. Естественнонаучные основы современных технологий
Предметом естествознания как науки является природа. Природа включает весь информационный и материально-энергетический мир Вселенной. Современные технологии являются не только достижением науки и техники, но и представляют собой природные процессы или явления, представляющие объект изучения естествознания.
Технология представляет собой совокупность методов изменения состояния, обработки, изготовления, свойств, формы сырья или полуфабрикатов, реализованных в следствии производства продукции. Слово «технология» обозначает научную отрасль, постигающую механические, физические, химические и прочие закономерности разнообразных производственных процессов. Когда говорят о «высокой технологии» имеют в виду это наиболее новые и прогрессивные технологии современности.
Наиболее распространенными технологиями являются достижения в следующих направлениях: биотехнологии, генной инженерии, нанотехнологии, медицине и т. д.
Появление определенной технологии свидетельствует о высоком уровне зрелости соответствующей ей сфере естествознания, когда она начинает развиваться быстро и становится прикладной, т. е. оказывается полезной обществу. В современном обществе развиваются многие виды технологий.
Биотехнологии
Современные биотехнологии основаны на применении живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве. На основе биотехнологии постигнуто масштабное производство искусственных белков, питательных и многих других веществ. Успешно формируются микробиологический синтез витаминов, ферментов, аминокислот, антибиотиков и т. д. Представляет практический интерес синтез других биологически активных веществ — гормональных препаратов и соединений, стимулирующих иммунитет — с использованием естественных биологических материалов.
Для увеличения продуктов питания особую роль играют искусственные вещества, включающие белки, необходимые для жизнедеятельности живых организмов.
Благодаря существенным достижениям биотехнологии в настоящее время изготовляется в промышленных масштабах целый спектр искусственных питательных веществ, по многим качествам превосходящих продукцию естественного генезиса. Современные методы биотехнологии позволяют преобразовать большие количества отходов древесины, соломы и прочих остатков растительного происхождения в ценные питательные белки. Такой способ включает процесс гидролиза промежуточного продукта — целлюлозы — с последующей нейтрализацией образующейся глюкозы и введением солей. Полученный раствор глюкозы является питательным субстратом для микроорганизмов — дрожжевых грибов.
Промышленное производство белков полностью автоматизировано, и скорость роста дрожжевых культур в тысячи раз выше, чем крупного рогатого скота. 1 т пищевых дрожжей позволяет произвести около 800 кг свинины, 1,5 — 2,5 т птицы или 15−30 тыс. яиц и сэкономить при этом до 5 т зерна. Искусственные белковые питательные вещества — продукция бурно развивающейся микробиологической промышленности.
Значимым событием следует считать разработку промышленного производства пенициллина, получения аминокислот. Затем стали производить антибиотики, препараты ферментов, витаминно-белковые добавки к продуктам питания, ростовые вещества (например, гибберелин), бактериологические удобрения, средства защиты растений. Стало возможным производство бактериологического оружия.
Ученые расшифровали механизм рекомбинации ДНК в ходе синтеза ферментов, и в результате чего биотехнологи получили возможность изготовлять многие ферменты при относительно их невысокой себестоимости.
Совершенствуются способы усовершенствования технологии получения биокатализаторов, отсутствующих в природе. Например, кукурузный, пшеничный крахмал и сахар подходят для ферментации. Они свободно переходят в глюкозу, и далее — фруктозу.
Достижения генной инженерии
Генная инженерия содержит методы генетики и молекулярной биологии, связанные с направленным созданием новых, отсутствующих в природе комбинаций генов. Главная операция генной технологии сводится к извлечению из клетки организма гена (кодирующего нужный продукт) или группы генов и совмещение их с молекулой ДНК, которая способна проникать в клетки других организмов и там размножиться.
На начальных этапах развития генной инженерии получены биологически активные соединения — инсулин, интерферон и др. Современные генные технологии включают химию нуклеиновых кислот и белков, генетику, микробиологию, биохимию и открывают новые возможности разрешения многих проблем медицины, биотехнологии и сельского хозяйства.
Основной целью генных технологий является видоизменение ДНК, закодировав ее на производство белка с определенными свойствами. Достижения современной техники и технологии позволяют анализировать и идентифицировать молекулы ДНК и генетически видоизмененной клетки, в которую внедрена необходимая ДНК. С их помощью направленно реализовывают химические операции над биологическими объектами, что является основой генных технологий. Генные технологии позволяют разрабатывать мощные методы анализа генов, синтезировать, т. е. к конструировать новые, генетически модифицированные микроорганизмы. По мнению промышленных микробиологов знание нуклеотидных последовательностей геномов промышленных штаммов позволяет их «программировать» с целью увеличения дохода. [1]
Одним из самых современных и перспективных методов генной инженерии для получения новых микробных штаммов является генетическое копирование (клонирование).
Уже в начале 70-х годов 20 века ученые в лабораторных условиях получили и клонировали рекомбинантные молекулы ДНК, культивировали в пробирке клетки и ткани растений и животных. Особенно в последние годы много достижений в клонировании полноценных животных (даже способных приносить потомство) из соматических (т.е. неполовых) клеток. Например, работы шотландских ученых из Рослинского Университета, которые из клетки молочной железы беременной овцы получили генетически точную ее копию. Клонированная овца по кличке Долли нормально формировалась и произвела на свет потомство: 4 нормальных ягненка. Вслед за этим появился ряд новых сообщений о воспроизведении генетических близнецов мышей, коров, коз, свиней, обезьяны из соматических клеток этих животных.
В 2000 году появились сведения о клональном размножении потомства приматов путем деления зародыша. Американские ученые смоги получить генетически идентичные эмбрионы обезьяны посредством разделения бластомеров зародыша на стадии деления. Из эмбриона родилась вполне нормальная обезьянка Тетра — генетический близнец первоначально зачатой особи. Такой тип клонирования предполагает генетически идентичное потомство и в последствии можно получить двойню, тройню и сколько угодно генетических близнецов. Другими словами, появилась возможность воспроизводить сложные научные эксперименты на абсолютно генетически идентичных особях, имплантируя последовательно зародыш одной и той же суррогатной матери можно исследовать влияние ее организма и внешних факторов на развитие плода.
В ходе экспериментирования в клонировании отмечается высокая смертность и высокая доля уродств новорожденных.
Еще не в полной мере изучены многие механизмы клонирования и развития животных из соматической клетки. Однако, успех, достигнутый на данный момент, показал теоретическую возможность создания генетических копий даже человека из отдельной клетки, взятой из какого-либо органа. Многие ученые с энтузиазмом восприняли идею клонирования человека.
Однако, многие ученые и общественные деятели озабочены потенциальной опасностью (в том числе моральной) и, высказываются против клонирования человеческих особей. Имеется и биологическая проблема. Установлено, что в процессе культивирования клеток в пробирках и получения соматоклонов способны возникать различного рода мутации в геноме, вредоносные для организма. К тому же, как установлено, клональные особи обладают особенностью быстрого старения и угнетения многих жизненных функций за недолгий промежуток времени. Таким образом, клонирование человека способно привести к росту в человеческой популяции генетически неполноценных, в т. ч. психически больных людей. Так же, возникает целый ряд этических, моральных и даже юридических проблем, связанных с манипуляциями над эмбрионом человека.
Учитывая достижения генетической инженерии и реальную возможность создания генетически измененных не только животных, но и человека, 29-я сессия Генеральной Конференции ЮНЕСКО в 1997 году приняла «Всеобщую декларацию о геноме человека и правах человека». В 11-ой статье данного документа говорится, что не следует допускать практику, противоречащую достоинству человека, в т. ч. практику клонирования в целях воспроизводства человеческой особи, «цель прикладного использования результатов научных исследований по геному человека, в т. ч. в области биологии, генетики и медицины, должна заключаться в уменьшении страданий людей и в улучшении состояния здоровья отдельного человека и всех людей».
Совет Европы так же внес дополнения в Европейскую конвенцию о правах человека и биомедицине, которая гласит: «Запретить всякое вмешательство, преследующее цель создать человеческую особь, идентичную другой — живой или мертвой». Таким образом, современные генно-инженерные исследования все больше затрагивают интересы общества, а этические проблемы науки становятся важным компонентом научной деятельности не только биомедиков, но и этиков, философов, политиков и т. д.
Нанотехнологии
Нанотехнология — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, обобщающая теоретическое обоснование, практические методы исследования, анализ и синтез, а также методы производства и использования продуктов с определенной атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами. [6]
По мнению некоторых авторов [7] Нанотехнологии — это «самые высокие» технологии, на развитие которых ведущие экономические державы тратят сегодня миллиарды долларов. По прогнозам ученых нанотехнологии в XXI веке произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую в ХХ произвели компьютеры в манипулировании информацией", а их развитие изменит жизнь человечества больше, чем письменность, паровая машина или электричество. [7]
На современном этапе проявляется все больше интереса разработке новых тонкопленочных материалов. Тонкопленочные защитные, полупрозрачные, упрочняющие, диэлектрические, магнитные и т. п. покрытия, тонкопленочные элементы интегральных схем современной микро- и наноэлектроники являются примерами использования тонкопленочных материалов. В зависимости от исполняемой задачи толщина слоя может колебаться в границах от нескольких ангстрем до нескольких десятков микрометров.
В настоящее время налажена технология формирования микроэлектронного элемента с размером до нескольких десятых долей микрометра. Для получения тонкопленочных слоев и элементов используются многообразные технологии:
— механическое и термическое напыление;
— гальваноосаждение;
— вакуумное ионно-плазменное осаждение и др.
Наряду с перспективной микроэлектронной технологией в настоящее время активно внедряется биотехнология, сформированная на видоизменении структуры молекулы ДНК (сшивание нитями ДНК и т. д.).
В микроэлектронной технологии помимо уменьшения элементов интегральных схем до нанометровых размеров, необходимо соединять их между собой и с микроэлектродами. В реализации такой операции могут помочь нуклеиновые кислоты, поскольку в них четко проявляется молекулярная самосборка. В лаборатории уже удалось нитями ДНК связать наночастицы из золота в трехмерную решетку. Кроме того, из отрезка ДНК построили мостик, связывающий два электрода, а затем его использовали как матрицу, на которую из раствора осаждали серебро, так что получился проводящий металлический провод диаметром 100 нм, что значительно меньше размера широко применяемых сейчас в микроэлектронике электропроводящих полос. Приведенный пример показывает, как удачно могут сочетаться совершенно разные биотехнология и зарождающаяся наноэлекронная технология.
Микроэлектронные технологии оказали и будут оказывать огромное влияние на индустриальный мир и общество в целом. Наиболее широко известная продукция, изготавливаемая на основе микроэлектронной технологии — микропроцессор, представляющий собой устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших интегральных схем. Эта удивительно сложная и функционально интегрированная электрическая цепь построена на небольшой пластине, называемой чипом. Некоторые современные микропроцессоры, в том числе и отдельные чипы машинной памяти большой емкости, содержат миллионы транзисторов или других электронных компонентов, расположенных на кремниевой пластине площадью в несколько квадратных сантиметров.
Технологии в современной медицине
Одной из особенностей отечественного медицинского приборостроения является то обстоятельство, что большинство предприятий — производителей медицинской техники, при разработке для практической медицины приборов и технологий, даже на основе самых современных достижений науки и техники, не исходят из системного подхода к диагностике, лечению и профилактике заболеваний. Отсутствует такое предложение и со стороны управляющих и координирующих органов и ведомств медицинско-технической отрасли. В то же время человек, являясь сложно организованной системой, одновременно через множество связей взаимодействует с окружающим его миром. Поэтому медицина XXI века — медицина высоких технологий должна, на наш взгляд, методологически исходить из системного и комплексного подхода к вопросам здравоохранения.
Среди современных медицинских технологий, находящихся на страже здоровья человека ведущее место принадлежит телемедицине. Главной задачей которой является реализация права человека на получение квалифицированной медицинской помощи в любом месте, в любое время.
Телемедицина — логическое развитие первых консультаций по телефону, существовавших в начале века и является перспективным направлением информатизации общества.
Телемедицину можно рассматривать как систему, обеспечивающую рядовому пользователю доступ к современным медицинским ресурсам, в том числе, международным. Рассматриваемая система представляет собой совокупность средств и комплексов, реализующих потенциал современных информационных и телекоммуникационных технологий в здравоохранении, а также соответствующее финансовое и правовое обеспечение. [10]
Достижения современных технологий на основе последних достижений медицинской науки и промышленности осуществлять:
· комплексную оценку состояния здоровья человека;
· точную диагностику;
· правильный подбор медицинских препаратов и их дозировку;
· мероприятия по высокоэффективной профилактике инфекционных заболеваний;
· лечение без применения медикаментозных средств либо с существенно ограниченной медикаментозной нагрузкой на организм;
· реабилитацию послеоперационных больных и т. д.
При этом огромное значение придано минимизации возможного негативного побочного воздействия на органы, ткани, клетки и организм в целом, в том числе и в отдаленном будущем.
Мобильные диагностические устройства — это другое эволюционное направление, которое может сбалансировать соотношение числа врачей и числа пациентов, особенно в регионах, где есть недостаток медицинский учреждений. [11]
Технология биочипов является весьма ценной для выявления различных заболеваний, а также позволяет обнаруживать причину их возникновения в кратчайшие сроки. При такой технологии процесс лечения будет проходить быстрее, а также позволит пациентам, принимающим лекарственные препараты, следить за реакцией на них. Для этой технологии будут использовать молекулярные биомаркеры в лабораторной диагностике. [11]
Электронные имплантаты существовали получили широкое распространение благодаря использованию высокотехнологичных инструментов с лучшими техническими характеристиками. Другим обсуждаемым технологическим нововведением является обмен информацией между пациентами и врачами посредством мобильных устройств, что станет возможным благодаря встроенным датчикам. [11]
Эволюция медицинских материалов заключалась в уходе от использования поливинилхлорида и придания этим материалам антибактериальных свойств. [11]
3. Совершенствование методов естествознания
В основе методов естествознания лежит единство его эмпирической и теоретической сторон. Они взаимосвязаны и обусловливают друг друга.
Научное познание является объективным знанием о природе, приобретенное в из-за научно-исследовательской деятельности и, как правило, апробированное (доказанное) практикой. Естественнонаучное познание представлено эмпирическим и теоретическим направлениями научного исследования. Совершенствование методов естествознания с использованием достижений в области высоких технологий является неотъемлемой частью научно-технического прогресса.
Все природные процессы по-своему уникальны. Но их индивидуальность не препятствует исследователям выделять при исследовании природы наиболее важнейшие характеристики предметов и явлений и отыскивать повторяющиеся, устойчивые связи между ними, т. е. определять законы природы. Естественные законы характеризуют постоянные системы, встречающиеся в природе, и являются всеобщими для определенной категории явлений и отображают необходимость их проявления при обусловленных, точно выраженных условиях.
Использование информационных технологий
Существенную роль в процессе научной интеграции выполняют такие общенаучные методы исследования, как математизация естествознания, разработка принципов системных исследований, использование новейших информационных технологий. [16]
Под информационными технологиями и обеспечением понимают изображение необходимой информации с соблюдением требований ее своевременности и актуальности. Представление информации во всех областях естествознания является одной из важнейших составляющих информатизации общества. Концепция информатизации включает формирование унифицированной структурированной информационной технологии, которая включает процесс накопления, сбора, хранения, поиска, переработки и выдачи всей информации, необходимой для научного обеспечения деятельности.
К высоким технологиям относятся продвинутое и прогрессивное программное обеспечение. В частности, исследования в области создания искусственного интеллекта. Признаком высоких технологий является комплексность, взаимосвязь различных областей науки.
Существенным шагом в создании идеи системного метода было появление кибернетики как общей теории управления в технических системах, живых организмах и обществе. В рамках кибернетики впервые показано, что процесс управления с самой общей точки зрения можно рассматривать как процесс накопления, передачи и преобразования информации. Само же управление можно отобразить с помощью определенной последовательности точных предписаний — алгоритмов, посредством которых осуществляется достижение поставленной цели. Кибернетика возникла на стыке математики, техники и нейрофизиологии, и ее интересует целый класс как живых, так и неживых систем, в которых существуют механизмы обратной связи.
Информация характеризует меру разнообразия систем, с том числе и природных. Хотя информация и энергия относительно обособлены друг от друга, тем не менее они связаны между собой. Информация растет с повышением разнообразия системы. Одним из основных законов кибернетики является закон необходимого разнообразия: эффективное управление какой-либо системой возможно только в том случае, когда разнообразие управляющей системы больше разнообразия управляемой системы. Значит, чем больше мы имеем информации о системе, которой собираемся управлять, тем эффективнее будет проходить этот процесс.
Общее значение кибернетики обозначается в следующих направлениях [17]:
1. Философское значение — дает новое представление о мире, основанное на роли связи, управления, информации, организованности, обратной связи, целесообразности, вероятности.
2. Социальное значение — дает новое представление об обществе как организованной целой системе.
3. Общенаучное значение — дает новые понятия управления, методы исследования, формирует гипотезы о внутреннем составе и строении систем.
4. Методологическое значение — изучая простые технические системы, выдвигает гипотезы о работе сложных систем (живых организмов, мышления людей).
5. Техническое значение — создание ЭВМ, роботов, персональных компьютеров. ЭВМ и персональные компьютеры облегчают умственный труд, заменяя человеческий мозг в его наиболее простых и рутинных функциях. ЭВМ работают по принципу «да-нет», и этого оказалось достаточно для того, чтобы создать вычислительные машины, хотя и уступающие мозгу в гибкости, но превосходящие его по быстроте выполнения вычислительных операций. Если же будут построены не просто человекоподобные роботы, но и превосходящие его по уму, то это повод не только для радости, но и для беспокойства, связанного как с роботизацией самого человека, так и с проблемой возможного выхода машин из-под контроля людей и даже возможного порабощения ими человека.
Таким образом, использование достижений современных IT-технологий активно используются не только для хранения, переработки информации, а, но и являются методологической основой для развития естествознания.
Навигационные технологии
Навигационные системы (GPS и ГЛОНАСС), получившие широкое распространение позволяют получать новые данные в области географии, геодезии.
Создание навигационных спутников и навигаторов для наземного использования является наукоёмким производством и не обходится без помощи нанотехнологий и продвинутого программного обеспечения.
Система ГЛОНАСС представляет собой высокоинтеллектуальный результат деятельности военно-промышленного комплекса, является наиболее ярким реальным примером конверсии, который представлен военными для массового гражданского пользования.
Система ГЛОНАСС обеспечивает непрерывный глобальный навигационный сервис для всех категорий потребителей круглогодично, в любое время суток независимо от метеорологических условий, многократное количество одновременно и непрерывно обслуживаемых мобильных и стационарных потребителей на всей поверхности Земли и на высотах до 2000 км.
Система ГЛОНАСС как средство, при помощи которого осуществляется научное познание, выполняет следующие функции:
· геодезическая съемка и установление местоположения географических объектов с сантиметровой точностью при прокладке линейных объектов: нефте- и газопроводов, линий электропередач, и пр. ;
· навигация воздушных, наземных, речных, морских и космических средств, управление транспортным потоком на всех видах транспорта, контролирование перевозок опасных и ценных грузов, поисково-спасательные операции, контроль рыболовства в территориальной воде, мониторинг окружающей среды;
· спутниковая навигация уже употребляется и в сельском хозяйстве, где используется для автоматической обработки земельных угодий комбайнами, и в горнодобывающей промышленности.
Математическое моделирование
Выявление существенного, присущего всем системам определенного рода производится наиболее общим приемом — математическим моделированием. При математическом моделировании систем наиболее ярко проявляется эффективность единства качественных и количественных методов исследования, характеризующая магистральный путь развития современного научного познания.
Всякая сложная система, модель которой мы создаем, при своем функционировании подчиняется определенным законам — физическим, химическим, биологическим и др. Рассматриваются такие системы, для которых знание законов предполагает известные количественные соотношения, связывающие те или иные характеристики моделируемой системы. Модель создается для ответа на множество вопросов о моделируемом объекте. Процесс построения математической модели сложной системы можно представить состоящим из следующих этапов:
1. Формулирование основных вопросов о поведении системы.
2. Из разнообразия законов, управляющих поведением системы, исследуют те, влияние которых существенно в данном случае.
3. Формулируются определенные гипотезы о функционировании системы, имеющие некоторые теоретические доводы в пользу их принятия.
4. Гипотезы выражаются в форме определенных математических соотношений, которые объединяются в описание модели.
Таким образом, достижения в современном математической моделировании позволяют не только анализировать природные системы, но и выявлять закономерности их развития, а так же прогнозировать из дальнейшее развитие.
Заключение
В данной работе не только рассмотрены наиболее существенные достижения научно-технического прогресса, раскрыты научные достижения, которые расширяют методологическую основы естествознания в целом, приведены основные примеры значимых «высоких» технологий. Дана оценка научного прогресса в процессе научного познания и формирования законов природы.
Наиболее распространенными технологиями являются достижения в следующих направлениях: биотехнологии, генной инженерии, нанотехнологии, медицине и т. д.
Рассмотренные методы естествознания являются общенаучными и устремляют процесс познания во всех науках, то есть имеют междисциплинарный спектр их употребления. Совершенствование методов естествознания с использованием достижений в области высоких технологий является неотъемлемой частью научно-технического прогресса.
Достижения в современном естествознании позволяют не только анализировать природные системы, но и выявлять закономерности их развития, а так же прогнозировать из дальнейшее развитие.
Литература
1. Концепции современного естествознания. Электронный ресурс. Режим доступа: http: // 5fan. ru/wievjob. php? id=37 462. 20. 03. 2015 г.
2. Словарь бизнес-терминов. Академик. ру. 2001. Режим доступа: http: //dic. academic. ru/. 20. 03. 2015 г.
3. Гусейханов М. К., Раджабов О. Р. Концепции современного естество-знания. Учебник. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Дашков и К°, 2007.
4. Горбачев В. В. Концепции современного естествознания. Учебное пособие для ВУЗов. ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»
2003. — 592 с.
5. Концепции развития современных технологий. Электронный ресурс. Режим доступа: http: //knowledge. /biology. 20. 03. 2015 г.
6. Нанотехнологии. Электронный ресурс. Режим доступа: http: //www. worldview. net. ua/technologies/nanotehnolog. html. 20. 03. 2015 г.
7. Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. Издательство: Nanotechnology News Network Страниц: 444 Год: 2005 Размер: 5,55 Мб Формат: pdf.
8. Карпенков С. Х. Концепции современного естествознания: Учеб. для вузов. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2003. — 488 с.
9. Пахтусов Б. К. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. Новосибирск: СибАГС. 2004 — 113 с.
10. Григсби Д., Сандерс Д. Х. Телемедицина: уровень развития и перспективы. Международный журнал медицинской практики. 1999, № 3, стр. 52−56.
11. Инновационные технологии в медицине. Электронный ресурс. Режим доступа: http: //tech-life. org/technologies/291-healthcare-technology. 20. 03. 2015 г.
12. Методы научного познания. Электронный ресурс. Режим доступа: http: // 100pudov. com. ua/subject/25/11 970/. 07. 02. 2015.
13. Пряников Б. П. «Сфера высоких технологий: переосмысление содержания понятия и методологии исследования» / Вестник Челябинского государственного университета // 2007 — № 1.
14. ГЛОНАСС вчера, сегодня и завтра. Интернет ресурс. Режим доступа: http: //www. osp. ru/nets/2008/06/5 120 395/. 20. 03. 2015 г.
15. Григорьев А. И., Саркисян А. Э. Шаги к медицине будущего. Компьютерные технологии в медицине. 1996, № 2, стр. 14−18.
16. История естествознания. Интернет ресурс. Режим доступа: http: //biofile. ru/bio/7209. html. 20. 03. 2015 г.
17. Пустовалова Ирина Викторовна. Аксиологический аспект влияния высоких технологий на миропонимание человека: диссертация… кандидата философских наук: 09. 00. 13. — Ростов-на-Дону, 2007.
18. Фостер Л. Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности. М.: Техносфера, 2008.
19. Ренкель А. Вехи технического прогресса // Интеллект, собств. 1999, № 3. С. 87−91.
20. Горшков В. Г. Кондратьев КЛ., Данилов-Данильян В. И. Окружающая среда: от новых технологий к новому мышлению // Зеленый мир. 1994. № 19. С. 8.
Показать Свернутьvpu7.lg.ua
Большие ожидания связаны, например, с нанотехнологией, где, используя в качестве строительных блоков атомы и молекулы, создают не существующие в природе и обладающие новыми, удивительными свойствами материалы и приборы. Используется тот факт, что на наноуровне (масштаб величин от 1 до 100 нанометров, 1 нанометр 10-9 м) многие свойства обычных материалов претерпевают значительные изменения. Это может касаться таких параметров как температура плавления, химическая реактивность, электро- и термопроводимости. Новые материалы и приборы находят широкую сферу приложимости - в электронике, медицине, экологии, авиации, космонавтике. В медицине - это создание новых лекарств, а также более совершенных методов доставки лекарств по назначению, когда с помощью наноскопических устройств лекарство доставляется именно тем клеткам живого организма, которые в нем нуждаются; в экологии речь может пойти о преобразовании токсичных компонентов в почве и воде, а также в промышленных выбросах в атмосферу, появившихся там в результате загрязнения окружающей среды, в нетоксичные; в самолетостроении новые материалы могут быть использованы для создания машин чрезвычайно прочных и вместе с тем легких и эластичных, что значительно снизит риск их разрушения при авариях; в космонавтике эти же материалы смогут быть использованы для строительства легких и мощных грузоподъемников, способных доставлять тяжелые грузы с поверхности планет на околоземные орбиты и т.д. Многие разработки в нанотехнологии преследуют цель сэкономить средства при производстве новых машин и оборудования, сделать производство более дешевым, что очень важно в условиях жесткой рыночной конкуренции на мировом рынке
Верно, что часто у технологий, в том числе и у нанотехнологии, есть и негативная сторона. С ними связаны определенные социальные риски - возможность ухудшения здоровья людей в связи с использованием в быту товаров, изготовленных из новых материалов; появление новых болезней, возникающих в качестве побочных эффектов применения созданных на основе тех же технологий лекарств; создание все более "совершенного" оружия массового уничтожения. Все это делает злободневным вопрос о социальной и моральной ответственности создателей новых технологий. Но всегда остается надежда, что эти риски удастся учесть, предотвратить и ответить на них. Так что с тезисом о необходимости технологий согласны все. Руссоистские идеи уже давно не в моде.
Другое дело наука. У многих ученых-прикладников, технологов, да и у некоторых философов науки она сегодня, прямо скажем, не в чести. Вполне серьезно ставится и обсуждается вопрос о том, нужна ли вообще фундаментальная наука и стоит ли ее финансировать. Во время дискуссий спрашивают, не лучше ли использовать эти средства для решения самых неотложных проблем человечества, направив их, например, на лечение онкологических заболеваний? Высказывается мнение, что наиболее успешно и продуктивно развивается наука, источником которой является решение той или иной практической проблемы. Основная претензия, предъявляемая фундаментальной науке, состоит в том, что она не приносит пользы.
Мнение по меньшей мере не верное. Ведь наука выступает основой технологических достижений. Традиционно полагалось, что фундаментальная наука является источником технологических новаций, а технология представляет собой приложение науки (так называемая «линейная» модель взаимоотношения науки и технологии; ее происхождение связывают с именем Ф.Бэкона). В настоящее время эта модель подвергается критике как несостоятельная. Но какие бы модели не предлагались взамен этой, все они исходят из того, что наука, пусть и не в качестве источника технологий, всегда принимает непосредственное или опосредованное участие в технологических исследованиях и разработках. Более того, в любой из этих моделей предполагается, что зависимость современных технологий - биотехнологии, биомедицинской технологии, нанотехнологии и т.п. от фундаментальной науки в настоящее время возрастает.
Но участием в технологических разработках фундаментальная наука не ограничивается. У нее есть еще одна не менее, а может быть даже более важная и великая задача. Она объясняет мир, удовлетворяя важнейшую интеллектуальную потребность людей - потребность знать. Человек хочет знать, как устроен мир, как произошла Вселенная, в чем сущность жизни, что такое сознание и т.д. Верно, что эта сторона фундаментальной науки бесполезна в том смысле этого слова, который вкладывал в него Оскар Уайльд, когда говорил, что всякое искусство бесполезно. Вряд ли исследования в области, скажем, квантовой гравитации (самый передний край современной теоретической физики) принесут непосредственную пользу людям, по крайней мере в обозримом будущем. Также мало что изменится в жизни обычных людей, если будет решена загадка происхождения жизни или раскрыта тайна происхождения Вселенной. Но, перестав задавать себе эти вопросы, перестав интересоваться ими, человеческое общество потеряет многое из того, что делает его именно человеческим.
Многие фундаментальные исследования сегодня требуют постановки очень дорогостоящих экспериментов. В физике элементарных частиц - это создание и использование современных сверхускорителей. Даже вопреки иногда высказываемому мнению, что сверхускорители - это уже элемент Большой науки и на нем осуществляются не фундаментальные, а прикладные исследования, сверхускорители - это просто гигантская экспериментальная аппаратура, создаваемая для целей фундаментальной, чистой науки. И работа на них - это экспериментальная деятельность в сфере чистой науки, где давно уже произошло разделение на экспериментальные и теоретические исследования. Даже такая богатая страна как США предпочла отказаться от строительства самого новейшего суперколлайдера (БАК - Большой адронный коллайдер) в одиночку; он был создан и запущен при финансовой поддержке нескольких стран-участниц проекта. В связи с дороговизной проекта вновь поднимался и поднимается вопрос: не лучше ли было израсходовать эти деньги на непосредственные нужды людей, например ликвидацию голода в странах третьего мира, здравоохранение, экологию?
Но, во-первых, те, кто ставит так вопрос, забывают, что в процессе создания такой экспериментальной аппаратуры как сверхускоритель, новые мощные импульсы развития получает и технология. Создаются новые приборы, новые материалы, вспомогательные устройства и оборудование. Одна из проблем, которые призван решить новый гигантский ускоритель БАК состоит в поисках хиггсовских бозонов - частиц, которые ответственны за появление масс у всех элементарных частиц. Решается чисто теоретическая задача. Но для того, чтобы построить это необходимое для ее решения экспериментальное оборудование, потребовалось создание новой вычислительной техники, новых массивных хранилищ данных, новых мощных электронных устройств, новых приборов и оборудования. Более того, многие даже не знают о том, что при исследовательских центрах, где работают такие ускорители (например, ФЕРМИЛАБ'е, США), лечат онкологические заболевания с помощью нейтронных пучков, полученных на этих же ускорителях. Лечат успешно, продлевая жизнь людей. В США существуют четыре таких центра.
Во-вторых, нам, говоря словами поэта, все-таки «не дано предугадать, как наше слово отзовется». Не преследуя утилитарных целей и просто создавая все более верные модели мира, ученые, занятые в сфере фундаментальных исследований, могут, даже не осознавая этого, закладывать фундамент для решения практических задач, важных для выживания человечества. Думал ли Галилей, формулируя свой закон свободного падения тел и в споре с аристотелианцами доказывая его справедливость, что тем самым он закладывает теоретические основы современной нам космонавтики? На базе полученного в рамках галилей-ньютоновой физики значения ускорения свободного падения тел (~9,8 м/сек2) удалось уже в наше время рассчитать, какую скорость ракета-носитель должна сообщить телу для того, чтобы оно могло стать искусственным спутником Земли (первая космическая скорость, равная ~ 8 км/сек), и какую скорость должно иметь, чтобы, преодолев земное притяжение, навсегда покинуть Землю и уйти в открытый космос (вторая космическая скорость, равная ~11 км/сек).
Или другой пример. Ныне хорошо известны блестящие практические достижения генной инженерии. Достаточно перечислить получение с помощью ее методов таких жизненно важных лекарств как инсулин, интерферон; создание высокопродуктивных штаммов микроорганизмов для производства аминокислот, антибиотиков, ферментов, витаминов; набирающую силу генную терапию и т.д. Но ведь в 60-х годах ХХ века было не ясно, даст ли вообще что-нибудь полезное молекулярная биология. И многие ученые сетовали на то, что на эту область исследований отпускается слишком много средств.
Таких примеров «отложенного» (используя терминологию квантовой физики, где говорят об "экспериментах с отложенным выбором") практического использования законов науки можно привести множество. Эта функция науки, несомненно, действует и сейчас. Эксперименты с космическими аппаратами, посылаемыми к другим планетам нашей Солнечной системы, многим представляются сейчас излишней роскошью. Но, возможно, они помогут человечеству постичь тайну происхождения жизни на Земле или расширить ареал существования человечества в Космосе.
Имея в виду возможность существования такой «отложенной» пользы, необходимо поддерживать и финансировать все фундаментальные исследования, а не только те, которые представляются перспективными уже сейчас. Во-первых, потому, что исключения тех или иных разработок из поля научных исследований может отрицательно сказаться на самой науке. Как утверждал один из творцов современной физики Энрико Ферми, «опыт показывает, что до некоторой степени произвольный характер конструирования знаниевого поля, являющийся результатом полной свободы в выборе направления исследований отдельными учеными, является единственным гарантом того, что ни одно важное направление не будет упущено». И, во-вторых, любые запреты могут негативно сказаться именно в практической сфере, отрицательно влияя на качество жизни людей. Нельзя повторять ошибки противников генетики, третировавших генетические исследования на том основании, что они излишне теоретичны, оторваны от жизни, что биология должна непосредственно подключиться к решению продовольственной проблемы в стране, а не заниматься бесполезными манипулированиями какими-то там генами каких-то там мушек-дрозофил. В нашей стране генетика была запрещена. Но, как известно, именно она и помогает сейчас решать проблему голода в развивающихся странах путем (пусть пока и несовершенной) практики создания новых генетически измененных видов растений и животных, обладающих высокой продуктивностью и другими, полезными для человека свойствами. Поэтому вопрос о судьбе фундаментальных исследований должен быть столь же важным для нас, как и вопрос о судьбе современных технологий [По материалам статьи Мамчур].
Заключение
В условиях пришедшей на смену традиционной техногенной цивилизации темпы социального развития резко ускоряются, экстенсивное развитие сменяется интенсивным. Высшей ценностью становятся инновации, творчество, формирующие новые оригинальные идеи, образцы деятельности, целевые и ценностные установки. Традиция должна не просто воспроизводиться, а постоянно модифицироваться под влиянием инноваций.
Главным фактором, который определяет процессы изменений социальной жизни, становится развитие техники и технологии, которые проходят все более спрессованные циклы обновления. Так возникает новый тип развития, основанный на ускоряющемся изменении предметной среды, непосредственно окружающей человека [Степин, Кузнецова, 5-6].
Когда современная наука на переднем крае своего поиска поставила в центр исследований уникальные, исторически развивающиеся системы, в которые в качестве особого компонента включен сам человек, то требование экспликации ценностей в этой ситуации не только не противоречит традиционной установке на получение объективно-истинных знаний о мире, но и выступает предпосылкой реализации этой установки. Есть все основания полагать, что по мере развития современной науки эти процессы будут усиливаться.
Техногенная цивилизация ныне вступает в полосу особого типа прогресса, когда гуманистические ориентиры становятся исходными в определении стратегий научного поиска [Аруцев, указ.соч.].
Синергетический подход к познанию показывает, что знания не приобретают как вещь, ими овладевают, чтобы в дальнейшем обладать. Знания, полученные в синергетической образовательной среде, способствуют постижению действительности без отторжения субъекта (человека) от объекта (природы) на фундаментальном уровне.
Успехи в области современных высоких технологий, внедрение курса «Концепции современного естествознания» с использованием ее гуманитарного потенциала делают актуальной проблему проектирования синергетической среды в системе образования и формирования синергетического стиля мышления.
Эффективность технологий XXI века, видимо, будет зависеть от решения задач, связанных с этой проблемой. Проектирование синергетической среды в любой сфере обеспечит сочетание рационального и иррационального в процессе взаимодействия, формирование метаязыка аналогий, понятного естественнику и гуманитарию. Гуманитарный потенциал современного естествознания связан прежде всего с развитием мышления, формированием целостного мировоззрения, воспитанием чувств.
Проектирование синергетической среды в системе подразумевает процесс создания в системе такой совокупности информационно-методических, эргономических, экономических, правовых условий и средств управления на базе принципов синергетики, которая обеспечит становление в социуме творческой личности, имеющей опыт безопасной жизнедеятельности на стадии обучения, воспитания и развития [Бочкарев, 252 - 254].
Список литературы
yaneuch.ru
Современное естествознание и высокие технологии
Введение
естествознание технический навигационный биотехнология
В данной работе рассмотрены наиболее существенные достижения научно-технического прогресса, приводящие к новому пониманию природы, ее закономерностей и принципов развития, а так же представлены научные достижения, которые расширяют методологическую основы естествознания в целом.
Объектом исследования естествознания является природа, а так же вся совокупность процессов и закономерностей, проявляющаяся в природных системах. Естественные законы характеризуют постоянные системы, встречающиеся в природе, и являются всеобщими для определенной категории явлений и отображают необходимость их проявления при обусловленных, точно выраженных условиях.
Целью настоящей работы было раскрыть сущность высоких технологий, а так же определить их взаимоотношения с естественными науками. Для этого был определен ряд задач:
— изучить естественнонаучные основы современных технологий;
— изучить методологические основы и подходы при изучении природных процессов с использованием «высоких» технологий.
Объектом исследования являются «высокие» технологии, предметом достижения современных технологий в области естествознания.
1. Естествознание как основа научно-технического прогресса
Объектом исследования естествознания является природа, а так же вся совокупность процессов и закономерностей, проявляющаяся в природных системах. В классическом понимании природа рассматривается как совокупность интегрированных законов, выступающих отражением разума и по которым существует материальный мир в пространстве и времени. Жизнь природы находится в непрерывном поиске более совершенных самоорганизованных моделей, имеющих способность к формированию разумной самоорганизации.
В процессе познания законов природы человек применяет научные достижения, извлекая при этом материальную выгоду. Исследуя природу, накапливая знания об отдельных случайных ее явлениях, выводятся законы их функционирования. Для создания научных основ охраны природы главное значение имеет обнаружение связей между элементами природы, связи между природой и человеческим обществом.
В средние века нужды мореплавания, торговли, крупных мануфактур требовали теоретического и экспериментального решения целого ряда задач, которыми занималась уже почти сформировавшаяся наука. Изобретение пороха, компаса и книгопечатание были тремя значимыми открытиями, являющиеся основанием для прочного союза научной и технической деятельности. Попытки применять водяные мельницы для нужд мануфактурного производства побуждали попытки теоретического исследования и обоснования некоторых механических процессов. Создаются теория желоба, теории махового колеса и маховых движений, учения о напоре и сопротивлении воды, о трении. Этот первый период научно-технического прогресса отличается тем, что науке фактически отведена роль «служанки производства».
Второй этап научно-технического прогресса, начавшийся в конце 17 века, уже в большей степени опирался на достижения науки, чем на изобретательский опыт предшествующих поколений. Например, первая паровая машина Дж. Уатта (1784 г.) стала «итого научной мысли» и дала толчок для развития промышленности, окончившийся переходом к масштабному индустриальному производству.
И в последующем, особенно после формирования электродвигателя, освоения электрической энергии, развитие производства в существенной степени определял научный прогресс. Таким образом, особенностью второго этапа научно-технического прогресса являлось взаимное стимулирование развития друг друга в непрерывно ускоряющемся темпе.
Естественные науки не только раскрывали перед технологией новые возможности по изучению внутренних сил природы, но и в определенном смысле «провоцировали» человека на неукротимую реорганизацию природы. Следует отметить, что основой классического естествознания является концепция детерминизма, согласно которой все в природе предначертано заранее, и ничего нового, непредсказуемого случиться не может.
Третий этап научно-технического прогресса сопряжен с современной научно-технической революцией, которая началась в середине 20 века. Для этого этапа характерно превращение науки в естественную производительную силу. Отчетливее становится главенствующая роль науки в отношении к технике. Зачастую некоторые отрасли производства появляются вслед за новыми научными течениями и открытиями: атомная энергетика, радиоэлектроника, химия синтетических материалов, производство ЭВМ и др.
Естествознание, сложившееся в начале 20 века, позволило с новой стороны отнестись к сущности и роли техники в человеческой культуре. Согласно этому новому подходу особенности взаимоотношений человека и природы обусловливаются эффективностью их энергообмена. В природных условиях представители животного мира в незначительной степени обмениваются энергией, поэтому отдельный организм и природа могут считаться слабо взаимодействующими подсистемами, находящимися рядом с состоянием равновесия.
Природа развивается по принципу постоянного усложнения систем (т.е. неизбежного возникновения систем более высокого уровня), при условии способности к воспроизводству.
В 21 в. становится очевидным, что развитие общества обусловлено прогрессом в науке и технике, что именно на науке базируется сложное устройство современного развития. Постоянность научно-технического прогресса определяется фундаментальными и прикладными исследованиями, выявлениями новых закономерностей развития природы и общества, внедрением научных идей в технику и производство, она связана с разработкой целевых комплексных программ по решению научно-технических проблем.
2. Естественнонаучные основы современных технологий
Предметом естествознания как науки является природа. Природа включает весь информационный и материально-энергетический мир Вселенной. Современные технологии являются не только достижением науки и техники, но и представляют собой природные процессы или явления, представляющие объект изучения естествознания.
Технология представляет собой совокупность методов изменения состояния, обработки, изготовления, свойств, формы сырья или полуфабрикатов, реализованных в следствии производства продукции. Слово «технология» обозначает научную отрасль, постигающую механические, физические, химические и прочие закономерности разнообразных производственных процессов. Когда говорят о «высокой технологии» имеют в виду это наиболее новые и прогрессивные технологии современности.
Наиболее распространенными технологиями являются достижения в следующих направлениях: биотехнологии, генной инженерии, нанотехнологии, медицине и т. д.
Появление определенной технологии свидетельствует о высоком уровне зрелости соответствующей ей сфере естествознания, когда она начинает развиваться быстро и становится прикладной, т. е. оказывается полезной обществу. В современном обществе развиваются многие виды технологий.
Биотехнологии
Современные биотехнологии основаны на применении живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве. На основе биотехнологии постигнуто масштабное производство искусственных белков, питательных и многих других веществ. Успешно формируются микробиологический синтез витаминов, ферментов, аминокислот, антибиотиков и т. д. Представляет практический интерес синтез других биологически активных веществ — гормональных препаратов и соединений, стимулирующих иммунитет — с использованием естественных биологических материалов.
Для увеличения продуктов питания особую роль играют искусственные вещества, включающие белки, необходимые для жизнедеятельности живых организмов.
Благодаря существенным достижениям биотехнологии в настоящее время изготовляется в промышленных масштабах целый спектр искусственных питательных веществ, по многим качествам превосходящих продукцию естественного генезиса. Современные методы биотехнологии позволяют преобразовать большие количества отходов древесины, соломы и прочих остатков растительного происхождения в ценные питательные белки. Такой способ включает процесс гидролиза промежуточного продукта — целлюлозы — с последующей нейтрализацией образующейся глюкозы и введением солей. Полученный раствор глюкозы является питательным субстратом для микроорганизмов — дрожжевых грибов.
Промышленное производство белков полностью автоматизировано, и скорость роста дрожжевых культур в тысячи раз выше, чем крупного рогатого скота. 1 т пищевых дрожжей позволяет произвести около 800 кг свинины, 1,5 — 2,5 т птицы или 15−30 тыс. яиц и сэкономить при этом до 5 т зерна. Искусственные белковые питательные вещества — продукция бурно развивающейся микробиологической промышленности.
Значимым событием следует считать разработку промышленного производства пенициллина, получения аминокислот. Затем стали производить антибиотики, препараты ферментов, витаминно-белковые добавки к продуктам питания, ростовые вещества (например, гибберелин), бактериологические удобрения, средства защиты растений. Стало возможным производство бактериологического оружия.
Ученые расшифровали механизм рекомбинации ДНК в ходе синтеза ферментов, и в результате чего биотехнологи получили возможность изготовлять многие ферменты при относительно их невысокой себестоимости.
Совершенствуются способы усовершенствования технологии получения биокатализаторов, отсутствующих в природе. Например, кукурузный, пшеничный крахмал и сахар подходят для ферментации. Они свободно переходят в глюкозу, и далее — фруктозу.
Достижения генной инженерии
Генная инженерия содержит методы генетики и молекулярной биологии, связанные с направленным созданием новых, отсутствующих в природе комбинаций генов. Главная операция генной технологии сводится к извлечению из клетки организма гена (кодирующего нужный продукт) или группы генов и совмещение их с молекулой ДНК, которая способна проникать в клетки других организмов и там размножиться.
На начальных этапах развития генной инженерии получены биологически активные соединения — инсулин, интерферон и др. Современные генные технологии включают химию нуклеиновых кислот и белков, генетику, микробиологию, биохимию и открывают новые возможности разрешения многих проблем медицины, биотехнологии и сельского хозяйства.
Основной целью генных технологий является видоизменение ДНК, закодировав ее на производство белка с определенными свойствами. Достижения современной техники и технологии позволяют анализировать и идентифицировать молекулы ДНК и генетически видоизмененной клетки, в которую внедрена необходимая ДНК. С их помощью направленно реализовывают химические операции над биологическими объектами, что является основой генных технологий. Генные технологии позволяют разрабатывать мощные методы анализа генов, синтезировать, т. е. к конструировать новые, генетически модифицированные микроорганизмы. По мнению промышленных микробиологов знание нуклеотидных последовательностей геномов промышленных штаммов позволяет их «программировать» с целью увеличения дохода. [1]
Одним из самых современных и перспективных методов генной инженерии для получения новых микробных штаммов является генетическое копирование (клонирование).
Уже в начале 70-х годов 20 века ученые в лабораторных условиях получили и клонировали рекомбинантные молекулы ДНК, культивировали в пробирке клетки и ткани растений и животных. Особенно в последние годы много достижений в клонировании полноценных животных (даже способных приносить потомство) из соматических (т.е. неполовых) клеток. Например, работы шотландских ученых из Рослинского Университета, которые из клетки молочной железы беременной овцы получили генетически точную ее копию. Клонированная овца по кличке Долли нормально формировалась и произвела на свет потомство: 4 нормальных ягненка. Вслед за этим появился ряд новых сообщений о воспроизведении генетических близнецов мышей, коров, коз, свиней, обезьяны из соматических клеток этих животных.
В 2000 году появились сведения о клональном размножении потомства приматов путем деления зародыша. Американские ученые смоги получить генетически идентичные эмбрионы обезьяны посредством разделения бластомеров зародыша на стадии деления. Из эмбриона родилась вполне нормальная обезьянка Тетра — генетический близнец первоначально зачатой особи. Такой тип клонирования предполагает генетически идентичное потомство и в последствии можно получить двойню, тройню и сколько угодно генетических близнецов. Другими словами, появилась возможность воспроизводить сложные научные эксперименты на абсолютно генетически идентичных особях, имплантируя последовательно зародыш одной и той же суррогатной матери можно исследовать влияние ее организма и внешних факторов на развитие плода.
В ходе экспериментирования в клонировании отмечается высокая смертность и высокая доля уродств новорожденных.
Еще не в полной мере изучены многие механизмы клонирования и развития животных из соматической клетки. Однако, успех, достигнутый на данный момент, показал теоретическую возможность создания генетических копий даже человека из отдельной клетки, взятой из какого-либо органа. Многие ученые с энтузиазмом восприняли идею клонирования человека.
Однако, многие ученые и общественные деятели озабочены потенциальной опасностью (в том числе моральной) и, высказываются против клонирования человеческих особей. Имеется и биологическая проблема. Установлено, что в процессе культивирования клеток в пробирках и получения соматоклонов способны возникать различного рода мутации в геноме, вредоносные для организма. К тому же, как установлено, клональные особи обладают особенностью быстрого старения и угнетения многих жизненных функций за недолгий промежуток времени. Таким образом, клонирование человека способно привести к росту в человеческой популяции генетически неполноценных, в т. ч. психически больных людей. Так же, возникает целый ряд этических, моральных и даже юридических проблем, связанных с манипуляциями над эмбрионом человека.
Учитывая достижения генетической инженерии и реальную возможность создания генетически измененных не только животных, но и человека, 29-я сессия Генеральной Конференции ЮНЕСКО в 1997 году приняла «Всеобщую декларацию о геноме человека и правах человека». В 11-ой статье данного документа говорится, что не следует допускать практику, противоречащую достоинству человека, в т. ч. практику клонирования в целях воспроизводства человеческой особи, «цель прикладного использования результатов научных исследований по геному человека, в т. ч. в области биологии, генетики и медицины, должна заключаться в уменьшении страданий людей и в улучшении состояния здоровья отдельного человека и всех людей».
Совет Европы так же внес дополнения в Европейскую конвенцию о правах человека и биомедицине, которая гласит: «Запретить всякое вмешательство, преследующее цель создать человеческую особь, идентичную другой — живой или мертвой». Таким образом, современные генно-инженерные исследования все больше затрагивают интересы общества, а этические проблемы науки становятся важным компонентом научной деятельности не только биомедиков, но и этиков, философов, политиков и т. д.
Нанотехнологии
Нанотехнология — междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, обобщающая теоретическое обоснование, практические методы исследования, анализ и синтез, а также методы производства и использования продуктов с определенной атомарной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами. [6]
По мнению некоторых авторов [7] Нанотехнологии — это «самые высокие» технологии, на развитие которых ведущие экономические державы тратят сегодня миллиарды долларов. По прогнозам ученых нанотехнологии в XXI веке произведут такую же революцию в манипулировании материей, какую в ХХ произвели компьютеры в манипулировании информацией", а их развитие изменит жизнь человечества больше, чем письменность, паровая машина или электричество. [7]
На современном этапе проявляется все больше интереса разработке новых тонкопленочных материалов. Тонкопленочные защитные, полупрозрачные, упрочняющие, диэлектрические, магнитные и т. п. покрытия, тонкопленочные элементы интегральных схем современной микро- и наноэлектроники являются примерами использования тонкопленочных материалов. В зависимости от исполняемой задачи толщина слоя может колебаться в границах от нескольких ангстрем до нескольких десятков микрометров.
В настоящее время налажена технология формирования микроэлектронного элемента с размером до нескольких десятых долей микрометра. Для получения тонкопленочных слоев и элементов используются многообразные технологии:
— механическое и термическое напыление;
— гальваноосаждение;
— вакуумное ионно-плазменное осаждение и др.
Наряду с перспективной микроэлектронной технологией в настоящее время активно внедряется биотехнология, сформированная на видоизменении структуры молекулы ДНК (сшивание нитями ДНК и т. д.).
В микроэлектронной технологии помимо уменьшения элементов интегральных схем до нанометровых размеров, необходимо соединять их между собой и с микроэлектродами. В реализации такой операции могут помочь нуклеиновые кислоты, поскольку в них четко проявляется молекулярная самосборка. В лаборатории уже удалось нитями ДНК связать наночастицы из золота в трехмерную решетку. Кроме того, из отрезка ДНК построили мостик, связывающий два электрода, а затем его использовали как матрицу, на которую из раствора осаждали серебро, так что получился проводящий металлический провод диаметром 100 нм, что значительно меньше размера широко применяемых сейчас в микроэлектронике электропроводящих полос. Приведенный пример показывает, как удачно могут сочетаться совершенно разные биотехнология и зарождающаяся наноэлекронная технология.
Микроэлектронные технологии оказали и будут оказывать огромное влияние на индустриальный мир и общество в целом. Наиболее широко известная продукция, изготавливаемая на основе микроэлектронной технологии — микропроцессор, представляющий собой устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших интегральных схем. Эта удивительно сложная и функционально интегрированная электрическая цепь построена на небольшой пластине, называемой чипом. Некоторые современные микропроцессоры, в том числе и отдельные чипы машинной памяти большой емкости, содержат миллионы транзисторов или других электронных компонентов, расположенных на кремниевой пластине площадью в несколько квадратных сантиметров.
Технологии в современной медицине
Одной из особенностей отечественного медицинского приборостроения является то обстоятельство, что большинство предприятий — производителей медицинской техники, при разработке для практической медицины приборов и технологий, даже на основе самых современных достижений науки и техники, не исходят из системного подхода к диагностике, лечению и профилактике заболеваний. Отсутствует такое предложение и со стороны управляющих и координирующих органов и ведомств медицинско-технической отрасли. В то же время человек, являясь сложно организованной системой, одновременно через множество связей взаимодействует с окружающим его миром. Поэтому медицина XXI века — медицина высоких технологий должна, на наш взгляд, методологически исходить из системного и комплексного подхода к вопросам здравоохранения.
Среди современных медицинских технологий, находящихся на страже здоровья человека ведущее место принадлежит телемедицине. Главной задачей которой является реализация права человека на получение квалифицированной медицинской помощи в любом месте, в любое время.
Телемедицина — логическое развитие первых консультаций по телефону, существовавших в начале века и является перспективным направлением информатизации общества.
Телемедицину можно рассматривать как систему, обеспечивающую рядовому пользователю доступ к современным медицинским ресурсам, в том числе, международным. Рассматриваемая система представляет собой совокупность средств и комплексов, реализующих потенциал современных информационных и телекоммуникационных технологий в здравоохранении, а также соответствующее финансовое и правовое обеспечение. [10]
Достижения современных технологий на основе последних достижений медицинской науки и промышленности осуществлять:
· комплексную оценку состояния здоровья человека;
· точную диагностику;
· правильный подбор медицинских препаратов и их дозировку;
· мероприятия по высокоэффективной профилактике инфекционных заболеваний;
· лечение без применения медикаментозных средств либо с существенно ограниченной медикаментозной нагрузкой на организм;
· реабилитацию послеоперационных больных и т. д.
При этом огромное значение придано минимизации возможного негативного побочного воздействия на органы, ткани, клетки и организм в целом, в том числе и в отдаленном будущем.
Мобильные диагностические устройства — это другое эволюционное направление, которое может сбалансировать соотношение числа врачей и числа пациентов, особенно в регионах, где есть недостаток медицинский учреждений. [11]
Технология биочипов является весьма ценной для выявления различных заболеваний, а также позволяет обнаруживать причину их возникновения в кратчайшие сроки. При такой технологии процесс лечения будет проходить быстрее, а также позволит пациентам, принимающим лекарственные препараты, следить за реакцией на них. Для этой технологии будут использовать молекулярные биомаркеры в лабораторной диагностике. [11]
Электронные имплантаты существовали получили широкое распространение благодаря использованию высокотехнологичных инструментов с лучшими техническими характеристиками. Другим обсуждаемым технологическим нововведением является обмен информацией между пациентами и врачами посредством мобильных устройств, что станет возможным благодаря встроенным датчикам. [11]
Эволюция медицинских материалов заключалась в уходе от использования поливинилхлорида и придания этим материалам антибактериальных свойств. [11]
3. Совершенствование методов естествознания
В основе методов естествознания лежит единство его эмпирической и теоретической сторон. Они взаимосвязаны и обусловливают друг друга.
Научное познание является объективным знанием о природе, приобретенное в из-за научно-исследовательской деятельности и, как правило, апробированное (доказанное) практикой. Естественнонаучное познание представлено эмпирическим и теоретическим направлениями научного исследования. Совершенствование методов естествознания с использованием достижений в области высоких технологий является неотъемлемой частью научно-технического прогресса.
Все природные процессы по-своему уникальны. Но их индивидуальность не препятствует исследователям выделять при исследовании природы наиболее важнейшие характеристики предметов и явлений и отыскивать повторяющиеся, устойчивые связи между ними, т. е. определять законы природы. Естественные законы характеризуют постоянные системы, встречающиеся в природе, и являются всеобщими для определенной категории явлений и отображают необходимость их проявления при обусловленных, точно выраженных условиях.
Использование информационных технологий
Существенную роль в процессе научной интеграции выполняют такие общенаучные методы исследования, как математизация естествознания, разработка принципов системных исследований, использование новейших информационных технологий. [16]
Под информационными технологиями и обеспечением понимают изображение необходимой информации с соблюдением требований ее своевременности и актуальности. Представление информации во всех областях естествознания является одной из важнейших составляющих информатизации общества. Концепция информатизации включает формирование унифицированной структурированной информационной технологии, которая включает процесс накопления, сбора, хранения, поиска, переработки и выдачи всей информации, необходимой для научного обеспечения деятельности.
К высоким технологиям относятся продвинутое и прогрессивное программное обеспечение. В частности, исследования в области создания искусственного интеллекта. Признаком высоких технологий является комплексность, взаимосвязь различных областей науки.
Существенным шагом в создании идеи системного метода было появление кибернетики как общей теории управления в технических системах, живых организмах и обществе. В рамках кибернетики впервые показано, что процесс управления с самой общей точки зрения можно рассматривать как процесс накопления, передачи и преобразования информации. Само же управление можно отобразить с помощью определенной последовательности точных предписаний — алгоритмов, посредством которых осуществляется достижение поставленной цели. Кибернетика возникла на стыке математики, техники и нейрофизиологии, и ее интересует целый класс как живых, так и неживых систем, в которых существуют механизмы обратной связи.
Информация характеризует меру разнообразия систем, с том числе и природных. Хотя информация и энергия относительно обособлены друг от друга, тем не менее они связаны между собой. Информация растет с повышением разнообразия системы. Одним из основных законов кибернетики является закон необходимого разнообразия: эффективное управление какой-либо системой возможно только в том случае, когда разнообразие управляющей системы больше разнообразия управляемой системы. Значит, чем больше мы имеем информации о системе, которой собираемся управлять, тем эффективнее будет проходить этот процесс.
Общее значение кибернетики обозначается в следующих направлениях [17]:
1. Философское значение — дает новое представление о мире, основанное на роли связи, управления, информации, организованности, обратной связи, целесообразности, вероятности.
2. Социальное значение — дает новое представление об обществе как организованной целой системе.
3. Общенаучное значение — дает новые понятия управления, методы исследования, формирует гипотезы о внутреннем составе и строении систем.
4. Методологическое значение — изучая простые технические системы, выдвигает гипотезы о работе сложных систем (живых организмов, мышления людей).
5. Техническое значение — создание ЭВМ, роботов, персональных компьютеров. ЭВМ и персональные компьютеры облегчают умственный труд, заменяя человеческий мозг в его наиболее простых и рутинных функциях. ЭВМ работают по принципу «да-нет», и этого оказалось достаточно для того, чтобы создать вычислительные машины, хотя и уступающие мозгу в гибкости, но превосходящие его по быстроте выполнения вычислительных операций. Если же будут построены не просто человекоподобные роботы, но и превосходящие его по уму, то это повод не только для радости, но и для беспокойства, связанного как с роботизацией самого человека, так и с проблемой возможного выхода машин из-под контроля людей и даже возможного порабощения ими человека.
Таким образом, использование достижений современных IT-технологий активно используются не только для хранения, переработки информации, а, но и являются методологической основой для развития естествознания.
Навигационные технологии
Навигационные системы (GPS и ГЛОНАСС), получившие широкое распространение позволяют получать новые данные в области географии, геодезии.
Создание навигационных спутников и навигаторов для наземного использования является наукоёмким производством и не обходится без помощи нанотехнологий и продвинутого программного обеспечения.
Система ГЛОНАСС представляет собой высокоинтеллектуальный результат деятельности военно-промышленного комплекса, является наиболее ярким реальным примером конверсии, который представлен военными для массового гражданского пользования.
Система ГЛОНАСС обеспечивает непрерывный глобальный навигационный сервис для всех категорий потребителей круглогодично, в любое время суток независимо от метеорологических условий, многократное количество одновременно и непрерывно обслуживаемых мобильных и стационарных потребителей на всей поверхности Земли и на высотах до 2000 км.
Система ГЛОНАСС как средство, при помощи которого осуществляется научное познание, выполняет следующие функции:
· геодезическая съемка и установление местоположения географических объектов с сантиметровой точностью при прокладке линейных объектов: нефте- и газопроводов, линий электропередач, и пр. ;
· навигация воздушных, наземных, речных, морских и космических средств, управление транспортным потоком на всех видах транспорта, контролирование перевозок опасных и ценных грузов, поисково-спасательные операции, контроль рыболовства в территориальной воде, мониторинг окружающей среды;
· спутниковая навигация уже употребляется и в сельском хозяйстве, где используется для автоматической обработки земельных угодий комбайнами, и в горнодобывающей промышленности.
Математическое моделирование
Выявление существенного, присущего всем системам определенного рода производится наиболее общим приемом — математическим моделированием. При математическом моделировании систем наиболее ярко проявляется эффективность единства качественных и количественных методов исследования, характеризующая магистральный путь развития современного научного познания.
Всякая сложная система, модель которой мы создаем, при своем функционировании подчиняется определенным законам — физическим, химическим, биологическим и др. Рассматриваются такие системы, для которых знание законов предполагает известные количественные соотношения, связывающие те или иные характеристики моделируемой системы. Модель создается для ответа на множество вопросов о моделируемом объекте. Процесс построения математической модели сложной системы можно представить состоящим из следующих этапов:
1. Формулирование основных вопросов о поведении системы.
2. Из разнообразия законов, управляющих поведением системы, исследуют те, влияние которых существенно в данном случае.
3. Формулируются определенные гипотезы о функционировании системы, имеющие некоторые теоретические доводы в пользу их принятия.
4. Гипотезы выражаются в форме определенных математических соотношений, которые объединяются в описание модели.
Таким образом, достижения в современном математической моделировании позволяют не только анализировать природные системы, но и выявлять закономерности их развития, а так же прогнозировать из дальнейшее развитие.
Заключение
В данной работе не только рассмотрены наиболее существенные достижения научно-технического прогресса, раскрыты научные достижения, которые расширяют методологическую основы естествознания в целом, приведены основные примеры значимых «высоких» технологий. Дана оценка научного прогресса в процессе научного познания и формирования законов природы.
Наиболее распространенными технологиями являются достижения в следующих направлениях: биотехнологии, генной инженерии, нанотехнологии, медицине и т. д.
Рассмотренные методы естествознания являются общенаучными и устремляют процесс познания во всех науках, то есть имеют междисциплинарный спектр их употребления. Совершенствование методов естествознания с использованием достижений в области высоких технологий является неотъемлемой частью научно-технического прогресса.
Достижения в современном естествознании позволяют не только анализировать природные системы, но и выявлять закономерности их развития, а так же прогнозировать из дальнейшее развитие.
Литература
1. Концепции современного естествознания. Электронный ресурс. Режим доступа: http: // 5fan. ru/wievjob. php? id=37 462. 20. 03. 2015 г.
2. Словарь бизнес-терминов. Академик. ру. 2001. Режим доступа: http: //dic. academic. ru/. 20. 03. 2015 г.
3. Гусейханов М. К., Раджабов О. Р. Концепции современного естество-знания. Учебник. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Дашков и К°, 2007.
4. Горбачев В. В. Концепции современного естествознания. Учебное пособие для ВУЗов. ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век»
2003. — 592 с.
5. Концепции развития современных технологий. Электронный ресурс. Режим доступа: http: //knowledge. /biology. 20. 03. 2015 г.
6. Нанотехнологии. Электронный ресурс. Режим доступа: http: //www. worldview. net. ua/technologies/nanotehnolog. html. 20. 03. 2015 г.
7. Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. Издательство: Nanotechnology News Network Страниц: 444 Год: 2005 Размер: 5,55 Мб Формат: pdf.
8. Карпенков С. Х. Концепции современного естествознания: Учеб. для вузов. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2003. — 488 с.
9. Пахтусов Б. К. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. Новосибирск: СибАГС. 2004 — 113 с.
10. Григсби Д., Сандерс Д. Х. Телемедицина: уровень развития и перспективы. Международный журнал медицинской практики. 1999, № 3, стр. 52−56.
11. Инновационные технологии в медицине. Электронный ресурс. Режим доступа: http: //tech-life. org/technologies/291-healthcare-technology. 20. 03. 2015 г.
12. Методы научного познания. Электронный ресурс. Режим доступа: http: // 100pudov. com. ua/subject/25/11 970/. 07. 02. 2015.
13. Пряников Б. П. «Сфера высоких технологий: переосмысление содержания понятия и методологии исследования» / Вестник Челябинского государственного университета // 2007 — № 1.
14. ГЛОНАСС вчера, сегодня и завтра. Интернет ресурс. Режим доступа: http: //www. osp. ru/nets/2008/06/5 120 395/. 20. 03. 2015 г.
15. Григорьев А. И., Саркисян А. Э. Шаги к медицине будущего. Компьютерные технологии в медицине. 1996, № 2, стр. 14−18.
16. История естествознания. Интернет ресурс. Режим доступа: http: //biofile. ru/bio/7209. html. 20. 03. 2015 г.
17. Пустовалова Ирина Викторовна. Аксиологический аспект влияния высоких технологий на миропонимание человека: диссертация… кандидата философских наук: 09. 00. 13. — Ростов-на-Дону, 2007.
18. Фостер Л. Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности. М.: Техносфера, 2008.
19. Ренкель А. Вехи технического прогресса // Интеллект, собств. 1999, № 3. С. 87−91.
20. Горшков В. Г. Кондратьев КЛ., Данилов-Данильян В. И. Окружающая среда: от новых технологий к новому мышлению // Зеленый мир. 1994. № 19. С. 8.
Показать Свернутьmgutunn.ru
Большое многообразие проявлений окружающего нас мира требует глубокого и комплексного восприятия фундаментальных понятий о материи, пространстве и времени, о добре и зле, о законе и справедливости, о природе поведения человека в обществе. Фундаментальные законы, понятия и закономерности отражают не только объективную реальность материального мира, но и мира социального. К сожалению, уходящий век оставляет немало примеров того, что забвение фундаментальных истин наносило и наносит невосполнимый ущерб природе, живому миру, самому человеку.
Завершился XX век, явивший миру черты новой цивилизации. Человек вышел в космос, проник внутрь атомного ядра, освоил новые виды энергии, создал мощные вычислительные системы, разгадал генетическую природу наследственности, научился использовать в невиданных масштабах богатство природы. Однако он гораздо менее преуспел в рациональном и бережном отношении к природе и к богатейшим ее ресурсам.
Что же происходит сейчас, в период интенсивного техногенного развития человечества? По оценкам палеонтологов, за все время эволюции жизни на Земле чередой прошли около 500 млн. живых организмов. Сейчас их насчитывается примерно 2 млн. Только в результате вырубки лесов суммарные потери составляют 4-6 тыс. видов в год. Это приблизительно в 10 тыс. раз больше естественной скорости их вымирания до появления человека. Одновременно наша планета интенсивно пополняется большим множеством различных видов искусственно созданной технической продукции, иногда называемых техногенными видами популяции. Ежегодно производится около 15-20 млн. различных машин, приборов, устройств, строений и т.п., которые образуют своеобразную техногенную сферу.
Новые технологии земледелия не обходятся без гигантского потока химических веществ. Энергетика стала обязательной спутницей любой развитой страны. Она же является одной из причин нарушения экологического равновесия - глобального потепления, вызванного парниковым эффектом, что подтверждается не только ежегодным повышением средней температуры воздуха, но и ростом уровня Мирового океана на 2-3 мм в год. Разрушается озоновый слой, защищающий все живое от чрезмерного ультрафиолетового излучения; во многих местах нашей планеты выпадают кислотные осадки, приносящие громадный ущерб объектам живой и неживой природы.
Все это - в значительной степени результат активного вмешательства человека в природу и свидетельствует о неудовлетворительном состоянии индустриально-технологической практики, образовательной философии, снижении нравственного и духовного уровней человека. Общество фактически смирилось с существованием людей, имеющих ограниченный кругозор, с подготовкой специалистов узкого профиля. Дифференциация и специализация, вроде бы диктуемые логикой научного процесса, в действительности порождают многие экологические и социальные проблемы. В такой ситуации отдельные представители науки и прогрессивной общественности зачастую оказываются бессильны решить данные проблемы, а также справиться с инстинктом толпы, которой руководит чаще всего желание создать удобный и приятный образ жизни.
Итак, нам представляется, назрела необходимость кардинального пересмотра всей системы знаний о мире, человеке и обществе. При этом необходимо осознанно вернуться, к изучению единого мироустройства, к целостному знанию, но на более высокий виток его развития. Другими словами, возникла объективная необходимость в повышении роли фундаментальной базы образования, построенной на основе органического единства его естественно-научной и гуманитарной составляющих. Человек должен осознанно увидеть свою зависимость от окружающего его мира.
Можно назвать две группы причин, указывающих на необходимость повышения роли фундаментальной базы образования. Первая группа связана с глобальными проблемами цивилизации, нынешний этап развития которой характеризуется наличием признаков экономического, экологического, энергетического, информационного кризисов, а также резким обострением национальных и социальных конфликтов во многих странах мира. Вторая группа причин обусловлена тем, что мировое сообщество в последние десятилетия явно ставит в центр системы образования приоритет человеческой личности. Формирование широкообразованной личности требует решения ряда взаимосвязанных задач. Во-первых, нужно создать оптимальные условия для гармонических связей человека с природой посредством изучения естественно-научных фундаментальных законов природы. Во-вторых, человек живет в обществе, и для его гармонического существования необходимо погружение в культурную среду через освоение истории, права, экономики, философии и других наук.
Концепцию фундаментального образования впервые отчетливо сформулировал в начале XIX в. немецкий филолог и философ Вильгельм Гумбольдт (1767- 1835). По его мнению, предметом такого образования должны служить те фундаментальные знания, которые именно превалируют в фундаментальной науке. Ученый утверждал, что образование должно быть встроено в научные исследования. Эта прогрессивная идея системы образования реализована в лучших университетах мира.
Необходимость перехода к системе образования, в которой повышается роль фундаментальной базы образования, многими специалистами к настоящему времени признана. В этом направлении уже сделаны конкретные шаги. Один из них - введение в общеобразовательный цикл в вузах новой дисциплины - концепции современного естествознания - для обязательного изучения. Знание концепций современного естествознания поможет будущим специалистам гуманитарных направлений расширить кругозор и познакомиться с конкретными естественно-научными проблемами, тесно связанными с экономическими, социальными и другими задачами, от решений которых зависит уровень жизни каждого из нас.
Любой специалист, вне зависимости от профиля и специфики своей деятельности, так или иначе рано или поздно касается проблем управления. А это означает, что он должен владеть знанием менеджмента. На первый взгляд может показаться, что естествознание - ненужный груз для специалистов управления, экономики, руководителей предприятий и других подобного рода специалистов. Однако на самом деле любой специалист, если он истинный специалист, и прежде всего менеджер или экономист, должен владеть не только законами управления и экономики, но и естественно-научной сущностью объекта, для которого проводится, например, экономический анализ. Без знаний естественно-научной сущности анализируемого объекта и без понимания естественно-научных основ современных технологий менеджеры и экономисты, даже владеющие знаниями менеджмента и экономики, не в состоянии дать квалифицированных рекомендаций по оптимальному решению даже самого простого вопроса, связанного с оценкой, например, экономической эффективности применения различных предлагаемых технологий изготовления какого-либо товара. Ведь каждая технология характеризуется собственной спецификой, влияющей на качество выпускаемого товара, своей материально-технической базой, воздействием на окружающую среду и т.п., а это означает, что поставленный вопрос сопряжен с решением комплекса задач, включающего и экономические, и социальные, и естественно-научные аспекты. Специалисту, владеющему вопросами современного естествознания вместе с теоретическими знаниями управления экономики, не составит труда решить не только простую экономическую задачу (допустим, составить экономически обоснованный бизнес-план), но и любую сколь угодно сложную.
Первую оценку того или иного предложения настоящий руководитель любого ранга обычно производит самостоятельно, до того, как примет окончательное решение о необходимости прибегнуть к услугам специалистов. Вероятность того, что оценка будет объективной, а решение - единственно верным, тем выше, чем шире профессиональный кругозор руководителя, что чрезвычайно важно для принятия особо ответственных решений, связанных, например, со строительством крупных объектов: мощных электростанций, протяженных магистралей и т.п., затрагивающих интересы колоссального числа людей, а нередко государства в целом, иногда и многих государств. Без владения естественно-научными основами современных технологий получения электроэнергии вряд ли возможно принятие решения о строительстве такой электростанции, которая бы наносила минимальный экологический ущерб и производила бы дешевую энергию. Если руководители и работающие вместе с ними специалисты вынесут решение без учета естественно-научных основ энергетики и экологии, то такое некомпетентное решение сделает возможным строительство, например, гидроэлектростанций на равнинных реках, которые, как сейчас всем понятно, производят не самую дешевую энергию, нарушают естественный природный баланс, на восстановление которого потребуется гораздо больше энергии, чем ее производят такие электростанции. Подобные некомпетентные решения могут послужить основой для строительства гигантской мощности атомной электростанции в том регионе, где нет крупных потребителей энергии и где природные условия позволяют строить электростанции совершенно другого типа, например, гелиоэлектростанцию, мощности которой вполне достаточно для местного потребления. При этом не возникает проблемы передачи электроэнергии на большие расстояния другим потребителям, что влечет за собой неизбежные потери полезной энергии. Кроме того, гелиоэлектростанция мало влияет на окружающую среду. Знание естественно-научных основ энергетики и экологии поможет выбрать наиболее оптимальный тип гелиоэлектростанции, которая органически вписывалась бы в живую природу, вырабатывая при этом дешевую энергию.
С проблемами энергетики, экологии вроде бы все понятно - ими должен владеть и инженер, и руководитель, и менеджер, и экономист. А зачем им нужны знания, например, о генной инженерии? Ответ очевиден, если учесть, что без таких знаний невозможно ни вывести высокопродуктивные породы животных, ни внедрить современные передовые технологии в сельскохозяйственное производство.
Практически все руководители в разных отраслях экономики и науки прямо или косвенно участвуют в распределении финансовых ресурсов. Понять, что только при правильном, рациональном распределении таких ресурсов можно ожидать наибольшего экономического, социального, либо другого эффекта. Очевидно, также, что оптимальное распределение финансовых ресурсов способны осуществить специалисты только высокой квалификации, профессиональный уровень которых определяют не только гуманитарные, но и естественно-научные знания.
На современном этапе развития науки, и естествознания в том числе (особенно в России и странах бывшего СССР, где наука, как и экономика в целом, переживает глубокий кризис) распределение финансовых ресурсов для обеспечения научных исследований и образования играет важную роль. При поверхностной, неквалифицированной оценке проблем современной науки выделяемые государством мизерные средства могут расходоваться на проведение исследований ради исследований, на создание многочисленных теорий ради теорий, реальная польза от которых весьма сомнительна, на преждевременное строительство крупных экспериментальных установок, требующих колоссальных материальных затрат и т.п. При таком подходе нередко заслуживающие внимание исследования, чаще всего экспериментальные (носящие не только прикладной, но и фундаментальный характер и отличающиеся новизной и практической значимостью, т.е. приносящие реальную пользу и вносящие весомый вклад в науку) откладываются до лучших времен, что, естественно, будет тормозить развитие не только науки, но и экономики и тем самым сдерживать рост благосостояния народа. Подобный негативный результат несет в себе недостаточное финансирование всей системы образования.
Профессиональная целесообразность знаний основ естествознания касается в одинаковой мере и юристов, и специалистов других профилей. И в этом несложно убедиться, предположив, что руководитель какого-то крупного предприятия привлечен к ответственности за нарушение экологических норм - выброс в атмосферу больших объемов газовых отходов, содержащих соединения серы повышенной концентрации. А соединения серы, как известно, - источник кислотных осадков, губительно влияющих на растения и приводящих к окислению почвы, что в свою очередь влечет за собой резкое снижение урожайности. Степень наказания виновного будет зависеть от того, насколько объективно и квалифицированно сделана правовая оценка его действий, а сама правовая оценка определяется прежде всего профессиональным кругозором лица, дающего оценку. Наряду с правовыми знаниями владение последними достижениями современных технологий, которые позволяют практически исключать выброс многих вредных газов, в том числе и серы, в атмосферу, несомненно поможет юристу объективно оценить степень нарушения и причастность к нему тех или иных конкретных лиц. Профессиональные знания юриста приведут его к правильному решению и будут способствовать тому, чтобы правонарушения не повторялись. В этом случае можно считать, что основная цель высококвалифицированной подготовки и образования достигнута. "Великая цель образования, - как сказал известный английский философ и социолог Герберт Спенсер (1820-1903), - это не знания, а действия".
Современная, удивительно многообразная, техника - плод естествознания, которое и по сей день является основной базой для развития многочисленных перспективных направлений - от наноэлектроники до сложнейшей космической техники, и это очевидно для многих. Но как связать современное естествознание с философией? Философы всех времен опирались на новейшие достижения науки и, в первую очередь, естествознания. Достижения последнего столетия в физике, химии, биологии и в других науках позволили по-новому взглянуть на сложившиеся веками философские представления. Многие философские идеи рождались в недрах естествознания, а естествознание в свою очередь в начале развития носило натурфилософский характер. О такой философии можно сказать словами немецкого философа Артура Шопенгауэра (1788-1860): "Моя философия не дала мне совершенно никаких доходов, но она избавила меня от очень многих трат".
Знание концепций современного естествознания поможет многим, вне зависимости от их профессии, понять и представить, каких материальных и интеллектуальных затрат стоят современные исследования, позволяющие проникнуть внутрь микромира и освоить внеземное пространство, какой ценой дается высокое качество изображения современного телевизора, каковы реальные пути совершенствования персональных компьютеров и как чрезвычайно важна проблема сохранения природы, которая, как справедливо заметил римский философ и писатель Сенека (около 4 до н.э. - 65 н. э), дает достаточно, чтобы удовлетворить потребности человека.
Человек, обладающий хотя бы общими и в то же время концептуальными естественно-научными знаниями, т.е. знаниями о природе, будет производить свои действия непременно так, чтобы польза как результат его действий всегда сочеталась с бережным отношением к природе и с ее сохранением не только для нынешнего, но и для грядущих поколений.
Известный чешский мыслитель и педагог, один из основателей дидактики Ян Коменский еще в XVII веке написал "Великую дидактику", выступая с лозунгом "Обучать всех, всему, всесторонне" и таким образом теоретически обосновал принцип демократизма, энциклопедизма и профессионализма в образовании, в котором скрыты многие ценнейшие, плоды будущих богатых урожаев.
Продолжая данную мысль, можно уверенно утверждать: только всестороннее познание естественнонаучной истины делает человека свободным, свободным в широком, философском смысле этого слова, свободным от некомпетентных решений и действий и, наконец, свободным в выборе пути своей благородной и созидательной деятельности.
biofile.ru
Большие ожидания связаны, например, с нанотехнологией, где, используя в качестве строительных блоков атомы и молекулы, создают не существующие в природе и обладающие новыми, удивительными свойствами материалы и приборы. Используется тот факт, что на наноуровне (масштаб величин от 1 до 100 нанометров, 1 нанометр 10-9 м) многие свойства обычных материалов претерпевают значительные изменения. Это может касаться таких параметров как температура плавления, химическая реактивность, электро- и термопроводимости. Новые материалы и приборы находят широкую сферу приложимости - в электронике, медицине, экологии, авиации, космонавтике. В медицине - это создание новых лекарств, а также более совершенных методов доставки лекарств по назначению, когда с помощью наноскопических устройств лекарство доставляется именно тем клеткам живого организма, которые в нем нуждаются; в экологии речь может пойти о преобразовании токсичных компонентов в почве и воде, а также в промышленных выбросах в атмосферу, появившихся там в результате загрязнения окружающей среды, в нетоксичные; в самолетостроении новые материалы могут быть использованы для создания машин чрезвычайно прочных и вместе с тем легких и эластичных, что значительно снизит риск их разрушения при авариях; в космонавтике эти же материалы смогут быть использованы для строительства легких и мощных грузоподъемников, способных доставлять тяжелые грузы с поверхности планет на околоземные орбиты и т.д. Многие разработки в нанотехнологии преследуют цель сэкономить средства при производстве новых машин и оборудования, сделать производство более дешевым, что очень важно в условиях жесткой рыночной конкуренции на мировом рынке
Верно, что часто у технологий, в том числе и у нанотехнологии, есть и негативная сторона. С ними связаны определенные социальные риски - возможность ухудшения здоровья людей в связи с использованием в быту товаров, изготовленных из новых материалов; появление новых болезней, возникающих в качестве побочных эффектов применения созданных на основе тех же технологий лекарств; создание все более "совершенного" оружия массового уничтожения. Все это делает злободневным вопрос о социальной и моральной ответственности создателей новых технологий. Но всегда остается надежда, что эти риски удастся учесть, предотвратить и ответить на них. Так что с тезисом о необходимости технологий согласны все. Руссоистские идеи уже давно не в моде.
Другое дело наука. У многих ученых-прикладников, технологов, да и у некоторых философов науки она сегодня, прямо скажем, не в чести. Вполне серьезно ставится и обсуждается вопрос о том, нужна ли вообще фундаментальная наука и стоит ли ее финансировать. Во время дискуссий спрашивают, не лучше ли использовать эти средства для решения самых неотложных проблем человечества, направив их, например, на лечение онкологических заболеваний? Высказывается мнение, что наиболее успешно и продуктивно развивается наука, источником которой является решение той или иной практической проблемы. Основная претензия, предъявляемая фундаментальной науке, состоит в том, что она не приносит пользы.
Мнение по меньшей мере не верное. Ведь наука выступает основой технологических достижений. Традиционно полагалось, что фундаментальная наука является источником технологических новаций, а технология представляет собой приложение науки (так называемая «линейная» модель взаимоотношения науки и технологии; ее происхождение связывают с именем Ф.Бэкона). В настоящее время эта модель подвергается критике как несостоятельная. Но какие бы модели не предлагались взамен этой, все они исходят из того, что наука, пусть и не в качестве источника технологий, всегда принимает непосредственное или опосредованное участие в технологических исследованиях и разработках. Более того, в любой из этих моделей предполагается, что зависимость современных технологий - биотехнологии, биомедицинской технологии, нанотехнологии и т.п. от фундаментальной науки в настоящее время возрастает.
Но участием в технологических разработках фундаментальная наука не ограничивается. У нее есть еще одна не менее, а может быть даже более важная и великая задача. Она объясняет мир, удовлетворяя важнейшую интеллектуальную потребность людей - потребность знать. Человек хочет знать, как устроен мир, как произошла Вселенная, в чем сущность жизни, что такое сознание и т.д. Верно, что эта сторона фундаментальной науки бесполезна в том смысле этого слова, который вкладывал в него Оскар Уайльд, когда говорил, что всякое искусство бесполезно. Вряд ли исследования в области, скажем, квантовой гравитации (самый передний край современной теоретической физики) принесут непосредственную пользу людям, по крайней мере в обозримом будущем. Также мало что изменится в жизни обычных людей, если будет решена загадка происхождения жизни или раскрыта тайна происхождения Вселенной. Но, перестав задавать себе эти вопросы, перестав интересоваться ими, человеческое общество потеряет многое из того, что делает его именно человеческим.
Многие фундаментальные исследования сегодня требуют постановки очень дорогостоящих экспериментов. В физике элементарных частиц - это создание и использование современных сверхускорителей. Даже вопреки иногда высказываемому мнению, что сверхускорители - это уже элемент Большой науки и на нем осуществляются не фундаментальные, а прикладные исследования, сверхускорители - это просто гигантская экспериментальная аппаратура, создаваемая для целей фундаментальной, чистой науки. И работа на них - это экспериментальная деятельность в сфере чистой науки, где давно уже произошло разделение на экспериментальные и теоретические исследования. Даже такая богатая страна как США предпочла отказаться от строительства самого новейшего суперколлайдера (БАК - Большой адронный коллайдер) в одиночку; он был создан и запущен при финансовой поддержке нескольких стран-участниц проекта. В связи с дороговизной проекта вновь поднимался и поднимается вопрос: не лучше ли было израсходовать эти деньги на непосредственные нужды людей, например ликвидацию голода в странах третьего мира, здравоохранение, экологию?
Но, во-первых, те, кто ставит так вопрос, забывают, что в процессе создания такой экспериментальной аппаратуры как сверхускоритель, новые мощные импульсы развития получает и технология. Создаются новые приборы, новые материалы, вспомогательные устройства и оборудование. Одна из проблем, которые призван решить новый гигантский ускоритель БАК состоит в поисках хиггсовских бозонов - частиц, которые ответственны за появление масс у всех элементарных частиц. Решается чисто теоретическая задача. Но для того, чтобы построить это необходимое для ее решения экспериментальное оборудование, потребовалось создание новой вычислительной техники, новых массивных хранилищ данных, новых мощных электронных устройств, новых приборов и оборудования. Более того, многие даже не знают о том, что при исследовательских центрах, где работают такие ускорители (например, ФЕРМИЛАБ'е, США), лечат онкологические заболевания с помощью нейтронных пучков, полученных на этих же ускорителях. Лечат успешно, продлевая жизнь людей. В США существуют четыре таких центра.
Во-вторых, нам, говоря словами поэта, все-таки «не дано предугадать, как наше слово отзовется». Не преследуя утилитарных целей и просто создавая все более верные модели мира, ученые, занятые в сфере фундаментальных исследований, могут, даже не осознавая этого, закладывать фундамент для решения практических задач, важных для выживания человечества. Думал ли Галилей, формулируя свой закон свободного падения тел и в споре с аристотелианцами доказывая его справедливость, что тем самым он закладывает теоретические основы современной нам космонавтики? На базе полученного в рамках галилей-ньютоновой физики значения ускорения свободного падения тел (~9,8 м/сек2) удалось уже в наше время рассчитать, какую скорость ракета-носитель должна сообщить телу для того, чтобы оно могло стать искусственным спутником Земли (первая космическая скорость, равная ~ 8 км/сек), и какую скорость должно иметь, чтобы, преодолев земное притяжение, навсегда покинуть Землю и уйти в открытый космос (вторая космическая скорость, равная ~11 км/сек).
Или другой пример. Ныне хорошо известны блестящие практические достижения генной инженерии. Достаточно перечислить получение с помощью ее методов таких жизненно важных лекарств как инсулин, интерферон; создание высокопродуктивных штаммов микроорганизмов для производства аминокислот, антибиотиков, ферментов, витаминов; набирающую силу генную терапию и т.д. Но ведь в 60-х годах ХХ века было не ясно, даст ли вообще что-нибудь полезное молекулярная биология. И многие ученые сетовали на то, что на эту область исследований отпускается слишком много средств.
Таких примеров «отложенного» (используя терминологию квантовой физики, где говорят об "экспериментах с отложенным выбором") практического использования законов науки можно привести множество. Эта функция науки, несомненно, действует и сейчас. Эксперименты с космическими аппаратами, посылаемыми к другим планетам нашей Солнечной системы, многим представляются сейчас излишней роскошью. Но, возможно, они помогут человечеству постичь тайну происхождения жизни на Земле или расширить ареал существования человечества в Космосе.
Имея в виду возможность существования такой «отложенной» пользы, необходимо поддерживать и финансировать все фундаментальные исследования, а не только те, которые представляются перспективными уже сейчас. Во-первых, потому, что исключения тех или иных разработок из поля научных исследований может отрицательно сказаться на самой науке. Как утверждал один из творцов современной физики Энрико Ферми, «опыт показывает, что до некоторой степени произвольный характер конструирования знаниевого поля, являющийся результатом полной свободы в выборе направления исследований отдельными учеными, является единственным гарантом того, что ни одно важное направление не будет упущено». И, во-вторых, любые запреты могут негативно сказаться именно в практической сфере, отрицательно влияя на качество жизни людей. Нельзя повторять ошибки противников генетики, третировавших генетические исследования на том основании, что они излишне теоретичны, оторваны от жизни, что биология должна непосредственно подключиться к решению продовольственной проблемы в стране, а не заниматься бесполезными манипулированиями какими-то там генами каких-то там мушек-дрозофил. В нашей стране генетика была запрещена. Но, как известно, именно она и помогает сейчас решать проблему голода в развивающихся странах путем (пусть пока и несовершенной) практики создания новых генетически измененных видов растений и животных, обладающих высокой продуктивностью и другими, полезными для человека свойствами. Поэтому вопрос о судьбе фундаментальных исследований должен быть столь же важным для нас, как и вопрос о судьбе современных технологий [По материалам статьи Мамчур].
Заключение
В условиях пришедшей на смену традиционной техногенной цивилизации темпы социального развития резко ускоряются, экстенсивное развитие сменяется интенсивным. Высшей ценностью становятся инновации, творчество, формирующие новые оригинальные идеи, образцы деятельности, целевые и ценностные установки. Традиция должна не просто воспроизводиться, а постоянно модифицироваться под влиянием инноваций.
Главным фактором, который определяет процессы изменений социальной жизни, становится развитие техники и технологии, которые проходят все более спрессованные циклы обновления. Так возникает новый тип развития, основанный на ускоряющемся изменении предметной среды, непосредственно окружающей человека [Степин, Кузнецова, 5-6].
Когда современная наука на переднем крае своего поиска поставила в центр исследований уникальные, исторически развивающиеся системы, в которые в качестве особого компонента включен сам человек, то требование экспликации ценностей в этой ситуации не только не противоречит традиционной установке на получение объективно-истинных знаний о мире, но и выступает предпосылкой реализации этой установки. Есть все основания полагать, что по мере развития современной науки эти процессы будут усиливаться.
Техногенная цивилизация ныне вступает в полосу особого типа прогресса, когда гуманистические ориентиры становятся исходными в определении стратегий научного поиска [Аруцев, указ.соч.].
Синергетический подход к познанию показывает, что знания не приобретают как вещь, ими овладевают, чтобы в дальнейшем обладать. Знания, полученные в синергетической образовательной среде, способствуют постижению действительности без отторжения субъекта (человека) от объекта (природы) на фундаментальном уровне.
Успехи в области современных высоких технологий, внедрение курса «Концепции современного естествознания» с использованием ее гуманитарного потенциала делают актуальной проблему проектирования синергетической среды в системе образования и формирования синергетического стиля мышления.
Эффективность технологий XXI века, видимо, будет зависеть от решения задач, связанных с этой проблемой. Проектирование синергетической среды в любой сфере обеспечит сочетание рационального и иррационального в процессе взаимодействия, формирование метаязыка аналогий, понятного естественнику и гуманитарию. Гуманитарный потенциал современного естествознания связан прежде всего с развитием мышления, формированием целостного мировоззрения, воспитанием чувств.
Проектирование синергетической среды в системе подразумевает процесс создания в системе такой совокупности информационно-методических, эргономических, экономических, правовых условий и средств управления на базе принципов синергетики, которая обеспечит становление в социуме творческой личности, имеющей опыт безопасной жизнедеятельности на стадии обучения, воспитания и развития [Бочкарев, 252 - 254].
Список литературы
turboreferat.ru
