О прогнозах развития естествознания

В прогнозах развития естествознания особое значение придается следующим направления: 1) дальнейшее развитие достижений естествознания прошлого века;

2) создание новых теорий и экспериментальных методов изучения сложных саморазвивающихся систем; 3) ориентация всей науки на решение глобальных, практически значимых проблем развития современной цивилизации.

Достижения естествознания прошлого века качественно изменили производительные силы общества на основе объяснения ряда физических, химических и биологических процессов, которые длительное время были недоступны для их практического использования в жизни людей (энергия атома, волновая природа излучений, генетическая природа наследственности и многое другое). Естествознание прошлого века позволило создать современные технологии: ядерная энергетика, лазерная техника, технология сверхпроводимости в передаче электромагнитных сигналов, тонкопленочная

технология производства микросхем, цифровое представление волновых

процессов в передаче информации и многие другие.

В прошлом веке был сделан существенный прорыв в развитии космической техники. В 1986 г. была запущена на орбиту Земли пилотируемая космическая станция «МИР» (СССР).

Деятельность станции обогатила современную технологию решения таких сложных задач, как обеспечение и создание среды нормального функционирования организма космонавта, управление космическим объектом и другие вопросы. При спуске этой станции были использованы скафандры, которые позволили опустить на Землю, как с парашютом, оборудование, интересное с точки зрения его физического состояния в результате работы в космосе. Другой пример программа «Вояджер-1» и «Вояджер-2» (США). Эти аппараты запущены в 1977 г. для получения информации о самых далеких планетах Солнечной системы и ее спутниках. В 1991 г. аппараты вышли за пределы Солнечной системы,

до сих пор посылая слабые сигналы на Землю. Полет аппарата «Вояджер-2» от

Земли до Нептуна занял 12 лет. Приблизительно через 26 тыс. лет эти аппараты встретятся с первым объектом несолнечной системы.

Исследование космоса в прошлом веке было направлено на решение не только познавательных, военных, но и практических задач, связанных с развитием новых

«земных» технологий. В частности, программа «Вояджер» включала исследование траектории движения крупных астероидов, которые пересекают траекторию движения нашей планеты. В восьмидесятых годах прошлого века был обнаружен астероид НТ7, траектория движения которого находилась на расстоянии приблизительно около 6 млн км от орбиты вращения Земли вокруг Солнца. Некоторые астрономы высказали на основе предварительных результатов вычисления его орбиты предположение о том, что 1 февраля 2019 г. этот астероид диаметром 2 км может упасть на нашу планету со скоростью 28 км/с, что приведет к глобальной катастрофе на Земле, гибели всей современной цивилизации.

В целом многие ученые считают, что космонавтика прошлого века была мощным стимулом развития естествознания и должна развиваться в XXI в., поскольку космические исследования требуют соответствующего уровня развития «земной» технологии. Например, корабль «Буран» (СССР, 1988 г.) провел в космосе всего три часа, но наши ученые и инженеры (математики, программисты, металловеды и представители других технологий) доказали реальную возможность управления космическим кораблем в полном автоматическом режиме, что стало общепризнанным сегодня фактом. Россия планирует запуск пилотируемого корабля на Марс в 2014 г. Российские ученые разрабатывают идею создания атмосферы на Марсе, вполне пригодной для жизни человека. На Марсе есть огромные запасы воды в виде льда и атмосфера, состоящая в основном из СO2, N и Ar.

К «незавершенным» достижениям естествознания и технологии прошлого века

относится продолжающееся строительство самого крупного и дорогого ускорителя физических частиц, который по проекту должен был быть введен в

2000 г., но по финансовым причинам превратился в «долгострой». Стоимость его оценивается в 8 млрд долларов. Строительство ускорителя идет в Техасе (США). Это туннель на глубине 50 м в форме окружности длиной 87 км и диаметром около 3 м. Это «беговая» дорожка для

летящих навстречу друг другу двух пучков протонов, которые будут разгонять

почти до скорости света за счет встроенных в туннель 9000 сверхпроводящих магнитов. Нестабильность протона, его распад, составляет 3 · 1032лет.

Столкновение протонов будет происходить в специальных камерах с выделением энергии, которая по своей мощности будет в 20 раз, как полагают, больше той, которая достигалась на современных ускорителях. Изучение

физической природы такой энергии позволит физикам существенно продвинуться

в развитии теории элементарных частиц. Ускоритель, о котором говорилось выше, относится к типу коллайдеров, т. е. ускорителей, где осуществляется разгон

и столкновение встречных частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света.

Нанотехнология

Нано (греч. nano — карлик) — приставка, обозначающая миллиардную долю единицы измерения (1 нм — 10-9 м). Это технология создания микротел и их систем на основе расположения атомов. Как известно, различие между телами материального мира проявляется в количестве атомов, из которых они состоят, и

в их расположении относительно друг друга. Нанотехнология — это технология XXI в. Специалисты уже сегодня говорят о прямо-таки фантастических возможностях этой технологии. Создание органических соединений с использованием генетической информации о полезных для человека продуктах, например питания. Производство микробиологических роботов для устранения

«неполадок» в организме человека. Создание на молекулярном уровне систем

«органическое — неорганическое» (микросхемы), способных, например, улучшать и усиливать функции работы органов чувств человека, а также создание машин умнее человека и т. д.

Первые попытки расположения отдельных атомов в заданном порядке были осуществлены в 1981 г. с помощью туннельного микроскопа: сверхтонкая игла проводится к поверхности тела на расстоянии диаметра атома, что позволяет электронам атомов на поверхности тела создавать с проводимой металлической иглой электрический ток в замкнутом контуре, состояние которого регулируется движением иглы. В рекламных целях специалисты фирмы «Ай-Би-Эм» расположили таким методом 35 атомов для изображения названия собственной фирмы.

Грубо говоря, нанотехнология является технологией «записи» огромного

количества информации на мельчайших материальных носителях. Эта технология представляет большой интерес для исследователей человеческого мозга, одной из величайших тайн природы.