Наука неразрывно связана с освоением природы, пониманием природных явлений и постоянным расширением человеческих знаний обо всем, что нас окружает. Но наиболее полные практические результаты приносит внедрение научных знаний в повседневную жизнь.
Конечным итогом чистой науки должно быть практическое применение накопленных знаний, а так как знания постоянно растут, то успех приходит в тех случаях, когда они используются наиболее разумно и с пользой для дела. Техника есть не что иное как систематическое приложение различных отраслей знания к решению практических задач. Какой-либо раздел, например, техника, связанная с проектированием и созданием сверхзвуковых самолетов, может развиться как из совокупности знаний, приобретенных представителями различных наук, так и из опыта практиков. По признанию самих технологов, их труд-это постоянный вызов организационным способностям и мастерству. Но практической реализации может и не быть по двум причинам: из-за нехватки теоретических знаний и ограниченности сведений в прикладных науках. Это стимулирует ученых к дальнейшему совершенствованию и побуждает к экспериментированию, что со временем позволит претворить накопленные знания в объект практической деятельности наиболее экономичным путем. Первые паровые двигатели были весьма примитивными, так как принцип их действия не был еще полностью понят, а доступные материалы и искусство металлургов того времени ограничены. Но за каких-нибудь несколько лет промышленность сделала такой рывок, что от относительно грубых изделий кузнечного производства перешла к более совершенным изделиям с малыми допусками, которые научились делать быстро и дешево инструментальщики.
Научные открытия неразрывно связаны с внедрением полученных результатов в практику, что способствует совершенствованию технологии и повышает ее сложность. В свою очередь, проблемы, с которыми сталкиваются инженеры, претворяя в жизнь достижения науки, постоянно стимулируют ученых, подсказывают им направления дальнейших работ. Обнаружив тот или иной недостаток и указав исследователю, на что нужно обратить особое внимание, инженер тем самым способствует расширению научных изысканий. Сошлемся на такой пример: принцип устройства транзисторного приемника был известен за несколько лет до того, как получило развитие производство достаточно чистых полупроводников, чтобы сама идея транзисторов могла стать реальностью.
Фундаментальные и прикладные науки нередко развиваются в тесном содружестве, дополняя и совершенствуя друг друга. Такая же картина наблюдается и в тех случаях, когда какая-нибудь одна наука переживает период бурного расцвета. Успешное ее развитие служит мощным стимулом для специалистов других областей и способствует прогрессу их собственной науки. Именно так произошло с новой областью знаний, называемой ядерной физикой, когда после периода относительного застоя она начала бурно развиваться и ученые реально осознали, какие возможности таит в себе расщепление и синтез ядра
Границы науки непрерывно расширяются, ученые постоянно бросают вызов инженерам и техникам, которым предстоит научно-технические идеи претворить в жизнь. Подтверждением сказанного служат успехи, которыми сопровождалось завоевание космоса. Население нашей планеты быстро растет и требует соответственно быстрого роста продовольственных ресурсов. Эта настоятельная необходимость не только побуждает лиц, занятых в сельском хозяйстве, увеличивать выпуск продукции и повышать эффективность производства, но и стимулирует селекционеров улучшать сорта зерновых культур и выращивать новые виды трав для получения более высоких урожаев. Та же нужда побуждает агрономов совершенствовать культуру земледелия применительно к определенным географическим условиям, а зоотехников заниматься выведением наиболее продуктивных пород скота. Химики сосредоточивают свои усилия на производстве пестицидов-веществ, применяемых для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур, а также занимаются синтезом белка из неорганических веществ. Инженеры разрабатывают новые машины, облегчающие сельскохозяйственные работы или улучшающие систему ирригации. Величайшим стимулом для технического прогресса и изобретательности является стремление человека не просто выжить, а быть хозяином окружающей среды.
Современная техника может во многом способствовать решению ряда проблем, с которыми сталкиваются развивающиеся страны. Интенсивное использование местных сырьевых и трудовых ресурсов поможет удовлетворить многие неотложные нужды, в частности, улучшить дороги и водоснабжение, построить новые дома, наладить производство продуктов питания, провести канализацию. Все это в свою очередь позволит в целом повысить уровень жизни и более эффективно осуществлять заботу о здоровье населения.

Развитие техники

Толчком к появлению первых орудий труда послужило стремление человека выжить. Немногочисленные и рассеянные на просторах земли люди древнего каменного века не оставили нам свидетельств того, что можно было бы классифицировать как покорение окружающей среды, но они хотели есть, а голод по необходимости вынуждал их наблюдать за изменениями времен года, климата и почвы и за тем, как это отражалось на сборе пищи. Страдая от холода, они искали убежище в пещерах, сами создавали подобие жилища и научились пользоваться огнем.
Попытки преодолеть силу трения -бесспорно, самые ранние побудительные мотивы, которыми объясняется появление примитивных средств передвижения: люди поняли, что волочить груз проще, чем нести его на себе. Опыт подсказал им, что на мягкой почве тащить груз легче, если поместить его на ветки или-сучья; что одни предметы легче скользят по поверхности, чем другие; что если катить груз, то усилие, необходимое для его перемещения, будет еще меньше. Все эти наблюдения положили начало развитию транспортных систем. От скольжения (а на наскальных рисунках в пещерах каменного века встречаются изображения человека на лыжах) к качению, от качения к колесу, этому, вероятно, величайшему открытию 4-го тыс. до н.э., и затем к повозке и к использованию животных в качестве тяги-такова последовательность освоения более производительных транспортных средств.
Научившись пользоваться огнем, укрощать его и гасить водой, видя, что при нагревании на огне форма предметов изменяется – некоторые плавятся, – человек понял, что можно изготовить не только каменные орудия и оружие. Вновь полученные знания позволили ему укрепить свою власть над окружающим миром. Постепенное овладевшие искусством обработки металлов имело огромное значение для господства человека над природой – вероятно, именно на этой материальной основе и зародилась цивилизация.
Был и третий стимул, который вынудил человека воспользоваться своими наблюдениями над природой и в конечном итоге привел к развитию земледелия и скотоводства: потребность в пище. Человек обратил внимание на то, что посев отобранных семян на специально выбранных местах (пашнях) не только дает лучший урожай, но и облегчает его уборку, а пасти стадо выгоднее, чем ухаживать за отдельными животными. В своих странствиях за стадом человек нуждался в крыше над головой, пусть даже временной. В поисках сочных пастбищ он менял места, и на каждом новом месте у него возникало желание создать более удобные условия жизни. С удовлетворением потребности в пище у человека появилось время, которое он мог потратить на продажу излишков продуктов и развитие ремесел.
Как показывают эти примеры древнейшего использования человеком результатов своих наблюдений для решения насущных проблем и улучшения условий существования, самая примитивная техника зародилась по меньшей мере 20000 лет назад. Все сложные материалы, механизмы, коммуникации и производства, которыми мы пользуемся сегодня, это плоды экспериментов и изобретений, насчитывающих тысячелетия. Современные материалы обязаны своим появлением необходимости постоянного улучшения орудий труда или оружия: первоначально они делались из камня, кремня и кости, затем из меди и бронзы, железа, постоянно совершенствуясь по мере развития выплавки, легирования, литья, ковки металлов и сталеварения.
Итак, перечислим основные направления развития материальной основы современной цивилизации:
– от случайно найденных камней к кирпичу-сырцу и затем к обожженному кирпичу, сплавам металлов и стеклу; от простой гончарной глины (можно ли считать гончарный круг первой машиной?) к фарфору и современным керамическим материалам;
– от шкур и волоса к шерсти, прядильным машинам и ниткам, тканным материалам, челноку и ткацкому станку и к почти бесконечному ряду текстильных товаров;
– от силы ветра, используемой парусом, до энергии воды; от тепла к пару, паровому двигателю и турбине; от использования природного магнетизма к выработке электричества и созданию электромотора;
– от непрерывной последовательности различных электрических устройств к электронике, вычислительным машинам, механизмам управления и автоматике;
– от открытой разработки до разработки недр и бурения нефтяных скважин глубиной до 1000 м, переработки нефти и методам ее использования, создания двигателя внутреннего сгорания;
– от лодок-долбленок и плота к использованию паруса, сборному деревянному кораблю, пароходу, 350000-тонному танкеру;
– от воздушного шара к винтовому самолету, сверхзвуковому самолету или к дистанционно управляемому беспилотному летательному аппарату;
– от барабана и дымовых сигналов к сигнальной лампе, телеграфу и телефону; от радио к радиолокационным установкам и телевидению.
Проследить весь путь развития прикладной науки невозможно, какую бы частную область мы ни выбрали, как невозможно установить и время, которое для этого потребовалось. Прогресс практического применения научных достижений – результат взаимодействия самых разных областей науки и ремесла, которые, будучи тесно связаны между собой, способствуют дальнейшему развитию техники. Чтобы добиться успеха в одном направлении, часто необходим прогресс в другом, а развитие той или иной области техники в определенный период во многом зависит от нужд людей (по степени их важности). Нехватка природных материалов потребовала заменить их искусственно созданными; в свою очередь создание синтетических материалов открывает новые перспективы и способствует дальнейшему техническому прогрессу. Совершенствование измерительной техники и аппаратуры для анализа позволило химикам глубже исследовать состав и структуру молекул и создавать материалы с заранее заданными свойствами. Сейчас синтезированы материалы, которые не только не уступают природным, но нередко и превосходят их по своим качествам. Тем самым промышленность получила возможность регулировать свои потребности в природных материалах, исходя из их запасов, залегания и стоимости.
Развитие прикладных наук во многом зависит от экономики; постоянно возрастает также влияние социального фактора. Сегодня мировое потребление древесины намного превосходит скорость ее воспроизводства, и кроме того, древесина не всегда доступна, а рыночная стоимость ее высока. Совокупность перечисленных факторов стимулировала создание заменителей этого материала, в частности, пластмасс, производство которых обходится гораздо дешевле.
Рост индустрии пластмасс использующей в качестве сырья нефть (которую люди научились извлекать из недр во все увеличивающихся количествах), уменьшил потребность в древесине, но значительно увеличил потребление нефти, которая, в свою очередь, заменила уголь. К числу важнейших достижений нынешнего столетия относится промышленная полимеризация простых углеводородов, иными словами, соединение многих молекул в новое вещество с более ценными физическими свойствами. Толчком к производству полиэтилена послужили весьма рискованные эксперименты, проведенные в 1935-1939 гг., в которых этилен подвергли давлению, в десять раз превышающему атмосферное. В результате было получено вещество, похожее на воск. Эксперименты и дальнейшее промышленное производство полиэтилена были сопряжены с созданием крупномасштабного химического промышленного оборудования, способного создавать давление до 200 МПа.
В результате экспериментов химиков-органиков и химиков-технологов был получен новый вид пластмасс с ценными свойствами, среди которых особое место занимают изоляционные или диэлектрические свойства. В то время как химики совершенствовали процесс производства полиэтилена, используя для этой цели катализаторы, огромная армия представителей других специальностей – инженеры-механики, металлурги, прибористы-работала над выпуском нового вещества в промышленных масштабах.
Диэлектрические свойства полиэтилена позволили решить ряд проблем, связанных с совершенствованием радиолокатора, в частности, авиационного бортового радиолокатора, оборудование которого должно быть прочным, компактным и легким и вместе с тем выдерживать очень значительные электрические напряжения при сверхвысоких частотах. Ни один из известных материалов не отвечал этим требованиям, поэтому появление полиэтилена способствовало дальнейшему развитию и других отраслей техники, в первую очередь радиолокационной и телеграфии. В сочетании с другими термопластами полиэтилен нашел применение в целом ряде процессов и механизмов для производства листов, пленок и отливок. Это только один пример влияния открытия в одной области техники на развитие других областей.

Значение для будущего

Уже ни для кого не секрет, что природные ресурсы нашей планеты ограничены и что запасы необходимых для промышленности материалов уменьшаются. Можно также предсказать, что спрос на промышленную продукцию, столь жизненно необходимую, будет увеличиваться. Население высокоразвитых стран уже сейчас пользуется множеством самых различных предметов, выпускаемых промышленностью, в то время как сотни миллионов людей в развивающихся странах пока не всегда имеют такую возможность. Кроме того, население Земли быстро растет, поэтому потенциальная потребность в промышленных изделиях возрастает. Все увеличивающаяся нужда в продуктах питания, жилье, одежде и в поддержании здоровья, вероятно, и впредь будет главной заботой человечества, и усилия фундаментальных и прикладных наук будут направлены на удовлетворение этих потребностей. Но это в свою очередь приведет к повышенному спросу на энергию и промышленные материалы.
По мере того как истощаются запасы известных источников минерального сырья, ведутся поиски новых; человек вынужден будет осваивать труднодоступные пространства – будь то глубокие недра или морское дно. Правда, на Земле имеются Обширные неисследованные пространства, а две трети земной поверхности покрыты водой – эти пространства вообще почти не изучены. Но чтобы открыть новые месторождения и затем извлекать уголь, нефть, железо, медь, олово и другое ценное сырье, нужна особая техника. Не исключено, что человеку и механизмам придется длительное время работать на морском дне. Однако это дело будущего, а сейчас специалисты продолжают разработку синтетических заменителей природных истощающихся материалов.
Чтобы прокормить все увеличивающееся население Земли, необходимо пополнять запасы продовольствия, а это тесно связано с дальнейшим развитием сельского хозяйства. Наряду с использованием дополнительных посевных площадей, что стало возможным благодаря более совершенной технике ирригации и мелиорации, все большее применение найдут химические и биологические средства воздействия на рост растений и домашнего скота, снижение потерь как в земледелии, так и в животноводстве. Сейчас все большее внимание уделяется использованию продуктов моря и производству синтетического белка.
Потребности в энергии будут удовлетворяться за счет поиска новых, отличных от ископаемых видов источников топлива. Неограниченные возможности сулит ядерная энергия, необходимо только усовершенствовать технику, предусматривающую защиту от излучения, и решить проблему отходов. Другой перспективный вид – солнечная энергия в виде ли прямого поглощения солнечного тепла или косвенного использования энергии Солнца через энергию морских волн.
Заботой о здоровье и благополучии людей, желанием избавить их от болезней и страданий продиктованы исследования, ведущиеся в медицине и фармакологии. И если химиотерапия, образно говоря, еще находится в младенческом возрасте, то гигиена и профилактика быстро совершенствуются. С каждым годом совершенствуется техника хирургии, более широкое применение находит метод пересадки органов. Все это способствует продлению человеческой жизни, а тем самым множит самые разнообразные потребности человека.
Однако некоторые достижения современной техники сопровождаются неприятными последствиями для общества; среди них в первую очередь следует назвать шум и загрязнение окружающей среды. Работа машин, установленных на производстве, различных транспортных средств и реактивных самолетов сопровождается шумом, порой опасным для здоровья человека. Конструкторы прилагают немало усилий, чтобы уменьшить шум от таких источников, не снижая при этом кпд машин. Другую опасность для здоровья людей и окружающей среды представляют химические и радиоактивные отходы от промышленных предприятий и транспорта. Задача технологов – разработать процессы, которые снизили бы или свели на нет такого рода загрязнения. Известно, что для повышения октанового числа в двигателях внутреннего сгорания автомобилей к бензину добавляют соединения свинца (потенциальный загрязнитель). Целесообразно разработать менее ядовитые добавки к топливу.
Побудительной причиной технического прогресса, разумеется, по-прежнему будет удовлетворение все возрастающих потребностей народонаселения нашей планеты. Но следует помнить, что человек по природе любознателен и стремится проникнуть в неизведанное, с тем чтобы пополнить свои знания. В последние десятилетия осуществлены исследования по освоению космического пространства, на Землю доставлены образцы лунного грунта. Получены фотографии, позволяющие судить о природе поверхности и атмосфере ряда удаленных планет, что стало возможным только благодаря такому развитию космической техники, систем управления и фототехники, о котором не могло и мечтать предыдущее поколение. Жажда человека к познаниям велика, а мастерство со временем будет только совершенствоваться.
Возможно, наступит день, когда человек, обогащенный знаниями и развивший свои творческие способности до совершенства, придет к выводу, что Земля, на которой он живет, не единственная среди многих миллионов планет во Вселенной, способная поддерживать жизнь в привычной для него форме. Уже совершены полеты с высадкой человека на поверхность Луны, а беспилотные космические корабли проводили исследования на негостеприимных поверхностях Марса и Венеры. К внешним планетам, к пределам Солнечной системы посылаются космические зонды. Можно не сомневаться, что человек во всеоружии новейшей техники полетит когда-нибудь и за пределы Млечного Пути, к другим галактикам.

Источник
Autocad 3д 2009 видео смоучитель
Джек Каллард,
экс-президент фирмы Империэл кемикл
индастриз