Наукові відкриття в 20-х - 30-х роках ХХ ст

Наукові відкриття в 20-х - 30-х роках ХХ ст.

План

1. Вступ

2. Перше телезображення

3. Звукове кіно

4. Тепловоз

5. Годдард. Ракета на рідкому паливі

6. Эдвін Хаббл

7. Фрідман. Теорія «Великого вибуху»

8. В. І. Вернадський

9. Терменвокс

10. Диференціальний аналізатор

11. Плазма

12. Пеніцилін

13. Античастинки

14. Курт Гедель. Теореми про неповноту

15. Прискорювач часток

16. Ірен Жоліо-Кюрі. Штучна радіоактивність

17. Розподіл ядра. О. Ган

18. Нейлон

19. Кисневий конвертер

20. «Машина Тьюрінга»

21. Т-34

22. Вертоліт

23. Створення радіотелескопa

24. "наукове розумiння свiту"

25. Література

Вступ .

Наука та її досягнення культури у ХХ ст.

ХХ ст. характеризується проникненням науки не тільки у виробництво, але її зростаючим впливом на всі без винятку сторони життя людини, аж до побуту. Прориви в галузі наукового пізнання у ХХ ст. настільки грандіозні, що наука стає дійовою економічною силою, важливим чинником суспільно-політичного процесу, стратегічним військовим ресурсом. Так, великі відкриття в галузі фізики: А. ЕйнштейнН. Бор Ернест Резерфорд та інші) дозволили отримувати і використовувати ядерну енергію. Вражаюча магія відкритої Ейнштейном формули Е = mс2 - це не тільки тріумф людського генія, але й тривожна ознака атомного бомбардування (6 і 9 серпня 1945 р. американська авіація скинула атомні бомби на японські міста Хіросіму і Нагасакі), Чорнобильської катастрофи. Не випадково в середині століття А. Ейнштейн став (разом з англійським філософом Б. Расселом) автором знаменитого “Маніфесту”, який проголосив заклик відмовитися від попереднього погляду на світ, від колишніх способів з'ясовувати між собою відносини.

Протягом сторіччя наукове знання, розвиваючись, зазнавало істотних змін. Поряд з диференціацією, що поглиблюється, відбувається ще глибший процес інтеграції наук. Не академічні правила, як в XIX ст., а відкриття глибинних зв'язків і закономірностей перетворює їх на цілісну взаємообумовлену теоретичну систему. Людина осягає таємниці мікросвіту (П'єр і Марія Кюрі, Макс Планк ) відкриває структуру ДНК (доповідь Д. Уотсона і Ф. Кріка оприлюднена у 1953 р.), проникає в таємниці походження Всесвіту, всієї світобудови (блискучі роботи видатного космолога сучасності С. Хокінга).

Важливі відкриття відбувалися в медицині і фармацевтиці, багатьох інших галузях науки. Наукові відкриття зроблені в 20-ті – 30-ті роки ХХ століття мали дуже важливе значення для подальшого розвитку і впливу, як на науку і техніку, так і на побутове, буденне життя майже всіх жителів планети. Таким чином, науковий розвиток і пов'язаний з ним прогрес матеріальної культури у XX ст. зумовили багаторазове посилення єдності людської культури в масштабах всієї планети, а також поєднання двох протилежних тенденцій - з одного боку, зросли можливості людини, а з іншого - людина стала своїм власним заручником.

Перше телезображення

27 січня 1926 року англійський винахідник Джон Берд ( 1888-1946) уперше привселюдно продемонстрував телевізійну передачу простих зображень (мальтійський хрест і т.п.). Зображення передавалося на відстань 3,5 км, його чіткість становила 30 рядків, розгорнення зображення здійснювалося механічним пристроєм - так званим диском Ніпкова (запатентованим німецьким інженером Паулем Ніпковим ще в 1884 році). Розвиток телебачення надалі пов'язане з ім'ям В. К. Зворикіна, що винайшов передавальну трубку (іконоскоп) і прийомну трубку (кінескоп).

Епохальну революцію в засобах комунікації викликала поява телебачення. Винайдене В.Зворикіним телебачення зайняло провідне місце серед засобів масової інформації, засобів реклами, інструментів політики. Сьогодні без телевізійного екрана неможливо уявити ані економіку, ані культуру. Величезну роль відіграє телебачення й у політичному житті. Вперше теледебати відіграли вирішальну роль під час виборчої кампанії 1960 р. у США, коли Джон Кеннеді видався американцям більш привабливим, ніж його опонент - Річард Ніксон.

Звукове кіно

Перші спроби з'єднати зображення й звук на кіноплівці робилися ще Эдісоном в 1899 році й Гомоном в 1906 році за допомогою спеціальних грамофонних пластинок, однак тільки винахід і вдосконалення методів запису на одному носії звуку й зображення проклали дорогу звуковому кіно. Перший звуковий фільм з'явився в США в 1924 році. У радянській Росії розроблялися 2 системи оптичного запису звуку. Робота системи Шоріна була продемонстрована в 1929 році, а системи «Тагефон» в 1931 році в кінофільмі «Путівка в життя».

Тепловоз

Перші досліди використання двигуна внутрішнього згоряння на локомотивах почали проводиться відразу після винаходу цього двигуна. Безпосередніми попередниками тепловоза були автодрезини й мотовози. Перший магістральний тепловоз був створений у СРСР в 1924 році по проекті

Я. М. Гаккеля.

Годдард. Ракета на рідкому паливі

16 березня 1926 біля міста Оберн, що в американському штаті Массачусеттс, була вперше запущена ракета на рідкому паливі. Запуск здійснив американський інженер, один з піонерів ракетобудування, Роберт Годдард. У своєму щоденнику Годдард записав: «Коли вона (ракета) злетіла без якого-небудь значного шуму й полум'я, це здалося чарівництвом, начебто б вона сказала: «Я простояла тут досить довго й, якщо ви не заперечуєте, я відправлюся куди-небудь в інше місце». Ракета висотою з метр важила - разом з паливом - усього близько 5 кг, піднялася вона на висоту близько 12,5 м, пролетіла відстань 56 м, політ тривав 2,5 секунди.

Фрідман. Теорія «Великого вибуху»

В 1922 році проаналізувавши систему з 10 світових рівнянь загальної теорії відносності Ейнштейна, Олександр Фрідман прийшов до фундаментального висновку, що Всесвіт постійно розширюється (так звана теорія «Великого вибуху»). Він першим відмовився від постулату про стаціонарність Всесвіту й замінив його на більш загальні твердження про однорідність і ізотропність, передбачивши, таким чином, результати досліджень Хаббла.

Эдвін Хаббл

У березні 1929 року в номері «Праць Національної академії наук США» була опублікована стаття Эдвіна Хаббла «Зв'язок між відстанню й променевою швидкістю позагалактичних туманностей». Зіставивши дані спостереження

46-и туманностей, учений дійшов висновку «Далекі галактики йдуть від нас зі швидкістю, пропорційної далекості від нас. Ніж далі галактика, тим вище її швидкість». Відкриття Хаббла лягло в основу концепції Всесвіту, що розширюеться, передвіщеної ще Олександром Фрідманом.

В. І. Вернадський

У центрі природничо-наукових і філософських інтересів Володимира Івановича Вернадського була розробка цілісного вчення про біосферу, живу речовину (утворюючу земну оболонку) і еволюції біосфери в ноосферу, у якій людський розум і діяльність, наукова думка стають визначальним фактором розвитку, потужною силою, порівнянної по своєму впливі на природу з геологічними процесами. Він розробив вчення про “неосферу” як закономірний процес природно-історичного розвитку людини. У роботі “Декілька слів про неосферу” (1944 р.) ним була дана така оцінка подіям: “… в історії нашої планети настав критичний момент величезного для людини значення, що підготовлювався мільйонами, вірніше мільярдами років, що глибоко проник в мільйони людських поколінь”. Вчення Вернадського про відносини природи й суспільства вплинуло на формування сучасної екологічної свідомості.

Терменвокс

В 1920 році Лев Термен, фізик і музикант, сконструював перший у світі електромузичний інструмент - терменвокс. Звичайно, цей апарат був далекий від досконалості й грати на ньому міг далеко не кожний. Так висота звуку в терменвоксі регулюється положенням долоні правої руки, а гучність - лівої. Терменвокс і понині використовується музикантами в трохи вдосконаленому виді, зокрема танцівниця, виконуючи танець, одночасно виконує й мелодію.

Диференціальний аналізатор

В 1931 році американський математик, електроінженер і великий науковий адміністратор Ванневар Буш ( 1890-1974) побудував перший із серії пристроїв, які він називав «диференціальними аналізаторами» і які з'явилися попередниками сучасних аналогових обчислювальних машин. Цей диференціальний аналізатор Буша ввійшов в історію обчислювальної техніки як перший аналоговий комп'ютер, що використовував як рахункові елементи електронні пристрої - електронні вакуумні лампи.

Плазма

Термін «плазма» уперше був уведений американськими вченими

І. Ленгмюром і Л. Тонксом в 1923 році. Істотних результатів в області гідродинаміки, фізичної кінетики й фізику плазми досяг Лев Давидович Ландау. В 1936 році він дав кінетичне рівняння для плазми й установив вид інтеграла зіткнень для заряджених часток. В 1950 році И. Е. Тамм і

А. Д. Сахаров запропонували ідею магнітної термоізоляції плазми для здійснення керованого термоядерного синтезу.

Пеніцилін

Протягом тисячоліть інфекційні захворювання були основною причиною високої смертності населення. У 1929 р. англійський мікробіолог А. Флемінг відкрив перший антибактеріальний препарат – пеніцилін. Під час дослідження властивостей грибка пліснявки, що вкривав культури стафілококів, шотландський мікробіолог Александер Флемінг виділив антибактеріальну речовину, котру назвав пеніциліном (Penicillium notatum). Серед особливостей нової речовини була здатність зупиняти ріст бактерій, а при великих дозах - убивати їх;. Ця подія поклала початок новій ері в медицині – ері антибіотиків. У широку медичну практику пеніцилін увійшов в 1943-1944, головним чином завдяки роботам Х. Флорі й Э. Чейна у Великобританії й США, а також і

З. В. Єрмольєвой у СРСР. Пеніцилін істотно змінив всю медичну практику - багато хто до цього невиліковні хвороби стали виліковні, а неможливі хірургічні операції - можливі.

Античастинки

Висновок про існування античастинок уперше був зроблений П. Діраком в 1930 році. Він вивів рівняння, що доводіть існування елементарних часток, що мають ті ж масу, спін, час життя й деякі інші внутрішні характеристики, що і їх «двійники» - частки, але, що відрізняються від часток знаками електричного заряду й магнітного моменту, баріонного заряду, лептонного заряду. Експериментально античастинки були виявлені американським фізиком

К. Андерсоном в 1932 році.

Курт Гедель. Теореми про неповноту

В 1931 році Курт Гедель ( 1906-1907), австрійський математик, логік і філософ математики, з 1940 року працював у США, довів теорему про неповноту.

У той час, як багато великих математиків ще працювали над усуненням «останніх недоробок» у величному будинку математики як дедуктивної теорії, з бездоганною логікою спорудженої на абсолютно непорушному фундаменті з відносно невеликого числа аксіом, Гедель довів, що в математику, яка претендує на зв'язок із зовнішнім світом, що є досить розвинутою системою, щоб містити в собі, наприклад, арифметику, ми при будь-якому вихідному наборі аксіом, визначень і правил у процесі розвитку логічних побудов, формулювання нових теорем і т.д., неминуче зустрінемося з висловленням, у відношенні якого в межах прийнятої аксіоматичної основи вже не можна буде сказати, істинно воно або помилково. Щоб рушити далі, доведеться ввести нове, що нізвідки не випливає аксіоматичне твердження. Зробивши той або інший вибір, розуміє не суперечній вихідній аксіоматиці, ми будемо одержувати нові математичні системи, кожна з яких може бути наповнена якимось конкретним змістом, зокрема, пов'язаним з нашою інтуїцією, естетичним почуттям, реаліями навколишнього світу . Однак, і включивши в систему нову аксіому, ми надалі з неминучістю знову зіштовхнемося з необхідністю поповнення вихідного аксіоматичного набору. Просто кажучи, що існувало із часів Евкліда надія довести логіку математики до такої досконалості, при якому вона повністю охопила б її єдиною формальною системою, виявилася принципово нездійсненною.

Використання очищеного природного газу як палива.

Якщо зрівняти теплотворні здатності різного палива, то з'ясується, що найменшою володіє буре вугілля, ледве вищою дрова, але найбільший володіє очищений природний газ. Початок застосування природного газу як паливо в 30-х роках 20 століття привело до різкого скорочення споживання інших видів палива, зменшенню пожеж і отруєнь, викликаних продуктами згоряння бурого вугілля, дров і антрациту.

Прискорювач часток

В 1932 році в лабораторії ім. Кавендіша Кембриджського університету у Великобританії був створений лінійний прискорювач заряджених часток, у якому траєкторії часток близькі до прямої лінії. Частки в прискорювачі рухаються у вакуумній камері; керування їхнім рухом (формою траєкторії) здійснюється магнітним (рідше - електричним) полем.

Ірен Жоліо-Кюрі. Штучна радіоактивність

15 січня 1934 року французькі фізики – чоловік і дружина Фредерік ( 1900-1958) і Ірен ( 1897-1936) Жоліо-Кюрі надіслали в Паризьку Академію наук перше повідомлення про зроблений ними надзвичайно важливому для ядерної фізики відкритті явища наведеної, або штучної радіоактивності, що полягає в тому, взагалі говорячи не занадто радісному факті, що під дією радіоактивного опромінення початкові нерадіоактивні речовини можуть ставати радіоактивними. На наступний рік за це відкриття дружина і чоловік були визнані гідними Нобелівської премії й у такий спосіб гідно продовжили «сімейну традицію» - тому що в 1903 році мати й батько Ірен, Марія Склодовська-Кюрі і П’єр Кюрі, одержали Нобелівську премію по фізиці, а в 1911 році, Марія Склодовська-Кюрі, з 1906-го року вдова, була нагороджена Нобелівською премією по хімії. Фредерік Жоліо в 1926 році оженився на Ірен Кюрі й додав до свого прізвища знамените прізвище дружини.

Розподіл ядра. Отто Ган

6 січня в 1939 року у виданому в Німеччині й широко читаючомуся в усьому світі науковомуому журналі «Naturwissenschaften» було опубліковано перше повідомлення німецьких радіо хіміків Отто Гана і його учня Фріца Штрассмана про виявлення ними барію в продуктах бомбардування урану повільними нейтронами. Цей результат, що швидко знайшов вірну інтерпретацію як епохальне відкриття супроводжуваного виділенням енергії розподілу ядер атомів урану, відразу ж дав старт «ядерним перегонам» учених-фізиків багатьох країн світу, плодами якої сталі і ядерна зброя, і атомна енергетика, . і Нобелівська премія Гана, присуджена йому в 1944 році.

Нейлон

В 1934 році американський хімік Уоллес Хьюм Карозерс синтезував поліамідну смолу - високомолекулярне з'єднання, на основі якого ним була розроблена технологія одержання волокна, що одержало фірмову назву «нейлон» (англійське написання - «nylon», так що, звичайно, більш правильно було б вимовляти «найлон»). Зовні схоже на шовкове, нейлонове волокно значно перевершує його по механічній міцності, еластичності, тепло - і морозостійкості, стійкості до дії вологи й пранню, а також по здатності до фарбування. 24 жовтня 1939 року в у місті Уілмінгтоні (що в штаті Делавер, з початку 19 століття «удільному князівстві» найбагатшого сімейного клану Дюпонів), де перебуває центральна лабораторія компанії «Дюпон де Немур», у якій працював Карозерс, уперше з'явилися в продажі нейлонові панчохи, зовсім невід'ємна приналежність сучасного жіночого туалету.

Кисневий конвертер

В 1936 році радянський інженер Н. І. Мозговий удосконалив конверторний процес виробництва, уперше застосувавши для продувки чавуну кисень, тим самим докорінно змінивши технологію конвертерного виробництва. Метал, одержаний таким чином, по якості став рівноцінним мартенівській сталі, собівартість знизилася на чверть, а продуктивність піднялася на третину. У другій половині 20 століття киснево-конвертерний спосіб виробництва сталі став основним.

«Машина Тьюрінга»

В 1936 році англійський математик і логік Алан Матісон Тьюрінг ( 1912-1954) висунув концепцію автоматичного пристрою, здатного виконати будь-яке мислиме обчислення. Це гіпотетичний обчислювальний пристрій, що одержав в інформатиці й теорії автоматів назва «машини Тьюрінга», складається з нескінченно довгої стрічки, головки для зчитування й запису й керуючого головкою механізму, здатного зберігати команди й на них «озиватися». Відповідно до інформації на стрічці й командами керуючого механізму головка переміщається вперед або назад, зчитує або записує на стрічку відповідні символи. Результат обчислень зчитується зі стрічки, коли машина зупиняється. Якщо машина не може зупинитися, це означає, що задане обчислення нездійсненне.

Машина Тьюрінга - ідеалізована модель логічної структури будь-якого обчислювального пристрою, і як така вона містить у собі принципову схему всіх електронних цифрових обчислювальних машин - від перших примітивних пристроїв 40-х років до «персоналок» і суперкомп'ютерів сьогоднішнього дня: пристрій уведення-виводу - стрічка й головка, пам'ять - команди, збережені керуючим пристроєм, центральний процесор - керуючий механізм. Не дивно тому, що машина Тьюрінга зіграла й продовжує відігравати найважливішу роль у теорії комп'ютерів.

До концепції своєї машини Тьюрінг прийшов не замислюючись ні про які комп'ютери. Відправним пунктом його міркувань була знаменита теорема Геделя про неповноту математики, що декларує, що при будь-якому наборі вихідних аксіом існують твердження, які не можна віднести ні до щирих, ні до помилкового. Тьюрінг розробив алгоритмічний метод виявлення подібних тверджень на предмет їхнього виключення з математики. Цей метод він втілив у гіпотетичній машині, що, однак, практичного рішення поставленої задачі не давала: у випадку «дефектних» тверджень вона повинна була працювати нескінченно довго, тоді як відповідь на питання, природно, має сенс лише тоді, коли він отриманий за кінцевий проміжок часу.

Вертоліт

В 30-х роках 20 століття Ігор Сікорський, американський винахідник російського походження активно працював над створенням машини з вертикальним зльотом. В 1939 зробив перший політ вертоліт VS-300 конструкції Сікорського. Його вдосконалена модель XR-4 зробила в травні 1942 поле зі Стратфорда (шт. Коннектикут) у Дейтон (шт. Огайо), покривши відстань більше 1,2 тисяч км.

Т-34

Т-34, найменування середнього радянського танка, що застосовувався у Великій Вітчизняній війні. Маса 28,5 (32) т, екіпаж 4-5 чоловік, пушка 76 (85) мм, 2 кулемети, броня 45-90 мм, швидкість до 55 км/ч. Був кращим танком періоду 2-ї світові війни (з 1940). Т-34 - кращий танк Великої Вітчизняної війни був створений на Харківському тракторному заводі в 1939 році групою радянських конструкторів під керівництвом Михайла Ілліча Кошкіна.

Створення радіотелескопа

Радіохвилі, що приходять на Землю з космосу, 1932 року відкрив американський радіоінженер Карл Янський, що займався дослідженням атмосферних перешкод радіоприйому. В 1937 році інший американський радіоінженер - Гроут Ребер побудував біля свого будинку в Чікаго перший у світі параболічний радіотелескоп (діаметром 9,5 м и с фокусною відстанню 6 м) і відразу ж підтвердив відкриття Янського. В 1942 році Ребер опублікував першу радіокарту неба, а в 1944 році першим повідомив про радіовипромінювання Сонця.

"наукове розумiння свiту"

У 20-30-х рр. ХХ ст. значний внесок у формулювання та розробку стандартної концепцiї науки здiйснили представники Вiденського кола, що органiзацiйно згуртувалися навколо манiфесту "наукове розумiння свiту" в 1922 роцi при кафедрi "фiлософiї iндуктивних наук" Вiденського унiверситету (керiвник кафедри Морiц Шлiк). "Коло" безпосередньо складалося з фiлософiв, фiзикiв та математикiв: Р.Карнапа, О.Нейрата, К.Геделя, Г.Гана, Ф.Вайсмана, Г.Фейгля. У засiданнях "кола" приймали участь: Г.Рейхенбах, А.Айєр, К.Поппер, Е.Нагель. За основоположну модель науки представники "кола" визнавали концепцiю "логiчного атомiзму" розроблену Бертраном Расселом та його учнем Людвiгом Вiтгенштейном для здiйснення "логiчного аналiзу мови науки".

Тезу про наукову необґрунтованість цiєї концепцiї було проголо­­­шено пiсля виявлення її неспроможностi критично віднестися до умов та мiри прийнятностi своєї власної реконструкцiї. А саме: "стандартна модель" визнаючи себе науковою, не здатна зробити себе саму предметом емпiричного (фактуального) дослiдження. Так у 1963 роцi було висунуте зауваження Е.Геттiєра що виз­­­начення знання у якостi "iстинної i обґрунтованої гадки" не має достатнiх умов для доведення можливостi визначення гадки у якостi знання.

Література.

1. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия – Хроника человечества – Наука и техника.

2. www.djerelo.com - Твій молодіжний портал - 56. Наука та її досягнення культури у ХХ ст. 29.11.06.