Технології нової епохи

Найбільше з відкриттів XX століття, оволодіння ядерною енергією, великою мірою використовувалося у військових цілях. Відкриття на початку 1950-х рр. термоядерних реакцій (злиття легких ядер у більш важкі при надвисоких температурах) і в СРСР і США було звернуто на створення водневих бомб. Вони були в сотні разів більш руйнівними, ніж уранові і плутонієві. Лише в 1956 р. у Великобританії був побудований ядерний реактор, який був визнаний придатним для комерційної експлуатації. Ядерна енергетика до кінця століття забезпечує не більше 8% світового виробництва енергії. Велика частина виробляється за рахунок спалювання нафти (40 %), вугілля (25%), газу (18%). ГЕС і інші джерела енергії забезпечують лише 7% її виробництва. Геотермальні (що використовують внутрішнє тепло Землі), приливні (енергія морських припливів), сонячні, вітряні електростанції поки ще залишаються рідкістю.

Транспорт, космонавтика і нові конструкційні матеріали. Продовжувалося розвиток засобів транспорту. У 1990-ті рр. в світі налічувалося понад 500 млн. автомобілів (близько третини з них – у США), їх щорічний випуск досяг 30 млн. штук.

Протягом ХХ століття постійно збільшувалася вантажопідйомність судів. У 1970-ті рр. з'явилися танкери водотоннажністю понад 500 тис. тонн. Швидкохідність кораблів зросла вдвічі за останні 50 років. З оволодінням ядерною енергією з'явилися кораблі і підводні човни з атомними силовими установками, здатні роками борознити морські простори без заходу в порти. Отримали розвиток, поки обмежений, транспортні засоби на повітряній подушці, здатні пересуватися не тільки по воді, але і по суші.

Значно зросло значення транспортної авіації. В Англії в 1949 р. був створений перший прототип пасажирського реактивного літака «Комета». Однак основне застосування на авіалініях знайшли радянські реактивні літаки «ТУ-104» (випускалися з 1955 р.) І американські «Боїнг-707» (з 1958 р.). У 1970 р. в США був створений гігантський літак «Боїнг-747», здатний піднімати на борт до 500 пасажирів. У 1950-ті рр. військова авіація освоїла надзвукові швидкості, а в 1970-ті рр. з'явилися перші пасажирські літаки, які літають на надзвукових швидкостях: радянський «ТУ-144» (1975 р.) і англо-французький «Конкорд» (1976 р.).

Післявоєнний розвиток ракетної техніки був, головним чином, підпорядкований прагненням СРСР і США створити більш ефективні засоби доставки ядерної зброї, ніж бомбардувальники. Першим свої досягнення в цій сфері продемонстрував Радянський Союз, що запустив в 1957 р. перший штучний супутник Землі (США здійснили такий запуск в 1958 р.), а в 1961 р. що вивів на орбіту навколо Землі космічний корабель з людиною на борту. У 1961 р. в США була прийнята програма «Аполлон» – пілотованого польоту на Місяць, успішно завершена в 1969 р. Автоматичні космічні зонди досягли Венери, Марса, Юпітера, Сатурна, вийшли за межі Сонячної системи.

Суперництво в космосі дозволило значно підвищити надійність космічних апаратів, здешевити їх, що створило умови переходу до систематичного освоєння навколоземного космічного простору. У СРСР і США були розроблені космічні апарати багаторазового користування, хоча радянський «Буран» не знайшов практичного застосування. Орбітальні станції і штучні супутники Землі стали виконувати не тільки військові, а й цивільні функції, використовуватися для наукових експериментів, астрономічних спостережень, трансляції радіо і телепередач, підтримки зв'язку (перший супутник зв'язку був запущений в 1962 р.), метеорологічних спостережень, геологорозвідки і гак далі. Виникає перспектива створення постійно діючих орбітальних комплексів, де в умовах невагомості будуть створюватися нові біологічно активні та кристалічні речовини для медицини, біохімії, електроніки.

Авіація і космонавтика створили стимул для пошуку нових конструкційних матеріалів Наприкінці 1930-х рр. з розвитком хімії, хімічної фізики, що вивчає хімічні процеси з використанням досягнень квантової механіки, кристалографії стало можливим отримувати речовини з наперед заданими властивостями, що володіють великою міцністю, стійкістю. У 1938 р. майже одночасно в Німеччині та США були створені штучні волокна – капрон, перлон, нейлон, синтетичні смоли, що дозволили розробити якісно нові конструкційні матеріали. Їх виробництво прийняло особливо великі масштаби після другої світової війни. Тільки за період з 1951 по 1966 асортимент продукції хімічної промисловості збільшився в 10 разів. Не стояла на місці і металургія, освоїла виробництво особливо міцної легованої сталі (з добавками вольфраму, молібдену), титанових сплавів, що використовуються в авіації і космонавтиці.

Електроніка та робототехніка. Величезний вплив на вигляд світової цивілізації надали досягнення в галузі електроніки. Їх база була закладена в минулому столітті. Перший у світі радіоприймач був винайдений в 1895 р. російським вченим А.С. Поповим, патент на передачу електричних імпульсів без проводів в 1896 р. отримав італійський інженер Г. Марконі. Надійність і дальність прийому радіопередач значно зросла з винаходом в 1904 р. американцем Дж. Флемінгом діода – двоелектродної лампи-перетворювача частот електричних коливань і в 1907 р. створенням американським конструктором де Форестом тріода, що підсилює слабкі електричні коливання. У 1919-1924 рр. в Росії, США, Франції, Великобританії, Німеччині, Італії стали до ладу потужні радіомовні станції, здатні здійснювати міжнародне мовлення.

З середини 1920-х рр. почалися експерименти в області передачі зображення за допомогою електронних сигналів, телебачення. В Англії перші телевізійні передачі почалися в 1929 р., в СРСР – в 1932 р. (звукове телебачення з 1934 р.), у Німеччині – з 1936 р. У роки другої світової війни конструкторська думка сконцентрувалася на вдосконаленні радіолокації, що дозволяє виявляти завчасно кораблі і літаки противника.

Повоєнні роки ознаменувалися справжнім проривом в галузі електроніки. Вона, використовуючи досягнення хімії, стала застосовувати скловолокно для передачі сигналів, кристалографії, що дозволила створити лазери, що мають дуже широкий спектр застосування. Найбільше прикладне значення мало винахід ЕОМ – електронно-обчислювальних машин (комп'ютерів).

Перші ЕОМ з'явилися після другої світової війни. У них використовувалися такі ж діоди і тріоди, як в лампових радіоприймачах. Одна з таких машин, побудованих в США в 1946 р., важила 30 тонн і займала площу 150 кв.м, в ній було використано 18 тис. електронних ламп. Незважаючи на величезні розміри, на ній можна було проводити лише прості обчислення, доступні нині кожному власнику кишенькового калькулятора.

Друге покоління ЕОМ створювалося в кінці 1940- х рр., Після винаходу транзисторів (напівпровідників), які замінили електронні лампи. Транзистори знайшли широке застосування в побутовій електроніці (радіоприймачах, телевізорах, магнітофонах), з їх мініатюризацією вдалося збільшити обсяги пам'яті і швидкодія ЕОМ.

Третє покоління ЕОМ розвинулося в 1960-ті рр., після створення так званих інтегральних схем, плат, на яких розміщувалося кілька десятків компонентів, перетворюючих і обробляючих інформацію. У 1970-ті рр. з удосконаленням технології на одній платі поміщалися десятки тисяч компонентів. ЕОМ на інтегральних схемах включали в себе мільйони напівпровідників, їх швидкодія досягло 100 млн. операцій в секунду.

Четверте покоління ЕОМ було створено з винаходом в 1971 р. мікропроцесора на кремнієвому кристалі-чіпі, розміром менше 1 кв.см, заміняючому тисячі напівпровідників. Один такий кристал міг зберігати до 5 млн. біт інформації, що дозволило перейти до створення портативних комп'ютерів, призначених для індивідуальних користувачів.

П'яте, сучасне, покоління ЕОМ здатне сприймати і відтворювати не тільки числову інформацію, але і знімки, графіки, мовні сигнали, вести діалог з людиною на базі закладеного програмного забезпечення. Повсюдне поширення комп'ютерів, створення у фірмах, промислових, комерційних, наукових центрах, державних структурах банків даних комп'ютеризованої інформації забезпечило нові можливості зв'язку – створення локальних, а потім і глобальних комп'ютерних мереж зв'язку (найвідомішою з них є Інтернет). Вони дозволяють моментально отримувати і передавати будь-яку інформацію, вести двосторонні та багатосторонні діалоги з іншими користувачами комп'ютерів.

Шосте покоління комп'ютерів буде мати в якості матеріального носія пам'яті вже не кристали, а молекули полімерного або біологічно активної речовини (біочіпи), що ставить у практичну площину створення штучного інтелекту, здатного до самопрограмування.

Розвиток комп'ютерних технологій сприяло створенню промислових роботів, число яких до початку 1990-х рр. у світі досягла 300 тисяч. Поширення робототехніки розкрило величезні можливості вдосконалення виробничого процесу.

Питання про те, які з винаходів і відкриттів ХХ століття, в якій сфері знання найбільш важливі, позбавлений сенсу, оскільки більшість з них взаємопов'язані. За підрахунками американських інженерів мікрочіпи використовуються не тільки в комп'ютерах і роботах, а в 24 тисячах найменувань продукції, що випускається в США, включаючи всі види побутової електроніки. Кожен предмет побутової техніки, що увійшов в останні десятиліття в повсякденне вживання – холодильник, телевізор і т.д. є матеріалізованим втіленням безлічі напрямів науково-технічного прогресу, який не тільки змінив умови побуту і відпочинку людей, але позначився на всьому вигляді сучасного суспільства, тенденції його розвитку.