Все более широко используются электронные средства синтеза и восприятия речи и изображения, услуги машинного перевода с иностранных языков. Достигнутый уровень развития микроэлектроники сделал возможным начало прикладных исследований и практических разработок систем искусственного интеллекта.
Предполагается, что одна из новых ветвей развития микроэлектроники пойдет в направлении копирования процессов в живой клетке, и ей уже присвоен термин «молекулярная электроника» или «биоэлектроника».
Лазерная техника. Лазер (оптический квантовый генератор) – источник когерентного электромагнитного излучения оптического диапазона, действие которого основано на использовании вынужденного излучения атомов и ионов.
В основе работы лазера лежит способность возбужденных атомов (молекул) под действием внешнего электромагнитного излучения соответствующей частоты усиливать это излучение. Система возбужденных атомов (активная среда) может усиливать падающее излучение, если она находится в состоянии с так называемой инверсной населенностью, когда число атомов на возбужденном энергетическом уровне превышает число атомов на нижерасположенном уровне.
В традиционных источниках света используется спонтанное излучение системы возбужденных атомов, складывающееся из случайных процессов излучения множества атомов вещества. При вынужденном излучении все атомы когерентно излучают кванты света, тождественные частоте, направлению распространения и поляризации квантам внешнего поля. В активной среде лазера, помещенной в оптический резонатор, образованный, например, двумя параллельными друг другу зеркалами, за счет усиления при многократном проходах излучения между зеркалами формируется мощный когерентный пучок лазерного излучения, направленный перпендикулярно плоскости зеркал. Лазерное излучение выводится из резонатора через одно из зеркал, которое делают частично прозрачным.
Лазерная связь. Использование инфракрасного излучения полупроводниковых лазеров позволяет существенно поднять скорость и качество передаваемой информации, повысить надежность и секретность. Лазерные линии связи подразделяются на космические, атмосферные и наземные.
Лазерные технологии в машиностроении. Лазерная резка позволяет производить раскрой практически любых материалов толщиной до 50 мм по заданному контуру. Лазерная сварка позволяет соединять металлы и сплавы с сильно отличающимися теплофизическими свойствами. Лазерная закалка и наплавка позволяют получать новые инструменты с уникальными свойствами (самозаточка и т.д.). Мощные лазеры широко используются в автомобильной и авиационной промышленности, судостроении, приборостроении и т.д.
Ферментные технологии. Ферменты, выделяемые из бактерий, можно применять для получения важных в промышленности веществ (спиртов, кетонов, полимеров, органических кислот и др.).
Промышленное производство белков. Белок одноклеточных – ценнейший источник пищи. Получение белка с помощью микроорганизмов имеет целый ряд преимуществ: не нужно больших площадей для посевов; не нужно помещений для скота; микроорганизмы быстро размножаются на самых дешевых или побочных продуктах сельского хозяйства или промышленности (Например, на нефтепродуктах, бумаге). Белок одноклеточных можно использовать для увеличения кормовой базы сельского хозяйства.
Генная инженерия. Так называется совокупность методов введения в клетку желательной генетической информации. Появилась возможность контролировать генетическую структуру будущих популяций путем клонирования. Применение этой технологии может существенно повысить эффективность сельского хозяйства.
Катализ. Вещества, не расходующиеся в результате протекания реакции, но влияющее на ее скорость, называются катализаторами. Явление изменения скорости реакции под действием катализаторов, называется катализом, а сама реакции – каталитическими.
Катализаторы весьма широко применяются в химической промышленности. Под их влиянием реакции могут ускоряться в миллионы раз. В некоторых случаях под действием катализаторов могут возбуждаться такие реакции, которые без них практически немыслимы. Так производятся серная и азотные кислоты, аммиак и др.
Открытие и применение новых видов энергии. Начиная от строительства атомных, геотермальных и приливных электростанций и заканчивая новейшими разработками в области использования энергии ветра, Солнца и магнитного поля Земли.
Создание и применение новых видов конструкционных материалов (различные пластики активно вытесняют металл и древесину).
Биотехнология. Становление биотехнологии было связано с успехами биологии в познании особенностей организации молекулярных структур живого и процессов этого уровня, осуществлением искусственного синтеза отдельных генов и их включением в геном бактериальной клетки. Это позволило контролировать основные процессы биосинтеза в клетке, создавать такие генетические системы бактериальной клетки, которые способны осуществлять биосинтез определенных соединений в промышленных условиях. На решение таких задач ориентируется ныне ряд направлений биотехнологии. Биологическая технология определила возникновение нового типа производства – биологизированного. Примером такого производства могут быть предприятия микробиологической промышленности. Биологизация производства – это новый этап научно – технического прогресса, когда наука о живом превращается в непосредственную производительную силу общества, и ее достижения используются для создания промышленных технологий.
Еще одним направление НТР, заложившим физические основы принципиально новых информационных и коммуникационных технологий, стали исследования в области полупроводниковых наногетероструктур. Достигнутые успехи в этих исследованиях имеют огромное значение для развития оптоэлектроники и электроники высоких скоростей.
1.2 Предпосылки возникновения НТР
Научный и технический прогресс впервые начали сближаться в 16-18 веках, когда мануфактурное производство, нужды мореплавания и торговли потребовали теоретического и экспериментального решения практических задач.
Более конкретные формы это сближение приняло, начиная с конца 18 века, в связи с развитием машинного производства, что было обусловлено изобретением Д. Уаттом парового двигателя. Наука и техника начали взаимно стимулировать друг друга, активно влияя на все стороны жизни общества, радикально преобразуя не только материальную, но и духовную жизнь людей.
Двадцатый век человечество встретило с новыми видами транспорта: самолетами, автомобилями, огромнейшими пароходами и все более быстрыми паровозами; трамвай и телефон были в диковинку лишь жителям отдаленной глубинки. Метро, электричество, радио и кино прочно вошли в быт передовых стран. Но в то же время в колониях сохранялась ужасающая нищета и отсталость, да впрочем, в метрополиях все было далеко не так благополучно. В связи с развитием техники и транспорта мир познал, что такое безработица и кризис перепроизводства, засилье только что появившихся монополий. К тому же, ряд государств (к примеру, Германия) не успели к разделу колоний, и начало крупномасштабных войн было лишь вопросом времени. Научно-технический прогресс встает на службу военно-промышленному комплексу. Создаются все более разрушительные виды вооружений, которые сначала были опробованы в локальных конфликтах (таких как русско-японская война), а затем применены во время Первой Мировой Войны.
Первая Мировая произвела огромный переворот в общественном сознании. Всеобщий оптимизм начала ХХ века под влиянием ужасов войны, понижения уровня жизни, тяжести повседневного труда, стояния в очередях, холода и голода сменился на тяжелый пессимизм. Рост преступности, числа самоубийств, падение значения духовных ценностей - все это было свойственно не только Германии, проигравшей войну, но и странам-победительницам.
Массовое рабочее движение, вызванное требованием перемен после войны и революцией в России, привело к небывалой до этого демократизации.
Однако вскоре мир постигла очередная беда: Великая Депрессия.
Неправильная экономическая политика приводит многие страны мира сначала к биржевому, а затем к банковскому краху. По глубине и продолжительности этот кризис не имел себе равных: в США за 4 года производство сократилось на треть, а каждый четвертый стал безработным. Все это привело к очередному всплеску пессимизма и разочарования. Демократическая волна уступила место тоталитаризму и росту государственного вмешательства. Фашистские режимы, установившиеся в Германии и Италии, увеличив число военных заказов, избавили свои страны от безработицы, чем завоевали огромную популярность в народе. Униженная Германия увидела в Гитлере лидера, способного поднять страну с колен. Окрепший Советский Союз также начал активную милитаризацию и был готов ликвидировать унизительные последствия Брестского мира. Таким образом, очередной глобальный конфликт был неизбежен[1,c.116].
Вторая Мировая Война была самой разрушительной в истории человечества, в ходе которой воюющими странами были созданы принципиально новые системы оружия и военной техники: атомная бомба, реактивный самолет, реактивный миномет, первые тактические ракеты и т. д. Эти плоды прикладных НИОКР многочисленных сверхсекретных военных институтов и конструкторских бюро, в силу понятных причин моментально внедрявшиеся в производство, изначально задали направление третьей НТР.
Предпосылки же для НТР были созданы научными открытиями первой половины XX в., в частности: в области ядерной физики и квантовой механики, достижениями кибернетики, микробиологии, биохимии, химии полимеров, а также оптимально высоким техническим уровнем развития производства, которое было готово воплотить эти достижения. Таким образом, наука стала превращаться в непосредственную производительную силу, что является характерной чертой третьей НТР.