Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 293
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СодержаниеВведение………………………………………………………………………....2-3Наука в XX веке………………………………………………………………...3-4Развитие квантовой механики…………………………………………………4-5Что касается физики XX века………………………………………………….5-8Генная инженерия……………………………………………………………..8-12Наука в XXI веке……………………………………………………………..12-13Список основных научных достижений первого десятилетия XXI века...13-16Вывод……………………………………………………………………………16Список литературы………………………………………………………………17Введение: Наука является важнейшей областью человеческой деятельности, функция которой заключается в развитии и систематизации знаний о природе, обществе и мышлении. Основой этой деятельности является сбор научных фактов, их постоянное обновление и систематизация, критический анализ и, на этой основе, синтез новых научных знаний или обобщений, которые не только описывают наблюдаемые природные или социальные явления, но и позволяют вам построить причинно-следственные связи и как прогнозировать последствия. В процессе своего развития наука превращается в производительную силу (технология является ее естественным следствием) и важнейший социальный институт. Понятие «наука» включает в себя как деятельность по получению новых знаний, так и результат этой деятельности - объем накопленных знаний, разделение и кооперацию научных работ, научных учреждений, экспериментального и лабораторного оборудования, методов научных исследований, системы подготовки научных кадров, понятийный и категориальный аппарат, научно-информационная система и экспертная система.На начальном этапе человеческой истории естествознание и гуманитарные культуры существовали в целом, поскольку познание человека в равной степени было направлено как на изучение природы, так и на познание самого себя. Однако они постепенно выработали свои принципы и подходы, определили цели: естественнонаучная культура стремилась изучать природу и побеждать ее, а гуманитарная культура ставила своей целью изучение человека и его мира.Первые зачатки науки следует отнести к периоду древнегреческой цивилизации. Отсюда берут начало математика, физика, геометрия, астрономия, логика, география, история.Однако началом науки в ее современном виде следует считать XVI век, ее начало связано с именем Г. Галилея. С этого момента наука начинает свое бурное развитие на строгих научных основаниях. 17-й век приносит значительные достижения в этой области, и, прежде всего, разработку закона всемирного тяготения Исааком Ньютоном и создание дифференциального и интегрального исчисления (независимо от Ньютона и Лейбница). В XVIII веке была создана кинетическая теория газов (Бернулли), была открыта планета Уран, создана вакцина против оспы. В 19 веке Чарльз Дарвин сформулировал эволюционную теорию, Мендель открыл законы наследственности, Дмитрий Менделеев открыл периодический закон, Джеймс Максвелл завершил создание классической электродинамики.
Тем не менее, самые значительные прорывы, настоящая эра науки и триумф научного мировоззрения начинаются в 20 веке. Наука в XX веке Прежде всего наука XX века связана с физикой. Здесь необходимо, прежде всего, упомянуть два наиболее значимых достижения: создание теории относительности А. Эйнштейном и создание ряда выдающихся ученых квантовой теории. Без преувеличения можно сказать, что эти две теории изменили наши представления о том, как устроен мир, в котором мы живем. Классическая теория гравитации была создана Ньютоном. Однако она оказалась ограниченной, и в начале XX века потребовалась новая теория. Она была создана А. Эйнштейном. В статье (1905 г.) он исследовал два постулата: общий принцип относительности и постоянство скорости света. Из этих постулатов вытекает сокращение Лоренца, относительность одновременности и бесполезность эфира, идея существования которого преобладала в науке в конце XIX века. Он ввел формулы преобразования Лоренца, суммирования скоростей, увеличения инерции со скоростью и т. д. Эта теория называется специальной теорией относительности (СТО). В том же году появилась формула E = mc2 - инерция определяется энергией. В других работах этого периода Эйнштейн дал квантовую теорию фотоэффекта и теплоемкости, теорию броуновского движения, статистику Бозе-Эйнштейна и другие. Затем он сосредоточил свои усилия на развитии теории относительности. С 1911 года Эйнштейн разработал общую теорию относительности (ОТО), включая гравитацию, которую он завершил в 1916 году. Проверка трех новых эффектов, предсказанных Эйнштейном, показала полное согласие ОТО с экспериментом. Развитие квантовой механики Чтобы описать явления микромира в начале 20-го века, Макс Планк и Нильс Бор заложили основы квантовой механики. К 20-м годам 20-го века аппарат квантовой теории был разработан Гейзенбергом (принцип неопределенности) и Шредингером. В 1880-х годах был получен экспериментальный спектр излучения абсолютно черного тела; частотное распределение энергии оказалось несовместимым со всеми доступными теориями. Правильная формула была выбрана в 1900 году Максом Планком. Несколько недель спустя он обнаружил, что эту формулу можно строго доказать, если сделать предположение, что излучение и поглощение энергии происходят порциями не менее определенного порога (кванта), пропорционального частоте волны. Сам Планк сначала рассматривал такую модель как чисто математический трюк; даже намного позже, в 1914 году, он попытался опровергнуть собственное открытие, но безуспешно.
Следует также сказать об обнаружении красного смещения Эдвином Хабблом. Наблюдения Хаббла подтвердили соответствие поведения далеких галактик уравнениям Эйнштейна и впоследствии позволили создать космологическую теорию Большого взрыва, объясняя происхождение и наблюдаемое в настоящее время развитие Вселенной.Также, что касается физики XX века, стоит упомянуть такие важные достижения, как:
Особенностью химии в 20 веке было широкое использование физико-математического аппарата и различных методов расчета. Настоящей революцией в химии стало появление в 20-м веке большого количества новых аналитических методов, прежде всего физических и физико-химических (рентгеноструктурный анализ, электронная и вибрационная спектроскопия, магнитохимия и масс-спектрометрия, спектроскопия и другие). Эти методы предоставили новые возможности для изучения состава, структуры и реакционной способности вещества. Отличительной чертой современной химии было ее тесное взаимодействие с другими естественными науками, в результате чего, например, биохимия и геохимия возникли на стыке наук. Логическим следствием совершенствования химической теории в 20-м веке стали новые успехи практической химии - каталитический синтез аммиака, производство синтетических антибиотиков, полимерных материалов и т. д. Успехи химиков в производстве веществ с заданными свойствами среди других достижений прикладной науки к концу 20-го века, привели к фундаментальным изменениям в жизни человечества.В XX веке с повторным открытием законов Менделя начинается бурное развитие генетики. В 20-30-х годах появилась популяционная генетика. В работах Фишера, Холдейна и других авторов теория эволюции, в конце концов, сочетается с классической генетикой в синтетической теории эволюции.Во второй половине 20-го века идеи популяционной генетики оказали значительное влияние на социобиологию и эволюционную психологию. В 1960-х годах объяснить альтруизм и его роль в эволюции путем отбора потомков. Синтетическая теория эволюции получила дальнейшее развитие, в которой появилась концепция дрейфа генов и других процессов, важных для появления высокоразвитых организмов.В 1970-х годах Гулд и Элдридж разработали теорию прерывистого равновесия, которая объяснила причины быстрых эволюционных изменений за исторически короткое время, которые ранее легли в основу «теории катастроф». В 1980 году Луис Альварес выдвинул метеоритную гипотезу вымирания динозавров. Затем, в начале 1980-х годов, статистически исследовались другие явления массового вымирания в истории земной жизни.Стремительно развивалась в XX веке и биохимия. К концу XIX в. Выявлены основные пути метаболизма лекарств и ядов, синтеза белков, жирных кислот и мочевины. В начале двадцатого века. началось изучение витаминов. Совершенствование методов лабораторной работы стимулировало развитие физиологической химии, и биохимия постепенно отделялась от медицины в самостоятельную дисциплину. В 1920-х и 1930-х годах Ханс Кребс, Карл и Герти Кори начали описывать основные пути метаболизма углеводов. Началось изучение синтеза стероидов и порфиринов. Фриц Липман и другие авторы описали роль аденозинтрифосфата как универсального переносчика биохимической энергии в клетке, а также митохондрий в качестве основного источника энергии.
В 20 веке появляется молекулярная биология. Уэнделл Мередит Стэнли опубликовал эту фотографию кристаллов вируса табачной мозаики в 1935 году. Это чистые нуклеопротеины, которые убедили многих биологов в том, что наследственность должна иметь физико-химическую природу. Как и биохимия, микробиология быстро развивалась на стыке медицины и других естественных наук. После выделения бактериофага начались исследования бактериальных вирусов и их хозяев. Это создало основу для применения стандартизированных методов работы с генетически однородными микроорганизмами, что дало хорошо воспроизводимые результаты и позволило заложить основы молекулярной генетики. Генная инженерия В 1941 году Бидл и Татем сформулировали свою гипотезу «один ген - один фермент». В 1943 году Освальд Эвери показал, что генетический материал в хромосомах - это не белок, как считалось ранее, а ДНК. В 1952 году этот результат был подтвержден в эксперименте Херши-Чейза. Наконец, в 1953 году Уотсон и Крик предложили свою знаменитую структуру ДНК с двойной спиралью. Когда через несколько лет экспериментально подтвердился механизм полуконсервативной репликации, большинству биологов стало ясно, что последовательность оснований в нуклеиновой кислоте каким-то образом определяет последовательность аминокислотных остатков в структуре белка. Но идея иметь генетический код была сформулирована не биологом, а физиком Георгием Гамовым. Начата работа по расшифровке генетического кода. Работа заняла несколько лет и была завершена к концу 1960-х годов. К середине 1960-х годов были заложены основы молекулярной организации метаболизма и наследственности, хотя подробное описание всех механизмов только началось. Методы молекулярной биологии быстро распространяются на другие дисциплины, расширяя возможности исследований на молекулярном уровне. Это было особенно важно для генетики, иммунологии, эмбриологии и нейробиологии, и идея «генетической программы» (этот термин был предложен Джейкобом и Моно по аналогии с компьютерной программой) проникла во все другие биологические дисциплины.Генная инженерия основана главным образом на использовании технологии рекомбинантных ДНК, то есть таких молекул ДНК, которые искусственно перестраиваются в лаборатории путем рекомбинации их отдельных частей (генов и их фрагментов). Учитывая не только новые возможности, но и потенциальную угрозу от использования таких технологий (в частности, от манипуляций с микроорганизмами, способными переносить гены вирусного рака), научное сообщество ввело временный мораторий на исследовательскую работу с рекомбинантными ДНК. В 1975 году на специальной конференции рекомендации по мерам безопасности для такого рода работ не были разработаны. После этого наступил период бурного развития новых технологий.
Тем не менее, самые значительные прорывы, настоящая эра науки и триумф научного мировоззрения начинаются в 20 веке. Наука в XX веке Прежде всего наука XX века связана с физикой. Здесь необходимо, прежде всего, упомянуть два наиболее значимых достижения: создание теории относительности А. Эйнштейном и создание ряда выдающихся ученых квантовой теории. Без преувеличения можно сказать, что эти две теории изменили наши представления о том, как устроен мир, в котором мы живем. Классическая теория гравитации была создана Ньютоном. Однако она оказалась ограниченной, и в начале XX века потребовалась новая теория. Она была создана А. Эйнштейном. В статье (1905 г.) он исследовал два постулата: общий принцип относительности и постоянство скорости света. Из этих постулатов вытекает сокращение Лоренца, относительность одновременности и бесполезность эфира, идея существования которого преобладала в науке в конце XIX века. Он ввел формулы преобразования Лоренца, суммирования скоростей, увеличения инерции со скоростью и т. д. Эта теория называется специальной теорией относительности (СТО). В том же году появилась формула E = mc2 - инерция определяется энергией. В других работах этого периода Эйнштейн дал квантовую теорию фотоэффекта и теплоемкости, теорию броуновского движения, статистику Бозе-Эйнштейна и другие. Затем он сосредоточил свои усилия на развитии теории относительности. С 1911 года Эйнштейн разработал общую теорию относительности (ОТО), включая гравитацию, которую он завершил в 1916 году. Проверка трех новых эффектов, предсказанных Эйнштейном, показала полное согласие ОТО с экспериментом. Развитие квантовой механики Чтобы описать явления микромира в начале 20-го века, Макс Планк и Нильс Бор заложили основы квантовой механики. К 20-м годам 20-го века аппарат квантовой теории был разработан Гейзенбергом (принцип неопределенности) и Шредингером. В 1880-х годах был получен экспериментальный спектр излучения абсолютно черного тела; частотное распределение энергии оказалось несовместимым со всеми доступными теориями. Правильная формула была выбрана в 1900 году Максом Планком. Несколько недель спустя он обнаружил, что эту формулу можно строго доказать, если сделать предположение, что излучение и поглощение энергии происходят порциями не менее определенного порога (кванта), пропорционального частоте волны. Сам Планк сначала рассматривал такую модель как чисто математический трюк; даже намного позже, в 1914 году, он попытался опровергнуть собственное открытие, но безуспешно.
Следует также сказать об обнаружении красного смещения Эдвином Хабблом. Наблюдения Хаббла подтвердили соответствие поведения далеких галактик уравнениям Эйнштейна и впоследствии позволили создать космологическую теорию Большого взрыва, объясняя происхождение и наблюдаемое в настоящее время развитие Вселенной.Также, что касается физики XX века, стоит упомянуть такие важные достижения, как:
-
Создание планетарной модели атома Резерфордом (1911); -
Создание атомной бомбы (1945 г.); -
Создание спиральной структуры Галактики (1951); -
Создание квантового генератора (1954); -
Создание теории кварков (1964); -
Открытие реликтового излучения, подтверждающее теорию Большого взрыва (1965); -
Создание теории электрослабого взаимодействия (1967); -
Открытие механизма образования черных дыр (1971); -
Открытие высокотемпературной сверхпроводимости (1986).
Особенностью химии в 20 веке было широкое использование физико-математического аппарата и различных методов расчета. Настоящей революцией в химии стало появление в 20-м веке большого количества новых аналитических методов, прежде всего физических и физико-химических (рентгеноструктурный анализ, электронная и вибрационная спектроскопия, магнитохимия и масс-спектрометрия, спектроскопия и другие). Эти методы предоставили новые возможности для изучения состава, структуры и реакционной способности вещества. Отличительной чертой современной химии было ее тесное взаимодействие с другими естественными науками, в результате чего, например, биохимия и геохимия возникли на стыке наук. Логическим следствием совершенствования химической теории в 20-м веке стали новые успехи практической химии - каталитический синтез аммиака, производство синтетических антибиотиков, полимерных материалов и т. д. Успехи химиков в производстве веществ с заданными свойствами среди других достижений прикладной науки к концу 20-го века, привели к фундаментальным изменениям в жизни человечества.В XX веке с повторным открытием законов Менделя начинается бурное развитие генетики. В 20-30-х годах появилась популяционная генетика. В работах Фишера, Холдейна и других авторов теория эволюции, в конце концов, сочетается с классической генетикой в синтетической теории эволюции.Во второй половине 20-го века идеи популяционной генетики оказали значительное влияние на социобиологию и эволюционную психологию. В 1960-х годах объяснить альтруизм и его роль в эволюции путем отбора потомков. Синтетическая теория эволюции получила дальнейшее развитие, в которой появилась концепция дрейфа генов и других процессов, важных для появления высокоразвитых организмов.В 1970-х годах Гулд и Элдридж разработали теорию прерывистого равновесия, которая объяснила причины быстрых эволюционных изменений за исторически короткое время, которые ранее легли в основу «теории катастроф». В 1980 году Луис Альварес выдвинул метеоритную гипотезу вымирания динозавров. Затем, в начале 1980-х годов, статистически исследовались другие явления массового вымирания в истории земной жизни.Стремительно развивалась в XX веке и биохимия. К концу XIX в. Выявлены основные пути метаболизма лекарств и ядов, синтеза белков, жирных кислот и мочевины. В начале двадцатого века. началось изучение витаминов. Совершенствование методов лабораторной работы стимулировало развитие физиологической химии, и биохимия постепенно отделялась от медицины в самостоятельную дисциплину. В 1920-х и 1930-х годах Ханс Кребс, Карл и Герти Кори начали описывать основные пути метаболизма углеводов. Началось изучение синтеза стероидов и порфиринов. Фриц Липман и другие авторы описали роль аденозинтрифосфата как универсального переносчика биохимической энергии в клетке, а также митохондрий в качестве основного источника энергии.
В 20 веке появляется молекулярная биология. Уэнделл Мередит Стэнли опубликовал эту фотографию кристаллов вируса табачной мозаики в 1935 году. Это чистые нуклеопротеины, которые убедили многих биологов в том, что наследственность должна иметь физико-химическую природу. Как и биохимия, микробиология быстро развивалась на стыке медицины и других естественных наук. После выделения бактериофага начались исследования бактериальных вирусов и их хозяев. Это создало основу для применения стандартизированных методов работы с генетически однородными микроорганизмами, что дало хорошо воспроизводимые результаты и позволило заложить основы молекулярной генетики. Генная инженерия В 1941 году Бидл и Татем сформулировали свою гипотезу «один ген - один фермент». В 1943 году Освальд Эвери показал, что генетический материал в хромосомах - это не белок, как считалось ранее, а ДНК. В 1952 году этот результат был подтвержден в эксперименте Херши-Чейза. Наконец, в 1953 году Уотсон и Крик предложили свою знаменитую структуру ДНК с двойной спиралью. Когда через несколько лет экспериментально подтвердился механизм полуконсервативной репликации, большинству биологов стало ясно, что последовательность оснований в нуклеиновой кислоте каким-то образом определяет последовательность аминокислотных остатков в структуре белка. Но идея иметь генетический код была сформулирована не биологом, а физиком Георгием Гамовым. Начата работа по расшифровке генетического кода. Работа заняла несколько лет и была завершена к концу 1960-х годов. К середине 1960-х годов были заложены основы молекулярной организации метаболизма и наследственности, хотя подробное описание всех механизмов только началось. Методы молекулярной биологии быстро распространяются на другие дисциплины, расширяя возможности исследований на молекулярном уровне. Это было особенно важно для генетики, иммунологии, эмбриологии и нейробиологии, и идея «генетической программы» (этот термин был предложен Джейкобом и Моно по аналогии с компьютерной программой) проникла во все другие биологические дисциплины.Генная инженерия основана главным образом на использовании технологии рекомбинантных ДНК, то есть таких молекул ДНК, которые искусственно перестраиваются в лаборатории путем рекомбинации их отдельных частей (генов и их фрагментов). Учитывая не только новые возможности, но и потенциальную угрозу от использования таких технологий (в частности, от манипуляций с микроорганизмами, способными переносить гены вирусного рака), научное сообщество ввело временный мораторий на исследовательскую работу с рекомбинантными ДНК. В 1975 году на специальной конференции рекомендации по мерам безопасности для такого рода работ не были разработаны. После этого наступил период бурного развития новых технологий.