Будущее естествознания

     На  базе успехов в фундаментальных  областях науки и происходит расцвет  многих весьма разнообразных прикладных исследований и инженерных разработок. Опережающее развитие естествознания, его фундаментальных направлений является необходимой предпосылкой успешного развертывания НТР.

     Сращивание  новых индустриальных технологий микроэлектроникой  и компьютерной техникой является одной  из главных особенностей современного этапа научно-технической революции.

     Еще одно важное свойство современных технологий — малоотходность и безотходность, что важно как для роста  эффективности производства, так  и для сохранения окружающей среды.

     Глубокие  перемены в энергетической базе производства связаны с освоением атомной энергии. За четверть века своего существования атомная энергетика достигла такого уровня, что успешно конкурирует с классическими способами получения энергии.

     Основным  направлением НТР в области технологии является переход от механической обработки материалов к использованию форм движения материи на молекулярном, атомном, субатомном уровнях, благодаря чему изменилась сама структура вещества. Речь идет о таких технологиях, как химическая, лазерная, прямое преобразование тепловой энергии в электронную, биотехнологическая и генная инженерия.

     В современных условиях тема НТР весьма многогранна. И это совершенно естественно, поскольку на протяжении всей истории  человечества перед ним никогда  не открывались такие поистине фантастические возможности как для гигантского созидания, так и для столь же глобального разрушения. Атомная и термоядерная энергии, которые в обозримом будущем смогут обеспечить подлинное изобилие энергии, автоматизация и информатизация производства, коренным образом меняющиеся условия и характер труда людей, достижения современной химии, позволяющие создать неограниченное количество материалов с заранее заданными свойствами, процесс технологии, колоссальные возможности, открываемые кибернетикой, — характерные черты современной НТР. Выход человека в космос, широчайший комплекс новых средств охраны здоровья и продления жизни и, наконец, быстрорастущие средства воздействия на процессы органической жизни (на микромолекулярном уровне) — таков далеко не полный перечень созидательных возможностей, открываемых научно-технической революцией.

     Вместе  с тем она таит в себе и опасность  для человечества. Атомное и термоядерное оружие, накопленные запасы которого в состоянии уничтожить все человечество и все живое на Земле, средства биологической и бактериологической войны, глобальное засорение биосферы планеты, водного и воздушного ее бассейнов, опасности, которые таит в себе новое направление молекулярной биологии (так называемая генная инженерия), — таковы лишь некоторые подлинно апокалиптические характеристики разрушительных возможностей этой же революции.

     Основой, исходной базой научно-технической  революции является революция в  естественных науках, начавшаяся в  первой половине XX в. и продолжающаяся в настоящее время. Революция  в естественных науках вызывает революционные по значению перевороты в технике и производстве, а в результате этих последних, в свою очередь, стимулируют и ускоряют процессы революции в естественных науках.

     Современное развитие топливно-энергетического, сырьевого  и перерабатывающего комплексов немыслимо без опоры на науку. Открытие и использование атомной (ядерной) энергии, изобретение транзисторов, электротехника и электроника, ЭВМ и многие другие новшества обязаны развитию научных исследований. Одним словом, современные преобразования в технике и технологии стали возможны лишь благодаря колоссальному развитию всего комплекса фундаментальных наук о природе — наук, исследующих принципы строения и эволюции материального мира.

XIX век  подготовил величайшую революцию  в физике, которая произошла на рубеже XX в.: был произведен успешный прорыв науки на глубинный уровень строения материи — на уровень микропроцессов, преобразовавший все физическое мышление, что явилось базой развития современной физики твердого тела, лежащей в основе развития электроники. Большинство современных технических наук были в свое время разделами физики. Прогресс физических наук оказывает непосредственное влияние на все основные элементы современного производства — на его энергетическую базу, на орудия труда и технологию; физика твердого тела оказывает все возрастающее влияние на предметы труда. Это особенно очевидно в современную эпоху, когда на наших глазах происходит рождение атомной и ядерной энергетики, электронной и лазерной технологии, техники на полупроводниковых, микроэлектронных и интегральных схемах и т. п. Успехи физических наук послужили основой для создания и развития очень многих фундаментальных (особенно возникающих на стыке химических и физических, биологических и физических) наук и многих инженерных и научно-технических дисциплин. Так, например, исследование физических явлений в тонких полупроводниковых пленках стали основой работ получения интегральных, гибридных и функциональных схем, что непосредственно связано с процессами миниатюризации и микроминиатюризации электронных приборов и с созданием последних поколений ЭВМ.

     С НТР связаны и успехи химической науки. Сейчас химия охватывает все  новые и новые сферы органического  и неорганического мира, проникает  в области ряда смежных наук, формирует пограничные науки, обогащаясь методами и выводами этих наук. В условиях НТР появились новые направления химических наук:

- элементоорганическая  химия, находящаяся на грани  органической и неорганической  химии. Развитие этого направления  открыло возможности создания новых полимеров металлоорганических и кремнийорганических соединений с совершенно немыслимыми ранее свойствами, а также возможности внедрения новых неизмеримо более простых и экономичных технологических методов получения полимеров;

- химия комплексных соединений, позволяющая открыть многочисленный класс новых химических соединений. Она способствовала созданию промышленности драгоценных металлов и решению химических аспектов атомной энергии;

- физико-химическая  механика, связывающая механические и электрические свойства вещества с его химическим составом и строением;

- биохимия, которая изучает структуру белка  и белковых молекул, функции  ферментов, исследует проблемы  синтеза белка в организме,  зависимости между химическим  строением и биологическими функциями белков. Она изучает такие важнейшие свойства и сложные процессы, как иммунитет и иммунные свойства белков;

- электрохимия  — раздел физической химии,  посвященный исследованию свойств  систем, содержащих ионы, и процессов  с участием ионов, протекающих на границах таких систем с другими телами, особенно металлами; 
- радиохимия связана с решением проблем радиоактивности и радиоизотопов с использованием атомной энергии;

- геохимия, или химия Земли, которая в  своих исследованиях вещества  и процессов, происходящих на Земле, опирается на химические законы и методы; 
- химическая кинетика — наука о химических превращениях, исследующих скорости и направления химических реакций. Она помогла созданию общей теории цепных процессов и открытию возможностей управления цепными химическими реакциями и т. д.;

- химическая  физика дает возможность применения  достижений современной физики  к основным проблемам химии,  а именно к вопросам строения  атомов и молекул и к познанию  механизма химических реакций. 
НТР, успехи физических и химических наук оказали огромное воздействие на подлинную революцию в биологических науках. По определению президента Английского королевского общества, известного физика Блэккета, "молекулярная биология в такой же мере революционировала науку о живом мире, как квантовая теория революционизировала ядерную физику". Интенсивный процесс изучения биологических функций живых существ исходя из анализа молекулярной структуры и молекулярных взаимодействий определил лидирующую роль биохимии и сравнительно новой науки — молекулярной биологии.

     Проникая  все глубже в тайны жизненных  процессов, биологическая наука  раскрывает и механизм использования  генетической информации. Особенно интенсивно развиваются молекулярно-биологические  исследования, затрагивающие проблемы размножения, наследственности, строения и свойства высокомолекулярных соединений, их биосинтеза и закономерностей их воспроизведения (репродукции) в процессах роста, клеточного деления и развития. Основными объектами молекулярно-биологического изучения являются также такие высокомолекулярные биополимеры, как белки и нуклеиновые кислоты. Отсюда проникновение науки в субмикроскопическое строение клетки, которое принесло самые неожиданные находки, заставляющие радикально пересмотреть многие ранее сложившиеся представления о биохимических, биофизических и физико-химических основах клеточных процессов. Успехи клеточной инженерии позволяют ученым в настоящее время сохранить на длительный срок в соответствующей питательной среде соматические и половые (даже оплодотворенные) клетки умерших животных, в том числе и человека. Если перенести такую оплодотворенную в пробирке яйцеклетку или же соответствующий ей плод в матку матери-суррогата (этот прием получил название — клонирования), то можно осуществить полноценное вынашивание плода без особых физиологических проблем.

     В этом плане немаловажное значение имеет  теория информации, теория больших  систем и системного анализа, теория управления и неразрывно с ним  связанная кибернетика — наука  об общих закономерностях процесса управления и передачи информации в машинах и живых организмах.

     Таким образом, физика, биология, физиология, биохимия, биофизика, молекулярная биология, генетика, кибернетика и другие современные  подразделения естественных наук "атакуют" и завоевывают все новые и новые позиции тайны познания бытия. Но уже сейчас очевидно, что как познавательные, так и практические возможности, которые откроются в связи с революцией в естественных науках, настолько грандиозны и широки по охвату, что они смогут стать отправной позицией для новой научно-технической революции. 

3. Общие закономерности современного естествознания

     Основные  наиболее общие закономерности современного естествознания позволяют сделать  следующие выводы:

1. Наука  является одним из этапов эволюции человеческой культуры. Пройдя несколько предварительных стадий от античности до эпохи Возрождения, наука в своей развитой форме вобрала достижения других отраслей культуры, в том числе философии и религии, представляя собой в целом качественно новое явление.

2. Наука,  с одной стороны, была средством  нахождения истины о мире, а  с другой — нацелена на обеспечение  господства человека над природой  и ее преобразование. Что же  главное в развитии науки —  понимание человеком себя, мира, окружающего его, или покорение природы? Этот вопрос становится все более актуальным.

3. Наука,  объединившись с техникой, привела  в XX в. к научно-технической  революции, которая является главным  фактором развития человечества. Однако слишком тесная взаимозависимость  науки и техники вредна, так как у каждой из этих отраслей культуры есть специфика, заключающаяся в том, что наука изучает мир, а техника его преобразует.

4. В  настоящее время общепринято  деление наук на естественные, гуманитарные, математические и  прикладные. Основные из естественных наук: астрономия, физика, химия, геология, физическая география, биология, физиология человека, антропология. Между ними немало переходных наук: астрофизика, физическая химия, химическая физика, геофизика, геохимия, биофизика, биохимия, биогеохимия и т. п., а также переходные от них к гуманитарным и прикладным наукам. Данная классификация не случайна. Предмет естественных наук составляют отдельные ступени развития природы или ее структурные уровни.

5. Хотя  наука находится в процессе  перманентного развития, предугадать, в каком направлении она будет продвигаться и какими будут следующие открытия, невозможно. Физики рассчитывали в 50-е гг. XX в. осуществить искусственную термоядерную реакцию и создать общую теорию поля. Однако прорыв был совершен в термодинамике открытых систем. Кибернетики думали, что будут создаваться все более сложные и громоздкие ЭВМ, а появился персональный компьютер. Наука есть создание качественно нового, а это невозможно предвидеть.

6. Область  научного исследования постоянно расширяется, распространяясь на объекты, которые до этого находились вне сферы ее интересов (сложные, неустойчивые, открытые системы и т. п.). Тем не менее основные требования к научному исследованию — всеобщность опыта, универсальность объяснения — остаются в силе.

7. Существуют  три механизма эволюции: диссипативные  структуры в неживом мире, естественный  отбор в живой природе, культура  в человеческом обществе. Но наука  не знает, как произойдет становление  нового, поскольку это уникальный  процесс. Наука достигает здесь своих пределов возможного, потому что имеет дело в основном с воспроизводимыми и повторяющимися процессами. Подходя к уникальному, она обращается к вероятностным методам. Наука вообще не может утверждать, что нечто обязательно случится, так как по современным научным представлениям эволюция мира не запрограммирована однозначно.