Брошури та ілюстрації
Історія науки і техніки
Посібник
У п’яти томах том 5
Історія науки і техніки ХIХ-ХХ ст.
Чернівці «Рута» 2014
УДК ББК ©
Укладачі : Тимофійчук Х.І Махраєва Ю.В
Схвалено до друку кафедрою журналістики. (Протокол № )
Історія науки і техніки : ХIХ-ХХ ст.: навчальний посібник / укл.: Х.І.Тимофійчук, Ю.В.Махраєва. — Чернівці: Чернівецький національний університет, 2014. — 49 с.
УДК ББК
2014 2014
© Тимофійчук Х.І. (концепція видання), © Махраєва Ю.В. (концепція видання), 2014 © Чернівецький національний університет,
Вступ Завдання історії науки і техніки як наукової дисципліни – вивчити, як людство пізнавало світ, що нас оточує. В наш час дане питання відіграє надзвичайно важливу роль у житті кожної людини.Тому, конкретний iсторико-науковий матерiал у даному посiбнику доповнюється інформацією з iсторiографiї i фiлософiї науки, які допомагають відстежувати закономiрностi розвитку наукових знань, дають змогу не лише фiксувати, що зроблено в науцi, а й осмислювати, чому саме здiснювались однi тенденцiї пiзнання i залишалися нездiйсненними iншi, чому саме науковцi й фiлософи минулого акцентували увагу на певних проблемах i завданнях. Ми маємо на меті подати історiю науки так, щоб можна було бiльш багатопланово бачити досягнення людського розуму на кожному iсторичному етапі його розвитку, у посібнику схарактеризовані загальні соціокультурні умови певних історичних епох розвитку науки і техніки, еволюція освітніх процесів та їх змісту, а також глибше зрозуміти роль і місце науки та техніки в суспільстві; звернути увагу на шкоду, яку можуть завдати людям деякі сучасні досягнення.
ХIХ-ХХI ст.
5
Історія науки і техніки
Особливості промислової революції кінця ХІХст.
У 1870-х роках в розвитку світової економіки настав знаменний перелом, цей перелом був пов›язаний з колосальним розширенням світового ринку. У попередній період масштабне будівництво залізниць привело до включення у світову торгівлю великих континентальних галузей. Поява пароплавів набагато здешевила перевезення по морю. На ринки величезним потоком хлинула американська та російська пшениця – ціни на неї впали в півтора-два рази. Ці події традиційно називають «світовою аграрною кризою». Вони призвели до розорення багатьох поміщиків у Європі але, в той же час, забезпечили дешевим хлібом мільйони робітників. З того моменту з’явилася промислова спеціалізація Європи: багато європейських держав тепер жили за рахунок обміну своїх промислових товарів на продовольство. Зростання населення більше не обмежувалося розміром земель, лихо і кризи, що породжувалися перенаселенням, в минулому. На зміну колишнім законам історії прийшли закони нового індустріального суспільства. Промислова революція дала в руки європейців нову зброю – рушниці та сталеві гармати. Вже давно було відомо, що рушниці з нарізом у стволі надають кулі обертання, завдяки чому дальність збільшується удвічі, а кучність у 12 разів (кучність – здатність зброї 6
ХIХ-ХХI ст. попадати в ціль; головним критерієм при цьому є не влучність зброї, а сукупна відстань між кожним наступним попаданням в мішень). Проте зарядити таку рушницю зі ствола було важко, що зменшувало скорострільність. Ще у 1808 р. на замовлення Наполеона французький зброяр Полі створив казнозарядну рушницю (за напрямом набивання: від набійника до дула,магазинна). Проте виготовлення казенного затвора вимагало ювелірної точності, а у Полі не було високоточного токарного верстата.
Коли з’явився верстат з супортом Модслі, помічник Полі
німець Йоган Дрейзе сконструював голчасту рушницю. Нею у 1841 році озброїли прусську армію. Рушниця Дрейзе робила 9 пострілів на хвилину – у 5 разів більше, ніж гладкоствольні рушниці інших армій. Дальність пострілу складала 800 метрів – втричі більше, ніж у інших рушниць. Одночасно сталася ще одна революція у військовій справі, викликана появою сталевих гармат. Чавун був занадто крихкий і чавунні гармати часто розривалися при пострілі. Сталеві гармати дозволяли використати значно потужніший заряд. У 1850-х роках англійський винахідник і підприємець Генрі Бессемер винайшов бессемерівський конвертер, а в 60-х роках французький інженер Еміль Мартен створив мартенівську піч. Після цього налагодили промислове виробництво сталі та виробництво сталевих гармат. У Росії перші сталеві гармати були виготовлені на златоустовському заводі під керівництвом П.М.Обухова. Потім організували виробництво на заводі Обухова в Петербурзі. Найбільших успіхів у створенні артилерійських знарядь досяг німецький промисловець Альфред Крупп. У 1860-х роках Крупп налагодив масове виробництво нарізних знарядь. Рушниці
7
Історія науки і техніки Дрейзе та гармати Круппа забезпечили перемоги Пруссії у війнах з Австрією і Францією. Могутня Германська імперія була зобов’язана своїм народженням новій зброї. Винахід ткацького верстата, парової машини, паровоза, пароплава, рушниці та скорострільної сталевої гармати – усе це були фундаментальні відкриття, які викликали появу нового культурного кола, яке називають промисловою цивілізацією. Хвиля нової культури виходила з Англії. Вона швидко охопила європейські держави – насамперед, Францію і Німеччину. У Європі почалася швидка модернізація за англійським зразком, на першій стадії вона запозичила техніку – верстати, парові машини, залізниці. Друга стадія включала політичні перетворення. У 1848 р. Європу охопила хвиля революцій, метою яких було скидання монархій і парламентські реформи за англійським зразком. Росія спробувала опиратися цій модернізації. Почалася війна з Англією та Францією, і рушниці змусили Росію вступити на шлях реформ. У 1860-х роках культурна експансія промислової цивілізації змінилася військовою експансією. Почалася епоха колоніальних воєн. Увесь світ
виявився поділеним між промисловими державами. Англія, скориставшись своєю першістю, створила величезну колоніальну імперію з населенням 390 млн. людей.
8
ХIХ-ХХI ст.
Напрямки технічних перетворень
У скороченому матеріалі важко висвітлити усі напрямки науково-технічного прогресу, що розвивався з початку ХХ ст. Виділимо ті з них, які нам добре знайомі. Що ж це за особливості? Перша особливість Приблизно три десятиліття ХХ ст. технічний прогрес супроводжується виключно шляхом удосконалення і впровадження винаходів та відкриттів, набутих попередньо. Найбільш виразно це проявляється у використанні передачі електричних сил на відстань. Дане відкриття здійснилопереворот в економіці. Автоматично розв’язалась проблема одержання енергії шляхом використання сили води водоспадів. Також спостерігається порівняно широке використання таких винаходів минулого століття, як телефон, телеграф, промені Рентгена. Виробники користуються досягненнями хіміків у одержанні синтетичних, харчових, пахучих та інших речовин. Друга особливість Полягає в тому, що з початку століття і до початку Другої світової війни спостерігається невпинна поява нових винаходів порівняно з попередніми століттями. Саме в цей час спостерігається широке впровадження винаходів, ХIХ-го ст . Протиставити такій тенденції можна лише винахід газової турбіни і вертольоту. Вони були створені у тридцяті роки. Третя особливість. Виразного характеру набуває використання досягнень науки і техніки для задоволення потреб війни. У зв’язку з цим цілий ряд фундаментальних досліджень не торкнувся покращення життя пересічної людини аж до кінця Другої світової війни. Так було з автомобілем, літаком і для більшості населення з електричним освітленням і телефоном. Політичні сили ігнорували гуманну сутність cутність науки, підпорядковуючи її досягнення длятворення небачених засобів знищення людини і попередніх її винаходів. Вершиною безвідповідальності і антигуманної сутності стала історія з використанням досягнень фізики і хімії, створення атомної та ядерної зброї, засобів хімічного знищення людей. З початку ХХ ст. творчі сили науки і техніка спрямовуються на створення багатьох видів озброєння. На потреби війни 9
Історія науки і техніки витрачається велика кількість матеріальних, сировинних, трудових ресурсів та інтелектуальних сил. Така ситуація відкладала на другий план створення ученими продукції для задоволення першочергових життєвих потреб населення. Війни, як у м’ясорубці, перемелювали людський матеріал, призначенням якого було рухати прогрес. Двадцяте століття стало періодом в історії людства, коли його генії і творча праця перетворили в реальність те, про що мріяли наші предки. 3 давніх часів люди прагнули здійснити три великі задумки. Перша – літати в небі. Друга – володіти богатирською силою. Третя – спостерігати за подіями через штучні і природні перешкоди на великій відстані. Історія багатьох відкриттів і винаходів, які могли б сприяти здійсненню омріяного, свідчить, що вони народжувались за умов необхідності.Розвиток природничих наук, наукові і технічні відкриття на початку ХХст поступово привзводять до здійснення . віковічних мрій наших предків. Навколишній світ людини істотно змінюється , насичується новими творіннями. Еволюція повітроплавання. Авіація стає одним із найромантичніших досягнень ХХ ст. Але чому тільки зараз матеріалізована мрія людини літати в небі? Не було винаходів? А можливо інші проблеми стримували втілення мрії у практику? Проблема повітроплавання була на одному з перших місць і привертала увагу європейського наукового товариства вже у другій половині ХІХ ст. Тільки у останню чверть ХІХ ст. з’явились перші відомості про те, що політ на апаратах важчих за повітря може коли-небудь стати реальністю. Чому ж це мистецтво так довго залишалось не дослідженим? Правильне пояснення польоту подається у ХVІІІ-ХІХ ст.ст., але наука про політ – аеродинаміка виникає тільки у перші десятиліття ХХ ст. Чому птахи, будучи важчими за повітря, не падають на землю? Справа в тому, що на нижню поверхню їх крил діє так звана підйомна сила, яка перевищує силу важкості, що діє упротилежному напрямку. У ХІХ ст. розвиток повітроплавання проходить у боротьбі двох науково-технічних напрямків. Одні спеціалісти вважають, що майбутнє належить удосконаленим повітряним кулям – «апаратам, 10
ХIХ-ХХI ст. які легше за повітря». Думка інших зводилась до перемоги авіації – «апаратів, які важче за повітря». М.Є.Жуковський на Х з’їзді природодослідників, що проходив у Києві у 1898 р., підтримує друтий напрямок. Напередодні Першої світової війни Н.Л.Кирпичов (брат першого директора Харківського технологічного інституту В.Л.Кирпичова) визнав можливим втілити проект побудови електрольота, що був запропонований О.М.Лодигіним, який він створив у 60-ті роки ХІХ ст. Це ще за 70 років до народження вертольота і за 40 років до польоту братів Райт, за двадцять років до побудови першого літака і отримання патента на нього Можайським. Однак здійснити ідею його побудови було неможливо. Електрольот, як і вертоліт, у багатьох випадках виявився значно тоншим і складнішим механізмом, ніж літак.
Історія авіакатастроф
Спробу розв’язати проблему польоту здійснив російський вчений О.Ф.Можайський на літаку з паровим двигуном, однак літак не піднявcя в повітря. У 1894 р. літак з розмахом крил 31,5 метрів і вагою біля 3 тонн намагається підняти в повітря талановитий англійський винахідник Хайрам Максим. При першій же спробі машина розбилась. Розбивались і літаки відомого американського астронома Самюеля 11
Історія науки і техніки Ленглі, що на початку 1900-х років побудував їх декілька. Така ж доля спіткала машини французького інженера Клемена Адера. Подальший розвиток аероплана наслідував шлях, вказаний німецьким інженером Отто Лілієнталем. У той час, коли інші всю свою увагу зосереджують на «моторному польоті», Лілієнталь обрав за мету – пізнати насамперед секрет безмоторного ширяючого польоту. Замість дорогих машин він будує легкі планери і настирливо працює над їх удосконаленням. Так 1891-го р. будує перший керований планер, що подібний сучасним дельтапланам. Спочатку польоти були короткими – з невеликого піщаного пагорбка метрів на 15. Потім стали більш тривалими і здійснювались з пагорба висотою 30 метрів. Лілієнталь здійснює понад 2000 вдалих польотів. Він з легкістю може пропливати в небі понад 100 метрів, перебуваючи у повітрі до 30 секунд. Таким чином, німецький дослідник вперше доводить можливість планеруючих польотів і перший правильно підходить до вивчення аеродинамічних сил, що діють на крило. Тривалі польоти на планерах дали йому можливість накопичити необхідні відомості з аеродинаміки. Та за знання він розплачується життям – у 1896 р. розбивається разом із планером. Механізм керованого польоту на апараті з механічним двигуном практично розв’язують американські конструктори, механіки-велосипедисти за професією, аеронавти за покликанням брати Уілбер і Орвілл Райт. Вони знали про невдалі польоти своїх попередників, вивчаючи їх прорахунки, ознайомились з результатами досліджень Лілієнталя, ставлячи за - досягти керованого польоту. Протягом 1900-1901 рр. вони будують два планери, які забезпечили кермом. Планери легко підіймались у повітря з людиною. Брати Райт відчули брак теоретичних знань з аеродинаміки. Тому вони збирають книги, де описувались польоти, вибрають з них усі таблиці, а ті, яких не вистачало, складаютьсамі. Так і спорудили «вітровий тунель» – аеродинамічну трубу, в яку повітря нагніталось за допомогою вентилятора. У своїй трубі вони випробували понад 200 моделей, різних за формою металевих профілей. Дані експерименти проявились у двох результатах. Перший – визначення так званого центра тиску, тобто рівнодіючої усіх сил тиску на крило при різних кутах атаки. Другий – визначення підйомної сили 12
ХIХ-ХХI ст. крил і сили лобового опору при різній швидкості. Інформацію своїх досліджень брати систематизують в таблиці. Тільки після цього, урахувши аеродинамічний пошук, вони почали конструювати планер. Третій планер (1902 р.), на відміну від перших двох, мав вертикальний хвіст, місце для пілота, який міг управляти кермом висоти. Запускаючи планер, двоє людей збігали з ним з високої гори проти вітру. Потім кермо стало вертикально рухомим. Другий кермовий важіль управляв висотою польоту. Планер братів Райт перебував у повітрі до однієї хвилини. Він міг підійматись і опускатись донизу, повертати направо і наліво, зберігаючи сталість. Для того, щоб стати аеропланом, планеру невистачало одного – мотора з пропелером. Для двигуна брати використали дюралюміній – сплав алюмінію і міді. Німецькі конструктори цей сплав використали у 1910 р. Райти виготовили два дерев’яних гвинти з канадської сосни, що насаджувались на залізну вісь. Привід до них був ланцюговий на обидва крила, де були встановлені пропелери (позаду крила). Перші випробування моторного польоту 14 грудня 1903 р. тривали 3,5 с. Пролетівши 32 метри, аероплан упав. Після декількох спроб 17 грудня Уілбер на літаку з бензиновим двигуном потужністю 12 кінських сил здійснив перший в історії людства стійкий керований політ на відстань 260 метрів. Він тривав 59 с. Окрилені успіхом брати Райт почали будувати другий аероплан з двигуном потужністю 16 кінських сил. Дуже обережно проводили польоти, збільшуючи їх висоту і відстань. На третьому аероплані 5 листопада 1905 р. Уілбер знаходився у повітрі до того часу, поки не закінчився бензин 38 хв. За цей час він налітав по колу 39 км. У аероплані 1908 р. він встановив рекорд польоту – 2 год 20 хв. Почали надходити замовлення на виготовлення літаків, тому у Нью-Йорку засновують компанію «Райт». Перша фабрика по виробництву літаків у США створюють у Дейтоні. Через відсутність хвоста аероплани «Райт» мали тенденцію «клювати носом», що стало причиною декількох катастроф у 1909 р. Французькі авіатори багато чого запозичили від Райтів, але не мали великого впливу на свої досягнення. Їх літаки мали «хвіст Пено», що автоматично забезпечував рівновагу. Автогонщик Фарман здійснював польоти на виготовленому на його замовлення аероплані, робив польоти на 13
Історія науки і техніки «Фарман-1», що мав шасі, за допомогою якого робив розбіг проти вітру. Французький інженер Ено-Пельтрі в 1906 р. сконструював перший у світі моноплан – прототип усіх сучасних літаків. Він же є винахідником ручки керування і зіркоподібного авіаційного двигуна. 9 вересня 1908 р. вперше в історії він здійснює політ на літаку з пасажиром. Тому 1909 рік стає роком міжнародних змагань авіаторів, загального тріумфу аеропланів. Видатний французький авіатор Блеріо на аероплані «БлеріоІІ» здійснив переліт через Ла-Манш. Тоді ж Фарман створив свій чудовий літак «Фарман-3» – надійний, сталий, слухняний в керуванні. Він став основною навчальною машиною того часу і одним з перших аеропланів, які почали виробляти серійно. Тисячі льотчиків з багатьох країн пройшли на ньому курс навчання. Конструювання літаків в Україні У цей же час конструювання літальних апаратів почалось у Києві та Одесі. Академік Г.Ф.Проскура залучився до цієї діяльності як теоретик. З власної ініціативи в 1910 р. починає викладати необов’язковий курс з повітроплавання в Харківському технологічному інституті. В 1922 р. Завдяки йому на механічному факультеті цього ж інституту запроваджено авіаційну спеціальність для студентів у галузі авіації в Україні. Г.Ф.Проскура стає автором перших в Україні праць з теоретичних основ повітроплавання. До 1914 р. польоти літаків залишались ризиковим спортом. З початком війни країни вкладають гроші в авіацію. 3 цього часу аероплан перетворився у надійну машину. Його швидкість зросла від 110-130 до 225-250 км/год. У 1919 році здійснюється переліт через Атлантичний океан. Для цивільних цілей літак почав використовуватись тоді, коли був удосконалений і виконав службу як засіб військового призначення. Семе зявдяки таким вченим як Сікорський, Лавочкін, Туполєв, Яковлєв, Іллюшин, Полікарпов, Антонов та багато інших, творчий внесок яких надав конструкціям літаків нових рис, що і наблизилио цю машину до сучасних параметрів. Потрібно було декілька десятиліть напруженої праці багатьох тисяч вчених, інженерів, робітників, колективна робота сотень 14
ХIХ-ХХI ст. науково-дослідних установ для того, щоб сьогодні він нам представлявся по співвідношенню багатьох параметрів
Радіо
Перша радіограма була передана на острів Гогланд наприкінці 1899 р. Вона надала можливість криголаму Єрмак врятувати 50 рибалок і панцерник «Генерал-адмірал Апраксін». Останній сидів на каміннях біля острова. Заповзятливий двадцятиcемирічний італієць Марконі використав відкриття Герца і Попова на власний розсуд. Він залучив до роботи талановитих вчених і у 1901 р. здійснив радіозв’язок через Атлантичний океан. Цим і обмежилось використання потужних радіопередаючих пристроїв. Його діяльність відіграла значну роль у розвитку радіотехніки, зокрема у розповсюдженні радіо як засобу зв’язку. У 1909 р. за це Марконі присуджено Нобелівську премію. Перші пробні радіопередачі були здійснені у 1920 р., хоча ідея їх виникла ще у 1905 р. Практичне здійснення таких передач відбулось у 1924 р., коли Англія, завдяки роботам Марконі, встановила короткохвильову радіотелеграфну станцію для спрямованого зв’язку зі своїми домініонами і з Індією. Регулярний трансатлантичний зв’язок було встановлено у 1926 р. Важливість радіо по справжньому могла бути оцінена тільки полярниками, геологами, льотчиками і моряками.
Телебачення
А як же здійснити мрію людини про подолання перешкод і бачення на відстані за межами можливого? Ця мрія здійснилась, і перед нею у вигляді чудо-ящика з’явився екран, що стрімко 15
Історія науки і техніки ввійшов у будинок і зайняв там почесне місце. З чуда він швидко перетворився в один з необхідних предметів сучасної людини. Спочатку один невеличкий екран з чорно-білим зображенням замінився іншим, більшого розміру. Потім йому на зміну прийшов кольоровий телевізор. Тепер з його допомогою ми можемо проникнути у величезний світ життя усієї планети, світ мистецтва, науки і техніки, культури. Телебачення можна вважати одним із найчудовіших винаходів ХХ ст. Поряд з автомобілем, літаком, комп’ютером, ядерним реактором воно проникло сьогодні в усі сфери нашого буття і пов’язане з життям кожної людини. Як і кожний складний технічний винахід, телебачення з’явилось і вилилось у досконалу систему завдяки зусиллям багатьох винахідників. Згадаємо тільки найважливіші і найзначніші моменти його виникнення. Раннім попередником телебачення вважається копіруючий телеграф Олександра Бена, що запатентований ним у 1843 р. Основу відправляючого апарата і того, що приймає, складали сургучно-металеві пластини, своєрідно упорядковані. Основи дротової телевiзiйної передачi розробленi у 1855 р. Автором її став Каселле. Апарат для передачi побудував французький адвокат Сенлек у 1877 р. Через чотири роки у брошурі «Телектроскоп» він описав проект телевізійного пристрою, що складався з двох панелей – та, що передає, і та, яка приймає. Сенлек побудував діючу модель свого телектроскопа, але не міг передати на ньому нічого, крім декількох точок, які світилися. Слабким місцем такої телевізійної системи залишався механічний комутатор. У 1884 р. німецький студент Нiпков запатентував скануючий диск. Головною деталлю його був світлонепроникний диск з дрібними отворами навколо зовнішнього краю. Відстані між отворами були однаковими, але кожний наступний отвір був зміщений до центру диска на величину діаметра отвору. У пристрої Ніпкова вже були вузли так званого механічного телебачення. І хоча було вдало вирішено проблему розгортки сигналу, ні Ніпкову, ні його послідовникам не вдалося здійснити передачу зображень. Подальшому удосконаленню розвитку телебачення сприяли відкриття в галузі фотоефекту. В 1923 р. перші практичні передачі нерухомого зображення здійснено з Вашингтона до Філадельфії. 16
ХIХ-ХХI ст. Через два роки – зображення рухомих фігур. Перша практично дiюча система телебачення була створена англiйським iнженером Дж.Д.Бердом. Вiн органiзував у 1926 р. її публічну демонстрацiю. Починаючи з 1929 р. Британська радiомовна корпорацiя (Бi-Бi-Сi) використала цю систему для регулярних експериментальних передач. Система мала нечiтке зображення та базувалась на механiчному розгортаннi. Широкого розповсюдження механічне телебачення не знайшло. Врешті-решт починало набирати силу електронне
телебачення. Епоха електронного телебачення почалась з винаходом електронно-променевої трубки, прообразом якої стала газорозрядна лампа. Німецький склодув Гейслер з 1856 р. вплавляв у скляну колбу платинові електроди і створював перші газонаповнювальні трубки. Коли через трубку проходить електричний розряд, під його дією газ починає яскраво світитись. Цим явищем зацікавились професорифізики з Німеччини Плюккер, Гітторф і Ленард, фізики з Англії Крукс і Томсон. На основі трубки Крукса професором Страсбурзького університету Брауном у 1895 р. була створена катодна (електронна) трубка для дослідження різних електричних струмів. Вона була удосконалена російським професором Петровським, німецьким фізиком Венельтом і російським вченим Мандельштамом. Усі ці відкриття і удосконалення з розгортання електронного променя 17
Історія науки і техніки заклали фундаментальні основи електронного телебачення. Навіть у самому примiтивному i недосконалому виглядi електронне телебачення набуло життя з вiдкриттям Б.Л.Розiнга, винахiдника, професора фiзики з Петербургу. Так 25 липня 1907 р. вiн подав заявку на видачу йому привiлеїв на винахiд «способу електричної передачi зображення на вiдстань». Незабаром вiн одержав патенти на електронний телевiзор в Англiї (1908 р.), Нiмеччинi (1909 р.) i Росiї (1910 р.). 9 травня 1911 р. Друзi i колеги Розiнга були присутнi під час приголомшивого дослiду: на невеличкому екранчику електроннопроменевої трубки з’явилось зображення чотирьох свiтлових паралельних лiнiй. Але ця iсторична подiя залишилась майже непомiтною, якщо не вважати на захоплення преси, що Російське технічне товариство нагородило Розінга золотою медаллю. Відомості про винахід надруковали на сторінках технічних журналів США, Японії і Німеччини, що істотно вплинуло на подальший розвиток телебачення. До Розiнга, i одночасно з ним, винахiдники намагались досягти успiхiв у далекобаченнi за допомогою механiчних пристроїв. Це здавалось їм бiльш реальним, нiж електронне телебачення. Вченi США, Англiї, Угорщини, Японiї та Росiї повiльно, крок за кроком наближались до заповiтної мрiї. Багато з них зневiрились в можливостi приборкати електроннi заряди i знову повертались до оптико-механічного обладнання. Дослiдження фотоефекту та його закономiрностей, створення потужних електроннопроменевих трубок та електронних ламп i, нарештi, освоєння радiо пiдготували грунт для створення сучасного телебачення. В 1923 р. В.К.Зворикін, один з учнів Розінга, що допомогав йому створити першого телевізора, запатентував у США, куди він емігрував з Росії у 1917 р., повністю електронну систему телебачення з передаючою і приймальною електронно-променевими трубками. В 1933 році на з’їзді радіоінженерів у Чикаго він оголошує про успішне завершення діючої телевізійної трубки – іконоскопа. У серпні 1931 р. В.К.3ворикін відвідав Радянський Союз і повідомивши про результати простого способу виготовлення іконоскопа (кінескопа) шляхом напорошення тонкого шару срібла на пластинку слюди і нагрівання її в гарячій печі. Вчений зустрівся з інженером С.I.Катаєвим, який також працював 18
ХIХ-ХХI ст. у цьому напрямку. Вони згадали про винахід Розінга і його вплив на розвиток електронно-променевих приладів. Катаєв і Зворикін в подальшому неодноразово зустрічались. Обмінювались своїми науковими працями, з вдячністю згадуючи свого вчителя Розінга, який ще у 1925 році пише : «Немає ніякого сумніву в тому, що прийде нарешті такий час, коли електрична телескопія розповсюдиться і стане таким самим необхідним приладом, яким є в даний час телефон». На початку 1935 р. у Ленінграді івідбулася демонстрація діючої системи електронного телебачення на екрані розміром 8Х11 см. Його одночасно могли дивитись 15 чоловік. Історія згадує ще одного винахідника телебачення – Льва Сергійовича Термена. В ній є щось схоже на легенду. Він займався створенням електромузичних інструментів. Ним винайдено перший електронний музичний інструмент – терменвокс. На початку 20-х років Термен самостійно почав захоплюватись передачею зображення на відстань і у 1926 р. побудував телевізор з екраном 1,5Х1,5 метра. На демонстрацію дальнобачення запросили членів уряду і полководців: Сталіна, Орджонікідзе, Тухачевського, Ворошилова. Були плани встановити такі прилади в системі прикордонного контролю. Однак і до сьогодні залишається загадкою, чому винахід Термена не було впроваджено у практику.
Винахід фотографії та фотоапарата.
До винаходу такого фотоапарата, який ми бачимо зараз, людство йшло упродовж багатьох тисячоліть. Створення цього пристрою пов›язано з розвитком оптики, фізики і хімії. Адже отримати такий апарат було замало. Необхідно також ще і закріпити зображення і перенести їх на інші матеріали. У п’ятому столітті до нашої ери відоме таке пристосування,як камера- обскура. Перший і точний опис цієї камери знайдений в одній з неопублікованих праць Леонардо да Вінчі. Даний пристрій дозволяє намалювати освітлений предмет у зменшенлому масштабі і вважається першим фотопаратом. Камера-обскура являє собою темну кімнату або ящик, де на стінці робився отвір де промені світла відбиваються і формують перевернуте зображення, а за допомогою додаткових пристроїв зображення, що отримувалося з цього отвору, 19
Історія науки і техніки проектувалося на екран. Сконструювати камеру не важко.В деревяній або картонній коробці слід випиляти одну стінку і закріпити замість неї матове скло або напівпрозорий папір(кальку).
Коли винайшли камеру-обскура, точно не відомо, але вже у V столітті до н. е. китайський філософ Мі Ті описує виникнення зображення на стіні затемненої кімнати. Згадував про таку камеру і Аристотель в своїй праці «Problemata» (близько 350 р. до н.е.). Перший точний і повний опис камери-обскура знайдений в одній з неопублікованих праць Леонардо да Вінчі. Так Джовані Вентурі у своїй праці «Про фізико-математичні праці Леонардо да Вінчі» приводить відповідні виписки з твору Леонардо. Судячи з усього, Леонардо першим використав камеру-обскуру для замальовок з натури. Він також детально описав її у своєму «Трактаті про живопис». Багато художників використали ці камери для створення своїх творів. Камери–обскури тих часів були великими ящиками з системою дзеркал для відхилення світла. Проте ще багато століть ученим не вдавалося удосконалити камеру–обскуру для отримання окремих і чітких контурів. У двадцяті роки XVIII століття хіміки почали проводити різноманітні експерименти з препаратами і елементами, щоб виявити їхню світлочутливість. Головним завданням учених постало винайдення такого складу, який би дозволяв закріплювати зображення на носії впродовж тривалого 20
ХIХ-ХХI ст. часу. Проте нові відкриття і розробки у галузі фотографії були зроблені тільки у XIX столітті. У 1816 році Жозеф Ньєпс зконструював перший фотоапарат, яким зробив знімки з вікна свого кабінету і зафіксував їх на папері. За допомогою цинкової пластинки, на яку наносили асфальтовий шар, а через декілька років цьому ученому вдасться створити фотографію, зображенням якої послуговуються в наш час. Через рік інший винахідник Карл Гаусс створив першу модель об›єктиву. З того часу починається активне фотографування з використанням спочатку пластинів, а потім і плівок. Але сам винахід фотографії – першої практичної розробки способу міцного закріплення зображень, отриманих за допомогою камери обскура, належить Луї Дагеру, що остаточно розробив і широко опублікував своє відкриття у 1839 році. Не можна не відзначити ще одного винахідника, англійця Уільяма Табольта, який вів дослідження практично у той же самий час. Табольт винайшов негативно–позитивний процес, тобто метод, який є основою сучасної плівкової фотографії. У 1835 році Табольт створив перший негатив, як носій використовувася просочений нітратом срібла і розчином солі папір. У 1840 році Табольт відкрив спосіб створення позитивної копії зображення на сольовому папері, а у 1841 році зареєстрував патент на свій негативно–позитивний спосіб створення знімків. У той час для зйомки він використав йодо–срібний папір, проявляючи його за допомогою нітрату срібла, а фіксував тіосульфатом натрію. Негатив, що вийшов, опускався в ємність з воском, який робив знімок прозорим. Після цього прозорий негатив накладався на чистий йодо–срібний папір, експонувався. Після прояву і фіксації виходила позитивна копія знімка. Ця технологія була названа «калотипією». У 1851 році англієць Фредерік Арчер запропонував мокрий колодійний процес, який незабаром набув широкого поширення. Але винаходи Арчера не отримали популярності за його життя, бо вони не були запантентовані. Він помер через декілька років. У 1873 році німецький фотохімік Герман Фогель зробив відкриття оптичної сенсибілізації, що послужило поштовхом в розвитку фотографії на гологеносеребряных шарах, чутливих 21
Історія науки і техніки досонячного світла. Сенсибілізаторами були речовини, здатні підвищувати світлочутливість срібних з›єднань до променів різним по довжині хвиль. Ця технологія розвивалася до першої половини XX століття і послужила виникненню кольрової фотографії. Історія розвитку кольрової фотозйомки почалася з того моменту, коли була отримана перша кольорова фотографія. Уперше її відкрив у 1861 році Джеймс Максвелл, який застосував метод кольороподілу (за допомогою трьох камер з різними колірними фільтрами), хоча перша фотокамера для трикольрової зйомки була сконструйована Адольфом Мітте у 1902 р. У 1840-х роках своїми роботами прославився майстер портретної практичної фотографії. С.Л.Левицький, будучи знайомим із Дагерром зробив істотний внесок в удосконалення дагеротипії. Зафіксувавши чотири покоління династії Романових, Левицький мав виняткове право художньої власності на портрети імператора і імператриці Росії. Починаючи з 1847 р. Левицький займається конструюванням фотокамер і уперше запропонував використати шкіряне хутро між корпусом апарату і об›єктивною стойкою. Дагеротипія проіснувала до 1860-х рр., коли її повністю витіснив інший спосіб фотофіксації – за допомогою техніки мокроколлоідного процесу. У кінці 1870-х років майсер, що уважно стежить за технічними винаходами Яблочкова П.М., почав проводити досліди зйомки при електриці. Він брав участь в приготуванні вугілля Яблочкова спеціально для цілей фотографії. У 1879 році Левицький перший в Росії знімає художні портрети за допомогою електричного світла. Соціальні потрясіння в Росії на початку ХХ ст. послужили причиною тому, що багато зразків дагеротипії втрачено або були значно пошкоджені.
Винахід телефону
Винахід телефону та фонографа (грамофона)Наприкінці XIX століття тривала робота над створенням нових засобів зв›язку, на зміну телеграфу прийшли телефон та радіозв›язок. Перші досліди передачі мови на відстань проводилися німецьким винахідником Йоганом Рейсом ще у 1860-х роках. У 1870-х роках даними 22
ХIХ-ХХI ст. дослідженнями зацікавився Александер Белл, шотландець, що емігрував в Америку і викладав спочатку у школі для глухонімих дітей, а потім в університеті Бостона. Один лікар запропонував Беллу скористатися для експериментів людським вухом і приніс йому вухо від трупа. Белл скопіював барабанну перетинку, і, помістивши металеву мембрану поряд з електромагнітом, добився задовільної передачі мови на відстані. У 1876 році Белл запатентував телефон і у тому ж році продав більше 800 екземплярів. У 1877 році була побудована перша телефонна станція. Белл створив фірму по виробництву телефонів. Завдяки цьому, через 10 років у США було вже 100 тисяч телефонних апаратів. Існує цікава історія щодо права на винахід телефона: американці Ілайша Грей і Александер Белл 14 лютого 1876 р. незалежно один від одного подали заявки на винайдені ними апарати для передачі звуків на відстань за допомогою електрики. Коли Беллу 7 березня 1876 був виданий патент, Грей подав судовий позов. У 1893 р. Верховний суд США виніс ухвалу по цій справі на користь Белла, у зв‘язку з тим, що Белл приніс свою заявку на дві години раніше Грея. При роботі над удосконаленням телефону у Едісона виникла думкзаписати коливання мікрофонної мембрани. Він забезпечив мембрану голкою, яка записувала коливання на циліндрі, покритому фольгою. Так з›явився фонограф. Але, першим відомим приладом для запису звукових коливань є фонавтограф. Він був винайдений Леоном Скоттом і запатентований 25 березня 1857 року. Фонавтограф міг лише реєструвати візуальну форму звукових коливань, відтворювати записаний звук було неможливо. Увечері 6 грудня 1877 р. Едісон зібрав своїх співробітників, щоб випробувати новий винахід. На столі стояв абсолютно незвичайний апарат, що складався з обернутого олов’яною фольгою циліндра, прикріпленого до записуючої мембрани голки і рупора для відтворення звуку. Едісон, обертаючи з постійною швидкістю руків›я циліндра, голосно заспівав відому пісеньку про дівчинку Мері і її овечку: «У Мері була овечка, маленька овечка, у Мері була овечка – біла, як сніг».Впливаючи на мембрану, звукові хвилі примушували 23
Історія науки і техніки голку рухатися, викреслюючи борозенки на фользі. Закінчивши запис, Едісон зняв мембрану, встановив на її місце рупор, поставив голку на початок борозенки і знову завертів ручку циліндра. З рупора зазвучала тільки що записана пісенька про Мері і овечку. Усі присутні це шокувало те, що відбувалося здавалося справжнім дивом. У захваті був і сам Едісон. Вранці він повіз свій фонограф в НьюЙорк – у науковий відділ журналу «Сайентифик американ». Тут фонограф викликав сенсацію, і всі газети передано термінове повідомлення: «Чарівник з Менло–парку винайшов диво-машину, яка записує і відтворює голос». Вже наступного дня в Менло-парк кинулися натовпи людей, що бажали своїми очима побачити і почути у дії цей дивовижний прилад. Довелося навіть пустити додатковий потяг з Нью–Йорка, щоб відвезти туди всіх бажаючих.Американський винахідник Еміль Берлінер 4 березня 1877 року створив мікрофон. Проте в цій історії все не так просто. За рік до цього Александер Белл також створив мікрофон, що називався, правда, рідинним передавачем. Рідинний передавач був представлений на філадельфійській виставці, присвяченій століттю американської революції. Там його побачив Берлінер і вирішив, що зможе зробити прилад не гірше.Берлінер зумів очистити і посилити передавані звуки і винайшов, таким чином, своєрідний телефонний передавач з нещільним контактом, який назвав мікрофоном. Завдяки удосконаленням Берлінера телефон перестав бути просто технічною новинкою і став ефективним засобом зв›язку, здатним передавати звуки на великі відстані. Коли Белл дізнався про мікрофон, він почав позиватися до Берлінера, але суд став на сторону Берлінера. Тоді Белл вирішив піти іншим шляхом – патент, виданий Берлінеру, був викуплений за 50 тисяч доларів, а сам винахідник був прийнятий в «Bell Telephone Company» на постійну платню в якості головного фахівця з телефонної техніки. Берлінер замінив циліндр круглою пластинкою
24
ХIХ-ХХI ст. і створив грамофон. Грамофонні диски можна було легко було ко копіювати, і незабаром з›явилися безліч фірм, що почали займатися
Генетика
Історія генетики ведеться з 1900 р., коли визнано значення законів Менделя. На початку століття було доведено, що гени містяться у хромосомах, структурних елементах ядра клітини. У першій половині ХХ ст. біохіміки визначили хімічну природу нуклеїнових кислот, а у 40-х роках дослідники виявили, що гени утворені однією з цих кислот – дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). Було доведено, що гени або ДНК, керують біосинтезом (утворенням) клітинних білків, які назвали ферментами, і таким чином контролюють біохімічні процеси в клітині. Над проблемою відкриття ДНК та її властивостей працювали американський біолог Освальд Авері, Альфред Херші і Марта Чейз, англійський вчений Г.Ф.Уілкінс, Уотсон, Розалін Франклін та інші. З початку ХХ століття генетика, як і генетична мінералогія, вчення про біосферу та її перехід до іоносфери, про живу речовину та інше почала свій нелегкий шлях. Саме на першу половину ХХ ст. припадає найбільш 25
Історія науки і техніки трагічна доля цієї галузі науки, а також людей, котрі присвятили свою творчість і служіння їй. Генетиці більше, ніж будь-яким іншим наукам прийшлось долати перешкоди на шляху свого ствердження. Вся її історія замішана на суперечностях, боротьбі. Генетику відкидали так само, як і теорію електромагнетизму, ядерну фізику, теорію відносності та ін. Її несприйняття було наслідком того, що вчений торкнувся мікрооснови організму – гена, ядра. Психологічно людина краще сприймає те, що бачить власними очима. Невидиме завжди відкидається нашою свідомістю. 3а період 1910-1915 рр. стались помітні зрушення в генетиці. Було доведено, що гени є фізичні тіла. Вони локалізовані у певних місцях хромосом. Гени розглядались як останні, неподільні одиниці. Вважалось, що вони, як намисто, нанизані на загальну нитку вздовж хромосоми. Видатну роль в цьому відіграли роботи Томаса Моргана. З 1911 р. він і його соратники почали публікацію серії робіт, в яких експериментально, на основі чисельних дослідів з дрозофілами, доводилось, що гени – це матеріальні частинки, які визначають спадкоємну мінливість, і що ці носії є хромосоми ядра клітини. Так і була сформульована в основних рисах хромосомна теорія спадковості, яка підтвердила і підкріпила закони, відкриті Менделем. До Моргана для знайомства з його лабораторними роботами приїздив вчений, зірка радянської генетики М.І.Вавілов. Тут він і визначився з напрямками, в яких потрібно працювати йому на батьківщині. У 30-і роки він писав: «Закони Менделя і Моргана покладені в основу сучасних наукових уявлень про спадковість, на яких будується селекційна робота, як з рослинними, так і з тваринними організмами. Серед біологів ХХ століття Морган виділяється як генетик-експериментатор, як дослідник виключного діапазону».
На відміну від західних країн, де генетика була рівноправною наукою, її розвиток у Радянському Союзі йшов складною, ламаною лінією. До її визнання як науки були роки, коли багато генетичних установ ліквідувалось. Її нарекли псевдонаукою. М.І.Вавілов, присвятивши усе своє життя генетиці, вражав оточуючих його співробітників властивою 26
ХIХ-ХХI ст. йому титанічною діяльністю, енергійністю. Разом з М.К.Кольцовим, С.С.Четвериковим, А.С.Серебровським зробив значний внесок у розвиток генетики. Протягом 30-х років він ніс на собі основний тягар у боротьбі з противниками генетики, основи якої були закладені Г.Менделем і Т.Морганом. У 1916 р. Кольцов передбачав, що спадкові зміни організмів можна буде отримувати під впливом факторів зовнішнього середовища. Цей прогноз виявився правильним. У наші часи тисячі досліджень в лабораторіях усього світу провадяться з метою отримання мутацій за допомогою радіації та хімічних сполук. У 1927 р. вчений висловив пророчу гіпотезу про хромосому, як молекулярну структуру. Він заявив, що ця структура при поділі клітини самоудвоюється на основі законів фізики і хімії. Через 25 років його гіпотеза знайшла своє відображення на практиці і стала основою нашого розуміння спадковості. Науковий шлях Кольцова був ламаним. Наприкінці двадцятих років він захопився модним за кордоном, помилковим додатком генетики до людини. Цей напрямок мав назву «євгеніка» (в перекладі з грецької – добра порода, еи – добре, genes – рід). В сучасному американському словнику «євгеніка» – наука про покращання рас людини на основі контролю над спадковими факторами. Формувалась вона не на порожньому місці. Думка про покращання людського роду шляхом зміни його спадкових властивостей так, як це робиться у тварин, виникла ще у давнину. Спартанці Давньої Греції знищували кволих дітей. Вони вважали, що таким чином можна забезпечувати спадкове здоров’я свого роду. (Платон (427–347 рр. до н.е. ) був прихильником запровадження контролю з боку держави за дітонародженням). Звідси і розквіт расових теорій. Серед них: вчення Мальтуса про абсолютне перенаселення за рахунок малоцінних груп населення; теорія Спенсера, який стверджував, що турбота про хворих, соціальна гігієна, охорона материнства і дітей погіршують рід людини. Усе це суперечить принципам природного відбору. «Євгеніка» оформила усі ці напрямки у вигляді науки про покращання людини шляхом селекції. Її засновником вважають англійського антрополога-расиста Ф.Гальтона. Разом з Кольцовим «євгеніку» в Радянському Союзі підтримували такі вчені як Ю.А.Філіпченко, 27
Історія науки і техніки А.С.Серебровський, М.В.Волоцький, Т.І.Юдін та ін. Кольцов, як і Гальтон, визнав «євгеніку» новою релігією. Її завданням вважалось рятування людського роду від «генетичного виродження», яке, на його думку, вже почалося. Для цього потрібно створити генетично досконалу людину. Ми невипадково зробили екскурс в проблему людини. Це виправдано, адже розвиток суспільства вимагає створення його матеріальних основ на базі науково-технічної революції. Проблема людини є пекучою проблемою сучасності і розв’язувати її однією генетикою неможливо. Тут пов’язані між собою питання політики, економіки, соціології, філософії та інших наук. «Євгеніки» з псевдонаукових позицій хотіли вирішувати проблему без врахування соціальних умов і їх впливу на формування особистості. Кольцов зробив спробу обгрунтувати думку про те, що людина може стати об’єктом генетичного експериментування. Він вважав, що за допомогою методів відбору, підбору і схрещування, якими селекціонери створюють нові породи тварин і нові види рослин, можна досягти створення вищої раси людей. У фашистській Німеччині, як відомо, таким чином експериментування велось з метою створення безвільної людини. В 1939 р. Кольцов відмовився від своїх поглядів на «євгеніку». Тридцяті роки відзначаються тріумфальною ходою генетики у світі. У Радянському Союзі видатними її представниками, крім згаданих раніше, були М.П.Дубінін, М.В.Тимофєєв-Ресовський. (Останній у 1925 р. виїхав у відрядження до Німеччини, де працював до закінчення Другої світової війни). Поряд з цим протягом цього ж десятиліття розгортаються інші процеси навколо генетики. Їх центром стає Одеса. Тут у незвичній атмосфері проявляється активність Т.Д.Лисенка та І.І.Презента, який став ідеологом, філософським наставником першого. У «Британській енциклопедії» Т.Д.Лисенка охарактеризовано як «найзнаменитішого псевдовченого двадцятого століття». За що цей радянський вчений удостоєний такого «почесного» звання? Лисенко – людина, що волею випадку зайняла провідне місце у радянській науці, негативно вплинув на розвиток, насамперед, генетики, основи якої заклали Г.Мендель і Т.Морган. Він розглядав генетику як класово шкідливу для соціалізму. Вважав, що вона академічна і схоластична, насичена 28
ХIХ-ХХI ст. буржуазним світоглядом, антинаукова і абсолютно відірвана від завдань сільського господарства. Озброївшись ідеями та методами І.В.Мічуріна внутрішньосортового схрещування, Лисенко заявив, що система його поглядів наносить смертельний удар по генетиці. Лисенко піднімав важливі наукові і практичні питання. Намагався пов’язати їх з потребами життя, підвищенням ефективності сільського господарства. Його ідея про роль біології розвитку, про можливість зовнішніми факторами змінити властивості організму поступово вела до заперечення особливої властивості спадковості. Ідея спадковості в нього витискувалась ідеєю про організм як єдине. Основним в термінології Лисенка стає «біологія розвитку». В досягненні своєї мети він спирається на авторитет Сталіна і з його боку знаходить підтримку. До 1936 р. Лисенко підготувався до рішучих атак проти Вавілова і генетики в цілому. Головним обвинуваченням проти генетики, яке він висунув, було: відрив генетики і їх прихильників від колгоспного будівництва; нерозуміння ролі зовнішніх умов і математизований, абіологічний підхід до організму. Почались тривалі дискусії навколо згаданих питань. Лисенко отримав підтримку частини радянських вчених. Разом з ним і започаткував розгром радянської генетики, вчені якої вже досягли певних успіхів. Нападки на неї посилились тоді, коли не були виконані обіцянки Вавілова за допомогою генетики покращати стан справ у тваринництві протягом другої п’ятирічки (1932–1937 рр.). (Приклад, коли виявилось нерозуміння того, що фундаментальні дослідження не можуть раптово привести до позитивних наслідків їх використання на практиці). Це дало підстави Лисенку більш настирливо повести атаки на теорію Менделя, його закони. Він підриває основи класичної генетики – «буржуазної науки». Термін Лисенка «менделізм» набуває лайливості, Його лякаються вчені. На думку Лисенка, «менделізм» шкодить практиці. Він розвиває свої ідеї і закладає фундамент особливої «мічурінської» науки. Лисенко стверджує, що за допомогою щеплення у рослин можна одержати такі ж самі гібриди, як і при схрещуванні. Тиск на вчених, які твердо стояли на позиціях генетики, посилився. У серпні 1940 р.Вавілова заарештовано у 3ахідній Україні, де він перебував у відрядженні. Приводом стало те, що школа так званої «формальної генетики», 29
Історія науки і техніки яку він очолював, наче б то організувала систематичну кампанію з метою дискредитації президента Академії сільськогосподарських наук Лисенка. Всі наукові і меморіальні матеріали, які Вавілов протягом багатьох років накопичував і узагальнював, були вилучені при його арешті, знищені працівниками НКВС. Серед них такі рукописи фундаментальних досліджень, як: «Боротьба з хворобами рослин шляхом впровадження стійких сортів»; «Польові культури СРСР»; листи всесвітньо відомих вчених та багато інших. Така ж доля спіткала рукопис «Історія розвитку світового землеробства», яку підготував Вавілов у в’язниці. Слідство продовжувалось понад 11 місяців. Біля 400 раз протягом 1700 годин йшов допит Вавілова з метою визнати його ворогом народу. Штучно викликана дистрофія вченого, якого за два дні до смерті доставили до тюремної лікарні, обумовила 26 січня 1943 р. трагічний кінець всесвітньо відомого вченого. Ще до Вавілова жертвами репресій стали значні спеціалісти в галузі генетики. Колишній особистий секретар В.І.Леніна академік Н.К.Горбунов знищений як «ворог народу». Така ж участь спіткала президента ВАСГНІЛ Муралова, академіків Тулайкова, Мейстера, Карпенка, Левитського та ін. Після закінчення Великої Вітчизняної війни боротьба між Лисенком і представниками класичної генетики розгортається з новою силою. У 1945–1948 рр. генетика починає відроджуватись. Цьому сприяє провал планів Лисенка покращати стан справ у сільському господарстві шляхом яровизації, літніх посадок картоплі та посівів по стерні тощо. Але сумнозвісна сесія ВАСГНІЛ 1948 році нанесла нищівний удар провідникам «буржуазних поглядів». Розгром генетики призвів до того, що в Академії наук Радянського Союзу, системі наукових закладів сільськогосподарської академії, міністерствах сільського господарства, університетах та усіх інших вищих навчальних закладах була проведена нещадна чистка прихильників хромосомної теорії та теорії гена. Ця чистка втрутилась в долю тисяч людей. Вони вимушені були пристосовуватись до умов «лисенківщини» або залишити наукові установи. Зі вступом розвинутих країн у науково-технічну революцію у Радянському Союзі почалось відродження генетики. Спочатку 30
ХIХ-ХХI ст. велике значення набули питання радіаційної генетики, впливу радіоактивних випромінювань на спадковість організмів. Це були саме ті проблеми, які давно вже вивчались у США, Німеччині. Природодослідникам Кріку і Уотсону, які спільно почали роботу по визначенню хімічної структури ДНК, було відомо про існування двох типів нуклеїнових кослот – ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) і рібонуклеїнова кислота (РНК). Кожна з них складаєтья з моносахариду групи пентоз, фосфату і чотирьох азотистих основ: аденіну, тіміну (в РНК - урацилу), гуаніну і цитозіну. Вони узагальнили отримані результати з раніше визначеними і в 1953 року зробили повідомлення про структуру ДНК. Вони ж створили тримірну модель молекули ДНК – подвійну спіраль з двох ланцюгів дезоксирибозофосфату, що з’єднані парами основ аналогічно сходинкам драбини. У 1962 р. Кріку і Уотсону присуджено Нобелівську премію з фізіології та медицини «за відкриття щодо молекулярної структури нуклеїнових кислот і їх значення для передачі інформації в живих системах». Розкриттям таємниці молекули ДНК позначена революція у генетиці. 3 цього часу генетиці серйозну увагу почали приділяти фізики, математики, хіміки. У 1954 р. Френсис Крік продовжив дослідження у Кавендішській лабораторії, сконцентрувавши увагу на розшифровці генетичного коду. Разом з колегами вивчав генетичні мутації в бактеріофагах (віруси, які інфікують бактеріальні клітини). За розгадку структури ДНК вчені удостоєні Нобелівської премії. До 1961 р. було відкрито три типи РНК: інформаційна, рібосомальна і транспортна. Крік запропонував спосіб читання генетичного коду. Цей код складають тріплети азотистих сполучень ДНК і РНК для кожної з 20 амінокислот. Гени ж складаються з чисельних основних тріплетів, які Крік назвав кодонами. Усе це прокладало шлях до 31
Історія науки і техніки розшифровки вченими генома людини. Ця подія відбулась у 2001 році та стало великим відкриттям у науці.
Ядерна енергетика
Ядерна енергія (атомна енергія) – внутрішня енергія атомних ядер, що виділяється при деяких ядерних перетвореннях. Використання ядерної енергії засновано на здійсненні ланцюгових реакцій розподілу важких ядер і реакцій термоядерного синтезу легких ядер. Ядерна енергія може використовуватися в мирних цілях (будівництво АЕС), але може бути застосована і в якості зброї. Застосування лазерів Лазер – пристрій, що генерує електромагнітне випромінювання в діапазоні довжин хвиль від ультрафіолету (УФ, порядку 0,1 нм) до субміліметрового інфрачервоного (ІК) за рахунок вимушеного випускання або розсіювання світла активним середовищем, вміщеного в оптичний резонатор. Назва є абревіатурою англійської фрази «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» (посилення світла за рахунок вимушеного випромінювання). Першими приладами цього типу були квантові генератори коротких радіохвиль, що отримали назву «мазери» (та ж абревіатура з заміною «light» на «microwave» – мікрохвилі). У радянській літературі вживається також термін ОКГ - «оптичний квантовий генератор». Микола Геннадійович Басов (1922-2001), відомий російський фізик, один з основоположників квантової електроніки. Його праці з напівпровідникових лазерів, теорії потужних імпульсів твердотільних лазерів, квантовим стандартам частоти, взаємодії потужного лазерного випромінювання з речовиною дали поштовх розвитку квантовоі електронііки по всьому світу. За весь час своєї наукової діяльності він відкрив принцип генерації та посилення випромінювання квантовими системами та багато інших законів та написав низку праць. Розробив фізичні основи стандартів частоти. Автор ряду ідей в області напівпровідникових квантових генераторів. Басов винайшов лазерний метод нагрівання плазми для термоядерного синтезу. Автор циклу досліджень потужних газових квантових генераторів. Лазери дозволили здійснити оптичний 32
ХIХ-ХХI ст. зв’язок і локацію, вони перспективні для здійснення керованого термоядерного синтезу.
Кібернетика
Кібернетика – наука про управління, зв›язок та переробку інформації. Основний об’єкт дослідження – кібернетичні системи, що розглядаються абстрактно, незалежно від їх матеріальної природи. Приклади кібернетичних систем – автоматичні регулятори в техніці, ЕОМ, людський мозок, біологічні популяції, людське суспільство. Кожна така система являє собою безліч взаємопов’язаних об’єктів (елементів системи), здатних сприймати, запам›ятовувати і переробляти інформацію, а також обмінюватися нею. Сучасна кібернетика складається з ряду розділів, що представляють собою самостійні наукові напрями. Теоретичне ядро кібернетики складають теорія інформації, теорія алгоритмів, теорія автоматів, дослідження операцій, теорія оптимального управління, теорія розпізнавання образів. Кібернетика розробляє загальні принципи створення систем управління і систем для автоматизації розумової праці. Основні технічні засоби для вирішення завдань кібернетики – ЕОМ. Тому виникнення кібернетики як самостійної науки (Н. Вінер, 1948) пов›язане зі створенням в 40-х рр. 20 ст. цих машин, а розвиток кібернетики в теоретичних і практичних аспектах – з прогресом електронної обчислювальної техніки. Технічна кібернетика, галузь науки, що вивчає технічні системи управління. Найважливіші напрями досліджень – розробка і створення автоматичних і автоматизованих систем управління, а також автоматичних пристроїв і комплексів для передачі, переробки і зберігання інформації.
Мікроелектроніка
Мікроелектроніка – область електроніки, пов›язана із створенням та застосуванням в радіоелектронної апаратури вузлів і блоків, виконаних на інтегральних схемах, мікромініатюрних конструктивно-допоміжних виробах роз;ємах, перемикачах і т.д., часто з використанням різних функціональних приладів (опто -, 33
Історія науки і техніки акусто-, кріоелектронних, іонних, теплових і ін.). Сформувалася на початку 60-х рр. XX ст. Розвивалася в напрямку зменшення розмірів елементів, що розміщуються на поверхні або в об›ємі кристала (чіпа) окремих інтегральних схемах (на 1990 року для найбільш поширених ІС - кремнієвих – ці розміри доведені до 0,2-1 мкм), підвищення ступеня їх інтеграції (до 107 елементів на кристал), збільшення максимальних розмірів кристала. У 1973 році компанією Xerox був представлений перший персональний комп›ютер Alto, створений за проектом інженера Алана Кея. В Alto вперше був застосований принцип виведення програм і файлів на екран у вигляді «вікон». Сеймор Крей – один з провідних розробників американської комп›ютерної компанії «Control Data», що прославився в 1958 році створенням першого в світі повністю транзисторного комп›ютера «CDC 1604», в 1972 році заснував власну компанію «Cray Research» (Міннеаполіс, штат Міннесота), орієнтовану на створення надшвидкодіючих комп›ютерів для наукових досліджень. У 1976 році Крей побудував суперкомп›ютер «Cray-1» виробляв 100 мільйонів операцій в секунду (така швидкодія досягалося за рахунок використання величезного числа компактно розміщених інтегральних схем). У тому ж році цей комп›ютер, тоді найшвидший у світі, був проданий за 7,5 мільйонів доларів. У 1985 році суперкомп›ютер «Cray-2» показав швидкодію 1,2 мільярда операцій в секунду. А в 1997 році суперкомп›ютер «Janus» компанії «Intel», встановлений у Національній лабораторії «Sandia», (Альбукерке, штат Нью-Мехіко) подолав рубіж в трильйон операцій в секунду. Майже одночасно принаймні двом компаніям (Intel і Motorola) вдалося вирішити задачу з подолання нового рубежу в технології мікросхем: виготовлена кремнієва пластина площею 300 кв. мм з мінімальним лінійним розміром елемента, рівним 0,13 мк.
Впровадження метричної системи міри і ваги
Метрична система була одною з найбільших досягнень французької революції кінця XVIII в. в галузі культури. В середні століття не тільки в окремих країнах, але і в багатьох провінціях різних країн встановилися свої, особливі системи міри і ваги. У міру 34
ХIХ-ХХI ст. того як формувався міжнародний ринок, як між країнами росли економічні та культурні зв’язки, поставало питання про введення єдиної міжнародної системи міри та ваги. Передові діячі французької революції кінця XVIII в. висунули нову, розумну і просту систему, засновану на принципі десяткового розподілу. В основу системи була покладена нова одиниця довжини – метр, обумовлена як одна десятимільйонна частина чверті паризького меридіана. Як з›ясувалося згодом, ці виміри в силу недостатньої досконалості приладів виявились не зовсім точними. За одиницю площі приймався ар, рівний 100 м2. Одиницею виміру рідких і сипучих тіл став літр, тобто – 1 дм3.
Періодична система елементів
Вищим досягненням хімічної науки цієї епохи було створення великим російським вченим Дмитром Івановичем Менделєєвим періодичної системи елементів. З початку 60-х рр. Менделєєв читав курс органічної хімії в Петербурзькому університеті і видав в 1861 р відповідний підручник. В лютому 1869 Д. І. Менделєєв розіслав російським і іноземним колегам свій «Досвід системи елементів, заснованний на їхній атомній вазі і хімічній схожості». У 1871 р. він підсумував свої дослідження в статті «Періодична законність хімічних елементів». Менделєєв сформулював своє відкриття таким чином: «... Властивості елементів, а тому і властивості утворених ними простих і складних тіл стоять у періодичній залежності від їх атомної ваги».
Фізіологія вищої нервової діяльності
Іван Петрович Павлов, російський фізіолог, творець матеріалістичного вчення про вищу нервову діяльність, найбільшої фізіологічної школи сучасності, нових підходів і методів фізіологічних досліджень, академік АН СРСР 1925, академік Петербурзької АН 1907, академік РАН 1917, автор класичних праць з фізіології кровообігу і травлення (Нобелівська премія, 1904). Ввів в практику експеримент, що дозволяє вивчати діяльність практично здорового організму. За допомогою розробленого ним методу умовних рефлексів встановив, що в основі психічної 35
Історія науки і техніки діяльності лежать фізіологічні процеси, що відбуваються в корі головного мозку. Дослідження Павловим фізіології вищої нервової діяльності (2-й сигнальної системи, типів нервової системи, локалізації функцій, системності роботи великих півкуль і ін.) справили великий вплив на розвиток фізіології, медицини, психології та педагогіки. У 20-30-х рр. неодноразово виступав (у листах до керівництва країни) проти сваволі, насильства і придушення свободи думки.
Досягнення жінок у науці ХIХ-ХХI століття
Вивчаючи історичне минуле для з’ясування вкладу, який внесли у розвиток науки жінки, можна сказати,що досягнення жінок довгий час залишалися непомітними. На початку найновішої історії годі розгледіти фундаментальні наукові праці та великі відкриття жінок, які поклали б початок принциповим змін у «стилі мислення епохи». Для високих наукових результатів й одержати визнання жінкавчений, окрім освіти, таланту й кваліфікації, повинна мати високу внутрішню організацію та впевненість у собі. Типовий образ науковця – чоловік у білому халаті із пробіркою в руках. Але, відходячи від стереотипів, зараз важко уявити світ без активної ролі жінок в усіх сферах діяльності, в тому числі і в науці. Все ширшою стає думка, що на тлі скорочення чисельності та старіння населення є лише дві можливості мобілізації людського ресурсу у розвиток науки – ширше залучення до наукової діяльності молоді та сприяння участі і просуванню наукової кар’єри жінок. Одним із показників рівня розвитку науки та досягнень науковців є Нобелівська премія; лауреати цієї нагороди отримують не тільки грошову винагороду, але й всесвітнє визнання у галузі своєї діяльності. Вже з 1903 року (премія заснована у 1901 р.) лауреатом цієї премії стає жінка – М. Склодовська-Кюрі (галузь фізики), яка згодом отримує й другу Нобелівську премію (галузь хімії). Саме з цього часу можна умовно вести відлік підкорення жінками-вченими наукових вершин і отримання світового визнання на рівні із науковцями-чоловіками. Звісно, жінки-науковці були в різні епохи і в різних країнах, але до кінця XIX ст. можливість займатися наукою 36
ХIХ-ХХI ст. була виключно з чоловічим маркером. Тенденція до збільшення кількості жінок в науці спостерігається від початку ХХ ст., але це не означало, що жінки до того часу були зовсім «відлучені» від науки. Вони переважно знаходилися на «задньому плані» наукового процесу – як помічниці чи асистенти в дослідженнях. Це можна пояснити забороною прийому дівчат до університетів, адже вища освіта є важливою ланкою у становленні особистості як вченого. Доступ до вищої освіти жінки отримали після довгих років боротьби лише наприкінці ХІХ ст., тому їхній прихід в академічну європейську науку зафіксовано, за деякими винятками, лише у середині ХХ ст., практично на три століття пізніше від чоловіків. Так, в 60-ті роки XIX ст. до числа студентів почали зараховувати дівчат в Нідерландах. Через десять років доступ до вищої освіти став можливим в Англії, в 1900 р. – в Німеччині. Але до початку ХХ ст. викладацька та дослідницька робота жінок в університетах траплялося рідко. Заняття наукою вдома та робота в громадських наукових асоціаціях довгий час залишалася єдиною формою долучатися до науки . Виборюючи право на навчання у вищих навчальних закладах з подальшою перспективою викладати у школах і гімназіях, а потім й у коледжах, інститутах та університетах, жінки отримували наукові ступені, очолювали кафедри, долучалися до наукової робити поруч із чоловіками. Така боротьба жінок проходила в руслі загальнодемократичного руху за рівноправність жінок (право голосу, рівна оплата праці тощо). Входження жінок в науку в цей час було безперервним процесом, тривало до 1930 р. і співпало із першою хвилею руху жінок за рівноправність. Саме з цього етапу можна говорити про фемінізацію науки. І в цьому є заслуга жіночих студій та міжнародних організацій. Після Другої світової війни однією з важливих завдань жіночого руху стає боротьба за фактичну реалізацію прав жінок, визнаних на законодавчому рівні. Велике збільшення числа жінок у світовій науці припадає на середину 60-х рр. ХХ ст. і відбувається завдяки зростанню освіченості жінок і підйому феміністичного руху. Під час протестних виступів 60-70-х рр. в США і Європі феміністський рух стає масовим явищем (так звана «друга хвиля» фемінізму). Фемінізм 37
Історія науки і техніки – це філософська концепція, яка становить основу соціальнополітичного, культурного, інтелектуального руху, спрямованого на забезпечення всієї повної прав жінок, їх рівноправності з чоловіками в усіх сферах життя. Це — рух за рівність статей; залучення жінок до всіх галузей науки та суспільства; розуміння відмінностей між чоловічим та жіночим і подолання цих відмінностей. Проте насамперед фемінізм виник із усвідомлення існування самостійності, названої жінкою, та її права на самовизначення. Поруч із цим поняттям виділяють емансипацію, під гаслом якої у ХХ ст. пройшли кампанії за здобуття рівноправності жінок у різних сферах (насамперед в царині освіти, праці, громадянських прав) у межах існуючих суспільних структур. Емансипація жінок – процес соціальної мобільності жінок, пов’язаний із соціальною диференціацією жінок як окремої соціальної групи (зі своїми інтересами, відмінними від інтересів сім’ї, роду, дітей, тощо) і виходом жінок із приватної сфери у публічну. Цілі руху спрямовані на зміну існуючих соціальних позицій: домогтися рівних прав при оплаті праці, отриманні освіти тощо. Жіноча емансипація характеризується з боку найпроблемніших аспектів індустріальної фази у суспільному розвитку, а фемінізм ХІХ ст. окреслює об’єднання жінок із метою досягнення повної та фактичної рівноправності з чоловіками. Звісно, досягнути рівноправності феміністкам вдалося, 38
ХIХ-ХХI ст. проте є «вічні» проблеми, із якими жінка-вчений стикається в роботі і до сьогодні. Зокрема, Джо Ханделсман, керівник дослідження з університету Вісконсін-Медісон, виділяє чотири проблеми, з якими найчастіше стикаються жінки в науці. По-перше, це відсутність кар’єрного росту – в інженерії та фізиці, наприклад, вчений ступінь дається жінкам набагато рідше, ніж чоловікам, що не надає можливості продовжувати наукову кар’єру. По-друге, це недружня атмосфера в колективі. Багато жінок, що покинули заняття наукою, заявляють, що до цього їх змусило вороже ставлення колег. Згідно з дослідженням, вчені-чоловіки цього не відчувають і свято вірять, що «обстановка більш сприятлива для жінок». Ще одна проблема – це неусвідомлена упередженість. Дуже часто робота оцінюється гірше, якщо відомо, що її автором є жінка. Нарешті, остання перешкода
– це сім’я. Як правило, домашні обов’язки цілком і повністю лежать на жіночих плечах, і на наукову кар’єру просто не вистачає часу. Як помітно із результатів досліджень, жінку сприймали і сприймають доволі стереотипно, помічаючи в ній скоріше дружину і матір, а не науковий потенціал.
Феміністичний рух багато зробив для інтеграції жінок у сферу науки: чисельне збільшення науковців, просування «жіночих» досліджень. Але існує й інший бік медалі. Затяті феміністки, які далекі від науки, але дуже заглиблені в ідеологію, вбачають у вивчені науки на серйозному рівні велике зло. Зокрема, Н. Кордж та Д. Патая, збираючи матеріали для книги «Професійний фемінізм», зіткнулися із певним явищем, яке вони назвали «негативна освіта». Проводячи інтерв’ювання молодих студенток, вчені зауважили, що відбувається так зване відчуження від науки. Зокрема, використовується підміна понять. Замість того, щоб вивчати боротьбу жінки із поставленим режимом та її внесок в світові досягнення науки, пропоновані посібники апелюють до життя та діяльності «знахарок та відьом». Також застосовуються прямі спроби відсторонення жінок від вивчення наук. Власне, замість того, щоб стимулювати жінок до вивчення технічних предметів, логіки та математики, студенти жіночих студій вчать, що логіка – інструмент домінування, що умовиводи не поєднуються із гуманістичними цінностями та якісними аспектами феноменологічного світу. Як бачимо, існує 39
Історія науки і техніки помітна різниця між феміністками-практиками та феміністкамитеоретиками у питанні науки, адже воно досі є не до кінця вивченим та проаналізованим. Фемінізм мав колосальний вплив на суспільство у XX ст., адже змінив не тільки систему цінностей, а й звільнив громадськість від стереотипного бачення місця жінки (на кухні та без кар’єрного росту). Зокрема, активну роль у зміні ставлення до жінок-вчених відіграє Організація Об’єднаних Націй з питань освіти, науки і культури, яка з 1998 р. проводить вручення премії «Жінки в науці» задля підтримки талановитих жінок-дослідниць та їхнього міжнародного визнання. Таким чином, ЮНЕСКО показує, що наука потребує жінок. Також при створенні концепції Європейського наукового простору наголошується на «підвищенні ролі та статусу у науці жінок-вчених». На Всесвітньому саміті 2005 року уряди всіх країн визнали, що «прогрес в інтересах жінок – це прогрес в інтересах усіх». Так само неможливо уявити собі втілення ідеалів та реалій сталого розвитку без активного підключення потенціалу й таланту жінок у всіх сферах життєдіяльності, надто – в науці. За винятком дуже коротких проміжків часу фемінізм не був масовим рухом. Проте у випадках, коли кількість жіночих об’єднань досягала критичної маси, результати руху були досить значними. Феміністки досягли надання жінкам права голосу на виборах, широкого асортименту професій із достойною заробітною платою, а також багато інших суспільних змін. На таку позитивну динаміку приходу жінок до науки знадобилося близько півтора століття. Історія та еволюція фемінізму дали суспільству зрозуміти, що рівність — це не однакова кількість жінок і чоловіків у парламенті. Це — свобода вільно від стереотипів обирати свій шлях, зокрема науковий.
40
ХIХ-ХХI ст. Зміст Вступ........................................................................................... 4 Особливості промислової революції кінця ХІХст....................6 Напрямки технічних перетворень........................................... 9 Історія авіакатастроф ..............................................................11 Радіо ............................................................................................ 15 Телебачення................................................................................ 15 Винахід фотографії та фотоапарата.................................. 19 Винахід телефону...................................................................... 22 Генетика.................................................................................... 25 Ядерна енергетика..................................................................... 32 Кібернетика............................................................................... 33 Мікроелектроніка..................................................................... 33 Впровадження метричної системи міри і ваги...................... 34 Періодична система елементів................................................ 35 Фізіологія вищої нервової діяльності...................................... 35 Досягнення жінок у науці ХIХ-ХХI століття........................ 36
41
Історія науки і техніки
Навчальний посібник Історія науки і техніки. ХІХ-ХХІ ст Укладачі: Тимофійчук Христина Іванівна Махраєва Юлія Володимирівна Відповідальний випуск
за
Комп’ютерний набір і верстка
Раренко Л.А. Тимофійчук Х.І Махраєва Ю.І
Формат 60x84/16. Папір офсетний... Друкарня видавництва «Рута» Чернівецького національного університету 58012, Чернівці, вул. Коцюбинського, 2
42