Фізика. 9 клас. Головко

§ 50. Вплив фізики на суспільний розвиток, науково-технічний прогрес та екологію

• Фізика та науково-технічний прогрес

• Розвиток фізика та техніки в Україні

ФІЗИКА ТА НАУКОВО-ТЕХНІЧНИЙ ПРОГРЕС. В історії цивілізації є періоди бурхливих якісних змін, що суттєво впливають на подальший розвиток людства. Всі вони безпосередньо пов’язані з розвитком природничих наук. Дія всіх видів машин і механізмів ґрунтується на законах механіки. Термодинаміка є теоретичною основою теплової енергетики, електродинаміка — основа електротехніки та зв’язку. Так, розвиток термодинаміки забезпечив створення спочатку парової машини, а згодом двигуна внутрішнього згорання, що якісно змінило виробничі технології та транспорт. Дослідження з електромагнетизму заклали підвалини сучасної енергетики та зв’язку. Ці галузі бурхливо розвиваються із винайденням електродвигуна, радіо, транзистора та інтегральних мікросхем. Досягнення фізики атома й атомного ядра стали основою для побудови атомних електростанцій, які започаткували нову галузь енергетики, що дало змогу зменшити обсяги використання органічного палива.

Вивчення фізичних основ будови речовини дає можливість створювати матеріали з незвичними, але надзвичайно важливими властивостями. Механізація й автоматизація якісно змінюють сільське господарство. Транспорт, будівництво, зв’язок стали наразі принципово новими, значно продуктивнішими і досконалішими. Таким чином, науково-технічний прогрес безпосередньо пов’язаний із розвитком фізичної науки.

Фізика впливає на інші природничі науки. Наприклад, основними засобами дослідження в астрономії є телескопи і спектрографи. У біології таку роль відіграє мікроскоп. Всі ці оптичні прилади створювалися й удосконалювалися завдяки розвитку фізики. У процесі розв’язування різноманітних фізичних задач виникали нові розділи математичної науки. Теоретичною основою геології є фізика кристалів. Новим етапом у розвитку біології стало вивчення окремих білкових молекул (ДНК, РНК, ферментів, гормонів, структурних білків різних тканин). Основними в молекулярній біології є методи та засоби, запозичені у фізики: рентгеноструктурний аналіз, електронографія, нейтронний аналіз, мічені атоми, електронні та протонні мікроскопи, ультрацентри.

Досягнення сучасної фізики змінюють методологію інших наук. З’явилися та активно розвиваються такі нові наукові галузі, як астрофізика та біофізика. Розширилися можливості дослідження космічного простору. Створюються основи нейтронної астрономії, яка досліджує процеси, що відбуваються в надрах зір. Методи та засоби сучасних досліджень, науково апаратура та обладнання розроблені на основі здобутків фізики. Завдяки фізиці класичні природничі науки перетворюються на динамічні системи наукового знання. Квантова теорія дала можливість хімії побудувати теорію хімічних зв’язків різних типів, забезпечивши розуміння періодичної системи хімічних елементів.

Тобто роль фізики в прогресивному розвитку науки та техніки є визначальною. Разом із тим досягнення сучасної фізики впливають на суспільний розвиток. Так, завдяки новітнім інформаційно-комунікаційним технологія, в основу створення яких покладено фізичні знання, якісно змінюється система комунікації в суспільстві, підвищується мобільність, формується єдиний науковий та освітній простір.

Одним із пріоритетних напрямів сучасної фізики є обґрунтування методів зменшення шкідливого впливу виробництва та транспорту на довкілля, вирішення глобальних екологічних проблем (глобальне потепління, забруднення атмосфери, нераціональне використання природних ресурсів). Фізики працюють над створенням енергогенеруючих систем, що використовують відновлювані види природних ресурсів (наприклад, вітроенергетика). Розробляються технології захисту навколишнього середовища та природозбереження.

РОЗВИТОК ФІЗИКИ ТА ТЕХНІКИ В УКРАЇНІ. Наша держава має значний науковий та технологічний потенціал. Його утворюють потужні науково-дослідні установи та виробничі об’єднання. Києва, Дніпра, Одеси, Харкова, в яких зародилися та функціонують й сьогодні наукові школи фізики, всесвітньо відомі своїми результатами. Важливу роль у становленні фізичної науки та реалізації її досягнень у техніці відіграв фахівець із будівництва мостів та основополжник електрозварювання Є. О. Патон. Однією з перших вітчизняних науково-дослідних установ, де впродовж 90 років здійснюються фундаментальні дослідження в галузі механіки, є Інститут механіки ім. С. П. Тимошенка ПАН України. Інститут був створений у 1918 р. у складі Всеукраїнської академії наук, а очолив його відомий фахівець із теорії міцності, академік С. П. Тимошенко.

Є. О. Патон

С. П. Тимошенко

І. І. Сікорський

А. М. Люлька

Україна відома видатними конструкторами І. І. Сікорським, який створив перші у світі гелікоптери, та А. М. Люлькою, який розробляв сучасні реактивні двигуни.

В Україні створений та працює найбільший у світі радіотелескоп декаметрових хвиль УТР-2, що знаходиться у Харківській області України та належить Радіоастрономічному інституту НАН України. УТР-2 є головною складовою системи радіоінтерферометрів «УРАН». Ефективна площа радіотелескопу становить 150 000 кв. м. на частоті 20 МГц.

Диполь антенної решітки радіотелескопу УТР-2

На сьогодні Україна входить до п'ятірки провідних країн на ринку космічних послуг і технологій. Вона стала відома своїми ракетами-носіями «Зеніт», «Циклон», «Дніпро»; космічними апаратами «Січ» і АУОС; апаратурою стикування «Курс» для Міжнародної космічної станції; системою початкового орієнтування ракет, апаратурою систем управління для космічних комплексів «Союз», «Прогрес», «Протон»; унікальними об’єктами наземної інфраструктури: радіотелескопом РТ-70, контрольно-коректувальними станціями для глобальних навігаційних супутникових систем, мережею спостережень геофізичних явищ у земній кулі.

Провідні підприємства галузі беруть участь у реалізації понад 50 міжнародних космічних проєктів, найбільш значимими з яких є: «Морський старт», «Дніпро», «Наземний старт», «Циклон-4», «Вега», «МКС», «Радіоастрон», «Спектр», «Галілео». Україною укладені угоди про співробітництво з Росією, США, Бразилією, Китаєм, Індією, країнами Європейського Союзу. Сьогодні космічна галузь стала однією з ключових галузей національної економіки, а космічна діяльність України є складовою частиною міжнародних зусиль із дослідження і використання космічного простору. Загалом українські конструктори виготовили понад 400 штучних супутників Землі, на промисловість України припадає близько 10 % усіх ракетних пусків у світі.

Серед провідних підприємств галузі — Державне конструкторське бюро «Південне» та Державне підприємство «Виробниче об’єднання «Південний машинобудівний завод імені О. М. Макарова» («Південмаш») у Дніпропетровську. Тут розроблено ракетоносії «Зеніт», «Циклон», «Дніпро», «Маяк», які сьогодні успішно експлуатуються і виводять на орбіту комерційні супутники американських, європейських та азійських країн.

! Головне в цьому параграфі

Роль фізики в прогресивному розвитку науки та техніки є визначальною. Науково-технічний прогрес безпосередньо пов’язаний із розвитком фізичної науки.

Досягнення сучасної фізики впливають на суспільний розвиток. Завдяки новітнім інформаційно-комунікаційним технологія, в основу створення яких покладено фізичні знання, якісно змінюється система комунікації в суспільстві, підвищується мобільність, формується єдиний науковий та освітній простір.

? Запитання для самоперевірки

1. У чому виявляється взаємозв’язок розвитку фізики та науково-технічного прогресу?
2. Поясніть вплив фізики на природничі науки.
3. Яким чином фізика впливає на суспільний розвиток?
4. Яка роль сучасної фізики у вирішенні глобальних екологічних проблем людства?
5. Які досягнення та перспективи розвитку фізики й техніки в Україні?

Зміст