Введение

Взаимосвязь физики и техники

Человеческое общество живет и развивается в материальной среде, обеспечивающей возможность его жизни и развития. В отличие от животных, не способных сознательно воздействовать на материальные условия своего существования, человек активно воздействует на окружающий его мир. В этом активном воздействии человек создает материальные блага: пищу, одежду, жилища, топливо, орудия производства и т. д.- весь тот сложный комплекс условий, который обеспечивает существование и постоянное развитие общества.

Материальные блага создаются человеком в процессе труда. Самый же процесс труда предполагает обязательное наличие орудий труда. Однако одних орудий труда не всегда достаточно для осуществления процесса труда. Так, например, опытный слесарь, располагающий набором первоклассных орудий - инструментов, не сможет работать в темноте, будет работать непроизводительно при слишком высокой или низкой температуре и т. д. Таким образом, кроме орудий труда, непосредственно воздействующих на предмет труда, необходим дополнительный комплекс материальных условий, обеспечивающих возможность протекания процесса труда: освещение, отопление, транспорт, вентиляция и т. п. Вместе с орудиями труда этот дополнительный комплекс представляет средства труда. Взятые в совокупности средства труда, находящиеся в распоряжении общества, составляют содержание понятия техника.

Назначение техники - производство материальных благ. Какое качество техники дает ей возможность выполнять это назначение? Маркс писал, что человек воздействует на предмет труда через орудия труда, используя их "физические, химические и механические" свойства. Другими словами, человек воздействует на природу, используя свойства природы. Но для использования свойств природы необходимо познать их. Возникает тесная связь между техникой и наукой о природе - естествознанием, тесная связь между развитием техники и естествознания. Эта связь носит характер постоянного взаимного влияния развития техники на развитие естествознания и, наоборот, развития естествознания на развитие техники.

Естествознание - это совокупность наук о природе. Его задача - познание объективных законов природы. Таким образом, неразрывная связь между естествознанием и техникой состоит в том, что естествознание открывает законы природы, а техника использует их в процессе производства материальных благ. С развитием естествознания развивалась и техника, развивались и формы связи между ними.

История этой связи началась в глубокой древности. Острая кромка кремневого ножа режет, тяжелое рубило дробит кости, брошенный в зверя камень летит в точном соответствии с законами природы. И трудовой опыт человека, необходимый для поддержания жизненных условий, направлял его на познание законов природы в начальной форме опытного предвидения результатов своих действий с кремневым ножом, каменным рубилом, брошенным в зверя камнем. С производственной деятельностью возникал первый этап развития науки о природе - накапливание и проверка фактов. Подавляющее большинство этих фактов относилось к области явлений природы, изучаемых физикой.

Однако становление физики как науки, как системы знаний произошло позднее, когда количество подмеченных наблюдениями и подтвержденных производственным опытом фактов создало основу для научных обобщений, для раскрытия законов природы, когда рост производительных сил общества создал условия для научных исследований и поставил перед исследователями ряд вопросов.

В течение тысячелетий люди, обрабатывая землю, изготовляя орудия, жилища, утварь, примитивные долбленые лодки и т. д., накапливали фактический материал эмпирических связей между явлениями природы, готовя материал для последующих научных открытий. Например, люди тысячелетиями применяли рычаг, прежде чем Архимед открыл закон его действия. Тысячелетиями люди использовали челноки, но законы плавания тел были открыты Архимедом только тогда, когда крупные суда с сотнями рабов-гребцов уже бороздили моря.

История физики - наука о законах развития физики. Физика сформировалась в систему знаний, в науку только тогда, когда для этого возникли определенные условия. Потребовался сравнительно высокий уровень производительных сил, на основе которого возникли города и рабовладельческие государства, чтобы были созданы предпосылки для развития науки. Наука возникла в больших и оживленных городах. Те племена, которые не создали городской цивилизации, не создали и науки. Таким образом, для возникновения науки потребовались определенные общественные условия, в создании которых существенную роль играла техника.

Городская культура возникла на основе развитого земледелия. Земледелие - основа возникновения всей современной цивилизации. Оно создало предпосылки для возникновения устойчивых сельских и городских поселений, сделало возможным развитие ремесел и торговли. Оно послужило источником первых астрономических, математических и биологических знаний. Развитие ремесла и торговли привело к возникновению письменности, с возникновением которой появилась возможность фиксировать накопленные знания, возникла школа, стала развиваться наука.

Родиной современной науки, прежде всего астрономии и математики, были страны древнего Востока. Однако систематические знания и научные обобщения стали возможны только в высокоразвитых рабовладельческих государствах Греции и Рима. Названия отдельных наук: философия, физика, математика, геометрия, география, логика, история - напоминают нам о греческом происхождении современной науки. Название слова "техника" также происходит от греческого слова "техне", что означает "искусство", "умение", "ремесло", "профессия". Греки понимали, что искусством, умением можно победить природу, "перехитрить" ее. Сейчас древнее звучание слова "техника" сохранилось в оценке личного мастерства, когда мы говорим о технике скрипача, художника, спортсмена. Но основное значение термина "техника" передано совокупности средств труда, так как она в более высокой степени, чем умение, определяет уровень производительности труда.

Научные обобщения прежде всего относятся к наиболее развитым областям техники. Так, широкое применение в строительной технике древней Греции рычага и его видоизменений - блоков и полиспастов - привело к открытию закона рычага. Судостроение вызвало открытие закона плавания. Физика возникла как наука о статике жидких и твердых тел. Динамика ждала своего времени, когда быстроходные корабли, летящие ядра и пули поставят перед наукой задачи, начало решениям которых положил Галилей.

Наука древней Греции, прежде всего философия и математика, достигла высокого уровня. Достаточно сказать, что основное содержание современных школьных учебников геометрии до сих пор строится на основе знаменитых "Начал" геометрии, разработанных древнегреческим математиком Эвклидом.

Философские обобщения Демокрита, Платона, Сократа, Аристотеля и Эпикура и доныне изучаются и исследуются. Эти достижения не были прямым и непосредственным отражением технической производственной практики. Практика научила человека абстрактному мышлению, а научившись, человек стал стремиться познать окружающую его действительность. Для развития науки это стремление не менее действенный стимул, чем практические потребности в материальных благах. Это обстоятельство в сильнейшей степени усложняет взаимосвязи между наукой и техникой, теорией и практикой. История этих взаимосвязей показывает нам не только решения наукой задач, поставленных практикой, но и открытия законов природы, значение использования которых для целей практики далеко не очевидно. Так, Фарадей на вопрос о том, какова польза от демонстрировавшихся им электрических опытов, отвечал, что наука об электрических явлениях - еще дитя и никто не может ответить, каким оно будет в зрелом возрасте. Герц, открывший явление резонанса электромагнитных волн, и не помышлял о будущей радиотехнике.

Углубление познаний о формах взаимосвязей между наукой и техникой, усложнение техники научного эксперимента, плановое построение материально-технической базы общества превращает в наше время науку в непосредственный элемент производительных сил общества.

В средневековье наблюдается дальнейший технический прогресс. Строится ряд достаточно сложных машин, осваивается непрерывное доменное производство металла, механическая энергия движущейся воды и ветра заменяет мускульную энергию человека. Постепенно складывались предпосылки для революционного преобразования общества. В эпоху буржуазных революций XVI-XVIII вв. произошла первая научная и техническая революция. В эту эпоху определилась более тесная связь физики и техники, которая в дальнейшем все более укреплялась и развивалась. Уже в XVI-XVII вв. открытия в физике, астрономии и математике используются в технике. Часы с маятником, астрономическая труба, пароатмосферная машина были сооружены на основе научных открытий XVII в. Ученые глубоко интересуются техническими проблемами артиллерии, кораблестроения, мореплавания, оптики и часового дела.

Техническая революция конца XVIII в., начавшаяся с первых технологических машин, заменявших руки рабочего в текстильном производстве, и завершившаяся становлением машиностроения и переходом к машинному производству с новой энергетикой в форме универсального парового двигателя, была в основном осуществлена производственниками-практиками. Но последовавшая за промышленным переворотом капиталистическая индустриализация поставила перед наукой ряд задач. Необходимость повышения коэффициента полезного действия паровых двигателей вызвала к жизни термодинамику, практика машиностроения потребовала углубления теории упругости и теории динамики твердых тел. Таким образом, техника ставила перед наукой все новые и новые задачи. В свою очередь наука, особенно физика, представляла технике все новые и новые возможности. Достаточно указать на открытия в области электрических явлений, вызвавшие к жизни практическую электротехнику, на открытие Максвеллом и Герцем электромагнитных волн, вызвавшее к жизни радиотехнику.

Особенно тесной и глубокой стала взаимосвязь между наукой и техникой в современную нам эпоху второй научно-технической революции, закономерно совпадающей по времени с эпохой революционного преобразования общества - эпохой перехода от капитализма к социализму.

Вторая научно-техническая революция была вызвана к жизни замечательными открытиями электроники и ядерной энергии. Эти открытия приводят к тому, что сама наука становится элементом производительных сил общества. Сейчас наука не может существовать без техники, а техника развиваться без науки. Научная основа современной техники - это в первую очередь физика.

Из сказанного видно, что изучение взаимосвязей между физикой и техникой в их историческом развитии - важная и интересная задача.

В дальнейшем излагается история развития физики и техники на всем их историческом пути от возникновения в первобытном обществе до наших дней. Структура книги, и в частности ее деление на отдельные главы, учитывает взаимовлияние физики и техники на каждом отдельном этапе их истории.

Компания Шинторг - интернет-магазин шин в Новосибирске.