Техника в космическую эпоху

Многие послевоенные годы были проведены под сенью ядерного оружия, даже при том, что оно не использовалось в войне с этого времени. Атомное оружие подверглось важному развитию: бомбы расщепления 1945 г. были заменены более мощными бомбами синтеза в 1950 г; и к 1960 г. ракеты были готовы к доставке этого оружия в диапазоне тысяч километров. Эта новая военная технология имела не поддающееся расчету влияние на международные отношения, поскольку внесла вклад в поляризацию мировых блоков военной мощи, определяя осторожность в ведении международных дел, которая отсутствовала ранее в 20-ом столетии.

Ядерная энергия ни в коем случае не была единственной технологической новинкой после 1945 г. Столь же впечатляющими были достижения в химической и медицинскойтехнологии, транспорте и средствах связи, которые некоторые комментаторы поспешили назвать «второй промышленной революцией». Быстрое развитие электронной обработки информации создало новый мир компьютернойтехнологии, дистанционного управления, миниатюризации, и мгновенной связи. Еще более выразительным для этого периода был выход в околоземное пространство. Методы ракетной техники, сначала примененной в вооружении, были развиты для обеспечения транспортных средств, для запуска спутников и лунных и планетарных исследований и, в конечном счете, в 1969, для доставки первых людей на Луну и благополучного их возвращения. Это удивительное достижение стимулировалось частично международным идеологическим соревнованием: только Советский Союз и Соединенные Штаты имели и ресурсы и желание, чтобы выдержать огромные расходы, тем самым, оправдывая описание этого периода как «технологии космической эры».

Ядерная энергия. Первые атомные бомбы представляли только сравнительно грубую форму ядерного расщепления, освобождая энергию радиоактивного материала немедленно и взрываясь. Но было быстро оценено, что энергия, освобожденная в пределах критической атомной батареи, масса графита, поглощающего нейтроны, испускаемые радиоактивным материалом, могли дать высокую температуру, которая в свою очередь производила пар для вращения турбины, чтобы таким образом преобразовывать ядерную энергию в электричество годное к употреблению. На этом принципе в развитых индустриальных странах были построены ядерные электростанции, и система все еще проходит отработку, поскольку пока атомная энергия не вполне оправдала большие надежды, возлагаемые на нее как экономичный источник электричества и создает огромные проблемы обслуживания. Однако кажется вероятным, что усилия, посвященное экспериментам по более прямым способам управления ядерным расщеплением, в конечном счете, дадут свои результаты.

Альтернативы ископаемому топливу. Ядерный синтез может стать насущной необходимостью уже в начале нашего века, поскольку энергетические источники в виде ископаемого топлива и делящихся материалов могут закончиться в течение нескольких десятилетий. Самая привлекательная альтернатива - энергия, полученная из управляемой реакции синтеза, которая использовала бы водород из морской воды, фактически безграничного источника. Другие источники энергии, которые могут рассматриваться в качестве альтернативы ископаемого топлива, включают различного рода солнечные ячейки, получающие энергию от Солнца с помощью химической или физической реакции типа фотосинтеза. Солнечные ячейки этого вида регулярно используются на спутниках и других космических аппаратах, где поток энергии от Солнца может использоваться без помех со стороны атмосферы или вращения Земли.

Газовая турбина. Газовая турбина подверглась существенному развитию начиная с ее первой успешной эксплуатации в конце Второй мировой войны. Высокое отношение мощности к весу этого типа двигателя сделало его идеальным ускорителем для отрыва самолета от земли к 1960-ым гг. Первый самолет, превысивший скорость звука появился в 1947, и к концу 1960-х сверхзвуковой полет стал реальностью, хотя и не сразу начал использоваться на гражданских авиалиниях.

Материалы. Космическая эра породила новые материалы и раскрыла новые пути использования для старых материалов. Например, обширный диапазон применений был найден для пластмасс. Стекловолокно начало использоваться для кузовов автомобилей и корпусов малых судов. Углеродистое волокно послужило заменой металлам для высокотемпературных лопастей турбин. Исследование керамик позволило получить материалы, стойкие к высоким температурам для обшивки космических кораблей.

Автоматизация и компьютер. С конца Второй мировой войны началась разработка методов управления, автоматизации и компьютеризации. Жизненной частью оборудования стал компьютер, и особенно электронный цифровой компьютер, изобретение 20-го столетия, теория которого начала разрабатываться еще английским математиком и изобретателем Чарльзом Беббиджем в 1830-х гг. Цифровой компьютер Марк I заработал в Гарвардском университете в 1944 г. Ранние компьютеры, однако, были большими и дорогими машинами. Компьютерную технологию реконструировал транзистор. Транзистор - второе из ключевых изобретений космической эры. Он был изобретен Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли в 1947 г.

Потенциал для адаптации и использования компьютера кажется настолько большим, что много комментаторов уподобили компьютер человеческому мозгу, и нет сомнения, что человеческие аналогии были важны в его развитии. В Японии, где компьютер и другая электронная техника сделали гигантские успехи с 1950-ых, полностью компьютеризировали и автоматизировали фабрики к середине 1970-ых, некоторые из них применяли роботов в изготовлении других роботов. В Соединенных Штатах химическая промышленность демонстрирует поразительные примеры полностью автоматизированного, управляемого компьютером производства.

В медицине и науках о жизни компьютер стал мощным инструментом исследования и наблюдения. Теперь можно контролировать сложные действия и лечение. Исследование в биологии стали проводить при помощи современных методов и инструментов, которые начали открывать тайны формирования клетки и воспроизводства через самокопирующие свойства молекул ДНК во всех живых организмах и таким образом исследовать природу жизни непосредственно.

Исследование космоса. Ракета, которая играла критическую роль в революции военной техники с конца Второй мировой войны, приобрела более конструктивное значение в американских и советских космических программах. Первый захватывающий шаг осуществил Спутник 1. Шар, начиненный аппаратурой и весящий 83 килограмма, запущенный в космос Советским Союзом 4 октября 1957, стал первым искусственным спутником. Это достижение ускорило так называемую космическую гонку, в которой достижения сторон (СССР и США) следовали друг за другом в быстрой последовательности. Они могут быть удобно сгруппированы в четыре хронологически перекрывающихся стадии. Первая стадия, увеличение тяги ракет, способных к выведению спутников на орбиту для целей связи, наблюдения погоды, для контроля военной информации, и в топографических и геологических наблюдениях. Вторая стадия начиналась с успешного вывода на орбиту спутника Земли советского космонавта Юрия Гагарина 12 апреля 1961, в космическом корабле Восток 1. Этот полет продемонстрировал мастерство преодоления проблем невесомости и безопасного возвращения в атмосферу Земли.

Третья стадия была лунной программой. Снова, первое достижение было советское: спутник Луна-1, запущенный 2 января 1959, стал первым искусственным телом, которое вышло из гравитационного притяжения Земли, пролетело мимо Луны, и вышло на орбиту вокруг Солнца как искусственная планета. Первая мягкая посадка на Луне была сделана Луной-9 3 февраля 1966; это устройство несло камеры, которые передали первые фотографии поверхности Луны. К этому времени фотографии с близкого расстояния были сделаны аппаратами Рейнджер 7, 8, и 9. А в 1966 - 1967 серия из пяти американских лунных орбитальных аппаратов сфотографировали почти полную поверхность Луны с низкой орбиты в поиске подходящих мест для посадки. Американский Сурвейер 1 совершил мягкую посадку на Луне 2 июня 1966; это дало много дополнительной полезной информации о лунной поверхности. Тем временем нарастала мощность ракетных двигателей, и к концу 1960-ых в США появилась огромная 108-метровая ракета Сатурн V, весившая 2 725 тонн. Программа Аполлон достигла кульминации 20 июля 1969, когда Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин выбрались из лунного модуля Аполлона 11 на поверхность Луны. Программа исследования Луны была прекращена в 1972.

    Четвертая стадия исследования космоса была направлена на исследование планет Солнечной системы. Так, исследования Венеры производились как американскими, так и советскими ракетами в период 1962 по 1978 гг. Исследование Марса проводилось прежде всего американскими ракетами Маринер и Викинг. В начале 1980-ых США обследуют атмосферу и спутники Юпитера и Сатурна, в результате чего была обнаружена предварительно не известная конфигурация колец вокруг Юпитера, аналогичных таковым на Сатурне.

В начале и середине 1980-ых внимание американской космической программы было сосредоточено, прежде всего, на разработке транспортного средства многократного использования Шаттл (букв.: челнок) для обширного орбитального исследования.

Космическая программа США перенесла огромный удар в 1986, когда космический челнок взорвался спустя 73 секунды после старта, унеся жизни семи космонавтов. Были и другие разочарования, связанные в частности с выводом на орбиту космического телескопа Хаббл стоимостью 1,5 млрд. долларов. Межпланетные исследования, к восхищению и профессиональных и любительских астрономов, передали красивые, информативные изображения других планет.

 

Рис. 13.1. Переполировка орбитального телескопа Шаттл, декабрь 1993. Видны фигуры двух астронавтов, работающих в космосе, и на заднем фоне – западное побережье Австралии.

В начале космической эры можно только смутно почувствовать ее возможности.

Восприятие техники

Наука и техника. Результатом этого обзораистории техники является прояснение различия между наукой и техникой.История техники более длинна, чемистория науки и отличается от нее. Технология - систематическое изучение способов делать вещи; наука - систематическая попытка понять и интерпретировать мир. В то время как технология обеспокоена изготовлением и использованием орудий, наука посвящена более концептуальному пониманию окружающей среды. Навыки счета развились только с появлением больших мировых цивилизаций.

Можно сказать, что наука начиналась приблизительно за 3 000 лет до н.э., тогда кактехнология, как мы видели, является столь же старой, как и само человечество. Вначале они развивались независимо. Конечно, были точки пересечения, типа использования математических знаний в строительстве зданий и ирригационной работе, но в основном функции ученого и технолога, используя эти современные термины ретроспективно, в древних культурах отличались

Ситуация начала изменяться в течение средневекового периода развития на Западе (500-1500 н.э.), когда и техническое новшество, и научное понимание взаимодействовали со стимулами коммерческого использования в городской культуре. В начале 17-ого столетия, философ естествознания Фрэнсис Бэкон перечислил три больших технологических новшества - магнитный компас, книгопечатание и порох - как заметные достижения современного человека, квалифицировав экспериментальную науку в качестве средства увеличения господства человека над природой. Подчеркивая практическую роль науки, Бэкон призывал к гармонизациинауки и техники, убеждая ученых изучать методы ремесленников, а последних – к изучению наук. Бэкон, наряду с Декартом и другими современниками, впервые увидел, что человек становится хозяином природы.

Союз науки и техники, предложенный Бэконом, был осуществлен не скоро. За последующие 200 лет, в строительстве даже крупных сооружений, например железных мостов, паровых двигателей и текстильных машин, обходились почти без ссылки на научные принципы. Но организации людей, вдохновленных принципами философии Бэкона, который сформировал Королевское общество в Лондоне в 1660, проявляли усилия, чтобы направить научное исследование к полезным результатам, сначала, улучшая навигацию и картографию, и, в конечном счете, стимулируя индустриальное новшество и поиск минеральных ресурсов. Подобные организации ученых развивались в других европейских странах, и ученые 19-ого столетия двигались к профессионализму техников. Таковы были Либих из Германии, один из отцов органической химии и первый сторонник применения минеральных удобрений, и Майкл Фарадей, блестящий британский ученый-экспериментатор в области электромагнетизма, подготовившие основание, на которое ступил изобретатель Томас А. Эдисон и многие другие.

После его достижений применение научных принципов к технологии быстро росло. Последнее привело к техническому рационализму Фредерика В. Тэйлора в организации рабочих при массовом производстве. Это обеспечило модель, которая была применена Генри Фордом на его автомобильном сборочном заводе и указало путь к развитию математического моделирования. Стало проявляться не только одностороннее влияние науки натехнологию, но и обратное влияние, поскольку технология создавала новые инструменты и механизмы, с которыми ученые были способны достигнуть постоянно увеличивающегося понимания естественного мира. Подобные события привели технологию к ее современному эффективному уровню работы на основе использования достижений науки.

Критика техники. К середине 19-ого столетия, нетехнологи были почти единодушно очарованы чудесами новой искусственной окружающей среды, растущей вокруг них. Большая промышленная выставка в Лондоне в 1851, с ее множеством машин, казалось, была кульминацией пророческого прогноза Фрэнсиса Бэкона о растущем господстве человека над природой. Маркс и Энгельс, придерживаясь радикально отличной политической ориентации, приветствовали технологический прогресс, потому что в их глазах это должно было привести к обязательной потребности в социалистической собственности и управлении промышленностью. Точно так же ранние образцы научной фантастики типа Жюля Верна и Уэллса с интересом исследовали возможности, открываемые современнойтехникойипризнавали обаяние техники в некоторых из своих произведений.

Другой писатель романист Олдос Хаксли изобразил общество ближайшего будущего, в котором техника была твердо возведена на престол, держа людей в физическом комфорте не только без знания, но также и без свободы, красоты, или творческого потенциала, ограбленными на каждом витке личного существования. Эхо того же самого представления нашло острое артистическое выражение в фильме Теперешние времена (1936), в котором Чарли Чаплин изобразил эффект обезличивания на сборочной линии массового производства. Таким настроениям давали пищу международные политические и экономические условия 1930-ых, когда Западный мир был погружен в Большую депрессию.

Как это ни парадоксально, спасение от длившейся десятилетие экономической депрессии и успешной защиты Западной демократии во Второй Мировой Войне не принесло веры в технику. Ужасающие потенциальные возможности ядерной войны были показаны в 1945, и разделение мира на враждебные блоки предотвратило любую такую эйфорию. Роберт Оппенгеймер после испытания атомной бомбы в Лос-Аламосе выступил против решения создавать термоядерную бомбу. Тема технологической тирании по отношению к индивидуальности человека и его традиционному образу жизни была выражена Жаком Эллюлем из университета Бордо, в его книге Технологическое общество (1964). Эллюль утверждал, что техника настолько распространилась, что человек теперь жил в обстановке технического окружения, а не природы.

Технологическая дилемма. Это - дилемма между, с одной стороны, сверхзависимостью жизни в развитых странах от техники, и, с другой стороны, угроза того, что техника понизит качество жизни в современном обществе и даже подвергнет опасности общество непосредственно.

Экологический баланс. Третья главная проблема современного технологического общества - это сохранение экологического равновесия. Человек повреждал окружающую среду в течение многих столетий, уничтожая леса и занимаясь сельским хозяйством слишком интенсивно. И хотя были предприняты некоторые защитные меры, типа учреждения национальных парков, большой прирост населения и интенсивность индустриализации ускоряют всемирный экологический кризис. Этот кризис включает опасности, связанные с разрушением экваториальных лесов дождями, небрежной эксплуатацией полезных ископаемых, добываемых открытым способом, загрязнением океанов радиоактивными отходами и атмосферы продуктами сгорания. Оно включает избыток окислов серы и азота, производящих кислотный дождь, и углекислый газ, который может повлиять на всемирный климат через так называемый парниковый эффект. Существует опасность неразборчивого использования пестицидов.

Взаимодействие между обществом и техникой. Во-первых, нельзя не признать, что отношения между технологией и обществом являются сложными. Любой технологический стимул может вызвать разнообразие социальных ответов, в зависимости от таких непредсказуемых переменных, как различия между человеческими характерами; точно так же как трудно заранее выбрать какую либо определенную социальную ситуацию, чтобы произвести желаемый технологический ответ. Любая «теория изобретения», поэтому, должна оставаться чрезвычайно предварительной, и любое понятие «философии» применительно к истории технологии должно учесть широкий диапазон возможных интерпретаций. Главный урок истории технологии состоит в том, что она не имеет никакой точной прогнозирующей ценности.

Во-вторых, определение технологии как систематического изучения методов делать вещи, определяет технологию как социальное явление.

Техника и образование. В ранних тысячелетиях человеческого существования, ремесло было приобретено в долгой и трудолюбивой манере, когда ученик обслуживал мастера, и тем самым постепенно обучался тайнам ремесла. Такой обычай в традиции часто больше связывался с религиозным ритуалом, чем с применением рациональных научных принципов. Обучение ремеслу укоренилось в Западной цивилизации в форме ученичества, которое выжило вплоть до 20-го столетия как структура для передачи технических навыков. Все более и более, однако, обучение новым методам требовало доступа и к общему теоретическому знанию. Это ускорило конвергенцию между наукой и техникой в 19-ом и 20-ом столетиях и создало сложную систему образовательных учреждений от простого обучения в школах к продвинутому исследованию в университетах. Французские и немецкие академии были в этом деле впереди, в то время как Великобритания в 19-ом веке несколько отставала. Но к 20-ому столетию все продвинутые индустриальные страны, включая вновь прибывших подобно Японии, признали ведущую роль теоретического технического образования в достижении коммерческой и индустриальной компетентности.

Получалось, что традиционно образованный западный человек отказывается признавать, что то или иное произведение искусства находится вне его понимания, но бодро признает, что он не понимает, как работают его радиоприемник или система нагрева. Английский писатель Артур Кёстлер характеризовал такого современного человека, изолированного от технологической окружающей среды и владеющего ее благами без понимания, как «городского варвара». Все же растущая распространенностьтехнологии «черного ящика», в которой только утонченный эксперт способен понять чрезвычайно сложные процессы в электронном оборудовании, делает все более трудным избежать положения такого «варвара». Равно как трудно переоценить важность тех дисциплин, которые обеспечивают мосты между этими двумя культурами, и здесь можно увидеть, сколь важна роль истории техники.

Качество жизни. Четвертая тема в отношениях между техникой и обществом - качество жизни. Остается мало сомнений, что технология принесла более высокий уровень жизни людям в развитых странах, так же, как это позволило существовать быстро увеличивающемуся населению и в развивающихся странах. Это - перспектива улучшения жизненного уровня, которая делает повышение технической компетентности очень привлекательным для этих стран.

Однако желательный уровень материального благополучия и возможности досуга для развлекательных целей как критерий полноты жизни в любом человеческом обществе имеет другие, еще более важные, предпосылки, типа обладания свободой в законопослушном сообществе и равенства перед законом. Свобода и равенство - традиционные качества демократических обществ

, и возникает вопрос, способствует ли технология их приобретению. Конечно, очень отсталые режимы использовали технологические устройства для подавления индивидуальной свободы и обеспечения повиновения государству: видение кошмара Джорджа Оруэлла «Тысяча девятьсот восемьдесят четвертый» (написано в 1949), с его экранами телевизора и искусными пытками, обеспечило литературную демонстрацию этой действительности. Но тот факт, что высокая техническая компетентность требует высокого уровня образования, вселяет надежду, что общество, которое является образованным, не будет долго выносить ограничения на индивидуальную свободу и инициативу, не имеющие внутреннего оправдания.

Даже в то время как угроза технического самоуничтожения остается и проблемы управления народонаселением и экологической неустойчивостью требуют решения, человек нашел ключ от его собственного будущего в виде поиска путей в глубины бесконечно привлекательной Вселенной. Пока еще только несколько провидцев оценили богатство этой возможности, и их проекты слишком легко признаны не чем иным как научной фантастикой. В этом контексте стоит вспомнить слова Артура Кларка, одного из наиболее проницательных современных провидцев, в его Профилях будущего (1962): он предполагал, что всезнающие существа, которые могут развиться из наших скромных начал, «могут завидовать нам, греясь в ярком послесвечении Создания; поскольку мы знали Вселенную, когда она была молодой».