Лекция 30. Техника и технология как подсистема НТР

Технику и технологию можно классифицировать по сферам их применения и по функциям (целям). Если говорить о сферах применения, то обычно выделяют промышленную, строительную, транспортную, сельскохозяйствен- пую, образовательную, научную, медицинскую, организационную, бытовую, спортивную и, разумеется, военную технику, которой соответствуют и свои технологии. Что же касается функций техники и техно лог и и, то давайте рассмотрим их более подробно.

Во-первых, это трудосберегающая функция, самая старая по времени. Мы уже говорили о вытеснении ручного труда машинным, о последующем переходе к системе машин и о достижениях современной НТР, направленных на повышение производительности труда, от уровня которой в первую очередь зависит конкурентоспособность той или иной страны в мировом хозяйстве.

Во-вторых, это функция ресурсо(материале) сбережения, цель которой заключается в уменьшении удельных расходов топлива и сырья, что важно с позиций не только одного производства, но и охраны окружающей среды. По расчетам специалистов снижение материалоемкости лишь на 1% может увеличить прирост ВВП на 3-4%. К этой же функции относится и использование вторичного сырья. Например, в Великобритании, Италии, США 2/3 стали уже получают из металлолома, в Великобритании, Германии, Японии более 1/2 бумаги — из макулатуры.

В-третьих, это природоохранная функция, с развитием которой связано возникновение экотехники и экотехнологии. Мировой рынок природоохранных товаров и услуг еще в самом начале XXI в. превысил 500 млрд долл. Из отдельных стран главными производителями таких товаров и услуг являются США и Германия. Но с той лишь разницей, что в США почти все производимые товары и услуги потребляются внутри своей страны, а в Германии значительная их часть идет на экспорт.

В-четвертых, это информационно-коммуникационная фу нк- ция, о которой мы еще будем говорить подробнее.

К характеристике техники и технологии, как составной части НТР, можно подойти и в несколько ином аспекте. Еще в курсе 10 класса средней школы вы должны были узнать о том, что в эпоху НТР развитие техники и технологии происходит двумя путями.

Эволюционный путь заключается в дальнейшем совершенствовании уже известной техники и технологии, т.е. в увеличении мощности производственных агрегатов, в повышении грузоподъемности транспортных средств.

В качестве примеров увеличения мощности можно привести появление на электростанциях энергоблоков в 1 млн кВт и более, а на металлургических комбинатах — доменных печей производительностью 4 млн т чугуна в год, что равно выплавке в Испании или Казахстане.

Революционный путь развития заключается в переходе к принципиально новым техническим и технологическим решениям, порожденным уже современной НТР. Здесь можно было бы привести много ярких примеров. И все же очевидно, что главнейшим революционным новшеством эпохи НТР стало использование электронно-вычислительных машин (ЭВМ), которое затронуло все сферы человеческой деятельности.

ЭВМ первого поколения (уже на транзисторах, а не на диодах), появившиеся в начале 50-х годов, могли производить 10 тыс. операций в секунду, второго поколения в конце тех же годов — до 100 тыс., третьего поколения в первой половине 60-х годов — до 1 млн, четвертого поколения в начале 70-х годов —* до 10 млн, пятого поколения в середине тех же годов — до 100 млн операций. В 1981 г. в США появился первый персональный ком-, пьютер (ПК), который по цене не уступал автомобилю, а затем там же был освоен выпуск суперкомпьютеров, объединяющих в себе тысячи микропроцессоров и способных производить сначала миллиарды, а позднее триллионы операций в секунду. Если рубеж в 3-5 трлн операций был достигнут еще в конце XX в., то в 2005 г. самый мощный суперкомпьютер (кластер) в США производил уже 137 трлн операций в секунду, а в 2008 г. — около 1 квадриллиона! Однако вы, наверное, слышали о том, что еще в 90-х годах прошлого века чемпионы мира по шахматам Г.

Теперь перейдем к конкретным примерам технико-технологических новшеств в отдельных отраслях материального производства и непроизводственной сферы.

Если начать с промышленности, то можно привести в пример технику и технологию морского бурения нефтяных и газовых скважин, которая в эпоху НТР прошла несколько стадий (рис. 1). В наши дни основная добыча ведется с помощью полупогруженных (на поплавках) платформ, которых в мире уже около 7 тыс. Благодаря этому морская добыча не только сильно выросла, но и приобрела во многом новые географические очертания, поскольку позволила разрабатывать месторождения на гораздо большей морской глубине. Еще в 80-х годах XX в. почти всю нефть добывали на глубине до 100 м, в 90-х годах эти глубины увеличились до 300-400 м, а затем возросли еще больше. Бурение с судов ведут уже на глубинах свыше 2000 м.

помещениями, площадкой для вертолетов, а обслуживают ее 200—300 человек. Вес крупнейших из таких платформ достигает 600—800 тыс. т, а в Канаде, в районе Ньюфаундленда, в 1997 г. начала работать платформа весом 1,2 млн т, которая способна противостоять айсбергам. Не менее, если не более, впечатляет и высота таких платформ-гигантов. У берегов Норвегии на месторождении Тролль работает буровая платформа, высота которой от основания «ног» до верха буровой вышки составляет 472 м. Это значит, что она превосходит не только парижскую Эйфелеву башню, но и гораздо более высокие небоскребы мира.

В качестве второго примера возьмем такую традиционную отрасль промышленности как черная металлургия, в которой под влиянием технико-экономических новшеств в эпоху НТР тоже произошли очень большие изменения.

Третий пример давайте возьмем из пищевкусовой промышленности. Я имею в виду производство цыплят-бройлеров, которое в последнее время превратилось в полностью автоматизированную отрасль со сложной структурой. Особенно большое развитие она получила в США (рис. 2).

Воздействие новой техники и технологии в эпоху НТР испытало на себе и сельское хозяйство, что тоже можно продемонстрировать на нескольких примерах. В качестве первого из них назовем создание во многом принципиально нового поколения сельскохозяйственных машин. В качестве

alt="" />

Рис. 2. Бройлерное хозяйство США (по MS. Соловьевой)

второго — внедрение новых технологий обработки почвы: бес- илужного земледелия, которое уже получило широкое распространение в США, Канаде, Австралии, Западной Европе, т.н. нулевой обработки почвы, дающей экономию труда и энергии и способствующей охране окружающей природной среды.

Четвертым примером может послужить наметившийся в конце 80-х годов переход высокоразвитых стран Запада к т.

хин и этом добилась, например, Германия. В литературе вы можете встретить и другое близкое понятие — об альтернативном сельском хозяйстве (alternative agriculture), которое предусматривает использование современных машин и оборудования, высококлассных семян, применение оптимальных севооборотов, сохранение плодородия почвы, разнообразие культур и домашних животных. По сути оно означает переход от прежней « зеленой революции », о которой мы уже говорили, к новейшей биотехнологической революции в этой отрасли.

Теперь наступила очередь обратиться к технико-технологическим последствиям «транспортной революции», которые нам всем, наверное, наиболее знакомы по личной практике. В этой сфере главные достижения связаны с увеличением пассажировместимости и грузоподъемности и, конечно, скорости движения.

На железнодорожном транспорте использование подвижного состава на воздушной подушке, магнитной подвеске, монорельсовых линий уже привело к достижению таких скоростей, с которыми еще не столь давно летали самолеты. Во всяком случае на высокоскоростных магистралях Японии и Франции поезда развивают скорость 250-300 км/ч и более. Если же иметь в виду экспериментальные заезды, то один из последних рекордов был установлен в конце 2003 г. в Японии, когда скорость трехвагонного поезда на воздушной подушке достигла 581 км/ч! В апреле 2007 г. одновагонный поезд преодолел расстояние между Парижем и Лионом со скоростью 585 км/ч.

Автомобильный транспорт тоже участвует в борьбе за повышение грузоподъемности и скорости движения. В рекордных заездах дизельные автомобили уже превышали скорость 300 км/ч, а автомобили с реактивным двигателем —1200 км/ч! Все более широкое распространение получают экологически абсолютно чистые электромобили, причем не только на аккумуляторах, но уже и на солнечных батареях. Японская «Тойота» первой освоила выпуск «гибридных» автомобилей с традиционным бензиновым двигателем и источниками электропитания. Затем ее опыт переняли «Хонда» и «Дже- нерал Моторе». А автомобили на сжиженном природном газе уже давно перестали быть редкостью.

На водном транспорте нашли применение новые типы судов, включая разные сухогрузы-балкеры (рудовозы, углевозы, зерновозы, автомобилевозы и в особенности контейнеровозы), танкеры-метановозы, суда-катамараны, суда на воздушной подушке, на подводных крыльях, атомные ледоколы и подводные лодки. Что же касается тоннажа морских судов, то его рост касается не только супертанкеров, о которых мы уже говорили, но и пассажирских лайнеров.

Если вы откроете «Книгу рекордов Гиннесса», то по номинации «самый большой пассажирский лайнер» обнаружите в ней упоминание об английском судне-гиганте «Куин Мэри-2», которое отправилось в свой первый рейс в начале 2004 г. Этот лайнер, построенный на судоверфи в Глазго, имеет длину 346 м, ширину 41 м и водоизмещение 150 тыс. т. Он способен принять на борт 2620 пассажиров и 1253 члена экипажа. А свое название он получил потому, что — как мы уже упоминали —- еще до Второй мировой войны здесь же был спущен на воду лайнер «Куин Мэри».

Технический переворот на воздушном транспорте произошел в конце 50-х — начале 60-х годов XX в., когда началась эра реактивной авиации. В 1956 г. на авиатрассы вышел Ту-104, и 1958 г. — «Боинг-707», а в 1959 г. — «Каравелла» и уже вскоре прежние самолеты с поршневыми двигателями были вытеснены турбореактивными и турбовинтовыми.

С тех пор развитие гражданской авиации в мире идет по двум главным направлениям: увеличения скорости полета и пассажиро (грузо) вместимости. Современные гражданские авиалайнеры обычно летают со скоростью 800-900 км/ч. Пас- еажировместимость широкофюзеляжных самолетов-аэробусов, которые начали строить в 70-х годах в США, Западной Европе и СССР постепенно возрастала с 300-350 до 400-450, а затем и до 500-550 пассажиров. Европейский консорциум «Эйрбас индастри» к концу 2007 г. ввел в эксплуатацию новый лайнер А-380, который может одновременно принять на борт 853 человека! В ноябре 2007 г. он совершил свой первый рейс по маршруту Сингапур — Сидней. Дальность полета «Эйрбас-380» составляет 15 380 км, а выпущенного в 2007 г. «Боинга-787» — 15 750 км. Что касается грузоподъемности, то здесь первенство было и остается за транспортным самолетом Ан-124 «Руслан», который поднимает более 400 т грузов.

Наш рассказ был бы неполным, если бы мы не упомянули и о сверхзвуковой гражданской авиации — о советском авиалайнере Ту-144 и об англо-французском «Конкорде», которые были созданы еще в 70-х годах. Ту-144 летал со скоростью 2500 км/ч и брал на борт 121 пассажира, «Конкорд» имел примерно такую же скорость и был рассчитан на 150 мест.

Благодаря «Конкорду» перелет из Лондона в Нью-Йорк стал Занимать всего 3,5 ч, а рекордный был совершен за 2 ч 52 мин. В 1995 г. «Конкорд» совершил рекламный беспосадочный перелет вокруг земного шара с 80 пассажирами по маршруту Нью-Йорк — Тулуза — Дубай — Бангкок — Гонолулу — Нью-Йорк, который продолжался 31 ч 27 мин 49 с. И тем не менее обе эти модели из-за недостаточной рентабельности были сняты с производства. Последний полет «Конкорда» из Нью-Йорка в Лондон состоялся в ноябре 2003 г. Но работа над созданием новых сверхзвуковых пассажирских авиалайнеров продолжается и в Западной Европе, и в США, и в России. Что же касается сверхзвуковых военных самолетов, то здесь рекорд скорости установил российский перехватчик МиГ-25 — 3395 км/ч; это в 3,2 раза выше скорости звука.

Говоря о технико-технологических новшествах на транспорте, упомянем также контейнеризацию. Использование контейнеров для перевозки т.н. генеральных грузов сократило время их погрузки и выгрузки, снизило затраты и в несколько раз повысило производительность труда. Именно поэтому часто говорят о настоящей контейнерной революции в транспортной сфере. Это относится и к железнодорожному, и к автомобильному, но в особенности к морскому транспорту, где появились суда-контейнеровозы, суда с горизонтальной погрузкой (типа «ро-ро»), контейнерные терминалы.

Вслед за характеристикой транспорта в учебниках географии, да и то не во всех, раньше можно было найти упоминание о такой явно второстепенной отрасли как связь. Однако после наступления информационной революции эта отрасль превратилась в одну из важнейших и структуроопределяющих. Появилось и новое обобщенное ее наименование — информационно-коммуникационные технологии (ИКТ), т.е. технологии сбора, хранения, обработки и передачи информации. ИКТ стали отождествляться, прежде всего, с компьютерной обработкой информации, при которой любой ее вид (число, текст, звуки, изображение) может быть представлен и передан в цифровом формате. ИКТ теперь пронизывают все сферы нашей жизни и каждый из вас сталкивается с ними ежедневно. Давайте докажем это хотя бы на трех достаточно наглядных примерах.

В качестве первого примера возьмем привычную для всех телефонную связь. Во-первых, впечатляет само увеличение стационарных телефонных аппаратов, которых в 1920 г.

но всем мире было меньше 10 млн, а теперь насчитывается свыше 1,2 млрд (рис. 3). Из них на Азиатско-Тихоокеанский регион приходится 400 млн, на Европу — 360 млн, на Северную Америку — 230, на Латинскую Америку — 100, на Африку — 80, на Юго-Западную и Южную Азию — 40 млн телефонных аппаратов. Согласно нашему правилу, выделим и отдельные ведущие страны (табл. 1).

Таблица 1

Первые пять стран по числу стационарных телефонов (2007)

Кроме того, в первую десятку стран входят еще Индия (45 и 40), Бразилия (43 и 230), Великобритания (35 и 590), Франция (34 и 570) и Италия (27 и 500). Что же касается контрастного сравнения, то за ним опять-таки можно обратиться к «Книге рекордов Гиннесса». В ней говорится о том, что в Монако на 1000 жителей приходится 1000 телефонных аппаратов, а в государстве Науру в Тихом океане — только 0,2 телефона.

Во-вторых, изобретение модема (прибора, позволяющего преобразовывать аналоговые сигналы в цифровые и обратно) привело к появлению таких новых видов беспроводной связи как пейджинговая, портативная, сотовая и др. Особое распространение получила сотовая связь, обеспечивающая контакт между абонентами по радиотелефону. Мобильники, которые есть, надо полагать, у каждого из вас, появились только в самом конце 80-х годов, но за одно последующее десятилетие по общему количеству они догнали, стационарные телефоны, а еще через 5 лет опередили их число вдвое — в 2005 г. во всем мире их насчитывалось уже 2,5 млрд (рис. 3).

Рис. 3. Рост числа абонентов стационарных и мобильных телефонов

Словом, это сама по себе была настоящая информационнокоммуникационная революция. Но, разумеется, отдельные регионы и страны мира она охватила не в равной мере. Хотя среди лидеров оказались примерно те же страны, что и по стационарным телефонам (табл. 2).

•Таблица 2

Первые пять стран по числу абонентов сотовых мобильных телефонов (начало 2007 г.)

Теперь мы вплотную подошли к рассмотрению вопроса о Всемирной компьютерной телекоммуникационной системе Интернет, которую именуют также Всемирной паутиной (World-Wide Web или сокращенно WWW). Главная идея Интернета — свободное распространение информации и установление контактов между людьми. При его помощи каждый из вас может встретиться с любым другим жителем планеты, обитающем на любом из материков. На дисплее своего компьютера, не выходя из дома, вы можете получить любую интересующую вас информацию, сделать покупку, заключить сделку, заказать авиабилет или номер в гостинице. Следовательно, Интернет смог не только сократить расстояния, но и открыть новые горизонты для торговли, производственного сотрудничества, позволяя активно «экспортировать» интеллектуальную продукцию. Кроме того, он привел к расширению информационной индустрии, дальнейшему совершенствованию ИКТ. Некоторые исследователи даже полагают, что Интернет, появившийся лишь как одна из технологий связи, менее чем через два десятилетия сам превратится и своего рода метатехнологию. Вот почему мы так часто слышим выражение «Интернет-революция».

Разумеется, появление Интернета произошло не на пустом месте, но непосредственная история его возникновения такова. В 1968 г. Министерство обороны США решило связать свои удаленные друг от друга компьютеры специальной сетью. На эту работу ушло пять лет, после чего ученые и инженеры, работавшие над военными проектами, получили связь друг с другом. Кстати, в процессе такого обмена возникла электронная почта — одна из первых услуг, предоставляемых Интернетом. Затем такую же сеть создал Национальный научный фонд США. До 1989 г. Интернет в этой стране оставался некоммерческой сетью, обслуживавшей только государственные и академические учреждения. Но затем его стали использовать и коммерческие структуры, да и все желающие. Вот почему в начале 90-х годов начался его особенно быстрый рост.

В наше время основные функции Интернета определяются уже достаточно четко. К ним относят: 1) обеспечение электронной почты; 2) предоставление на компьютеры новостей II сообщений на разные темы; 3) поиск и передача на компьютеры дркументов, фотографий, аудио- и видеозаписей; 1) обеспечение межкомпьютерного общения людей; 5) обеспечение электронных путешествий по миру; 6) обеспечение компьютерных финансовых сделок и компьютерных покупок в магазинах; 7) осуществление Интернет-ТВ. Наверное, и это еще не все.

С начала 90-х годов происходит быстрое распространение Интернета по нашей планете. И доказать это можно с помощью двух главных подсчетов: во-первых, о росте числа стран, имеющих выход в Интернет, и, во-вторых, о росте числа людей, пользующихся доступом к нему.

О быстром росте числа стран свидетельствует рис. 4. Вспомните, что в самом начале темы 3 мы говорили о том, что всего на Земле примерно 230 отдельных стран и территорий. Судя по рис. 4, можно считать, что в начале XXI в. все они охвачены уже Интернетом.

Данные о росте числа пользователей Интернета гораздо более динамичны. Рост свидетельствует о том, что только ‘за вторую половину 90-х годов их общее число в мире увеличилось в 10 раз (рис. 5)! А в 2000-2005 гг. при среднегодовом темпе прироста в 10-15% оно увеличилось еще почти в Зраза. Согласно прогнозам, в 1012 г. число пользователей должно превысить 1,9 млрд человек. Как и можно было ожидать, распределение пользователей по отдельным регионам мира оказывается весьма неравномерным (табл. 3).

alt="" />

Рис. 4. Рост числа стран, имеющих выход в Интернет

Таблица 3

Распространение пользователей Интернета по крупным регионам мира

(2008)

Окончание табл. 3

Вполне закономерно, что экономически развитые регионы по уровню развития Интернета намного опережают менее развитые. Переходя от крупных регионов к отдельным странам, ограничимся, как всегда, только их первой пятеркой (табл. 4).

Таблица 4

Первые пять стран по числу пользователей Интернета (на 2008 г.)

Одно из ведущих мест по числу пользователей занимают Соединенные Штаты. И это вполне закономерно, поскольку информационный потенциал США был и остается самым мощным, не говоря уже о том, что именно здесь были сделаны почти все основные открытия в сфере ИКТ. Эта страна занимает первое место по числу хост-серверов (или хостов, т. е. базисных узловых компьютеров, через которые мы с вами подключаем свои ПК), по размерам виртуального бизнеса или покупок через Интернет. США лидируют на мировом рынке ИКТ (35%), опережая Европу (30%) и Японию (14%). По числу пользователей Интернета из расчёта на 1000 жителей лидирующую группу стран образуют Исландия (св. 800), Нидерланды, Норвегия, Швеция, Австрия (св. 700), США, Япония, Республика Корея, Люксембург (св. 600).

Из развивающихся стран по числу пользователей Интернета, помимо Китая (где число пользователей в 2012 г. достигнет 375 млн), особо выделяются Индия (60 млн) и Бразилия (32 млн). А доля пользователей особенно велика на о. Барбадос (60%) и в Малайзии (48%).

В России темпы роста пользователей сети тоже очень высокие. Достаточно сказать, что число их увеличилось с 220 тыс. в 1995 г. до 2,9 млн в 2000 и до 35 млн в марте 2008 г. При этом очень быстро растет сегмент домашнего широкополосного доступа в Интернет. К 2010 г. 70% всех семей, подключенных к Интернету, будет использовать именно такой доступ. В начале 2008 г. была практически завершена колоссальная работа по подключению к Интернету почти 53 тыс. общеобразовательных школ.

В заключение необходимо отметить, что такой гигантский прорыв в сфере ИКТ был бы невозможен не только без персонального компьютера и перехода на цифровой язык, ной без применения принципиально новых способов самой передачи информации. В этом аспекте давайте упомянем спутниковую связь, которая все шире используется для передачи информации, включая общение с труднодоступными районами. Еще одна важная инновация, обеспечивающая новый прорыв в сфере ИКТ, связана с изобретением лазера и началом передачи по волоконно-оптическим кабелям — своеобразным све-4 товодам, которые обладают колоссальной пропускной способностью.

Первые магистральные волоконно-оптические кабели связывают между собой не только разные страны, но и отдаленные материки. Они проложены через Атлантический (Европа — США) и через Тихий (США — Гавайи — Япония) океаны. К 2009 г. должен быть проложен кабель Малайзия — США. Кстати, по первому из них Париж и Лондон могут одновременно вести с Нью-* Йорком 15 млн телефонных разговоров. Если в 1980 г. такой трехминутный разговор стоил 300 долл., то теперь — всего 1 долл. Подобные кабели используются также для других новейших видов электронной связи — телефакса, электронной почты, видеозаписей.

Знакомство с ИКТ подводит нас к понятию об информационном обществе, которое вам, конечно, уже знакомо. Суть информационного общества — это совокупность технологических, технических и образовательных возможностей для создания информации и обеспечения свободного доступа к ней гражданам страны. В России темпы роста ИКТ находятся на уровне 20% в год, намного превосходя средние темпы роста экономики. В структуре ВВП доля ее уже достигла 5%, а к 2010 г. должна увеличиться до 10%. В 2007 г. в России был одобрен проект «Стратегии развития информационного общества», выполнение которого позволит нашей стране в 2015 г. войти в двадцатку лидеров глобального информационного общества. К концу этого же года был введен в эксплуатацию новый оптико-волоконный кабель, связавший Россию и Японию через Татарский пролив и о. Сахалин. До сих пор для,связи Восточной Азии с Европой использовались кабели, проложенные по дну Индийского океана. Но новый наземный маршрут значительно короче, а также более защищен от возможных стихийных бедствий.

Многие из вас с раннего детства привыкли сидеть за компьютерами. Но помните, что во всем нужна мера. Советую вам чаще вспоминать один из афоризмов недавно скончавшегося польского писателя-фантаста Станислава Лема: «Если ад существует, то он наверняка компьютеризирован...»

Контрольные вопросы Охарактеризуйте основные функции техники и технологии в эпоху НТР. Объясните, как вы понимаете эволюционный и революционный путь развития техники и технологии в эпоху НТР. Приведите примеры технико-технологических новшеств в сфере промышленности и сельского хозяйства. Дайте объяснение понятию транспортной революции в эпоху НТР. Расскажите о развитии информационно-коммуникационных технологий в эпоху НТР.