Тема 3. Исторический аспект развития оборудования и технологий в промышлености.

Технологические этапы развития человеческого общества. Развитие оборудования и технологий в промышленности на современном этапе. Основные направления перспективного развития производственных технологий и оборудования.

1. Этапы развития человеческого общества, их характеристика.

Этапы технологического развития общества

Развитие техники и технологии является самым существенным стимулом для изменений в обществе. Подтверждением этому служит то обстоятельство, что окружающая среда, а которой мы живём в настоящее время, приобрела свои очертания в результате применения человеком знаний, накопленных за столетия и реализованных в различных технологиях. В то же время только в последние два века наблюдалось широкое использование техники и новых технологий в промышленности, что и стало, в конечном счёте, ведущим фактором развития общества.

Прежде чем говорить о нынешнем этапе научно-технического развития общества, о прогрессивных технологиях, необходимо отметить, что человечество в своём технологическом развитии прошло несколько этапов или как иногда говорят волн технологического прогресса.

Первая волна (иногда её называют первой технологической революцией) была связана с изобретением сельскохозяйственной техники и переходом от примитивной охоты и собирательства к земледелию и скотоводству. Это означало, во-первых, переход от пассивного к активному отношению человека к природе, а, во-вторых, переход от экономики присваивающей к экономике производящей. Исторически первая технологическая революция проходила в каменном веке, в эпоху неолита.

Вторая волна (вторая технологическая революция) была связана с массовым переходом от землевладельческого способа производства к индустриальному (промышленному). Этот этап технологического развития общества знаменовал собой качественные изменения в структуре продуктов потребления, преобразовав общество из сельскохозяйственного в индустриальное. И если технологии сельскохозяйственного производства, как правило, базировались на природных процессах и воспроизводили их, то технологии промышленного производства, основанные, конечно, тоже на знании, на базе естественных законов материального мира, были результатом целенаправленной, творческой деятельности человека. Вторая технологическая революция послужила мощным толчком развития человеческого общества, начавшись исторически совсем недавно чуть более 200 лет назад с развитием машинного производства.

Все научно-технические достижения, которыми по праву гордится человечество, появились именно благодаря второй технологической революции, которая завершается слиянием науки и производства.

Анализ нынешнего этапа развития науки, техники и технологии позволяет утверждать, что с 70-х годов двадцатого столетия зародилась и быстро прогрессирует третья волна, знаменующая также качественные изменения в общественном производстве. И если первую волну называют аграрной, вторую - индустриальной, то третью нарекли информационной или информационно-технологической революцией. По прогнозам, третья волна к концу XX века стала доминирующей и продлится до середины XXI века, когда общество вступит в четвёртую, кибернетическую волну, которая будет базироваться на искусственном интеллекте, а также взаимосвязи между человеческим интеллектом и электронной технологией (на базе биокибернетических устройств).

Четвертая технологическая революция будет также связана с созданием качественно новой энергетической базой человечества. Речь идет об освоении управляемого термоядерного синтеза, что позволит получить практически неограниченные сырьевые ресурсы для энергетики будущего.

Реакция синтеза заключается в следующем: два или более относительно лёгких атомных ядра в результате теплового движения сближаются настолько, что короткодействующее сильное взаимодействие, проявляющееся на таких расстояниях, начинает преобладать над силами кулоновского отталкивания между одинаково заряженными ядрами, в результате чего образуются ядра других, более тяжёлых элементов. Система нуклонов потеряет часть своей массы, равную энергии связи и по известной формуле E=mc², при создании нового ядра освободится значительная энергия сильного взаимодействия. Атомные ядра, имеющие небольшой электрический заряд, легче свести на нужное расстояние, поэтому тяжелые изотопы водорода являются лучшим видом топлива для управляемой реакции синтеза.

Установлено, что смесь двух изотопов, дейтерия и трития, требует менее всего энергии для реакции синтеза по сравнению с энергией, выделяемой во время реакции. Однако, хотя смесь дейтерия и трития (D-T) является предметом большинства исследований синтеза, она в любом случае не является единственным видом потенциального горючего. Другие смеси могут быть проще в производстве; их реакция может надёжнее контролироваться, или, что более важно, производить меньше нейтронов. Особенный интерес вызывают так называемые «безнейтронные» реакции, поскольку успешное промышленное использование такого горючего будет означать отсутствие долговременного радиоактивного загрязнения материалов и конструкции реактора, что, в свою очередь, могло бы положительно повлиять на общественное мнение и на общую стоимость эксплуатации реактора, существенно уменьшив затраты на вывод из эксплуатации и утилизацию. Проблемой остаётся то, что реакцию синтеза с использованием альтернативных видов горючего намного сложнее поддерживать, потому D-T реакция считается только необходимым первым шагом.

Управляемый термоядерный синтез может использовать различные виды термоядерных реакций в зависимости от вида применяемого топлива.

Энергия синтеза рассматривается многими исследователями (в частности, Кристофером Ллуэллин-Смитом) в

качестве «естественного» источника энергии в долгосрочной перспективе. Сторонники коммерческого использования термоядерных реакторов для производства электроэнергии приводят следующие аргументы в их пользу:

• Практически неисчерпаемые запасы топлива (водород).

• Топливо можно добывать из морской воды на любом побережье мира, что делает невозможным

монополизацию топливных ресурсов одной или группой стран.

• Невозможность неуправляемой реакции синтеза.

• Отсутствие продуктов сгорания.

• Нет необходимости использовать материалы, которые могут быть использованы для производства ядерных взрывных устройств, таким образом исключается возможность саботажа и терроризма.

Определим, какие факторы позволяют утверждать, что общественное производство вступает в эпоху информационно-технологической революции, если с 50-х годов ХХ века известен такой этап, как научно-технический прогресс, и на первый взгляд нынешнее состояние является логичным следствием всех достижений НТП.

Выделим характерные признаки любой технологической революции.

1. Качественное изменение энергетической основы производства, появление новых предметов труда.

2. Появление принципиально новых технологий, базирующихся, как правило, на научной основе.

3. Существенные изменения в организации производства.

Анализ этих признаков показывает, что классические направления НТП (автоматизация и механизация, электрификация, химизация) базировались преимущественно на традиционной энергетической основе и традиционных промышленных технологиях и, как правило, существенно не влияли на организацию производства.

Исчерпание к 70-м годам ХХ века наиболее доступных источников энергии и сырья, достижение традиционными технологиями своих предельных возможностей, бурное развитие микроэлектроники и компьютерных систем способствовали возникновению принципиально новых технологий, созданию новых конструкционных материалов, качественным изменениям в организации производства на базе информатики и кибернетики.

Все вышеперечисленные факторы полностью отвечают характерным признакам технологической революции, поэтому вполне справедливо связывать нынешний этап развития общественного производства с новой, третьей по счёту технологической волной.

Характерную особенность этой волны подчёркивает её название - информационная. Действительно, благодаря развитию компьютерной техники и средств связи, информация стала таким же элементом производства, как предметы и орудия труда.