Технологии будущего: от науки к инновациям | Статья в сборнике международной научной конференции

Автор:

Рубрика: 14. Общие вопросы технических наук

Опубликовано в

II международная научная конференция «Технические науки: традиции и инновации» (Челябинск, октябрь 2013)

Дата публикации: 20.09.2013

Статья просмотрена: 218 раз

Библиографическое описание:

Хатмуллина Д. Д. Технологии будущего: от науки к инновациям [Текст] // Технические науки: традиции и инновации: материалы II Междунар. науч. конф. (г. Челябинск, октябрь 2013 г.). — Челябинск: Два комсомольца, 2013. — С. 88-91. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/87/4206/ (дата обращения: 16.08.2018).

Технологические науки — совокупность теоретических и практических дисциплин о процессах, позволяющих получить определенный продукт для дальнейшего целесообразного использования в человеческой деятельности. Все технологические науки заимствуют знание об интересующих их процессах из более фундаментальных, естественных, технических и социальных наук: физики, химии, биологии, материаловедения, сопротивления материалов и т. д. [1]

Важнейшими категориями технологических наук являются: полезность, эффективность, стоимость и себестоимость продукта, его потребительские свойства, безопасность и надежность в использовании. Все эти категории объединяются одним термином — повышением степени полезности абсолютно любой продукции у потребителей, что и является итоговой, конечной целью любой технологии.

Технологии — последовательность материальных процессов и операций, реализация которых приводит к появлению продукта (потребительской стоимости) с необходимыми полезными для дальнейшего использования человеком свойствами. Д. И. Менделеев определял технологию, как учение о выгодных приёмах переработки природных ресурсов в продукты, потребные для применения в жизни людей. Поэтому технологические науки являются фундаментом любых технологий.

Технологические процессы относятся к системе: технологические науки — технология — техника. Эти процессы исследуют, моделируют и разрабатывают в технологических науках, осуществляют — в технологии и реализуют — в технике. При этом технология первична, а техника как результат технологии — вторична. Только полное соответствие технологических параметров их реализации в технике позволяет получить положительные результаты преобразования вещества, энергии и информации.

Таким образом, для возникновения науки необходимо:

-          накопление материала знаний — истоков науки;

-          дифференциация знаний с выделением рационально-практического знания;

-          объективный анализ знаний в познавательных целях;

-          выделение научной деятельности как особого вида гуманитарной, технологической и технической деятельности.

Дальнейшее развитие науки зависит от уровня знаний и интеллекта. Технологическая деятельность человека бесконечно разнообразна с технологическим критерием — что производить, как производить и какими средствами труда. [1]

В целом технологические науки подразделяются на теоретико-технологические науки, занимающиеся производством знаний о своих технологических объектах, и инженерно-технологические научные дисциплины. Теоретическая технология изучает и описывает закономерности предметного взаимодействия, устанавливает параметры и условия протекания процессов преобразования вещества, энергии и информации. Инженерная технология занимается конкретизацией теоретической технологии и её реализацией в производстве.

Следовательно, технология есть сумма технологических наук плюс инженерство.

Объективная необходимость требует для диалектического развития технологических наук и технологий фундаментальной подготовки инженеров с высоким уровнем знаний и интеллекта — основы модернизации производства нашей страны.

В целом, технологические науки являются основным источником качественного изменения общественного бытия. Именно степень технологизации общества определяет уровень развития нашей цивилизации. Повышение степени технологизации общества обусловлено развитием образования — повышением уровня знаний и интеллекта (разума), выраженного в их гармоничной взаимосвязи. [3]

Следовательно, каков уровень знаний и интеллекта, таков и уровень — выпускаемой современной продукции. Поэтому, первопричиной, источником технологизации общества является высокий уровень образования — разрешение противоречия между существующим, устаревшим образованием и новейшим, прогрессивным образованием. Только повысив уровень знаний и интеллекта можно добиться успешного прогрессивного развития нашей страны.

Определяющими факторами развития технологических наук и технологий являются: экономические и социальные потребности общества и состояние науки. Так, ведущие страны мира превращаются в общества знаний и информации, где все зависит от уровня образования, науки и высоких технологий.

Наука — познание объективных истин в их объективном отражении законов и свойств Природы, общества и самого человека. [3]

В итоге наука является началом высоких технологий — без науки ни о каких высоких технологиях не может быть и речи.

Комплексный характер технологической науки выражается в органической связи научных знаний о человеке, материальной технике и качественно определенном предмете труда. При этом, знания и информация являются существенными ресурсами в материальном производстве технологических процессах.

Поэтому технологические науки представляют собой системы научных знаний о закономерностях функционирования и развития технологического способа производства благ в материальной жизни общества. Центральным основанием технологических наук является их единство с конкретными науками с формированием технологической картины Мира.

Современными направлениями развития технологических наук являются: нанотехнологии, биотехнологии, химические технологии, технологии управления, технологии нефтедобычи, технологии энергосбережения, металлургические технологии, горнодобывающие технологии и многие другие.

Нанотехнологии:

Нанотехнологии несут переворот в технологической науке. Если раньше человек брал из Природы познанные технологии, то нанотехнологии позволяют создавать новые, еще пока непознанные технологии Природы. Это позволяет синтезировать новые материалы и создавать изделия с заданными свойствами.

Поэтому основными направлениями развития нанотехнологий в технологической науке являются следующие: [12]

-          формирование новых материалов и изделий с заданными свойствами и высокой степенью полезности любой продукции у потребителей;

-          планарные технологии — последовательное нанесение на подложку ряда слоев различных материалов, что позволяет значительно изменить их свойства путем изменения напряжения между слоями;

-          наноспинтронная технология — это управление спином электронов в наночастицах, что позволяет регулировать магнитные и электрические свойства веществ;

-          атомарное и молекулярное конструирование приборов и инструментов;

-          моделирование нанотехнологических процессов с использованием компьютерных методов и технологий искусственного интеллекта;

-          применение основного технологического параметра управления электронами и наночастицами — электромагнитной энергии;

-          нанометрология;

-          создание новых производств нанопродукции;

-          использование конвергентных информационных технологий.

В будущем нанотехнологии (10–9м) будут переходить в пико- (10–12м) и фемтотехнологии(10–15м) и др., т. е. переходить вглубь материи с повышением интенсивности различных видов электромагнитной энергии. [11]

Биотехнологии:

Биотехнологии (генная, клеточная инженерия и др.) позволяют управлять, развивать и лечить растения, животных и человека. Особое место здесь занимают бионанотехнологии — легирование клеток растений и живых организмов наночастицами, позволяющими развивать, затормаживать и уничтожать (больные) клетки в зависимости от состава и свойств наночастиц под воздействием электромагнитной энергии по прототипу легирования металлов. Так, например, по бионанотехнологии получили пуленепробиваемую кожу; предложено легировать торф наночастицами с получением наноторфа и др.

Энергетические технологии:

-          технологии переработки гелия. Это благородный газ, составляющий 23 % космической массы и занимающий в Космосе второе место после водорода. Гелий 3 является экологически чистым топливом и представляет собой высокоэффективный энергоноситель. Но его на Земле практически нет, а на Луне сколько угодно. Поэтому доставка гелия 3 на Землю позволит решить многие энергетические проблемы;

-          ядерные технологии переработки урана 238 путем использования реакторов на быстрых нейтронах с освоением сверхтяжелых элементов. Существующие ядерные реакторы с водяным охлаждением ненадежны. Разработанный сотрудниками, физтеха УрФУ А. Р. Бекетовым и С. П. Распопиным ядерный реактор нового поколения с расплавленной активной зоной безопасен и обладает замкнутым топливным ядерным циклом.

-          газогидратные технологии. Из всех доступных видов топлива природный газ обладает наиболее полным сгоранием, является источником наиболее экологически чистой энергии. Наиболее эффективной технологией, существенно снижающей стоимость газа, является его транспортировка в виде газовых гидратов в контейнерах и брикетах.

Ископаемые газогидраты это твердое соединение воды и газа, где 1 м3 газогидрата содержит 200 м3 газа. Запасы газогидрата охватывают треть всей суши Земли и девять десятых Мирового океана. Следовательно, энергетической проблемы на Земле не существует: необходимо строить атомные энергостанции нового поколения, полностью безопасные; бурить скважены для добычи газогидратов, подавать газ на электростанции с переводом жилья на электроэнергию, расширять производство электроэнергии Солнца, термоэлектричества, ветра и воды, расширять производство магнитных двигателей и др.

Ионосферный круговой ток открывает новые энергетические перспективы для Земли при создании космических электростанций, мощность которых на два порядка превышает мощность всех электростанций Мира. Органические ископаемые ресурсы энергии будут перемещаться в химическую промышленность.

Термоэлектрические технологии относятся к энергетике будущего и позволяют получать энергию с низкой стоимостью и высоким КПД.

Магнитные двигатели, разработанные на основе мультиэлектронной теории сверхпроводимости для 290 кВт электростанций, могут быть использованы для автономного питании бытовых электроприборов, силовых установок, судов, самолетов, автомобилей, космических станций и др.

Горнодобывающие технологии:

Горнодобывающие технологии заключаются в безотвальном использовании каждого 1м3 добытой породы с наибольшей степенью полезности её применения для производства различных материалов и изделий. Отвалы являются результатом разорванной единой технологической цепочки, когда отходы одного производства являются ценнейшим сырьем для другого производства. Эта проблема решается введением рациональной налоговой системы: предприятия, работающие на отвальном сырье полностью освобождаются от всех налогов на 10–20 лет, а для предприятий с отходами вводится максимальный налог.

Горнодобывающие технологии включают в себя следующие факторы:

-          подключают отраслевую науку для разработки технологий производства из отходов продукции нового поколения с максимальной прибылью;

-          используют технологии разделения отвальных пород и поставок их различным предприятиям;

-          применяют технологии обогащения без отходов.

Ещё Д. И. Менделеев говорил о том, что «развивать надо только те производства, которые не дают отходов». Основой такого развития являются технологические науки.

Химические технологии:

Химические технологии — естественная прикладная наука о способах и процессах производства продуктов, осуществляемых с участием химических превращений, технически, экономически и социально целесообразным путем. Здесь объектом изучения является химическое производство.

Химическая технология подразделяется на две группы: неорганическая химическая технология (производство химических соединений, продуктов ядерно-промышленного комплекса, металлургию и др.) и органическая (биотехнология, высокомолекулярный синтез, и др.).

Основой химической технологии являются химические науки в области химико-технологических систем, познание в которых происходит в двух процессах: научном и инженерном. Оба эти процесса осуществляются вследствие диалектического развития нового познания и созидания — разрешения противоречия между устаревшим и новым, прогрессивным. [9]

Математические технологии:

Математические технологии — это условно любые технологии, выраженные в математической форме в виде матриц и алгоритмов с компьютерными программами искусственного интеллекта.

Следовательно, каждая технология имеет свою матрицу, свой алгоритм с компьютерной программой искусственного интеллекта. В итоге форма технологий — математическая с необходимым описанием, а содержание технологий — диалектический материализм в виде технологической формы движения материи. Конкретизация этого положения выражается в том, что в основе технологий лежат технологические науки, представляющие собой синтез последних достижений фундаментальных наук, техники и социологии [17]

Математические технологии позволяют: качественно и количественно управлять технологиями, стабилизировать производство на данном уровне развития, получать продукцию постоянного качества и в дальнейшем диалектически совершенствовать и развивать новые, высокие технологии.

Космические технологии:

Космические технологии — попытки использовать космические процессы, открытые астрономами, в земных условиях. К ним относятся, например, БАК — большой андронный коллайдер, многочисленные ядерные реакции и др. Так, астрономами обнаружен во Вселенной самый прочный материал, в котором связаны ядра железа и никеля — его прочность в десять миллиардов раз выше прочность стали. В земных условиях — это минералы камасит α-(Fe, Ni) и тэнит γ-(Fe, Ni), прочность которых меньше прочности стали. Следовательно, ядерные реакции, основанные на ядерных связях, существенно повышают прочность материалов по сравнению с существующими химическими реакциями, основанными на электронных связях: ковалентных, ионных, металлических и мультиэлектронных.

Технологические науки и технологии также безграничны и бесчисленны, что открывает перед нами широчайшие возможности познания новых свойств материи и создания материалов и изделий нового поколения.

В целом технологические науки являются основным источником качественного изменения общественного бытия. Именно степень технологизации общества определяет уровень развития нашей цивилизации. Повышение степени технологизации общества обусловлено развитием образования — повышением уровня знаний и интеллекта (разума), выраженного в их гармоничной взаимосвязи.

Литература:

1.         Бондаренко А. Д. Современная технология: теория и практика. — Киев, 1985

2.         Горохов В. Г., Симоненко О. Д. Социальные и методологические проблемы новой техники и технологии // Вопросы философии. — 1988. — № 1

3.         Горохов В. Г., Степин В. С. Философия науки и техники. — М., 1995

4.         Князев В. Н. Человек и технология. — Киев, 1990

5.         Мелещенко Ю. С. Техника и закономерности ее развития. — Л., 1970

6.         Методологические проблемы создания новой техники и технологии. — Новосибирск, 1989

7.         Наука и технология: методологические и социально-экономические аспекты взаимодействия. — М., 1990

8.         Философские вопросы технического знания. — М., 1984

9.         Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Учебник. Под общ.ред.В. Г. Айнштейна. В 2 кн.-М. Химия, 2000.-1760с.ил.

10.     Платонов А. Ю. Акимова Г. С. Чистоклетов В. Н. Майорова Е. Д. Органическая химия. Теоретические основы прогрессивных технологий. Химические и биологические основы. Рабочая программа. Контрольные задания N1 и N2.-СПб, 2000.-32с.

11.     М. В. Алфимов. Научно-технический журнал «Российские нанотехнологии», том 5, № 9–10 2010 г.

12.     Научно-информационный портал по нанотехнологиям, http://nano-info.ru/post/532

13.     Рыбалкина М. «Нанотехнологии для всех». М.: УРСС. 2005. 444с.

14.     Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию/Н. Кобаяси. — М.:Бином, 2005–134с

15.     Чаплыгин А. «нанотехнологии в электронике» / А.Чаплыгин. — 2005 М.: Техносфера

16.     Бушуев В. В. Троицкий А. А. Энергоэффективность и экономика России.// Энергия: техника, экономика, экология. 2004. № 5.

17.     Белолипецкий А. А. Экономико-математические методы: учеб. / А. А. Белолипецкий, В. А. Горелик. — М.: Академия, 2010. — 363 с.

Основные термины (генерируются автоматически): наука, процесс, производство, уровень развития, уровень знаний, электромагнитная энергия, технологическая наука, искусственный интеллект, гармоничная взаимосвязь, качественное изменение.

Похожие статьи

О разработке систем искусственного интеллекта...

Рубрика: Технические науки.

Искусственный интеллект (ИИ) — это совокупность знаний, данных и система их обработки базирующаяся на ЭВМ, реализующая процесс мышления и принятия решения, так

Вместе с тем, развитие раздела систем искусственного интеллекта.

Анализ методов искусственного интеллекта САПР...

Рубрика: Технические науки. Опубликовано в Молодой учёный №24 (128) ноябрь 2016 г.

искусственный интеллект, технологический процесс, база знаний, фреймовые семантические сети.

Влияние развития техники и технологий на жизнь людей

Прогресс современного общества нельзя представить без развития науки и техники, без внедрения технологических новшеств, однако

Прогресс привел к колоссальным изменениям практически во всех странах, уровень и образ жизни во многих развивающихся государствах...

Модельный характер представления физических знаний...

Физическая наука, как система знаний, представлена в теориях различной степени обобщенности.

Научное познание имеет уровни (теоретический и эмпирический) и методы, соответствующие каждому из

Модельная поддержка натурных испытаний технологических...

Суперкомпьютеры мира: новые проблемы, или новые возможности?

Развитию искусственного интеллекта способствуют следующие достижения в сфере научно-технического прогресса.

Научно-технический прогресс — это процесс непрерывного развития науки, техники, технологии, совершенствования предметов труда...

Инновационно-эвристический алгоритм формирования ученых...

Несомненно, высокий инновационно-технологический уровень развития медицины является наиболее важным фактором улучшения здравоохранения и

Развитие современной науки можно охарактеризовать как процесс диалектически взаимообусловленный дифференциацией...

Искусственный интеллект. Основные направления исследований

Подобные системы обучаются по некоторым примерам, после чего запускается процесс их самообучения.

Гаврилова, Т. А. Базы знаний интеллектуальных систем / Т. А. Гаврилова, В. Ф. Хорошевский.

Основные этапы развития искусственного интеллекта.

Фундаментальные, прикладные исследования и современный...

Особое внимание автор статьи уделяет взаимосвязи фундаментальной отрасли наук с практической деятельностью производства, экономики и других отраслей народного хозяйства. К этим наукам, прежде всего, относятся технические науки.

Морально-этические аспекты теории искусственного интеллекта

Реализованные на когнитивном уровне механизмы сочувствия и сопереживания — не единственное, что может удержать искусственный интеллект от процессов изменения своего внутреннего кода...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

О разработке систем искусственного интеллекта...

Рубрика: Технические науки.

Искусственный интеллект (ИИ) — это совокупность знаний, данных и система их обработки базирующаяся на ЭВМ, реализующая процесс мышления и принятия решения, так

Вместе с тем, развитие раздела систем искусственного интеллекта.

Анализ методов искусственного интеллекта САПР...

Рубрика: Технические науки. Опубликовано в Молодой учёный №24 (128) ноябрь 2016 г.

искусственный интеллект, технологический процесс, база знаний, фреймовые семантические сети.

Влияние развития техники и технологий на жизнь людей

Прогресс современного общества нельзя представить без развития науки и техники, без внедрения технологических новшеств, однако

Прогресс привел к колоссальным изменениям практически во всех странах, уровень и образ жизни во многих развивающихся государствах...

Модельный характер представления физических знаний...

Физическая наука, как система знаний, представлена в теориях различной степени обобщенности.

Научное познание имеет уровни (теоретический и эмпирический) и методы, соответствующие каждому из

Модельная поддержка натурных испытаний технологических...

Суперкомпьютеры мира: новые проблемы, или новые возможности?

Развитию искусственного интеллекта способствуют следующие достижения в сфере научно-технического прогресса.

Научно-технический прогресс — это процесс непрерывного развития науки, техники, технологии, совершенствования предметов труда...

Инновационно-эвристический алгоритм формирования ученых...

Несомненно, высокий инновационно-технологический уровень развития медицины является наиболее важным фактором улучшения здравоохранения и

Развитие современной науки можно охарактеризовать как процесс диалектически взаимообусловленный дифференциацией...

Искусственный интеллект. Основные направления исследований

Подобные системы обучаются по некоторым примерам, после чего запускается процесс их самообучения.

Гаврилова, Т. А. Базы знаний интеллектуальных систем / Т. А. Гаврилова, В. Ф. Хорошевский.

Основные этапы развития искусственного интеллекта.

Фундаментальные, прикладные исследования и современный...

Особое внимание автор статьи уделяет взаимосвязи фундаментальной отрасли наук с практической деятельностью производства, экономики и других отраслей народного хозяйства. К этим наукам, прежде всего, относятся технические науки.

Морально-этические аспекты теории искусственного интеллекта

Реализованные на когнитивном уровне механизмы сочувствия и сопереживания — не единственное, что может удержать искусственный интеллект от процессов изменения своего внутреннего кода...

Задать вопрос