Сущность и основные особенности НТР

Под влиянием успехов научно-технического прогресса в той или иной области, открытий и достижений, осуществленных в разных сферах, основное содержание научно-технической революции трактовалось по-разному. Ее отождествляли с наступлением атомного века, века ЭВМ и информатики, века химии, биологии и биотехнологии, «электронной» и «космической»  эпохи.

НТР на ее современном этапе  вызвала коренной переворот в  технологии производства.

Развитие всех сфер экономики  идёт по пути научно-технического прогресса. В XX веке состояние экономики высокоразвитых стран определялось в значительной степени развитием «высоких технологий в авиации, космонавтике, ядерной  энергетике, электронике, а в конце  века микроэлектронике и информатике. Начало XXI века охарактеризовалось созданием  новых направлений в науке  и технике – биотехнологий  и нанотехнологий.

3. НАНО – И  БИОТЕХНОЛОГИИ – ОСНОВНЫЕ СТРАТЕГИЧЕСКИЕ  НАПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННОГО ЭТАПА  НТР.

3.1 Нано - и биотехнологии: понятие и области применения.

Перспективным направлением НТР в XXI столетие является биотехнология. Биотехнология - совокупность промышленных методов, использующих живые организмы  и биологические процессы, достижения генной инженерии (отрасли молекулярной генетики, связанной с созданием  искусственных молекул вещества, передающего наследственные признаки живого организма) и клеточной технологии. Такие методы применяются в растениеводстве, животноводстве, при изготовлении ряда ценных технических продуктов. Разрабатываются  биотехнологические программы обогащения бедных руд и концентрации редких и рассеянных в земной коре элементов, а также преобразования энергии.

Под биотехнологией понимают совокупность методов и приемов  использования живых организмов, биологических продуктов и биотехнических систем в производственной сфере. Иными  словами, биотехнология применяет  современные знания и технологии для изменения генетического  материала растений, животных и микробов, способствуя получению на этой основе новых (зачастую принципиально новых) результатов.

Биотехнология – это биотехнические исследования, которые развиваются  в связи с усилением взаимодействия биологии и технических наук, особенно с материаловедением и микроэлектроникой. В результате чего создаются биотехничесикие системы, биоиндустрии и биотехнологии.

В узком смысле биотехнологиями  называют использование живых организмов в производстве и переработке  различных продуктов. Некоторые  биотехнологические процессы с древних  времен использовались в хлебопечении, в приготовлении вина и пива, уксуса, сыра, при различных способах переработки  кож, растительных волокон и др. Современные  биотехнологии основаны главным  образом на культивировании микроорганизмов (бактерий и микроскопических грибов), животных и растительных клеток.

В широком смысле биотехнологиями называются - технологиии, использующие живые организмы или продукты их жизнедеятельности. Или можно сформулировать так: биотехнологии связаны с тем, что возникло биогенным путем. Во всём мире идёт стремительное развитие нанотехнологии в научном, техническом и прикладном плане, включая решение многих экономических и социальных задач.

Нанотехнологии составляют основу для НТР и призваны радикально изменить окружающий мир. Это приоритетное направление для всех имеющихся отраслей. Прогрессивное развитие нанотехнологий даст толчок для развития многих отраслей промышленности и экономики в ближайшее время. В настоящее время под термином «нанотехнология» подразумевают совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества и позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы макромасштаба. Практически, нано (от греч. nanos-карлик) – это миллиардная доля чего-либо, т.е. нанометр – это метр, поделенный на миллиард.

В целом фронт нанотехнологических исследований охватывает широкие области науки и техники – от электроники и информатики до сельского хозяйства, в котором возрастает роль генно-модифицированной продукции.

В числе разработок –  электроника и информационные технологии на основе новых материалов, новых  устройств, новых условий и техники  монтажа, новых методов записи и  считывания информации, новых устройств  фотоники в оптических линиях связи.

В числе перспективных  проектов – наноматериалы (нанотрубки, материалы для солнечной энергетики, топливные элементы нового типа), биологические наносистемы, наноустройства на основе наноматериалов, наноизмерительная техника, нанообработка. В наномедицине прогнозируется метод лечения не болезни, а индивидуального человека по его генетической информации.

3.2 Последствия  применения био- и нанотехнологий.

В глобальном масштабе биотехнологии  должны обеспечить постепенный переход  к использованию возобновляемых природных ресурсов, включая использование  солнечной энергии для получения  водородного и жидкого углеводородного  топлива. Биотехнологические методы открывают  новые возможности в таких  областях, как добыча полезных ископаемых, утилизация отходов и защита среды  обитания, получение новых материалов и биоэлектроника.

Особое значение имеют  биотехнологии в решении проблемы продовольственной безопасности страны. В условиях нарастающего ресурсно-экологического кризиса только развитие биотехнологий  может обеспечить реализацию стратегии  устойчивого развития, альтернативой  которой в перспективе может  быть только третья мировая война  с применением оружия массового  уничтожения.

Достижения биологии открывают  принципиально новые возможности  для повышения продуктивности сельскохозяйственного  производства. Основной причиной потерь урожая являются заболевания растений, вызываемые патогенными микроорганизмами и вирусами, а также насекомые-вредители. В России потери подсолнечника от грибковых заболеваний составляют до 50%. Традиционные методы борьбы с  патогенными микроорганизмами, вирусами и насекомыми-вредителями, основанные на классической селекции, неэффективны ввиду феномена автоселекции патогенных форм и рас микроорганизмов, скорость которой опережает искусственную селекцию растений. Часто новый сорт поражается новыми, неизвестными ранее расами патогенов. Эта проблема решается путем введения в геном растений чужих генов, обуславливающих устойчивость к заболеваниям. В настоящее время трансгенными сортами картофеля, томатов, рапса, хлопка, табака, сои и других растений уже засеяны площади пахотных земель, в два раза превышающих площадь Великобритании. Задача ближайшего будущего - создание сортов, устойчивых к засухе, засолению почв, ранним заморозкам и другим природным явлениям.

Вместе с тем, неизбежны  и серьезные отрицательные последствия  бурного биологического прогресса.

Во-первых, в мире постоянно  появляются новые инфекции, опасные  для здоровья людей и животных, - СПИД, устойчивые к антибиотикам формы  туберкулеза, губчатый энцефалит крупного рогатого скота. Во-вторых, серьезную  обеспокоенность вызывает стремительное  распространение трансгенных растений и полученных из них продуктов питания. Хотя науке пока не известны какие-либо отрицательные последствия потреблением продуктов, изготовленных на основе трансгенных растений, здесь необходим тщательный контроль проводимых экспериментов и внедрения их результатов в практику сельского хозяйства.

Отдельную проблему представляет рост населения и развитие промышленного  производства, ведущие к оскудению  природы и деградации экологических  сообществ. Для успешного противодействия  этому процессу необходимо глубокое понимание его механизма и  разработка методов контроля, восстановления и поддержания природного равновесия.

Свиньи, которым вводят гормоны  роста, страдают гастритами и язвой  желудка, артритом, дерматитом и другими  заболеваниями, поэтому неудивительно, что мясо таких животных опасно для  здоровья человека. Создание устойчивых к гербицидам культур приводит к  расширению применения этих химикалий, которые неизбежно попадают в  атмосферу и системы водоснабжения  в несравненно большем количестве. Кроме того, когда сорнякам и вредителям удаётся развить в себе сопротивляемость к этим новым биологическим средствам, то специалистам приходится создавать  улучшенные разновидности гербицидов, тем самым совершая очередной  шаг на бесконечном пути попыток  подчинения и улучшения природы.

Существенная опасность  таится также и в углубляющемся  генетическом единообразии основных видов  растений. В современном сельскохозяйственном производстве применяется семенной материал, созданный по методикам  генной инженерии с целью увеличения продуктивности и качества получаемых урожаев. Если, однако, ежегодно высаживаются миллиарды идентичных семян кукурузы, то все посевы становятся уязвимыми  даже из-за какого-то одного вредителя  или единственной болезни. В 1970 году в США неожиданное массовое поражение  кукурузного листа уничтожило все  посевы от Флориды до Техаса. В 1984 году новая болезнь, вызванная неизвестной  бактерией, привела к гибели в  южных штатах страны десятков миллионов  цитрусовых деревьев. Следовательно, биотехнологическая революция, повышая урожайность, одновременно увеличивает риск дорогостоящих неудач.

Негативное влияние биотехнологий  на окружающую среду проявляется  и в том, что основанное на ней  сельское хозяйство всячески уклоняется от кардинальных экономических реформ. Если созданы новые сорта культур, способные произрастать на засолённых почвах или в жарком и сухом  климате, нелепо ожидать от фермеров и «капитанов» аграрного сектора  экономики ожидания того времени, когда  учёные изменят агротехнику их возделывания к этим условиям так, чтобы не создавать  опасности для окружающей среды. С другой стороны, вместо борьбы с  глобальным потеплением, засолением почв из-за чрезмерного осушения близлежащих  болот или быстрым сведением  лесов, ученые - биотехнологи изобретают новые виды растений, которые начинают «сотрудничать» с изменениями окружающей среды, вызванными человеческой деятельностью. Другими словами, высокоурожайное сельское хозяйство берёт на вооружение биотехнологию, не задаваясь вопросом о её экологической агрессивности. Создание и внедрение в повседневный рацион людей генетически модифицированных продуктов всё еще в значительной степени происходит путём проб и ошибок, но цена этих ошибок может оказаться слишком высокой. Фактически непредсказуемость воздействия генетически модернизированных организмов на окружающую среду, на человека и на животных – главная отрицательная черта биотехнологических достижений.

Именно потому, что области  применения биотехнологии столь  широки, трудно предсказать и описать  все возможные её последствия. При  этом очень важно видеть разницу  между биотехнологией, которая увеличивает  производство продукции в поле, и  более новой наукой – тоже биотехнологией – которая создаёт синтетические  продукты in vitro в лаборатории. Обе несут глубокие изменения, но именно последняя, переживающая пока стадию эксперимента, может иметь наиболее серьёзные последствия.

Подобно паровому двигателю  и электричеству, в свое время  преобразовавшим образ жизни  людей, этот вид биотехнологии, как  представляется, ныне тоже открывает  новую историческую эру. Она способна изменить структуру национальной экономики  многих стран, сферы приложения капитала и спектр научного знания. Она создаст  новые и сделает ненужными  многие традиционные виды деятельности. Поэтому следует быть готовыми к  возможному превращению сельского  хозяйства в отрасль, в которой  миллионы крестьян и фермеров превратятся  в наёмных рабочих, поскольку  отпадёт необходимость в выращивании  культур в естественных условиях, а сельскохозяйственные корпорации будут нуждаться лишь в производстве синтетической биомассы как сырья  для промышленности, осваивающей  создание искусственных семян и  эмбрионов. Для потребителя такая  пища, генетически запрограммированная  на обычный вкус, не будет отличаться от обычной. Фермеры же всего мира воспримут такую революцию в производстве пищи неоднозначно. Им, как и ткачам, работавшим на ручных станках, или мастерам, создававшим экипажи в XIX веке, грозит превращение в излишнюю рабочую силу.

Нанотехнология обеспечит невиданные до сих пор возможности практически в любой области человеческой деятельности, включая и способы ведения войны. Неподдельный энтузиазм вызывают перспективы использования нанотехнологии в таких областях, как вычислительная техника, информатика (модули памяти, способные хранить триллионы битов информации в объёме вещества с булавочную головку), коммуникационные линии, производство промышленных роботов, биотехнологии, медицина (адресная доставка лекарственных препаратов к повреждённым клеткам, выявление повреждённых и раковых клеток), космические разработки. Однако необходимо предвидеть и возможные негативные последствия развития нанотехнологии для безопасности мира.

Среди потенциальных негативных последствий развития нанотехнологий, эксперты выделяют целый ряд угроз. Опасения экспертов связаны с тем, некоторые компоненты нанотехнологических производств потенциально опасны для окружающей среды, а их воздействие на человека и среду его обитания до конца не изучено.

Полагают, что такие компоненты станут принципиально новыми загрязнителями, к борьбе с которыми современная  промышленность и наука будут  пока не готовы. Кроме того, принципиально  новые химические и физические свойства таких компонентов позволят им беспрепятственно проникать через существующие системы  очистки, включая и биологические, что приведет к взрывному росту числа аллергических реакций и связанных с этим заболеваний.

Важными представляются также  проблемы, связанные с миниатюризацией  нанотехнологических продуктов и встающей в этой связи проблемой защиты частной жизни: появление уже не микро-, а так называемых «наномашин-шпионов» в умелых руках дает неограниченные возможности по сбору любой конфиденциальной и компрометирующей информации. Кроме того, разная степень доступности нанотехнологических приложений в медицине и иных социально значимых областях приведет к появлению новой границы раздела человечества по степени использования нанотехнологий, что в целом усугубит и без того гигантский разрыв между богатыми и бедными.