[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Nauka i technika oddziaływały na siebie nie tylko w przeszłości.To wzajemne oddziaływanie z biegiem czasu stawało się coraz silniejsze i nigdy te dwie gałęzie ludzkiej działalności umysłowej nie były tak bardzo ze sobą splecione jak obecnie.Przez przypadek rok 1979 stał się znaczący dla dwóch wielkich ludzi, z których jeden wydaje się uosobieniem najczystszej nauki, a drugi najbardziej praktycznej techniki — dla Alberta Einstina (1879–1955), największego naukowca od czasów Newtona i dla Thomasa Alvy Edisona (1847–1931), największego wynalazcy wszechczasów.W jakim miejscu moglibyśmy znaleźć ich współzależność?Z pewnością teoria względności Einsteina jest najczystszym przykładem nauki, jaki można sobie wyobrazić.Określenie „praktyczna” w odniesieniu do niej wydaje się być bluźnierstwem.Jedynie teoria względności opisuje między innymi ruch ciał z prędkościami zbliżonymi do prędkości światła.Z prędkościami takimi poruszają się cząstki subatomowe, które nie mogą być badane prawidłowo bez uwzględnienia ich „relatywistycznych prędkości”.Oznacza to, że bez uwzględnienia teorii Einsteina nie istniałyby nowoczesne akceleratory cząstek, a wszystkie współczesne zastosowania rezultatów pracy tych akceleratorów zostałyby wyrzucone za burtę.Nie mielibyśmy na przykład izotopów, wykorzystywanych na szeroką skalę w medycynie, przemyśle i chemii — i nie moglibyśmy ich oczywiście wykorzystywać w czystej nauce jako wyrafinowanych narzędzi badawczych.Z teorii względności daje się wysnuć wniosek, że materia i energia są wzajemnie związane w pewien szczególny sposób (słynne równanie: e = mc2).Niegdyś panowało przekonanie, że materia i energia są niezależnymi od siebie wielkościami fizycznymi.Równanie to stało się impulsem do wzrostu zainteresowania badaczy energetycznymi aspektami cząstek elementarnych, a w końcu umożliwiło skonstruowanie bomby atomowej i wybudowanie wielu elektrowni nuklearnych.Zainteresowania naukowe Einsteina nie ograniczały się jedynie do teorii względności.W 1917 roku wykazał, że jeżeli jakaś cząstka, znajdująca się na wysokim poziomie energetycznym (termin zaczerpnięty z czysto naukowej teorii kwantów, która powstała w 1900 roku), zderzy się z fotonem (jednostką energii promieniowania) o odpowiedniej częstotliwości, spadnie ona na niższy poziom energetyczny.Stanie się tak w wyniku tego, że cząstka odda część swojej energii w postaci fotonu o ściśle określonej częstotliwości i poruszającego się dokładnie w tym samym kierunku, jaki miał foton pierwotny.Trzydzieści sześć lat później, w 1953 roku, Charles Hard Townes (ur.1915) wykorzystał teoretyczny wywód Einsteina i wynalazł „maser”, który w oparciu o tę zasadę miał możliwość wzmacniania wiązki fotonów krótkich fal radiowych („mikrofal”).W 1960 roku Theodore Harold Mainman (ur.1927) rozszerzył tę zasadę na fotony o jeszcze większej częstotliwości (jeszcze krótsze fale), na fotony z zakresu światła widzialnego i skonstruował pierwszy „laser”.Laser, zbudowany w oparciu o skomplikowane rozumowanie Einsteina sprzed czterdziestu lat, ma niezliczone zastosowania, począwszy od chirurgii, a na wojsku skończywszy.Znalazł także zastosowanie w sferze czystej nauki, skąd się wywodzi jego idea, ponieważ może być wykorzystywany do niewiarygodnie subtelnych doświadczeń służących weryfikacji teorii względności.Jaki to ma związek z Edisonem?Ostatecznym rezultatem jego inwencji stało się rozpowszechnienie na całym świecie elektryczności, znaczne zwiększenie możliwości jej wytwarzania i transportu oraz zwiększenie znaczenia jakiegokolwiek urządzenia, które mogłoby poprawić sprawność oraz opłacalność produkcji i przesyłania energii elektrycznej.Mówiąc krótko, Edison przeprowadził czysto naukowe badania przepływu i zachowania się prądu elektrycznego — bardzo ważnego obszaru zainteresowań badawczych.Charles Proteus Steinmetz (1865–1923) był z całą pewnością technikiem.Pracował dla „General Electric”i miał na swoim koncie dwieście patentów.Oprócz tego rozwiązał, uwzględniając wszystkie matematyczne subtelności, skomplikowane problemy obwodów prądu przemiennego, co stanowiło szczytowe osiągnięcie czystej nauki.Podobną pracę wykonał Oliver Heavside (1850–1925).Jeśli zaś chodzi o Edisona, to jego prace nad oświetleniem elektrycznym zaprowadziły go niechcący na obszary czystej nauki.Po wynalezieniu pierwowzoru żarówki przez wiele lat pracował nad jej ulepszeniem, szczególnie nad przedłużeniem żywotności włókna żarowego, które początkowo przepalało się zbyt szybko.Jak to było w jego zwyczaju, próbował wszystkiego, co mu tylko przyszło na myśl.Jednym z takich prowadzonych na „chybił–trafił” doświadczeń było umieszczenie we wnętrzu żarówki, z której wypompowano powietrze, metalowej siatki i zamocowanie jej w pobliżu włókna żarowego w taki sposób, by go nie dotykała.Te dwa elementy były oddzielone od siebie wąską przestrzenią próżni.Wtedy Edison włączył prąd, aby zobaczyć, czy obecność siatki metalowej będzie miała jakiś istotny wpływ na żywotność żarzącego się włókna.Okazało się, że nie, i Edison zrezygnował z takiego rozwiązania.Jednakże w trakcie doświadczeń zauważył, że prąd elektryczny płynie od włókna do siatki, mimo panującej tam próżni.Cała ogromna wiedza praktyczna Edisona była bezużyteczna, nie dając mu wyjaśnienia tego zjawiska.Zanotował swoje spostrzeżenie, a później je opatentował.Zjawisko nazwano „efektem Edisona”.Stało się ono jedynym jego odkryciem w sferze czystej nauki — lecz miało ścisły związek z pracami Edisona w sferze techniki.Czy to przypadkowe spostrzeżenie doprowadziło do czegokolwiek? No cóż, okazało się, że przepływowi prądu elektrycznego towarzyszy przepływ materii o szczególnie subtelnej naturze — materii, która ostatecznie została rozpoznana jako elektrony — pierwsze poznane cząstki elementarne.Kiedy już uświadomiono sobie istnienie elektronów, następnym krokiem było wynalezienie metod pozwalających wzmacniać lub modyfikować ich przepływ w próżni, to znaczy umożliwiających sterowanie prądem elektrycznym z dużo większą dokładnością niż tylko poprzez załączanie i wyłączanie styków.Efekt Edisona stał się zalążkiem olbrzymiej dziedziny — elektroniki.Można znaleźć inne przykłady.Prowadzone przez nauki techniczne poszukiwania sposobów eliminowania atmosferycznych zakłóceń w połączeniach radiotelefonicznych posłużyły za podstawę do rozwoju radioastronomii i doprowadziły w końcu do takich odkryć czystej nauki jak: kwazary, pulsary i teoria wielkiego wybuchu [big bang].Rozwój technologii wytwarzania tranzystorów doprowadził do sprawniejszego manipulowania i sterowania prądami elektrycznymi, a w końcu do powszechnej automatyzacji i komputeryzacji.Komputery stały się podstawowymi narzędziami pracy zarówno w nauce, jak i technice
[ Pobierz całość w formacie PDF ]