Журнал 'Домашняя лаборатория', 2006 №12 - Гале

В 20-40-е годы XX века низший расход топлива на 100 км на серийных автомобилях достигал 5–5,4 л («Ситроен 5CV» и 2CV); к началу 80-х годов снизился до 3,65 л («Рено 5TL»), а к 2000 г. — до 2,5 л («Фольксваген-Лупо», гибридные автомобили фирмы «Тойота»). При этом значения КПД двигателей внутреннего сгорания за последние 100 лет изменились незначительно. Первый работоспособный дизель, созданный в 1897 г., имел КПД 30 %, безкомпрессорный дизель Юнкерса конца 20-х — 38 %, самый эффективный современный дизель достиг КПД 44 %.

Промышленность

Одним из основных направлений технического прогресса в XIX–XX вв. было увеличение единичной мощности главных орудий производства. К середине 70-х годов XX в. процесс почти сошел на нет. С тех пор остаются непревзойденными единичные мощности домны (5 тыс. куб. м), кислородного конвертора (емкость 350 т), прокатного стана (с 1969 г. — стан 2000 Липецкого комбината мощностью 6 млн. т в год), карьерного экскаватора (1968 г., фирма Бюсайрус, емкость ковша — 168 куб. м, вес -12 тыс. т, гидравлических прессов (с 1967 г. в СССР на Новокузнецком металлургическом заводе, уел. 75 тыс. т) и т. д.

Другим мерилом прогресса служит автоматизация промышленных процессов. В свое время были написаны тысячи книг о перспективах роботизации, заводах-автоматах. Прогресс быстро нарастал, но с начала 90-х сменился застоем. Первый промышленный робот был создан в 1961 г. (Энгельберг, США), к 1970 г. в мире было около 350 роботов, а в 1982 г. их выпустили 12 тыс. шт. В 1990 г. мировое производство промышленных роботов достигло 80 тыс. шт., но уже к 1994 г. выпуск упал до 53 тыс. шт. в год, а к 2001 г. восстановился лишь до 78 тыс. шт. Похожая картина наблюдается в производстве гибких автоматизированных систем, станков с ЧПУ, обрабатывающих центров.

Новые промышленные материалы

За последние 30–40 лет появились нанопорошки (с диаметром частиц 10-100 нм), углеродное волокно (1965 г.), углеродные нанотрубки (1991 г.), жаростойкие суперсплавы второго поколения (60-80-е годы), аморфные сплавы (1960 г.), металлокерамические композиты, сплавы с памятью формы, алмазные пленки, высокотемпературные сверхпроводники (1986 г.).

Все они дорогостоящи, объемы их производства колеблются от нескольких тонн до нескольких десятков тысяч тонн. Новые материалы имеют узкие области применения и не вытесняют традиционные (исключение составляют новые суперсплавы в авиадвигателях).

Для сравнения: новые материалы, созданные в первой половине XX в., (нержавеющие, хромированные, низколегированные стали, дюралюминий, стеклопластики) уже по прошествии 20–30 лет выпускались миллионами тонн.

«Звездным часом» современной химии можно назвать 40-50-е годы XX века, когда освоили промышленное производство почти всех важнейших современных полимеров (пластмасс, синтетических волокон и каучуков): мочевино-формальдегидных смол и полиметилметакрилата (1928 г.), полистирола и полиакрилонитрила (1930 г.), поливинил-хлорида и ненасыщенных полиэфиров (1933 г.), меламино-формальдегидных смол (1935 г.) полиуретанов (1937 г.), бута-диенстирольного каучука (1938 г.), полиэтилена высокого давления (1939 г.), нейлона и полиэфирных смол (1941 г.), бутилкаучука и эпоксидных смол (1943 г.), полиэтиленте-рефталата (1947 г.), АБС-пластиков (1952 г.), полиэтилена низкого давления (1953 г.), полипропилена(1957 г.), поликарбонатов (1959 г.). В мире начался бурный рост производства полимеров — с 0,2 млн. т в 1938 г. до 30 млн. т в 1973 г. и 200 млн. т в 2000 г.

После 1960 г. синтезировано много новых полимеров, но их выпуск так и не стал крупнотоннажным — производство каждого не превышает сотен тысяч тонн. А вот на долю синтезированных в 30-50-е двадцати полимеров сегодня приходится до 90 % всех выпускаемых, и эта доля не уменьшается.

Медицина

Бурное развитие новых технологий, медикаментов, медицинской техники началось со второй половины XIX в. С 30-40-х годов XX в., после появления сульфиламидов и антибиотиков для борьбы с инфекциями, в развитых странах мира стала быстро увеличиваться средняя продолжительность жизни. В семи странах (США, Англии, Франции, Швеции, Норвегии, Нидерланды, Дании) она возросла за 1870–1900 гг. на 7 лет (до 50,5 лет), в 1900–1930 гг. — на 11,2 года, в 1930–1960 гг. — на 10,3 года (достигнув 72 лет). А вот после 1960 г., несмотря на многочисленные достижения, в том числе в области томографии, трансплантации органов, фармацевтики, генетико-молекулярных методов, средняя продолжительность жизни в указанных странах за 41 год (.к 2001 г.) возросла только на 6 лет, достигнув. 78 лет. И это при колоссальном росте расходов на медицину. Например, в США в 2002 г. на здравоохранение было израсходовано 1,4 трлн. дол. (4887 дол. на человека), или 14 % ВВП (1/7 часть трудовой жизни американцы теперь тратят, зарабатывая на врачей и лекарства). Но чего стоят эти затраты, если рядом, в нищей Кубе, где на медицину тратят в 20 раз меньше — всего 229 дол. на человека в год, с учетом покупательной способности валют, и где современные технологии и медикаменты большей части населения недоступны, средняя продолжительность жизни оказывается почти такой же, как в США — 76,7 лет против 77 лет.

Обесценивает прогресс медицины и появление новых инфекционных болезней (СПИД, атипичная пневмония, птичий грипп, новая форма туберкулеза и др.), перед которыми вся мощь современной медицинской науки бессильна.

ВПК

В военной области самые главные достижения появились в период (между 40-ми и началом 60-х годов XX в.: ядерное и термоядерное оружие, стратегическое, оперативное, тактическое ракетное оружие, атомные подлодки, и т. д. Многие параметры оружия, созданного в те годы, остались непревзойденными до сих пор. Это и максимальная мощность ядерных зарядов, и самые страшные отравляющие вещества (V-газы), и наиболее скоростные истребители (МИГ-25). Многие виды оружия остаются на вооружении До сих пор (стратегический бомбардировщик В-52, баллистические ракеты «Минитмэн», автоматы Калашникова и проч.). Последующие 40 лет продемонстрировали намного более скромный прогресс. Значительные достижения разве что в электронике — именно они позволили сделать оружие более точное и «умное» (разделяющиеся боеголовки индивидуального наведения, высокоточные крылатые ракеты и другие средства поражения, самолеты-невидимки, противоракетное оружие). По-видимому, и дальнейший прогресс, в военной сфере все больше будет зависеть от развития электроники.

Электроника

Безусловно, самое важное в этой сфере произошло в последние 30–40 лет. Достаточно сказать, что современный настольный компьютер с процессором «Пентиум-4» с тактовой частотой в 4 Мгц имеет бóльшую вычислительную мощность, чем все 48 тыс. ЭВМ (1,9 млрд. оп./сек) США в 1968 г. Главным локомотивом прогресса в электронике служило повышение плотности размещения компонентов на микросхеме (по закону Мура, удвоение плотности шло каждые 2 года). Благодаря постоянному повышению разрешающей способности фотолитографических установок ширина линий при формировании микросхем уменьшилась с 20 мкм (20.000 нм) в начале 60-х до 65 нм к концу 2005 г., то есть в 300 раз (при росте плотности в 90 тыс. раз). В 2005 г. создан процессор Itanium 2, содержащий 1 млрд. транзисторов.

В последние годы появились признаки замедления прогресса и в этой области. Несколько лет назад ведущая фирма «Интел» — лидер в производстве процессоров, объявила об отказе от дальнейшего роста тактовой частоты процессоров. Но самое главное — фотолитография вплотную подошла к своим физическим пределам. В