Chương XI. VĂN MINH THẾ KỶ XX
11.2. Văn minh thế giới nửa sau thế kỷ XX
11.2.1. Nguồn gốc, đặc điểm của cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật lần 2
Từ những năm 40 của thế kỉ XX, loài người bước vào cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật lần thứ hai với quy mô to lớn, nội dung sâu sắc và toàn diện, nhịp điệu vô cùng nhanh chóng, cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật đưa lại nhiều thành tựu và đổi thay vô cùng to lớn trên mọi mặt của đời sống nhân loại. Nền văn minh thế giới đã có những bước nhảy vọt chưa từng thấy.
Cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật hiện đại diễn ra là do những đòi hỏi của cuộc sống, của sản xuất nhằm đáp ứng những nhu cầu về vật chất và tinh thần của con người ngày càng tăng cao nhất là trong tình trạng bùng nổ dân số trong khi đó các nguồn tài nguyên thiên nhiên cứ vơi cạn dần. Điều đó đòi hỏi con người phải chế tạo ra những công cụ sản xuất mới có kĩ thuật, có năng suất cao, tìm ra các nguồn năng lượng mới, các loại vật liệu mới.
Trong chiến tranh thế giới II, các bên tham chiến đều tìm cách tăng tính cơ động của binh lính, tăng khả năng theo dõi đối phương... điều đó cũng góp phần thúc đẩy khoa học kĩ thuật phát triển.
Những thành tựu của khoa học kĩ thuật thế kỉ XIX cũng tạo tiền đề cho cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật lần này.
Nếu cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật thế kỉ XVIII diễn ra chủ yếu với nội dung cơ khí hoá, thì cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật lần này có nội dung phong phú và phạm vi rộng lớn hơn nhiều. Cuộc cách mạng này diễn ra trong mọi ngành khoa học cơ bản và trong mọi lĩnh vực của cuộc sống.
Nội dung chủ yếu của cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật lần này là tự động hóa cao độ bằng cách sử dụng rộng rãi máy tính điện tử, hiện đại hóa kĩ thuật và sản xuất trên cơ sở những phát minh khoa học mới nhất, sử dụng những nguồn năng lượng mới, những vật liệu mới, những công cụ sản xuất mới, tấn công vào lòng đại dương, đi sâu vào lòng đất, nghiên cứu bí mật của sự sống, nghiên cứu thế giới vô cùng nhỏ bé của hạt nhân, đồng thời thám hiểm vũ trụ bao la.
Đặc điểm của cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật lần này là có sự gắn bó chặt chẽ giữa khoa học với kĩ thuật. Khoa học đi trước mở đường cho sản xuất phát triển. Khoa học trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp, trở thành nguồn gốc chính của những tiến bộ kĩ thuật và công nghiệp hàng ngày.
Một đặc điểm khác trong cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật lần này là khoảng cách từ phát minh khoa học đến việc áp dụng phát minh đó vào sản xuất để thu hiệu quả kinh tế ngày càng rút ngắn. Kinh nghiệm của các nước phát triển chỉ rõ: đầu tư vào khoa học cho lãi cao hơn so với đầu tư vào các lĩnh vực khác.
Cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật hiện đại đã trải qua hai giai đoạn:
Giai đoạn đầu từ những năm 40 đến đầu những năm 70 với những đặc trưng cơ bản là:
149 a. Sự phát triển của các ngành năng lượng mới.
b. Những vật liệu mới cho phép đổi mới và chế tạo những máy móc mới, trong đó có các tên lửa cực mạnh mở ra kỉ nguyên vũ trụ.
c. Cách mạng sinh học.
d. Máy tính có thể làm từ hàng triệu đến vài tỷ phép tính trong một giây.
Giai đoạn thứ hai từ khoảng giữa những năm 70 của thế kỉ XX, cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật lần này được gọi là cuộc cách mạng công nghệ với sự ra đời của máy tính điện tử mới, được sử dụng trong mọi hoạt động kinh tế và đời sống xã hội, về vật liệu mới, về những dạng năng lượng mới và công nghệ sinh học, về phát triển tin học.
Việc áp dụng những công nghệ hoàn toàn mới đã tạo điều kiện cho sản xuất phát triển theo chiều sâu, giảm tiêu hao năng lượng và nguyên liệu, giảm tác hại đến môi trường, nâng cao chất lượng sản phẩm và dịch vụ, thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển sản xuất. Trong giai đoạn trước, máy móc thay thế lao động cơ bắp, trong giai đoạn này, cách mạng tin học, máy tính thay thế nhiều chức năng của lao động trí óc.
Cuộc cách mạng công nghệ trở thành cốt lõi của cách mạng khoa học kĩ thuật và thu được nhiều thành tựu kì diệu.
Công nghệ được hiểu tổng quát là tập hợp công cụ - phương tiện nhằm biến đổi nguồn lực tự nhiên thành sản phẩm hàng hóa. Công nghệ làm tăng khả năng cơ bắp và trí tuệ của con người, làm cho thiên nhiên trở nên có ích với cộng đồng, cuộc sống trở nên dễ chịu. Vì vậy, công nghệ được coi là chiếc chìa khóa cho sự phát triển kinh tế, tạo lập một xã hội phồn vinh.
Công nghệ được hiểu cụ thể là kĩ năng và các thủ tục nhằm chế tạo và sử dụng sản phẩm. Ngoài ra công nghệ còn bao hàm cả các kĩ năng quản lí, tổ chức, khả năng tiếp cận thông tin, khả năng tài chính, khả năng tiếp thị...
Theo sự thống nhất của các tổ chức quốc tế về công nghiệp - công nghệ thì công nghệ được thể hiện qua 4 nội dung sau: Phần thiết bị (cơ sở hạ tầng, thiết bị máy móc...), phần con người (đội ngũ nhân lực để vận hành, điều khiển, quản lí thiết bị...), phần thông tin (khả năng thu thập, xử lí thông tin), phần quản lí, tổ chức (các hoạt động tạo lập mạng lưới, tuyển dụng nhân lực, trả lương...)
Do đó, công nghệ nhất thiết phải chứa đựng hàm lượng trí tuệ, thông minh, cải tiến đem lại hiệu quả cao trong cuộc sống.
11.2.2. Những thành tựu của cách mạng khoa học công nghệ nửa sau thế kỉ XX Cuộc cách mạng khoa học công nghệ đã đạt được những thành tựu kì diệu trong mọi ngành khoa học cơ bản và trong mọi lĩnh vực của cuộc sống, rõ nét nhất là trong các ngành điện tử - tin học, năng lượng mới, vật liệu mới, công nghệ sinh học, kĩ thuật lade, khoa học vũ trụ.
- Máy tính và rôbôt là những sản phẩm tiêu biểu của công nghệ điện tử-tin học Máy tính điện tử là một trong những thành quả kĩ thuật quan trọng nhất của thế kỉ XX. Chiếc máy tính cơ học điện tử đầu tiên được sử dụng là “Colossus” do nàh toán học người Anh H.Turich phát minh năm 1943 giúp việc phá vỡ bí mật mật mã của Hitle.
150
Nhưng phải kể đến thành công của một công trình sư người Mĩ là Ư.J. Eckớt và một nhà vật lí học khác, năm 1946 đã phát minh ra chiếc máy tính điện tử và từ đó tốc độ phát triển của máy tính điện tử diễn ra nhanh chóng. Chiếc máy tính điện tử ENIAC nặng 30 tấn, chiếm một căn phòng rộng 100 m2, tiêu thụ rất nhiều điện năng. Chiếc máy tính này có khả năng hoàn thành 5000 phép tính trong một giây. Các nhà khoa học phải mất hàng giờ mỗi khi thay đổi chương trình.
Theo đà phát triển của các linh kiện điện tử, người ta chia máy tính điện tử thành 5 đời: Đời thứ nhất là thời đại sử dụng bóng đèn điện tử chân không(1946 - 1950), tốc độ vận hành của máy tính nói chung mỗi giây từ mấy nghìn đến mấy nghìn lượt. Đời thứ hai là thời đại bóng bán dẫn (1956 - 1962), máy tính được sử dụng trong lĩnh vực quân sự đã mở rộng sang các lĩnh vực kinh tế. Đời thứ ba là thời đại mạch điện tổng hợp (1962 - 1970), là loại máy tính thu nhỏ. Đời thứ tư là mạch điện tử tổng hợp (1970), với thời đại này trong một giây có thể ttính được 100.000.000 lần. Hiện nay thế hệ thứ năm của máy tính tập trung vào kĩ năng trí tuệ nhân tạo (người máy), vận hành mỗi giây làm được 1 tỷ bài toán. Từ máy tính điện tử dẫn tới sự kết nối Internet, tạo ra mạng thông tin toàn cầu với khả năng trao đổi thông tin cực nhanh, giá rẻ. Sự ra đời của máy tính điện tử đã dẫn đến tự động hóa quá trình sản xuất, nghĩa là máy tự động và hệ thống máy tự động. Máy tính điện tử có khả năng dự trữ số liệu, có năng lực ghi nhớ và có khả năng xét đoán như năng lực phán đoán. Với ý nghĩa lớn lao và sâu sắc của máy tính điện tử hỗ trợ con người lao động trí tuệ, một kỉ nguyên mới đã được mở ra. Ở đó tri thức trở thành nguồn lực cho phát triển.
Đội ngũ rôbôt công nghiệp ngày càng đông đảo, thông minh hơn và lĩnh vực tham gia hoạt động đang ngày càng mở rộng trong nhiều lĩnh vực như quản lí, sản xuất, kể cả công nghệ chế tạo đòi hỏi chính xác (lắp ráp linh kiện điện tử), những nơi lao động nặng nhọc nguy hiểm trong hầm mỏ, trong lò phản ứng hạt nhân... Sự ra đời của người máy chứa đựng cả hai ưu điểm của tự động hóa: giúp con người về lao động cơ bắp và về trí tuệ.
Rôbốt đầu tiên được chế tạo tại Mĩ vào năm 1961 với chức năng như “một công nhân đơn giản bằng sắt thép”. Qua thời gian nhờ các bộ vi xử lí, rôbốt thực hiện được những động tác phức tạp, có thể hàn, sơn, tự động và chuyển dần đến dạng thông minh biết đánh cờ, chơi âm nhạc, nhận biết và phản ứng với môi trường.
Công nghệ thông tin
Do sự ra đời và kết hợp của công nghệ vi điện tử và các ngành khoa học công nghệ khác (công nghệ vi song, công nghệ sợi quang, công nghệ vệ tinh… ), các biện pháp thông tin hiện đại xuất hiện ngày càng nhiều. Các biện pháp thông tin như thông tin sợi quang, thông tin vi sóng, thông tin vệ tinh, thông tin di động,…đã làm cho hệ thống thông tin ngày càng đa dạng và có hiệu quả cao. Năm 1955, Narinder Kapary (Anh) đã phát minh sợi quang học. Kapary kéo dài những sợi thủy tinh quang học tới kho chúng mỏng như sợi tóc. Kapary chiếu một chùm sáng vào một đầu sợi thủy tinh và nhận thấy rằng, chùm sáng không khuyếch tán ra thành sợi thủy tinh mà toàn bộ chùm sáng ló ra ở đầu kia của sợi thủy tinh, ngay cả khi uốn cong sợi thủy tinh. Khám phá của Kapary mở ra một khoa học mới, ngành quang học sợi. Ban đầu, quang học sợi chỉ áp dụng trong y tế, cho phép quan sát các bộ phận trong cơ thể. Nhưng sau đó, quan học sợi được nghiên cứu
151
sâu sắc và ứng dụng trong truyền tín hiệu điện thoại, vô tuyến truyền hình, máy tính…
Hiện nay, thông tin sợi quang đang ngày càng trở thành trụ cột chủ yếu của thông tin hiện đại. Về phương diện lí thuyết, chỉ một đường thông tin sóng ánh sáng, có thể cùng một lúc hoạt động được hàng trăm triệu điện thoại hoặc hàng trăm ngàn kênh vô tuyến truyền hình. Nhưng trước mắt chỉ một sợi cáp quang có thể làm cho mấy trăm nhìn điện thoại hoặc mấy chục kênh vô tuyến truyền hình chuyển đến những nơi cách hàng ngàn dặm, ưu việt hơn thông tin cáp điện nhiều mặt. Tháng 12 năm 1988, hệ thống cáp quang xuyên dưới đáy Đại Tây Dương đã xây dựng thành công. Hệ thống cáp quang này có thể truyền tải đồng thời 40.000 cuộc đàm thoại giữa châu Âu và châu Mĩ. Tiếp đó tháng 4 năm 1989, hệ thống cáp quang thứ hai thành lập, xuyên dưới đáy Thái Bình Dương, nối liền Mĩ và Nhật Bản. Từ đó đến nay, hàng loạt hệ thống cáp quang dưới dạng tín hiệu quang học được số hóa nên không chịu ảnh hưởng của các yếu tố điện từ trường.
Hơn nữa, thông lượng truyền tải của cáp quang lớn gấp hàng nghìn lần các hình thức truyền tải bằng dây dẫn thông thường. Do đó, mặc dù chỉ là những hình thức khởi đầu, nhưng việc xây dựng các hệ thống cáp quang trên phạm vi toàn thế giới thực sự là một cuộc cách mạng trong lĩnh vực thông tin.
Một bước nhảy vọt khác trong công nghệ thông tin là sự ra đời của mạng máy tính.
Từ thập niên 80 thế kỉ XX trở về trước, xu thế phát triển của công nghệ thông tin chủ yếu là phát triển máy tính lớn. Máy tính lớn có khả năng rất lớn nhưng rất đắt tiền, không phổ cập được, phải nhiều người dùng một máy, làm việc theo chế độ phân chia thời gian liên tục 24 giờ một ngày. Nhưng từ khi máy tính cá nhân ra đời, kết nối nhiều máy tính với nhau thành một mạng, cùng làm việc với nhau như làm việc trên một máy siêu lớn, nhưng không phải theo chế độ phân chia thời gian, mà mọi người đều có máy tính riêng làm việc theo chế độ phối hợp, chia sẻ thông tin. Nhờ đó hệ thống hoạt động thuận tiện và hiệu quả hơn nhiều. Mạng máy tính đầu tiên xuất hiện năm 1969, là mạng ARPAnet thuộc Bộ Quốc phòng Mĩ, tiền thân của Internet ngày nay Năm 1979, mạng này bắt đầu được mở rộng kết nối quốc tế. Với sự ra đời của giao thức Internet (TCP/IP) năm 1982 những thành tựu mới về kĩ thuật mạng, siêu văn bản, công nghệ Web năm 1989, mạng máy tính phát triển rất nhanh nối khắp nơi trên thế giới, năm 1984 đã có 1000 người dùng nối vào mạng. Internet thực sự ra đời năm 1993 với khoảng 1 triệu người dùng. Tháng 3 năm 2000, có khoảng 280 triệu người dùng Internet trên khắp thế giới và hàng năm, người dùng tăng 30 – 40%.
Nhiều loại vật liệu mới ra đời trong hoàn cảnh vật liệu thiên nhiên ngày càng vơi cạn dần. Những loại vật liệu mới này còn có những tính năng hơn hẳn vật liệu tự nhiên như siêu bền, siêu cứng, siêu nhẹ...Trong các vật liệu mới hiện nay, đáng chú ý nhất là vật liệu cho thông tin, vật liệu tổng hợp và vật liệu năng lượng mới.
Vật liệu tổng hợp nghĩa là dùng một số loại vật liệu có tính chất khác nhau để tạo ra một loại vật liệu mới, có tính năng và độ bền mới. Đó là các loại vật liệu như sợi pha nhựa, kim loại hỗn hợp, sứ hỗn hợp, than hỗn hợp…Năm 1976, các vật liệu loại này có 250.000 loại, nhưng đến năm 1982 đã tăng lên 335.000 loại.
Vật liệu siêu dẫn là vật liệu dùng trong tải điện không gây tổn thất điện năng và khả năng tải hầu như vô hạn; sử dụng vật liệu siêu dẫn trong chế tạo động cơ điện có thể giảm kích thước xuống rất nhỏ mà đạt được công suất rất lớn.
152
Trong vật liệu năng lượng mới, hiện nay các nhà khoa học đang nghiên cứu chế tạo và phát triển silic phi tinh thể, vật liệu siêu dẫn và gốm sứ tinh chất. Dùng silic phi tinh thể chế tạo pin mặt trời, hiệu quả dẫn điện cao, ổn định, ít hao mòn vật liệu, giá thành hạ.
Đáng chú ý nhất là công nghệ nanô. Công nghệ nanô có độ chính xác ở cấp nguyên tử, tức là các sản phẩm được tạo ra bởi công nghệ nanô có một cấu trúc cố định đạt được những tính chất mong muốn ở cấp độ nguyên tử. Bất kì một sản phẩm cần thiết đều được chế tạo trực tiếp từ những phân tử hoặc nguyên tử. Không cần phải chuyển nguyên vật liệu đến từ nơi xa. Thay vào đó, bất kì vật liệu nào ở quanh đấy đều được tách ra thành những nguyên tử hợp thành rồi sau đó lắp ráp chúng lại thành ra sản phẩm hữu ích nhờ các thiết bị lắp ráp phân tử của công nghệ nanô. Chẳng hạn, từ vật liệu cácbon có thể tạo ra được những ống cácbon đường kính khoảng 0,1 – 0,2 micromet, thành của nó dày khoảng vài chục nanomet. Từ những ống cacbon đó có thể tạo ra một loại vật liệu mới so với thép nhẹ hơn 7 lần, cường độ chịu lực lớn hơn thép 400 lần. Công nghệ nanô mở ra một triển vọng rất to lớn cho các ngành công nghiệp công nghệ cao, cho tự động hóa và quá trình sản xuất, các quá trình điều khiển khác.
Nhiều loại năng lượng mới đã được con người sử dụng để biến thành điện năng như năng lượng nguyên tử, năng lượng Mặt Trời, năng lượng gió, năng lượng thủy triều, năng lượng nhiệt hạch...
Tia lade (laser) mới được phát minh ra từ những năm 60 của thế kỉ XX nhưng đến nay đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, từ quân sự, thiên văn, y học, công nghệ in, thông tin liên lạc...
Năm 1942, được coi là kỉ nguyên đầu tiên của nguyên tử, khi lò phản ứng hạt nhân được xây dựng tại Mĩ. Kể từ đó, nhân loại bắt đầu sử dụng năng lượng nguyên tử. Tháng 7 năm 1945, Mỹ nghiên cứu thành công quả bom nguyên tử đầu tiên. Năm 1949, Liên Xô tuyên bố chế tạo được bom nguyên tử, sau đó là Anh (10/1951), Pháp (2/1960), Trung Quốc (10/1964). Năm 1954, Liên Xô đưa vào sản xuất một nhà máy điện nguyên tử công suất 5000 kw. Lần lượt sau đó các nước khác trên thế giới bắt đầu xây dựng nhà máy điện nguyên tử, như Anh (1956), Mĩ (1957)…Năng lượng nguyên tử có ưu điểm mà các nguồn năng lượng khác không có nên nó được sử dụng làm nguồn năng lượng cho vệ tinh nhân tạo và cho tàu bè.
Công nghệ sinh học đã đạt được nhiều thành tựu đáng kinh ngạc, thậm chí đáng sợ.
Công nghệ sinh học tập trung vào bốn lĩnh vực : công nghệ gien, công nghệ tế bào, công nghệ vi sinh, công nghệ enzim. Nhờ công nghệ sinh học, người ta đã tạo ra nhiều giống cây, con mới với những đặc tính ưu điểm khác hẳn các giống trong tự nhiên; nhiều loại dược phẩm mới ra đời, nhiều loại chất xúc tác mới xuất hiện...
Công nghệ gien đồng nghĩa với công nghệ di truyền. Các nhà sinh học đã phát hiện ra rằng mọi thông tin di truyền về hình dáng, tính chất của cơ thể được ghi lại trong phân tử một loại axit có tên là ADN (axit đêrôxiribônuclêic). Gien là một phân đoạn của ADN.
Bản chất của công nghệ gien là thiết kế các phân tử ADN trong ống nghiệm, còn gọi là tái tổ hợp AND, sau đó đưa chúng vào cơ thể sống của động vật hoặc thực vật. Công nghệ tái tổ hợp ADN nhằm đưa gien mới vào, có thể sử dụng cả gien lạ về mặt sinh vật để biến đổi gien hiện có, nhằm sáng tạo ra những sinh vật mới. Nhờ công nghệ gien nhiều vắc xin chữa bệnh hiểm nghèo đã được chế tạo, chẩn đoán được bệnh khi đứa trẻ ra đời… Công