9650942596

WYKŁAD O

Fizyka a postęp cywilizacyjny

Wiedza i technologia to główne siły napędowe postępu cywilizacyjnego obserwowanego obecnie w krajach wysoko rozwiniętych Europy, Dalekiego Wschodu i Ameryki Północnej¹. W procesie tym znaczącą rolę odgrywa wiedza fizyczna, ponieważ osiągnięcia fizyki nowożytnej (od XVI wieku) przyczyniły się w decydującej mierze do dokonania najważniejszych wynalazków i spowodowały wiele istotnych wydarzeń w historii. Do najważniejszych wynalazków zaliczamy wynalezienie: baterii elektrycznej (1800), lodówki (1850), silnika benzynowego (1885), samolotu (1903), tranzystora (1948), sztucznego satelity (1957), minikomputera (1960). W grupie najważniejszych wydarzeń należy odnotować udoskonalenie silnika parowego przez Jamesa Watta (1775), uruchomienie masowej produkcji samochodów przez Henry Forda (1903) oraz zrzucenie bomb atomowych na Japonię (1945).

W rozwoju nauki i techniki wiodącą rolę odgrywały badania podstawowe i odkrycia dokonane przez fizyków takich, jak: Galileo Galilei (1564-1642), Isaac Newton (1645-1727), Dmitrij Mendelejew (1834-1907), Ernest Rutherford (1871-1937), Albert Einstein (1879-1953), Niels Bohr (1885-1962), Edwin Powell Hubble (1889-1953), Werner Heisenberg (1901-76), Edwin Schródinger (1887-1961), Enrico Fermi (1901-54) oraz Richard Feynman (1918-1988).

Mechanika kwantowa była pierwszą i najważniejszą rewolucją naukową XX wieku, która utorowała drogę rewolucji informatycznej i rewolucji w biologii molekularnej. Prace w zakresie kwantowej fizyki ciała stałego zaowocowały wynalezieniem tranzystora (1948, John Bardeen (1908-1991), Walter Hauser Brattain (1902-87), William Shockley (1910-89)), co pociągnęło za sobą opracowanie technologii litograficznych, technik produkcji obwodów scalonych, skonstruowanie procesorów oraz mikroprocesorów. W 2000 roku nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki otrzymali prekursorzy rewolucji informatycznej: Zhores Alferov² (1930), Herbert Kroemer³ (1928) i Jack Kilby⁴ (1923). Dwaj pierwsi zostali uhonorowani za pionierskie prace nad półprzewodnikowymi heterostrukturami stosowanymi obecnie w superszybkich urządzeniach elektronicznych i optoelektronicznych, a J. Kilby za wynalezienie układów scalonych (co zainicjowało, trwający do dzisiaj, proces ich miniaturyzacji; mikroprocesory firm Intel i AMD zawierają obecnie ponad 30 milionów tranzystorów upakowanych na powierzchni nie większej od 1 cm².). Osiągnięcia i prace wyżej wymienionych noblistów stworzyły podstawy fizyczne, na których oparty jest obecny przemysł komputerowy.

W roku 2001 Erica Cornella, Wolfganga Ketterle i Carla Wiemana wyróżniono nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki za otrzymanie nowego czysto kwantowego stanu materii — kondensatu Bosego-Einsteina⁵ — i badania nad jego niecodziennymi właściwościami.

Lauretami nagrody Nobla z fizyki w 2003 r. zostali Aleksy Abrikosov⁶, Yitalij Ginzburg oraz An-thony Leggett⁷, których uhonorowano za pionierski wkład do teorii nadprzewodnictwa i nadciekłości.

2

1

Patrz także rozdział zatytułowany Ocali nas nauka zamieszczony pod koniec tego opracowania.

2

Opracował podstawy fizyczne działania lasera półprzewodnikowego (1963), który zbudował i uruchomił w 1970 roku na heterozłączu GaAs-GaAlAs.

3

Twórca inżynierii szczeliny energetycznej, tj. materiałów półprzewodnikowych ze zmienną szczeliną energetyczną, której początki sięgają roku 1957.

4

Wspówynalazca układów scalonych, których koncepcja wysunięta została w 1958 roku. Obok J. Kilby za współ-wynalazcę układów scalonych uznawany jest Robert Noyce (zmarł w 1990 roku), który zainicjował ich produkcję w technologii planarnej na bazie krzemu (zamiast germanu).

5

W bardzo niskich temperaturach atomy metali alkalicznych kondensują w stan kawntowy.

6

Na zaproszenie prof. Jerzego Czerwonki, ówczesnego dyrektora Instytutu Fizyki, gościł we Wrocławiu. Szerzej pisze o tym J. Czerwonko w broszurze pt. Goście naszego Instytutu (w najweselszym baraku obozu) , Oficyna Wydawnicza PWr, 2004.

7

'Na zaproszenie prof. Jerzego Czerwonki, ówczesnego dyrektora Instytutu Fizyki, przebywał miwsiąc we Wrocławiu. Opisuje to J. Czerwonko w broszurze pt. Goście naszego Instytutu (w najweselszym baraku obozu) , Oficyna Wydawnicza PWr, 2004.