VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Сегодня ни один человек не представляет своей жизни без компьютера, мобильного телефона, телевизора или других бытовых электроприборов. Однако мало кто представляет, что заставляет все это многообразие техники работать. Для большинства, фен или электрочайник – всего лишь красивый корпус с несколькими кнопками. А что же это на самом деле? На самом деле, это сложные устройства, в состав которых входит огромное количество узлов: как механических, так и электрических, которые взаимодействуют между собой и управляются при помощи собственного «интеллекта». Под «интеллектом» понимается сложная электронная система управления устройством.

На начальном этапе своего развития, электроника была представлена лишь электронными лампами (конец XIX – начало XX в.в.). Однако вакуумные лампы обладали низкой энергоэффективностью и просто огромными массогабаритными показателями, что сильно ограничивало сферу их применения. Дальнейшее развитие привело к появлению твердотельной электроники (середина XX в), начали использоваться элементарные транзисторы и диоды. С появлением новых устройств появились и новые потребности, в результате чего возникло понятие «микроэлектроника». Под «микроэлектроникой» понимается раздел электроники, связанный с изучением и производством электронных компонентов, габаритные показатели которых измеряются микрометрами (). На данном этапе появляются сложные гибридные устройства – микросхемы, которые способны объединить на одном квадратном миллиметре до ста тысяч транзисторов, диодов, резисторов и других компонентов. Казалось бы, этого более чем достаточно, для создания современного электронного устройства, но на границе веков появляется новое понятие – «наноэлектроника». Впервые этот термин применил Эрик Дреслер в книге «Машины создания. Грядущая эра нанотехнологии». Теперь, на одном квадратном миллиметре можно разместить до ста миллионов электронных компонентов. Это позволяет создавать совершенно новые устройства, создание которых ранее было просто невозможным. Однако, с появлением нового термина возникает и вопрос методологического порядка, что такое наноэлектроника: закономерное развитие микроэлектроники или революционный «прорыв»? Для разрешения этого вопроса воспользуемся методологией американского историка и философа Томаса Сэмюеля Куна, изложенной в работе «Структура научных революций», опубликованной в 1962 году.

В данной работе Томас Кун впервые вводит понятие «парадигма»: «Под парадигмами я подразумеваю признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают модель постановки проблем и их решений» [c.11]. Революция рассматривается как смена этих самых парадигм: «…научные революции рассматриваются здесь как такие некумулятивные эпизоды развития науки, во время которых старая парадигма замещается целиком или частично новой парадигмой, несовместимой со старой…» [c.128]. Кроме того, Кун поясняет, почему этот процесс можно назвать революцией: «Научные революции во многом точно так же начинаются с возрастания сознания, опять-таки часто ограниченного узким подразделением научного сообщества, что существующая парадигма перестала адекватно функционировать при исследовании того аспекта природы, к которому сама эта парадигма раньше проложила путь. И в политическом, и в научном развитии осознание нарушения функции, которое может привести к кризису, составляет предпосылку революции» [c.128].

Теперь, опираясь на данные фундаментальные высказывания, попытаемся понять, что же такое наноэлектроника. Однако сначала, необходимо определить, какая же парадигма господствовала ранее, в чем ее сущность.

Для этого снова воспользуемся данной методологией. Проанализировав историю развития, становится ясно, что последняя смена парадигм произошла при переходе от вакуумной электроники к твердотельной. Именно на этом этапе произошло кардинальное изменение, подразумевающее появление новой теории, которая заменила существующую теорию в тот момент. Произошла смена парадигм, а следовательно революция.

Вернемся к наноэлектронике. Только теперь, начнем ее рассмотрение с конца. Предположим, что наноэлектроника – это революция. Значит, произошла смена парадигм, старая теория вытеснилась новой. Произошло ли это на самом деле?

Сегодня повсеместно используются электронные компоненты – контроллеры, микросхемы, собранные из нанокомпонентов. Такие устройства действительно вытесняют «старые», сконструированные по технологии, способной производить электронику лишь в микромасштабе. Казалось бы, вот она – смена парадигм, но не стоит забывать, что предшествующей парадигмой была не микроэлектроника, а электроника твердотельная. В сравнении с ней, сама наноэлектроника не является чем-то совершенно новым. В состав любой микросхемы входят все те же диоды и транзисторы, лишь уменьшенные в размере. Кроме того, опираясь на определение смены парадигм, можно вынести еще один критерий – новая парадигма несовместима со старой, что в данном случае не так. Все это дает право говорить, что смены парадигм не произошло, более того, саму наноэлектронику нельзя назвать парадигмой в принципе.

Действительно, появились новые знания, новые вопросы. Однако эти знания не являются чем-то кардинально новым, это «просто приращение к тому, что уже было известно». Следовательно, наноэлектронику нельзя даже назвать парадигмой в полной мере.

Что же тогда такое наноэлектроника? Наноэлектроника – это всего лишь твердотельная электроника, с приставкой, показывающей степень ее развития, репрезентирующей эволюцию.

Список используемой литературы

1. КУН, Т. Структура научных революций. С вводной статьей и дополнениями 1969 г. /Т.Кун. - М.: Прогресс, 1977. - 300с.

2. Радиотехника. Большая Советская энциклопедия. Т.23. – М: Советская энциклопедия, 1975.

3. K. Eric Drexler. Engines of Creation. The Coming Era of Nanotechnology.1986