Открытия в химии

Идеи всеобщей связи и развития постепенно и биологии завоевали себе место и в химии. Этапным для химии стало появление в 1861 г. теории химического строения органических соединений A.M. Бутлерова, создавшей фундамент для химии органического синтеза. Но величайшим открытием в химии стало создание Д. И. Менделеевым в 1869 г. периодической системы химических элементов, которая не просто установила связь между физическими и химическими свойствами элементов, но и взаимную связь между всеми химическими элементами.

Д.И. Менделеев (1834–1907)

Биология также не осталась в стороне от новых идей. С начала XIX в. в ней появляются первые эволюционные теории, среди которых особого внимания заслуживает концепция Ж. Б. Ламарка. Он впервые выдвинул предположение о роли среды в процессе эволюции, представлявшем естественный процесс восхождения от низших форм к высшим. Он считал, что под воздействием окружающей среды меняются органы и ткани, причем эти изменения передаются последующим поколениям.

Важнейшим шагом на пути проникновения в биологию идеи развития стало создание палеонтологии – науки, изучающей следы когда-то живших на Земле растений и животных. Эта наука опровергла представления о вечности и неизменности жизни на Земле.

Итогом развития биологии XIX в., бесспорно, является эволюционная теория Чарлза Дарвина. Она основывается на трех фундаментальных положениях – наследственной изменчивости, естественном отборе и борьбе за существование, происходивших в рамках одного вида. После появления дарвиновской теории биология стала настоящей наукой. В ней утвердились представление о том, что органический мир имеет свою историю, причем человек является частью этой истории, вершиной развития органического мира.

Ч. Дарвин (1809–1882)

Кризис классической науки

Эти и многие другие, не названные нами, открытия XIX века подняли естествознание на качественно новую ступень, превратили его в дисциплинарно организованную науку. Из науки, собиравшей факты и изучавшей законченные, завершенные, отдельные предметы, в XIX в. она превратилась в систематизирующую науку о предметах и процессах, их происхождении и развитии. Это произошло в ходе комплексной научной революции середины XIX в. В силу этого наука XIX в. несла в себе зерна будущего кризиса, разрешить который должна была вторая глобальная научная революция конца XIX – начала XX в.

Особую роль в кризисе научного мировоззрения сыграла дарвиновская теория эволюции, которая вновь поставила на повестку дня вопрос о месте и роли Жизни в Космосе. До сих пор в этом вопросе господствовало негласное соглашение об особом месте человека в мире. Теперь же было очевидно, что не только мир не является результатом божественного творения, но и человек появился в ходе естественного эволюционного процесса. И это означало, что человек – такое же животное, как и другие на Земле. Все отличие человека заключается в том, что он достиг более высокой ступени развития. Человек перестал быть любимым творением Господа, наделенным божественной душой, он стал случайным экспериментом природы.

Этот пессимистический взгляд еще более подтверждался благодаря открытию второго начала термодинамики, согласно которому Вселенная стихийно и неотвратимо движется от порядка к беспорядку, чтобы в конце концов достичь состояния наивысшей энтропии, или «тепловой смерти». Чисто случайно история человечества до сих пор происходила в благоприятных биофизических условиях, обеспечивших человеку выживание, но в этой случайности не было признаков проявления какого-то божественного замысла и тем более свидетельства о надежности нынешнего космического состояния.

Тем неожиданнее стали те научные открытия, которые послужили толчком ко второй глобальной научной революции, практически разрушившей старую картину мира и создавшей новую, современную науку XX века. Эта революция началась в физике, затем проникла в другие естественные науки, кардинально изменила философские, методологические, гносеологические, логические основания науки в целом, создав феномен современной науки.

Вторая глобальная научная революция

Конец XIX века отмечен целым рядом ошеломляющих открытий в физике, разрушивших всю классическую научную картину мира. Это было начало новой научной революции.

Первый этап  революции

В 1888 г. Генрих Герц открыл электромагнитные волны, блестяще подтвердив предсказание Дж. Максвелла. В 1895 г. Вильгельм Рентген обнаружил лучи, получившие позднее название рентгеновских, которые представляли собой коротковолновое электромагнитное излучение. Изучение природы этих загадочных лучей, способных проникать через светонепроницаемые тела, привело Джозефа Томсона к открытию первой элементарной частицы – электрона.

Дж. Дж. Томсон (1856–1940)

Важнейшим открытием 1896 г. стало обнаружение радиоактивности Анри Беккерелем. Изучение этого феномена началось с исследования загадочного почернения фотопластинки, лежавшей рядом с кристаллами соли урана. Эрнест Резерфорд в своих опытах показал неоднородность радиоактивного излучения, состоявшего из ?, ? и ?-лучей. Позже, в 1911 г. он смог построить планетарную модель атома.

К великим открытиям конца XIX в. также следует отнести работы А.Г. Столетова по изучению фотоэффекта, П.Н. Лебедева о давлении света. В 1901 г. Макс Планк предположил, пытаясь решить проблемы классической теории излучения нагретых тел, что энергия излучается малыми порциями – квантами, причем энергия каждого кванта пропорциональна частоте испускаемого излучения. Связывающий эти величины коэффициент пропорциональности ныне называется постоянной Планка (h). Она является одной из немногих универсальных физических констант нашего мира и входит во все уравнения физики микромира. Также было обнаружено, что масса электрона зависит от его скорости.

Все эти открытия буквально за несколько лет разрушили то стройное здание классической науки, которое еще в начале 80-х годов XIX в. казалось практически законченным. Все прежние представления о материи, ее строении, о движении, его свойствах и типах, о форме физических законов, о пространстве и времени были опровергнуты. Это привело к кризису физики и всего естествознания и стало симптомом более глубокого кризиса всей классической науки. Метафизические философские основания науки Нового времени должны были уступить место новым основаниям, способным объяснить свершившиеся открытия и дать возможность дальнейшего развития науки.

Кризис физики стал первым этапом второй глобальной научной революции в науке и переживался большинством ученых очень тяжело. Ведь возникал вопрос об исчезновении массы и материи вообще, появлялись сомнения в законе сохранения энергии. Ученым казалось, что неверным было все то, чему они учились. В этой атмосфере неизбежно появились сомнения в возможности познания мира с помощью научных методов, некоторые ученые усомнились в том, что мир вообще существует объективно, независимо от нашего сознания.