Основные события в науке

Середину XIX в. можно считать неким рубежом, характеризующимся систематизацией и подведением итогов классических ньютонианских программ в развитии различных разделов физики. В 1840‑е годы формулируются уравнения Навье – Стокса в гидродинамике; первый и второй законы термодинамики, ознаменовавшие формирование «феноменологической» термодинамики, неймановской теории электродинамики. Затем наступает эпоха Фарадея, выдвинувшего идею поля.

В последней трети XIX в. все более явным становится наступление нового, постньютоновского этапа в истории естественных наук, лидерство среди которых по‑прежнему остается за физикой. Его характеризуют победа фарадеевско‑максвелловской полевой теории электромагнетизма и формирование статической физики Максвелла – Больцмана – Гиббса. Первая ввела новый, по сути, немеханический объект – электромагнитное поле, второе вступило в конфликт с однозначным детерминизмом. К гносеологическому кризису, связанному с крушением старых богов ньютоновского механицизма, быстро присоединился стремительный рост фактов, несовместимых с только что воцарившейся максвелловской электродинамикой. Это – «ультрафиолетовая катастрофа», фотоэффект, проблема устойчивости атома в модели Резерфорда, аномальное поведение теплоемкости твердого тела при низких температурах, открытие рентгеновских и катодных лучей, естественной радиоактивности, а также теоретическая проблема о распространении света в движущейся среде.

Последнее противоречие было разрешено Эйнштейном в 1905 г. Была разработана специальная теория относительности, за которой через 10 лет последовала общая теория относительности. Решение первой группы вопросов привело к созданию в 1920‑х годах сначала теории нерелятивистской квантовой механики (Шредингер, Гейзенберг, Бор и др.), а вскоре и квантовой электродинамики (Дирак и др.) – прообраза прочих квантово– полевых теорий, составляющих так называемую релятивистскую квантовую механику, или теорию элементарных частиц, с одной стороны, и квантовую теорию твердого тела – с другой.

Таким образом, в истории развития естественных наук рассматриваемого периода достаточно четко выделяется ряд этапов: зарождение кризиса (1870–1880‑е гг.), разрастание кризиса «конца века» (1890–1900‑е гг.), разрешение кризиса (1920‑е гг.) – конец революционного периода, последующий рост вплоть до 50‑60‑х гг. XX в.

Формирование новой концепции видения мира

В самом конце XIX в. произошли три события, которые «потрясли мир»:

• в 1895 г. К. Рентген открыл «х‑лучи» (рентгеновские);

• в 1896 г. А. Беккерель обнаружил явление естественной радиоактивности;

• в 1897 г. Дж. Томсон открыл электрон.

Последующие события, которые усилили этот процесс:

• в 1898 г. – открытие Марией и Пьером Кюри нового химического элемента – радия;

• в 1902–1903 гг. – создание Э. Резерфордом и Ф. Содди первой теории радиоактивности как спонтанного распада атомов и превращение одних элементов в другие (начало ядерной физики);

• в 1911 г. – экспериментальное открытие Резерфордом атомного ядра;

• создание до 20‑х годов серии моделей строения атома.

Эти события углубили кризис ньютоновской парадигмы классической физической теории, господствовавшей начиная с XVII в. до первой половины XIX в.

Кризис разрешился революцией в физике, породившей:

• теорию относительности – специальную и общую;

• квантовую механику – нерелятивистскую и релятивисткую (квантовую теорию поля).

Все это ознаменовало переход от классической к «неклассической науке».