Раздел 6. Наука и техника 17 - 18 веков

6.1. Общая характеристика периода

В период 16-17 вв. происходил быстрый рост мануфактурного производства и торговли. В то же время ослаблялись объединения городских ремесленников - цехи, острее давали себя чувствовать несообразности патриархального помещичьего землевладения. Все указывало на то, что внутри феодального общественного строя быстро развиваются капиталистические отношения, а сам феодальный строй становится помехой экономическому и социальному развитию общества. Это означало, что наступил кризис феодального строя, во многих странах Европы приближались буржуазные революции. Кризис феодального строя носил не только экономический характер, это был также политический и духовный кризис. Феодально-монархический строй с его сословными привилегиями, полным пренебрежением к человеческой личности и ее элементарным правам, не говоря уже об уважении к человеку, изжившей себя схоластикой и монополией церкви в духовной, идеологической области, препятствовал не только развитию экономики, но и духовному развитию человека.

Первые буржуазные революции (Нидерланды, 60-70-е гг. 16 в.; Англия, 40-80-е гг. 17 в.; ряд других европейских стран , 17 в.), в которых участвовала отнюдь не только буржуазия, но и другие классы и социальные группы и которые поэтому нередко принимали форму буржуазно-демократических революций (например, Великая французская революция 1789-1794 гг., начавшаяся 14 июля 1789 г. штурмом Бастилии), хотя не всегда приводили к уничтожению феодально-монархического строя, но всегда содействовали капиталистическому развитию.

Развитие капитализма стимулировало технический прогресс, науку. Оно влекло за собой резкий рост промышленного производства. Не случайно также, как это уже отмечалось, эпоха Возрождения связана с периодом быстрого развития капиталистических отношений.

6.2. Развитие науки

Рост промышленности, прогресс естественных наук, крупнейшие достижения которых основывались на наблюдении и опытных исследованиях, давали стимул материалистическому направлению философии. В материалистической философии 16-17 вв. появился и получил широкое распространение механистический метод мышления - метод, противоположный диалектике, который отрицает внутренний источник развития, внутренние противоречия и признает причиной развития некоторый внешний толчок, внешнее воздействие.

Одной из наиболее важных причин возникновения механистического метода мышления были успехи естественных наук того времени, достигнутые прежде всего в механике при широком использовании математических методов. На этой основе и начала складываться точка зрения, получившая наибольшее признание в первой половине 19 в., согласно которой все явления природы имеют механическую основу, все они могут быть объяснены с помощью законов механики Ньютона, являются следствием действия простых сил. На протяжении свыше двух столетий после Ньютона многие ученые пытались, иногда успешно, иногда нет, применить законы механики для объяснения различных физических явлений. Эти двести с лишним лет явились временем расцвета механицизма. В дальнейшем была установлена ошибочность такого механистического подхода: оказалось невозможным все явления природы свести к классической механике.

К концу 16 в. одним из основных центров развития промышленности, естественных наук и философии стала Англия. Английский философ и государственный деятель лорд-канцлер в период 1618-1620 гг. Фрэнсис Бэкон(1561-1626), однофамилец Роджера Бэкона, о котором говорилось выше, был родоначальником английского материализма. Его жизнь и деятельность относятся к кануну буржуазной революции в Англии.

Крупный государственный деятель, достигший положения лорда-канцлера, Бэкон в 1621 г. был осужден за взяточничество. Конец своей жизни он провел в полуизгнании, где написал философские работы, которые обессмертили его имя. Так бесславие при жизни превратилось в славу после смерти. В писаниях Бэкона, в частности, в одном неоконченном сочинении, названном им «Новой Атлантидой», он по-новому возрождал историю Платоновой Атлантиды. Остров этот живет и управляется учеными. В описании острова можно найти и научные институты, и другие стороны организации научной жизни, напоминающие нашу государственную организацию науки.

Значение науки как могучей силы, направляющей рост культуры страны по правильному пути, Бэкон дает в следующем красивом образе, где наука противопоставляется эмпиризму: «Хромой калека, идущий по верной дороге, может обогнать рысака, если тот бежит по неправильному пути. Даже более того, чем быстрее бежит рысак, раз сбившись с пути, тем дальше оставит его за собой калека». Также Бэкон провозгласил физику «матерью всех наук», которая первая указывает путь развития культуры человека. Бэкон в те времена широко читался, а его «Новая Атлантида» выдержала много изданий. Его взгляды были распространены в правящей верхушке передовых стран, и в это время развитие науки стало считаться государственной заботой. Тогда же научная работа так распространилась, что возникла потребность согласованной работы, поэтому уже в XVII веке во многих странах начинают создаваться академии наук или аналогичные им научные общества. Начинают печататься периодические научные журналы и мемуары.

Взгляды Ф. Бэкона отличались следующими особенностями. Во-первых, в своей основе они были материалистическими: он считал материю первичной, ее существование объективным, независимым от человеческого сознания. Бэкон рассматривал движение как прирожденное свойство материи. Второе, что было особенно характерно для Ф. Бэкона, - это признание наблюдения, эксперимента важнейшим средством научных исследований, по-знания истины. Как следует из сказанного, Р. Бэкон и Ф. Бэкон не только однофамильцы. Оба они были материалистами, придавали большое значение наблюдению и эксперименту. Правда, между ними было и существенное различие: в то время как Р. Бэкон был хорошим экспериментатором, Ф. Бэкон лично никогда экспериментальными исследованиями не занимался. В области математики и физики Ф. Бэкон, по-видимому, не обладал сколько-нибудь значительными знаниями. Он не придавал значения работам Галилея, был противником учения Коперника.

Труды Ф. Бэкона имели большое значение для становления и развития английского материализма. А. И. Герцен писал о Ф. Бэконе: «Бэкон, как Колумб, открыл в науке новый мир, именно тот, на котором люди стояли спокон века, но который забыли, занятые высшими интересами схоластики; он потряс слепую веру в догматизм».¹

Английский ученый Томас Гоббс(1588-1679), вероятно, может считаться первым материалистом, разработавшим завершенную систему механистического материализма. Из всех естественных наук Гоббс особое значение придавал геометрии и механике. Он считал, что метод, применяемый в геометрии и механике, должен быть распространен на все науки, независимо от предмета изучения. Гоббс высоко ставил Евклида и Галилея. С последним он был знаком лично.

Выдающийся французский ученый Рене Декарт(1596-1650) более всего известен как философ и математик. Значительную часть жизни он прожил в Голландии, где и были написаны его основные сочинения.

Если спросить математиков, что из сделанного Декартом в науке является наиболее важным, то большинство из них, вероятно, укажет на аналитическую геометрию, основы которой были созданы Декартом, так сказать, из геометрии и алгебры, на использование (а может быть, и введение) им переменной величины, понятие которой легло в основу разработанного Ньютоном и Лейбницем дифференциального исчисления. Если обратиться с таким же вопросом к философам, то большинство из них, скорее всего, укажет на философию. Заметим, кстати, что гораздо хуже было бы, если, отвечая на вопрос, математики указали бы на философию, а философы - на математику.

Безусловно, Декарт был одним из крупных философов и математиков 17 века.

Создание Декартом основ аналитической геометрии, введение для этого осей координат, носящих теперь наименование декартовых координат, введение им многих алгебраических обозначений, формулирование понятия переменной величины - все это и многое другое, сделанное Декартом, представляло собой важный шаг в развитии математики и геометрии. Дж. Бернал пишет по этому поводу: «Главным вкладом Декарта в математику было применение аналитической геометрии, благодаря которой кривая может полностью выражаться уравнением, связывающим значение координат ее точек с неподвижными осями. Это было больше, чем простое отражение геометрии в алгебре. Уничтожалось различие между греческой наукой о континууме - геометрией и вавилоно-индийско-арабским исчислением чисел - алгеброй. С этого момента эти две отрасли науки объединились, чтобы совместно взяться за решение задач, которых до того времени никто даже не пытался решить».²

Декарт считал, что мир беспределен и существует вечно. В отличие от греческих философов-естествоиспытателей, материалистов и их более поздних последователей, утверждавших, что материя состоит из мельчайших, далее неделимых частиц - атомов, а мир - из атомов и пустоты, Декарт полагал, что материя однородна и беспредельно делима. Материя, по Декарту, пассивна, не способна к саморазвитию. Источником движения может быть только внешнее воздействие, толчок. Декарт считал, что творцом материи, совершившим также и первый толчок, является Бог.

Круг научных интересов Декарта был весьма широк. Он занимался также рядом вопросов физики и астрономии (высказал положение о сохранении количества движения, дал понятие импульса силы, разработал не принятую впоследствии наукой теорию образования небесных тел как результата вихревого движения частиц материи), физиологии (высказал заинтересовавшие И. Павлова соображения о рефлексе) и других областей науки.

Немецкий философ и ученый-естествоиспытатель Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646-1716) - один из наиболее образованных людей своего времени, чьи научные интересы были необыкновенно широки. Более всего он известен как выдающийся математик, создавший одновременно с Ньютоном и независимо от него основы дифференциального и интегрального исчисления и как философ. Но кроме того, Лейбниц много занимался другими разделами математики (алгеброй, геометрией, математической логикой), физикой, языкознанием, психологией, юридическими науками, историей, палеонтологией. Он был также талантливым изобретателем. Его внимание, в частности, привлекали паровые машины. По-видимому, советы Лейбница имели немалое значение для французского физика и изобретателя Дени Папена, работавшего над созданием парового котла и двигателя. Лейбниц занимался разработкой и проектированием самых различных устройств: оптических и других приборов, гидравлических и воздушных машин, некоторого подобия современных аналоговых вычислительных машин, т.е. таких вычислительных машин, решение задачи которыми достигается путем подбора и непрерывного воспроизводства процесса, моделирующего в отношении изменения параметров расчетное уравнение.

Лейбниц был одним из крупнейших философов 17-18 вв., очень кратко (а значит неизбежно упрощенно) характеризуя которого, можно сказать, что он был философом-идеалистом, хотя учение его содержало элементы диалектики.

Итальянский физик и математик Эванджелист Торричелли(1608-1647) получил математическое образование в Риме под руководством профессора Кастелли. Одно из сочинений Торричелли - «Трактат о движении тяжелых тел» заинтересовало Галилея, он приблизил к себе Торричелли, доверил ему обработку своих трудов. В последующие годы жизни Галилея, когда этот великий ученый стал слепым, режим его жизни судом инквизиции был несколько облегчен, его наиболее преданные ученики, в том числе Торричелли, могли не расставаться с ним. После смерти Галилея, последовавшей в 1642 г., Торричелли занял его место на должности математика герцога Флоренции и профессора математики и физики Флорентийского университета.

Жизнь Торричелли оборвалась рано, он умер в возрасте 39 лет. Тем не менее его имя прочно вошло в историю науки. Торричелли известен работами в области математики, механики, гидравлики. Но наибольшую известность он завоевал тем, что путем очень простого опыта наглядно показал существование давления воздуха над поверхностью Земли (т.е. продемонстрировал «тяжесть» воздуха), изобрел простейший барометр, позволяющий, как показывает само его название, измерять атмосферное давление и, наконец, получил пространство, являющееся, как тогда казалось, совершенно пустым, - «торричеллиеву пустоту». Хорошо известен прибор Торричелли: в запаянную с одного конца стеклянную трубку налита ртуть. Затем трубка повернута так, чтобы открытый ее конец оказался в ванночке со ртутью. Столб ртути (высотой около 760 мм, в зависимости от погоды и геометрической высоты местности) уравновешивает атмосферное давление воздуха и, следовательно, может служить «стрелкой» барометра. В верхней части образуется «торричеллиева пустота».

Французский физик Эдм Мариотт(1620-1684) был разносторонним ученым. Он занимался оптикой, дифракцией света, гидравликой, но более всего известен своими исследованиями свойств газов.

В одно время с английским химиком и физиком Р. Бойлем (1627-1691) и независимо от него Мариотт установил закон, согласно которому объем газа при постоянной температуре обратно пропорционален его давлению, или произведение удельного объема газа на его давление при неизменной температуре есть величина постоянная, т.е. приt=idem pv=const, гдеp- давление газа ,v- удельный объем,t- температура.

Этот хорошо известный закон носит название закона Бойля-Мариотта и во многих случаях, но далеко не всегда, удовлетворительно выполняется. Остается добавить, что Мариотт был одним из первых членов Парижской академии наук.

Ближайшим другом и первым помощником Бойля долгое время был разносторонний ученый и блестящий экспериментатор Роберт Гук(1635-1703) - сын священника с острова Уайт. Дж. Бернал пишет: «Если бы Гук имел более обеспеченное общественное положение и не страдал от своего уродства и хронических болезней, он не был бы таким обидчивым, мнительным и сварливым человеком и его выдающаяся роль в истории науки получила бы полное признание. Если Бойль представлял собой душу Королевского общества, то Гук был его глазами и руками. Он был величайшим физиком-экспериментатором до Фарадея и, подобно ему, не имел математических способностей Ньютона и Максвелла. Гук интересовался механикой, физикой, химией и биологией. Он изучил упругость и открыл то, что называется законом Гука, он изобрел круговой пружинный маятник, применение которого сделало возможным создание точных часов и хронометров»³.

Р. Бойль положил начало преобразованию химии в самостоятельную науку. Он дал определение элементу вещества как простому телу, которое не может быть разделено на другие, более простые тела. Иными словами, химический элемент, по Бойлю, это предел качественного деления вещества. Бойль категорически отвергал господствовавшее со времен Аристотеля утверждение, что огонь якобы является универсальным анализатором тел, что с его помощью (при горении) можно только разделять тела на более простые, но нельзя получать тела более сложного состава.

Французский ученый Блез Паскаль(1623-1662) был математиком, физиком, писателем и религиозным философом.

Паскаль работал в области арифметики, теории чисел, алгебры и теории вероятностей. В трактате «О характере делимости чисел» он изложил признаки делимости одних чисел на другие, в частности с использованием суммы цифр делимого. Имеют большое значение математические труды Паскаля, в которых он изложил способ определения числа сочетаний из n- чисел по m, привел основные положения теории вероятностей, дал интегральные методы определения площадей фигур, объемов тел и их поверхностей.

Физические работы Паскаля пользуются широкой известностью до настоящего времени, а его закон гидростатики, согласно которому произведенное внешними силами давление на поверхность жидкости передается жидкостью одинаково во всех направлениях, изучается в школе.

В «Трактате о тяжести массы воздуха» Паскаль привел данные о том, что плотность воздуха становится тем меньше, чем на более высоком уровне от поверхности земли производятся измерения и что показания барометра зависят, кроме того, от состояния воздуха - его температуры и влажности и поэтому барометр может служить прибором для предсказания погоды.

Выдающийся нидерландский математик, механик и физик Христиан Гюйгенс (1629-1695), современник Галилея и Ньютона, родился в Гааге в семье писателя и политического деятеля. Образование получил в университетах городов Лейдена и Бреды.

Его первые научные статьи касаются вопросов математики. Одна из них была посвящена строгому определению числа - отношения длины окружности к диаметру. Другие касались вычисления длины дуги окружности, эллипса, гиперболы.

Гюйгенсу была свойственна одна очень важная черта научного творчества, а именно - связь сложнейших вопросов теории с практикой. Например, разработка новой волновой теории света и совершенствование конструкций телескопа; новые астрономические наблюдения и изобретение часов с маятником (что, кстати, пытался сделать Галилей), дающих возможность измерять время с высокой, нужной для астрономии точностью.

Совместно с Гуком ему удалось установить удобные постоянные точки для термометра - точку таяния льда и точку кипения воды, что было важным шагом в изготовлении простейших термометров.

Работа, проделанная Гюйгенсом по совершенствованию объективов астрономических труб, в основном для увеличения их светосилы, позволила ему сделать важные астрономические наблюдения. Гюйгенс открыл один из крупнейших спутников планет Солнечной системы - спутник Сатурна, получивший название Титан и имеющий, как теперь известно, атмосферу, состоящую из метана.

Он обнаружил также, пользуясь телескопом, имеющим в 3 раза большую степень увеличения, чем телескоп Галилея, тонкое кольцо вокруг Сатурна. Гюйгенс, кроме того, установил и дал описание туманности в созвездии Ориона и полос на поверхности Юпитера и Марса.

Работы Гюйгенса по математике и астрономии сделали его имя широко известным. Гюйгенс занимался главным образом маятниковыми часами и в целом вопросами физики и математики движения маятника. Опубликованная им в Париже книга «Маятниковые часы», как и все творчество Гюйгенса (о чем уже говорилось), отличалась необычайной слитностью теории и практики (техники). Одним из наиболее крупных дел, совершенных Гюйгенсом, было создание волновой теории света, изложенной в книге «Трактат о свете», напечатанной в 1690 г.

В настоящее время общепризнанной считается корпускулярно-волновая его природа: свет обладает свойствами как потока частиц (корпускул), так и волн.

Во времена Ньютона и Гюйгенса, а также на протяжении 18 и 19 вв. существовало два наиболее распространенных представления о природе света, казалось явно противоречащих друг другу, - корпускулярное и волновое. Приводились основанные на опыте доводы как в пользу первого, так и в пользу второго. Ньютон рассматривал свет как поток корпускул. Гюйгенс, современник Ньютона, был сторонником другого представления о природе света - волнового. Свет, по Гюйгенсу, представляет собой, как и всякая волна, перенос энергии, но не перенос массы.

Соперничество между корпускулярной и волновой теориями света продолжалось еще долго и закончилось в пользу волновой теории приблизительно в середине 19 в., после того, как английский врач Томас Юнг(1773-1820) и французский физикОгюстен Жан Френель(1788-1827) показали, что свет способен огибать препятствия, не делая четких теней. Это противоречило корпускулярной теории. Достаточно малые препятствия вообще не отбрасывают никакой тени, что согласуется с волновой теорией. Однако вопрос о природе света и после этого еще нельзя было считать окончательно решенным: оставалась еще необходимость в признании «светоносного эфира», обладающего несовместимыми качествами.

В области естественных наук в 18 в. наиболее известными были труды шведского естествоиспытателя, натуралиста Карла Линнея(1707-1778). Линней родился в Швеции в г. Рохульте, в семье небогатого священника. Изучал естественные и медицинские науки в университетах Лунда и Упсалы. Одним из учителей Линнея был известный шведский астроном и физик, предложивший свою температурную шкалу,Андерс Цельсий(1701-1744). В 1732 г. Линней совершил поездку по Лапландии, целью которой было ознакомление с растительным миром северной Скандинавии, а результатом - труд «Флора Лапландии». По возвращении из Лапландии Линней поселился в Голландии, в г. Гарткали, где получил вполне устроившее его предложение одного состоятельного цветовода-любителя взять под свое руководство богатый ботанический сад. Годы работы в гарткальском ботаническом саду были для Линнея очень плодотворными. В Швецию Линней прибыл в 1783 г. известным врачом и ученым, автором ряда книг. Сначала по возвращении в Швецию Линней занимался медицинской практикой в Стокгольме, затем возглавил кафедру университета в Упсале, преподавал медицинские науки и естествознание. Линней был одним из организаторов и первым президентом Шведской академии наук, а также почетным членом Петербургской академии наук. За заслуги в области науки Линней получил дворянское звание и переменил фамилию на фон Линне.

Энергичный, обладавший систематизаторским складом ума, Линней предпринял попытку классифицировать животных, растения и минералы мира. Работа Линнея практически была завершением длительного труда большого числа естествоиспытателей разных стран. Наиболее значительный успех был достигнут Линнеем и его многочисленными помощниками в области классификации растений. Меньше всего результатов было получено Линнеем в классификации минералов. Во всяком случае, нельзя сказать, что классификация минералов Линнея имеет такое же значение и получила столь широкое признание и распространение, как классификация животных и особенно растений.

В основном произведения Линнея «Система природы», вышедшем при его жизни двенадцатью изданиями, была установлена определенная градация (соподчинение) между разновидностями растений и животных: класс, отряд (порядок), род, вид, вариация. Всех животных Линней разделил на 6 классов: млекопитающие, птицы, амфибии, рыбы, черви, насекомые. Человек фигурирует в этой классификации животного царства как представитель класса млекопитающих, отряда приматов (от лат. primatus- первое место, старшинство).

Все растения были разделены Линнеем на 24 класса. В настоящее время известно около 500 тыс. видов растений, которые делятся на низшие и высшие. Сам Линней описал около 1500 новых видов и растений.

Большой заслугой Линнея считается введение им так называемой бинарной системы наименований растений и животных, т.е. такой системы, когда название животного или растения состоит из двух слов, одно из которых характеризует род животного (растения), а второе - вид. Например, Lepuseuropanes- заяц-русак.

Из других биологов 18 - начала 19 в. можно отметить француз-ского естествоиспытателяЖана Батиста Ламарка(1744 - 1829).

Главная научная идея Ламарка была, можно сказать, противоположна взгляду Линнея: если Линней считал виды растений и животных неизменными, то Ламарк утверждал, что в мире растений и животных происходит непрерывная эволюция, причиной которой являются изменения окружающей их среды, в которую он включил климат, пищу и многое другое.

Ламарк считал, как уже сказано, что такие, приобретенные непосредственно под влиянием внешней среды, изменения являются наследственными и служат причиной образования новых видов. Но передача по наследству приобретенных таким образом изменений ни Ламарком, ни кем-либо из его последователей доказана не была. Поэтому представления Ламарка об эволюции растительного и животного мира являются необоснованными.

Однако следует признать что Ламарк был пионером эволюционного учения. В этом его большая заслуга перед наукой.

Немецкий философ и естествоиспытатель Иммануил Кант(1724 - 1804) родился в семье мелкого ремесленника в г. Кенигсберге (ныне г. Калининград), в котором безвыездно прожил всю жизнь. В 1745 г. он закончилКёнигсбергский университет и около 10 лет был домашним учителем. С 1755 г. начал вести занятия в университете, в 1770 г. занял должность профессора.Кант читал лекции по философии, истории, математике, механике, физике, географии, антропологии. В 1797 г. он оставил университет.

Творческую жизнь Канта обычно делят на два периода: первый, приблизительно до 1770 г., когда его преимущественно интересовали естественные науки, и второй, иногда называемый «критическим» периодом его творчества, когда Кант занимался более всего вопросами философии.

Главным результатом первого периода творчества Канта была разработка им космогонической гипотезы, касающейся происхождения Солнечной планетной системы и протекающих в ней процессов. Эта гипотеза, изложенная в сочинении Канта «Всеобщая естественная история и теория неба», изданном в 1755 г., явилась важным словом на пути развития космогонии.

Кант выдвинул «небулярную» гипотезу образования звезд с окружающими их планетами из рассеянной материи,существующей во Вселенной в виде бесчисленных газовых и пылевых туманностей. Кант четко высказал мысль, что во Вселенной нет ничего неизменного. Солнце, Земля, планеты, все другие небесные тела когда-то возникли из каких-то иных форм вещества и с тех пор непрерывно развиваются и изменяются. При этом гипотеза Канта в определенной степени давала объяснение основным отличительным чертам Солнечной системы - обращение планет вокруг Солнца в одну и ту же сторону, расположение орбит приблизительно в одной плоскости.

Кант также рассмотрел вопрос о гравитационном (на основе закона всемирного тяготения Ньютона) взаимодействии Земли и Луны и пришел к заключению, что возникновение в силу этого взаимодействия морских приливов и отливов должно привести к замедлению вращения Земли. Из этого Кант сделал вывод о неизбежной гибели Солнечной системы. Таким образом, отдельные части Большой Вселенной имеют свое начало и свой конец. Они подобны, говорил Кант, сказочной птице Фениксу, которая, по древнегреческой легенде, в старости сжигала самое себя для того, чтобы вновь восстать молодой и обновленной из пепла.

Говоря о философских взглядах Канта, сформулированных им главным образом на протяжении второго периода творчества, необходимо отметить их большую непоследовательность.

Одним из основоположников химии является французский ученый Антуан Лоран Лавуазье (1743-1794). Годы его жизни относятся ко времени становления химии как самостоятельной теоретической науки и важной области практической деятельности. К началу 18 в. были накоплены об-ширные сведения о свойствах и превращениях различных веществ. Большое значение имел быстрый рост горнорудной и собственно химической промышленности - красильного производства, гончарного дела, обработки кож и других ее отраслей.

Лавуазье родился в Париже в семье прокурора Парижского парламента, богатого коммерсанта. В 1761 г., в возрасте восемнадцати лет, он окончил колледж Мазарини - среднее учебное заведение, в котором учились дети аристократов. Лавуазье получил высшее образование в Парижском университете, юридический факультет которого окончил в 1763 г. Одновременно он изучал физику, химию и другие естественные науки. Далее жизнь Лавуазье протекала, так сказать, параллельно по двум руслам. С одной стороны, усиленные занятия химией и другими естественными науками, блестящие открытия, увековечившие его имя, избрание в Парижскую академию наук. С другой стороны, участие в Компании откупов, что принесло Лавуазье много денег, но в 1794 г. вместе с другими откупщиками по суду революционного трибунала привело на гильотину.

Одним из главных вопросов, занимавших Лавуазье, была проблема горения. Существо процесса в то время рассматривалось с позиций теории флогистона. Согласно этой теории, все тела, могущие гореть, содержат некое вещество, или, лучше сказать, субстанцию, которую они утрачивают при горении. Этой субстанции дали наименование флогистона (от греч. phlogistos - воспламеняемый, горючий).

Еще до Лавуазье было проведено немало работ, содействующих правильному пониманию существа процесса горения. Английский химик Джозеф Пристли (1733-1804) и шведский химикКарл Шееле(1742-1768) показали, что воздух имеет сложный состав. Тот же Пристли и другой известный английский физик и химикГенри Кавендиш(1731—1810), именем которого названа научно-исследовательская лаборатория Кембриджского университета, исследовали различные газы, в том числе компоненты воздуха.

Путем прямого эксперимента Лавуазье доказал, что горение есть не что иное, как соединение сгорающих веществ с кислородом - одним из газов, составляющих воздух, чем опроверг теорию флогистона.

Лавуазье показал, что все химические превращения одних (исходных) веществ в другие (продукты процесса) сводятся к изменению сочетаний элементов, т. е. веществ, далее не разделяемых химическим путем. К уже известным элементам (углероду, сере, фосфору, металлам) он присоединил новые: кислород, водород и азот.

Лавуазье руководил разработкой рациональной номенклатуры химических соединений, которые были разделены на три группы: кислоты, основания и соли. Есть некоторое, вероятно, чисто внешнее сходство между тем, что проделал Лавуазье в химической классификации веществ и терминологии, и тем, что было сделано Линнеем в биологии.

Совместно с французским инженером Ж. Мёнье Лавуазье установил, что вода представляет собой соединение кислорода и водорода. Со всеми возможными предосторожностями (учитывая взрывной характер реакции) Лавуазье произвел синтез воды из этих двух газов. Одновременно с Лавуазье и независимо от него синтез воды из кислорода и водорода был проведен Кавендишем.

Лавуазье является автором опубликованного в 1789 г. «Начального учебника химии» - вероятно, первой систематической книги такого рода.

Важный шаг в развитии химии вслед за Лавуазье был сделан известным английским химиком, физиком и метеорологом Джоном Дальтоном(1766 - 1844).

Заслуги Дальтона очень велики, но предпочтение надо отдать развитию им атомистических представлений химии и работам в области исследования газов.

Исследования Дальтона имели большое значение для утверждения атомных представлений в химии. Дальтон исходил из того, что атомы являются мельчайшими, далее не делимыми частицами вещества, но атомы разных элементов имеют различную массу. Он считал также, что атомы разных элементов могут соединяться между собой только в простых соотношениях. Поэтому если условно принять массу атома легчайшего из элементов - водорода - за единицу, то можно определить относительные массы (относительно водорода) атомов других элементов. Дальтон полагал, что один элемент может соединяться с другим в различных весовых соотношениях. Но и в этом случае соотношения весов элементов, образующих соединения, также будут выражаться отношением целых чисел. Сложное тело, по Дальтону, состоит из молекул, в состав каждой из которых входит определенное число атомов соответствующих элементов. Таким образом, Дальтон ввел понятие «атомный вес», установил один из основных законов химии - закон кратных отношений.

Создание атомных представлений в химии нельзя приписать только одному лицу. Огромная роль в этом деле принадлежит также итальянскому физику и химику Амедео Авогадро(1776—1856), установившему, что в равных объемах разных (идеальных) газов при одинаковых давлениях и температурах находится равное число молекул; французскому химику, основателю учения о химическом равновесииКлоду Луи Бертолле(1748—1822); шведскому химику и минералогу, иностранному почетному члену Петербургской академии наук, составившему таблицу атомных масс (весов) элементовПенсу Якобу Берцелиусу (1779—1848); французскому химику и физику, иностранному почетному члену Петербургской академии наук, открывшему новые химические элементы (хлор, йод, калий, натрий) и новые газовые законы, носящие его имя,Жозефу Луи Гей-Люссаку(1778—1850) и многим другим ученым.

18 век характерен проявлением большого интереса к электричеству. Под электричеством теперь понимается совокупность явлений, в которых проявляется взаимодействие заряженных частиц. Электричество является в настоящее время одним из главных разделов физики и основой важной отрасли производства - электротехники. По этим вопросам ниже будет сказано достаточно полно.

В учении об электричестве особенно выделяется два имени - Майкла Фарадея и Джеймса Максвелла, деятельность которых относится к 19 в.

Французский физик, член Парижской академии наук Шарль Огюстон Кулон (1736 - 1806) установил один из основных законов электростатики, названный его именем:

,

где F- сила взаимодействия в вакууме между точечными зарядами и ,

- расстояние между зарядами,- коэффициент пропорциональности, зависящий от размерности величин, входящих в уравнение закона.

Кулоном было доказано, что электрические заряды всегда располагаются на поверхности проводника; он показал, что открытый им закон справедлив не только для электрических зарядов, но и для магнитных полюсов. Работы Кулона явились, можно сказать, теоретической основой последующего развития электро- и магнитостатики.

Итальянский ученый-физиолог Луиджи Гальвани(1737 - 1796) также является одним из основателей учения об электричестве.

Главное событие в научной жизни Гальвани произошло в 1770 г., когда он проводил свои ставшие знаменитыми опыты с лягушками. Дело, судя по всему, обстояло так. Металлической пластинкой Гальвани коснулся нерва только что убитой лягушки, и в то же время пластинкой из другого металла он касался бедра этой лягушки. Когда две пластинки соприкоснулись, было замечено конвульсивное сокращение мускулов лягушки.

Опыт, проведенный Гальвани, имел большое значение. Но ни самому Гальвани, ни его современнику Вольта правильного объяснения опыта дать не удалось.

Итальянский физик и физиолог Алессандро Вольта (1745-1827) родился на севере Италии, в области Ломбардии, в небольшом городке Комо. Его родители хотели, чтобы Алессандро стал священником, и определили его в школу ордена иезуитов. Однако, учась в этой школе, Вольта больше интереса проявлял к естественным наукам. В 1774-1779 гг. он - преподаватель физики в школе г. Комо, а с 1779 г. началась его профессорская деятельность в университетах Павии и Падуи. Более всего Вольту интересовали электричество, химия и физиология. Ко всем другим природным способностям Вольты присоединился дар первоклассного лектора. Известно, что на многие его лекции приезжали слушатели не только из других городов Италии, но и из других стран.

Когда Вольта узнал об описанном опыте Гальвани, это его очень заинтересовало. Он немедленно провел опыт с тем же, что и Гальвани, результатом: лапки умерщвленной лягушки двигались. Первоначально Гальвани и Вольта дали опыту одинаковое объяснение - рассматривали его как проявление «животного электричества».

Но в 1795 г. Вольта показал, что если взять две пластинки, сделанные из разных металлов (например, из меди и цинка), и разделить их слоем серной кислоты (или поместить между ними кусок картона, пропитанный серной кислотой), то такое простейшее устройство будет представлять собой источник тока, названный по настоянию Вольты в честь Гальвани гальваническим элементом.

Вольту принадлежит важное изобретение, именуемое вольтовым столбом. Собственно говоря, вольтов столб представляет собой не что иное, как комбинацию гальванических элементов.

Вольта сконструировал ряд электротехнических приборов: конденсатор - устройство для накапливания электрических зарядов, электрофор - простейшую электрическую машину для производства электрических зарядов, электрометр - прибор для измерения электрического напряжения (потенциала), электроскоп - прибор, дающий возможность определить, имеет ли тело электрический заряд (обычно по углу расхождения легких листочков судят о величине заряда). Впоследствии именем Вольты были названы: единица электрического напряжения (вольт) и прибор для измерения электрического напряжения (вольтметр).

Известный русский физик, один из первых русских электротехников, член Петербургской академии наук Василий Владимирович Петров(1761-1834) создал в 1802 г. вольтов столб, состоящий из 2100 элементарных элементов и дающий электродвижущую силу около 1700 вольт. В книге В.В. Петрова «Известие о гальвани-вольтовских опытах», изданной в 1803 г., дается глубокое изложение электрических явлений, в том числе и его собственных исследований. Петров был весьма разносторонним ученым, занимался математикой, физикой, химией, метеорологией. Но, вероятно, наиболее крупным достижением Петрова было открытие им в 1802 г. электрической дуги (часто именуемой вольтовой дугой, видимо, в связи с тем, что вольтов столб был первым источником тока, с помощью которого была обнаружена электрическая дуга) - особого вида электрического разряда через газ. Электрическая дуга может быть получена различными способами. Можно, например, два куска угля присоединить к противоположным электродам источника тока (допустим, вольтова столба), привести эти угли в соприкосновение между собой и затем раздвинуть их на небольшое расстояние. Если источник тока достаточно мощный, то концы углей раскаляются и постепенно начинают испаряться, между концами углей образуется ярко светящаяся электрическая дуга. При этом температура достигает очень больших значений - выше температуры поверхности Солнца, составляющей около 6000 К. Электрическая дуга может возникнуть не только между углями, но и между металлами. Петров предвидел широкое практическое использование электрических дуг, и его предположения оправдались. В настоящее время электрические дуги используются, например, в электросварке, в электропечах для выплавки высококачественных металлов, в некоторых осветительных приборах.

Большой вклад в развитие науки об электричестве был сделан известным датским физиком, иностранным почетным членом Петербургской академии наук Хансом Кристианом Эрстедом (1777-1830), показавшим связь между электричеством и магнетизмом.

Как и многие ученые того времени, Эрстед проявлял интерес к различным направлениям науки. Но славу ему принесла физика, точнее сказать, электромагнетизм.

Как утверждают многие историки науки, самый главный физический опыт Эрстеда явился в значительной мере случайным.

Эрстед собирался читать лекцию, в ходе которой предполагал показать, что электрический провод накаляется, если он замкнут на электроды батареи, а протекающий по нему ток достаточно велик (т. е. провод должен быть в меру тонким). Это явление (накаливание провода при протекании по нему тока) считалось в то время необычным. На демонстрационном столе находились электрическая батарея и кусок провода, а также, видимо случайно, обычная магнитная стрелка, как всегда, с северным и южным полюсами. Когда электроды батареи были замкнуты электрическим проводом, магнитная стрелка, оказавшаяся вблизи провода, пришла в движение.

Этот опыт Эрстеда имел огромное значение для дальнейшего развития физики. Было доказано, что электричество и магнетизм взаимосвязаны. Андре Ампер(1775-1836) построил первую теорию (гипотезу) магнетизма, основу которой составляло представление о магнитных взаимодействиях как взаимодействиях круговых электрических токов. Другими словами, он практически свел магнетизм к электродинамике. Труды немецкого математика и физикаКарла Гаусса(1777-1855), способствовали формированию новых представлений в теории электричества и магнетизма. Его именем названа единица магнитной индукции - Гаусс. Немецкий физикГеорг Ом (1787-1854), установил носящий его имя закон, связывающий значения трех величин - разности потенциалов на концах рассматриваемого участка цепи, его электрического сопротивления и силы тока.

Одним из крупнейших ученых того периода был Пьер Симон Лаплас(1749-1827) - французский астроном, математик и физик, член Парижской академии наук и иностранный почетный член Петербургской академии наук. Он родился в семье мелкого фермера в г. Бомон-ан-Ож (Нормандия). В том же городе Лаплас окончил школу и в возрасте 17 лет приехал в Париж. Через некоторое время он получил место профессора Военной школы, в чем немалую помощь ему оказал известный французский математик, механик и философ-просветительЖан Лерон Д’Аламбер (1717 - 1783). Лаплас принял активное участие в организации Нормальной и Политехнической школ в Париже, приобретших большое значение в системе образования Франции. Вел преподавательскую работу в Нормальной школе, а в 1790 г. был назначен председателем Палаты мер и весов, вводившей в это время метрическую систему.

Лаплас участвовал в политической жизни Франции, но, будучи большим честолюбцем, проявил на этом поприще беспринципность и неустойчивость. В начале своей политической деятельности он был активным республиканцем, но после прихода к власти Наполеона примкнул к нему и даже некоторое время занимал пост министра внутренних дел, а затем был назначен Наполеоном в сенат, ему был присвоен титул графа и оказаны всяческие другие почести. Однако в 1814 г. Лаплас превратился в противника Наполеона, голосовал за его низложение, а в 1817 г. был возведен Людовиком 18 в. звание маркиза и пэра Франции.

Большая работа была проделана Лапласом в области математики. В его книге «Аналитическая теория вероятностей» (1812) было рассмотрено так называемое преобразование Лапласа, с помощью которого функция действительного переменного переводится в функцию комплексного переменного, т.е. такого переменного, которое состоит из суммы действительного числа и произведения действительного числа на так называемую мнимую единицу (число, квадрат которого равен –1). Преобразование Лапласа выражается интегралом Лапласа.

Следует заметить, что интегралы такого типа значительно раньше применялись петербургским академиком Леонардом Эйлером(1707 - 1783), которого Лаплас называл учителем математиков второй половины 18 века. Швейцарец по происхождению, Л. Эйлер, не найдя в Швейцарии условий для научной деятельности, в 1727 году переехал в Россию. В 1731 - 1741, а затем с 1766 года он был академиком Петербургской академии наук. Ученый необычайной широты интересов и творческой продуктивности, Л. Эйлер стал автором свыше 800 работ по математическому анализу, дифференциальной геометрии, теории чисел, небесной механике, математической физике, оптике, баллистике, кораблестроению и другим.

Лаплас совместно с Лавуазье определил скрытые теплоты тел с помощью специально для этого созданного ледяного калориметра. Кроме того, они исследовали процесс горения водорода в кислороде, доказали ошибочность теории флогистона, претендовавшей на объяснение сущности горения.

Лаплас установил формулу скорости распространения звука в воздухе, что явилось результатом его работы в области акустики. Он определил зависимость между плотностью воздуха и высотой над уровнем моря.

Наибольшую популярность имели работы Лапласа по небесной механике. Основными трудами, в которых Лаплас излагает небесную механику такой, как себе ее представлял, являются «Трактат о небесной механике», состоящей из пяти томов, изданных в 1798-1825 гг., а также рассчитанная на широкий круг читателей, написанная более простым языком книга «Изложение системы мира» (1796), в конце которой Лаплас приводит свою космогоническую гипотезу и историю развития астрономии.

Среди большого числа его исследований и открытий, вероятно, следует выделить два: доказательства Лапласом устойчивости Вселенной и теорию естественного возникновения Вселенной из первичной туманности.