26. Крызіс класічнага прыродазнаўства

Як было паказана вышэй, у рамках класічнай фізікі на працягу ХІХ стагоддзя паступова выспявалі і ў той ці іншай ступені выяўляліся ўнутраныя супярэчнасці, цяжкасці, парадоксы. Пагрозы і небяспекі для механістычнага падыходу, які ўспрымаўся фізікамі як гарантыя адзінства іх навукі, паўставалі і з боку тэрмадынамікі, і з боку электрадынамікі. Разам з тым прадчуванне страты згаданага – камфортнага ў інтэлектуальным плане – адзінства так або інакш суцішвалася, утаймоўвалася і напрыканцы згаданага стагоддзя навукоўцы меркавалі, што яны амаль усё зразумелі ў фізічным Сусвеце [18, c.11]. Будучыня фізікі шмат каму з іх бачылася ва ўдакладненні існых тэорый, у дасканаленні эксперыментальных працэдур і да т.п.

Аднак пры канцы ХІХ – напачатку ХХ стст. быў зроблены цэлы шэраг адкрыццяў, якія пахіснулі асноватворныя ідэі класічнага прыродазнаўства (пра непадзельнасць атама, бесперапыннасць выпраменьвання, непранікальнасць матэрыі і г.д.). Так, у 1895 г. нямецкі фізік В.Рэнтген (1845-1923) выявіў выпраменьванне, якое здзіўляла і бянтэжыла сваімі парадаксальнымі ўласцівасцямі. Яно не магло быць плыняй часцінак, бо не адхілася электрычным і магнітным полем. Калі гэта былі прамяні, аднак, дык яны павінны былі мець надта адметную натуру: яны не пераламляліся лінзай [78, c. 643]. Вывучэнне гэтых таямнічых Х-прамянёў (так назваў іх В.Рэнтген), а таксама адкрытай у наступным годзе французскім фізікам А.Бекерэлем (1852-1908) з’явы радыёактыўнасці, прывяло ў канчатковым выніку да кардынальных зменаў ва ўяўленнях пра атам. Найперш было выяўлена існаванне (адмоўна) зараджанай і меншай, чым ён, часціцы, якая была названая электронам.

Такім чынам, высветлілася, што, хоць атам і можа лічыцца элементарнай адзінкай хімічных рэакцый, ён не з’яўляецца элементарнай адзінкай матэрыі. Дадзеная тэза пераканаўча пацвярджалася і зробленай у 1903 г. Э.Рэзерфордам і Ф.Содзі высновай, што феномен радыёактыўнасці ўяўляе сабой не што іншае, як распад атамаў адпаведных субстанцый. У выніку далейшых даследаванняў выявілася, што прадуктамі згаданага распаду з’яўляюцца дадатна зараджаныя часцінкі і электроны (спачатку меркавалася, што яны ўяўляюць сабой два віды выпраменьвання, названыя адпаведна α-выпраменьваннем і β-выпраменьваннем). Акрамя таго, пры радыёактыўным распадзе адбываецца эмісія жорсткага (больш жорсткага, г. зн. з меншай даўжынёй хвалі, чым рэнтгенаўскае) γ-выпраменьвання (адкрытага ў 1900 г. французскім фізікам П.Вілардам (1860-1934)).

Неадольнымі праблемамі зрабіліся для класічнай фізікі і пэўныя вынікі, дасягнутыя на іншых кірунках эксперыментальных і тэарэтычных даследаванняў. Так, не паддавалася тлумачэнню на аснове яе законаў размеркаванне энергіі ў спектры выпраменьвання абсалютна чорнага цела. Абсалютна чорнае цела – гэта фізічны аб’ект, які паглынае ўсё без рэшты электрамагнітнае выпраменьванне, што патрапляе на яго. У выніку ён мусіць награвацца і выпраменьваць сваю ўласную энергію. У рэчаіснасці такіх аб’ектаў няма, гэта прадукт навуковай ідэалізацыі. Тым не менш існуюць вельмі блізкія да такога ўяўнага канструкта фізічныя целы, якія фігуруюць як яго правобразы і як эмпірычны базіс для яго тэарэтычнага апісання. У 1900 г. вялікі нямецкі фізік М.Планк (1858-1947) сфармуляваў адзіны закон , дзякуючы якому вырашалася праблема адэкватнага апісання і тлумачэння згаданага вышэй спектра выпраменьвання гэтага экзатычнага аб’екта. З дадзенага закона вынікала, аднак, што эмісія і паглынанне энергіі павінны адбывацца тут дыскрэтна – надзвычай дробнымі, непадзельнымі часткамі (квантамі). Такі вынік быў прынцыпова несумяшчальны з класічнымі ўяўленнямі. Фактычна, ён запачаткаваў новы – сучасны – этап у развіцці навуковага пазнання, хоць гэта не ўсведамлялася на той момант ні самім Планкам, ні іншымі навукоўцамі.

Другі кірунак эмпірычных даследаванняў, які таксама прывёў да грунтоўных для класічнай фізікі праблем і да рэвалюцыйных пераўтварэнняў у галіне фізічных ведаў, быў звязаны з прапанаваным Д.Максвелам і здзейсненым у 1881 г. А.Майкельсанам (1852-1931) эксперыментам . Дадзены эксперымент меў на мэце вызначэнне хуткасці Зямлі адносна Сонца праз выяўленне рознасці ў хуткасці святла ў напрамку руху Зямлі і ў перпендыкулярным напрамку. Ён не прынёс, аднак, чаканага выніку: хуткасць святла заставалася ва ўсіх выпадках аднолькавай. Гэта паставіла перад фізікамі сур’ёзныя праблемы. Найперш праблематычным рабілася існаванне эфіру, бо рух Зямлі адносна яго, прадказаны адпаведнай гіпотэзай, не быў зафіксаваны.

Акрамя таго, вынікі згаданых і іншых эксперыментаў і назіранняў, а таксама развіццё тэарэтычнай фізікі паставілі пад пытанне класічны прынцып адноснасці (звязанае з ім правіла складання хуткасцяў). У сувязі з гэтым, як пісаў А.Эйнштэйн, у фізіцы паўстала сітуацыя, ў якой патрэбна было, як быццам, выбіраць, які з грунтоўных фізічных пастулатаў прынесці ў ахвяру дзеля несупярэчлівасці тэарэтычных пабудоў – уяўленне пра адноснасць руху ці палажэнне пра канстантны характар хуткасці святла [29, c.18-20].

Рэзкія зрухі ў навуковых уяўленнях пра матэрыю, што адбыліся на мяжы ХІХ і ХХ стагоддзяў, выклікалі да жыцця інтэнсіўныя філасофскія дыскусіі. Некторыя філосафы і фізікі прыйшлі да высновы пра “знікненне” матэрыі, пра сімвалічны характар фізічнай рэальнасці [26, c.266-267]. Прыхільнікі філасофскага і прыродазнаўчага матэрыялізму, наадварот, настойвалі на рэальным статусе атамаў, на адсутнасці важкіх навуковых падстаў для адмаўлення ад катэгорыі матэрыі. Як пісаў У.І.Ленін, сэнс выразу “матэрыя знікае” – у тым, што “знікае тая мяжа, да якой мы ведалі матэрыю, нашы веды ідуць глыбей; знікаюць такія ўласцівасці матэрыі, якія здаваліся раней абсалютнымі, нязменнымі, першапачатковымі (непранікальнасць, інерцыя, маса і т.п.) і якія цяпер выяўляюцца як адносныя, уласцівыя толькі некаторым станам матэрыі” [5, с.249]. Сваё найбольш яскравае выяўленне канфлікт паміж прыхільнікамі і непрыяцелямі традыцыйнага прыродазнаўчага матэрыялізму знайшоў у калізіі атамістычнага падыходу (які найбольш энергічна адстойваў Л.Больцман) і энергетызму (прадстаўленага найперш В.Оствальдам (1853-1932)) [46, т.7, c.943]. (Энергетызм – гэта вучэнне, згодна з якім адзінай сапраўднай субстанцыяй у свеце з’яўляецца энергія [46, т.2, с.497].)

Гэты парадыгматычны канфлікт меў грунтоўнае значэнне не толькі для фізікі, але і для хіміі, дзе ён таксама выступаў як адзнака крызісу і дзе таксама адчувалася няпэўнасць і няўпэўненасць у настроях думак навукоўцаў. Д.І.Мендзелееў, напрыклад, даведаўшыся пра адкрыццё радыёактыўнасці і электрона, убачыў у ім смяротную пагрозу для свайго разумення хімічнага элемента. Навуковец адважыўся “на немагчымае, каб выратаваць” сваю канцэпцыю [20, c.184]. Ён паспрабаваў растлумачыць радыёактыўнасць праз віхровы рух эфіру вакол найбольш цяжкіх атамаў. У канчатковым выніку, аднак, выдатны хімік мусіў адмовіцца ад гэтай “няўдалай, але грандыёзнай” гіпотэзы [20, c.185].

Крызісныя з’явы назіраліся ў гэты час і ў біялагічным пазнанні. Пераадкрыццё тэорыі Г.Мендэля напачатку ХХ стагоддзя прывяло да сутыкнення яе прыхільнікаў з прадстаўнікамі дарвінізму. Мендэлісты не маглі прыняць дарвінаўскую ідэю паступовых мадыфікацый арганізмаў, мяркуючы, што вырашальныя адаптацыйныя змяненні адбываюцца скачкападобна праз паасобныя, адзіночныя трансфармацыі спадчыннага матэрыялу. Дарвіністы, у сваю чаргу, падазрона ставіліся да мендэлеўскай тэорыі, якую яны (памылкова) лічылі несумяшчальнай з дарвінаўскім эвалюцыйным праектам [68].

Такім чынам, на мяжы ХІХ і ХХ стст. быў зроблены цэлы шэраг адкрыццяў, якія пахіснулі асноватворныя ідэі класічнага прыродазнаўства. Дзякуючы адкрыццю радыёактыўнасці, рэнтгенаўскага выпраменьвання, электрона, квантавай гіпотэзе быў пастаўлены крыж на класічных уяўленнях пра непадзельнасць атама, бесперапыннасць выпраменьвання, непранікальнасць матэрыі. Дзякуючы эксперыменту А.Майкельсана пад пытанне было пастаўлена існаванне эфіру. Парадыгматычны канфлікт атамізму і энергетызму выступіў як істотная адзнака крызісу не толькі ў фізіцы, але і ў хіміі. У біялагічным пазнанні ў гэты час таксама назіралася сутыкненне грунтоўных, стратэгічных даследчых праграм (дарвінізму і мендэлізму).