35
существенное значение приобрели достижения физики, химии и зарождавшейся электротехники.
Стимулирующее воздействие на развитие естествознания новых потребностей техники привело к тому, что в середине 90-х годов XIX в. появились новые открытия, главным образом, в физике - открытие электромагнитных волн Г.Герцем, коротковолнового излучения К.Рентгеном, радиоактивности, электрона, введение идеи кванта М.Планком, создание теории относительности А.Эйнштейном, изобретение радио А.С.Поповым. Были существенно продвинуты также химия (разработка Периодической системы элементов Д.И.Мнделеевым) и биология (возникновение генетики).
В конце XIX – начале ХХ столетий появилось представление об «элементарных частицах» вещества. В 1887 г. английским исследователем Дж. Дж. Томсоном было доказано существование первой элементарной частицы – электрона. В 1911 г. Э.Резерфорд выдвинул планетарную модель атома, на основе которой в 1913–1921 гг. появились представления об атомном ядре, электронах и квантах. Протон был открыт им в 1919 г., а в 1932 г. Дж. Чедвиком был открыт нейтрон. Далее был получен широкий спектр «элементарных частиц» вещества, что привело к освоению атомной энергии.
Н.Бор развил модель атома Резерфорда, и фактически с этого момента стала бурно развиваться квантовая механика. Всем этим была подгоготовлена очередная революция в естествознании.
Пятая революция в естествознании была связана с введением в рассмотрение «элементарных частиц вещества», и это привело к появлению атомной энергии и полупроводниковой техники.
В ХХ столетии форсируется развитие прежде всего физики (атомная энергия, радиолокация, радиоэлектроника, средства связи, автоматика и кибернетика, квантовая электроника - лазеры, электронная оптика и пр.). Физика как ведущая отрасль всего естествознания стала играть стимулирующую роль по отношению к другим отраслям
естествознания, например, изобретение электронного микроскопа вызвало переворот во всей биологии, физиологии, биохимии. Физические методы определили успехи химии, геологии, астрономии, способствовали развитию науки о космосе и овладению космосом.
В биологии углубление в строение клетки привело к созданию генетики и молекулярной биологии, в химии - к химии полимеров. А на основе полупроводников стали развиваться кибернетика и вычислительная техника.
36
Таким образом, пятая революция в естествознании привела к революционному скачку в технике, к НТР - научно-технической революции.
Главной задачей химии становится синтез полимеров (каучук, искусственное волокно), получение синтетического топлива, легких сплавов и заменителей металла для авиации и космонавтики. Энергетической базой промышленности в ХХ в. становятся все более электричество (динамо-машина), химическая энергия (двигатели внутреннего сгорания), а затем, после Второй мировой войны, и атомная энергия.
Переходу к новому глубинному уровню организации материи и здесь предшествовал кризис, выражавшийся в непонимании многообразия вариантов свойств освоенных материальных образований. Введение строительного материала уже освоенного уровня материи помогало разобраться в структуре этих образований. Так, введение молекул помогло разобраться с веществами, атомов – с молекулами, элементарных частиц – с атомами. Кризис преодолевался, все недоумения разрешались, наука получала новый мощный толчок развития. Но исходным пунктом всегда являлись прикладные нужды.
Свойства и поведение материальных образований становились понятными, если в рассмотрение вводились материальные образования более глубокого уровня. Переход на новый уровень всегда означал коренную ломку устоявшихся представлений, являлся очередной физической революцией и обеспечивал выход из кризиса (рис. 2.1).
Для объяснения химических превращений в теорию были введены атомы – составные части молекул химических соединений. А когда выяснилось, что атомы превращаются друг в друга, возникло понятие «элементарных частиц» вещества, из которых атомы состоят. При этом становились понятными свойства старших уровней организации материи. Оказывалось, что материальные образования старшего иерархического уровня отличаются друг от друга в первую очередь набором элементов – материальных образований младшего иерархического уровня. При этом младшие образования, например атомы или «элементарные частицы», наделялись на первых порах лишь простейшими, наиболее существенными свойствами, что даже отражалось в названии: атом («неделимый»), «элементарные частицы», т.е. простейшие частицы. По мере накопления опытных данных представления о внутренней сущности явлений менялись, соответственно менялись и физические модели этих явлений. Изменение моделей влекло изменения в уравнениях, описывающих явления.
