Новая история стран Европы и Северной Америки (1815-1918)

Наукой, положившей начало революционным преобразованиям в естествознании, стала физика. В 1895 г. Рентген открыл глубокопроникающие лучи, названные впоследствии рентгеновскими. Спустя совсем немного времени, 20 января 1896 г., американские врачи с помощью лучей Рентгена впервые увидели перелом руки человека. Это произвело ошеломляющее впечатление. Открытие рентгеновских лучей дало толчок новым исследованиям: в 1896 т. Анри Беккерель обнаружил излучение урана, т. е. явление радиоактивности. Это направление в физике продолжили Пьер Кюри и его жена Мария Складовская-Кюри, которые нашли более сильные, чем уран, источники радиоактивности – полоний и радий. Последний мог причинить непоправимый вред здоровью находившихся вблизи от него людей. В 1903 г. П. Кюри и А. Лаборд, зафиксировав выделение радием теплоты, установили существование внутриатомного источника энергии. Последовавшие одно за другим открытия доказали сложность строения атома, наличие в его составе положительно заряженного ядра (Эрнест Розерфорд), вращающихся по принадлежащих им орбитам отрицательных [19] частиц-электронов {Джозеф Джон Томсон), их движение по собственным орбитам, изменение которых приводит либо к излучению, либо к поглощению энергии {Нильс Бор), возможность расщепления атома (Розерфорд). Совокупность этих и других открытий, их теоретическое осмысление привели к созданию ядерной физики.

Вновь установленные явления не согласовывались с господствовавшей в XIX в. идеей непрерывности физических процессов. Это противоречие разрешил Макс Планк, выдвинувший в 1900 г. предположение, согласно которому атомы отдают энергию не непрерывно, а выделяют ее порциями, квантами. Этим в науку был введен принцип дискретности, т. е. раздельности, прерывности. Отсюда вытекало, что в природе наряду с явлением непрерывности закономерно имеют место и скачкообразные процессы.

Стремительный рывок совершила теоретическая физика в связи с разработкой Альбертом Эйнштейном специальной (1905) и общей (1916) теории относительности. Раскрывая ее сущность, Эйнштейн подчеркивал: «Теория относительности изменяет законы механики. Старые законы несправедливы, если скорость движущейся частицы приближается к скорости света. Новые законы движения тела, сформулированные теорией относительности, блестяще подтверждаются экспериментом»[20]. В свете теории относительности безраздельно господствовавшие геометрия Эвклида и теория тяготения Ньютона предстали как отражение частных условий материального мира. Установленные же Эйнштейном законы поля и движения отразили более общие закономерности природы. Он пришел к выводу о тесной связи свойств пространства и времени с материей.

Достижения химической науки

Вторая половина XIX в. характеризовалась выдающимися достижениями в области химии. В 1869 г. Д.И. Менделеев открыл периодический закон, согласно которому химические и физические свойства элементов находятся в зависимости от их атомных весов. На основе найденной закономерности Менделеев предсказал и точно описал свойства трех не известных еще науке элементов. Впоследствии они были экспериментально выделены: в 1875 г. – галлий, в 1879 г. – скандий и в 1886 г. – германий. Менделеевская периодическая таблица показала свои неоспоримые прогностические возможности, что неоднократно подтверждало открытие новых элементов.

Интенсивное развитие получила физическая химия, предмет которой – исследование физических изменений в связи с химическими реакциями. Ее успехи во многом связаны с деятельностью Вильгельма Оствальда, Якоба Хендрика Вант-Гоффа, Сванте Аррениуса. Под влиянием теоретических исследований этих ученых значительно продвинулось практическое использование достижений химической науки в промышленности, включая получение серной и азотной кислот, белильной извести и едкого натра, анилина, электрохимические процессы добывания металлов и т. п. Благодаря работам Фридриха Августа К скуле, Жозефа Ле Беля,А.М. Бутлерова сформировалась органическая химия, объектом которой являются соединения углерода. Созданная трехмерная модель расположения атомов в пространстве дала возможность анализировать и синтезировать сложные соединения. В результате были получены новые синтетические красители и синтетические материалы: пластмассы (целлулоид, бакелит), искусственный шелк, вискозные химические волокна, заменители каучука и др.

Великие открытия в биологии

Развитие биологической науки в конце XIX в. связано прежде всего с окончательным утверждением эволюционной теории. Автор «Происхождения видов» (1859) Чарльз Дарвин в 1871 г. опубликовал книгу «Происхождение человека», в которой обосновал процесс его эволюции. Важную роль в разработке эволюционных идей сыграл и Томас Гекели — второй после Дарвина создатель теории видообразования.