О великих переворотах в науке

Вступление идеи дискретности в физику.Уже открытие электрона - носителя отрицательного электричества - нанесло первый серьезный удар по классической вере в непрерывность физических функций, в особенности, конечно, в области учения об электричестве. Второй удар по этой концепции нанесла квантовая теория, созданная в 1900 г. М. Планком, согласно которой существует универсальная константа - квант действия, входящий в различные физические величины, в том числе и в выражение энергии, и обусловливающий их прерывистый, дискретный характер. Поэтому такие процессы, как излучение и поглощение света, протекают не непрерывно, а отдельными порциями. Свое открытие Планк сделал, изучая излучение тепла так называемым абсолютно черным телом. Пока излучение тепла и света происходило в огромных количествах, процесс этот казался непрерывным. Его прерывность обнаружилась лишь в условиях максимально возможного уменьшения количества излучаемого тепла. Приведем следующее сравнение: из широко открытого водопроводного крана вода бежит полной струей. Если кран подвернуть, струя станет тоньше, но все же останется непрерывной, цельной. Но если кран завернуть почти до конца, то вода перестанет литься струей, а будет капать, т. е. истечение ее приобретет прерывистый характер. Это, конечно, образное сравнение, но оно позволяет понять, как Планк обнаружил прерывистый характер (квантовый) излучения и поглощения энергии - тепла и света.

В 1905 г. А. Эйнштейн продолжил идеи Планка и показал, что свет обладает не только волновой природой, но и корпускулярной, что он состоит из фотонов. Так рушилась вера в то, что физические явления должны описываться непрерывными функциями.

Уничтожение перегородок между различными сторонами объектов природы.Такие перегородки, возникшие во времена "классики", разделяли между собой вещества и свет, пространство и время, массу и энергию. Своей теорией квантов М. Планк начал разрушать перегородку между понятиями вещества и света, поскольку и он, и особенно А. Эйнштейн показали, что свет обладает также и корпускулярной структурой, а не только волновой, и что этим он сближается с веществом. В неменьшей степени такое их сближение вытекало из открытия П. Н. Лебедева, в том же 1901 г. измерившего давление света. Тем самым доказывалось, что свет обладает своеобразной массой, и этим заполнялась ранее существовавшая пропасть между весомым веществом и невесомым светом, якобы не имеющим массы.

Огромную роль, революционизирующую всю науку, сыграла теория относительности Эйнштейна, созданная им в 1905 г. Она разрушила старую веру в независимость пространства и времени (как основных форм бытия) друг от друга и от движущейся материи. Далее она разрушила веру в независимость между собою массы и энергии как фундаментальных физических свойств материи. Последнее выражалось в новом фундаментальном законе современной физики, согласно которому между массой и энергией существует неразрывная взаимосвязь и количественная относительность.

Так завершается начало I этапа революции III типа. Хотя за это время были созданы новые теории и открыты новые законы в физике, но в целом начало XX в. можно охарактеризовать как фазу революционного крушения "классики", поскольку ответа на вопрос, как же построен атом из электронов, еще не было найдено. Такой ответ составил конструктивное окончание начавшегося I этапа новейшей революции.

Подступы к динамической модели атома.Открытие атомного ядра Э. Резерфордом в 1911 г. вело к признанию динамической планетарно-ядерной модели атома: ядро как миниатюрное "Солнце" в центре, а вокруг него, как маленькие "планеты", движутся электроны. Однако идеи непрерывности, еще не преодоленные, помешали сразу же обосновать такую модель: ведь, согласно классической электродинамике, двигающийся вокруг положительно заряженного ядра электрон должен был непрерывно терять свою энергию и в конце концов падать на ядро, чего не происходит в действительности.