Научная революция на рубеже 19-20 веков

Электроны находятся вне ядер, но во взаимосвязи с ними. Количества электронов и протонов в нейтрально-заряженном атоме равны. Описывают частицы атомов с помощью уравнений волновых функций. Химические процессы могут происходить с веществами при изменении состава ядер (эти процессы изучаются радиохимией), или без ядерных превращений.

Простейший объект изучения квантовой физики и химии является атом водорода, ядро которого представляет протон, с которым взаимодействует электрон. На примере атома водорода изучают характер взаимодействия электрона с протоном. Возможные состояния электрона в атоме водорода, вычисленные по квантовой теории равны 18. Именно квантовая теория позволила на простейшем атоме — водороде понять получаемые спектрографами линейчатые спектры. Кроме того изучение водорода позволило разработать водородный цикл термоядерных реакций, происходящих на Солнце и в звездах, аналогичных Солнцу.

Химические взаимодействия сейчас ученые рассматривают с точки зрения квантовой химии, основы которой были заложены на рубеже 19−20 вв. Основными агентами химических взаимодействий являются электроны атома, обладающие наибольшей энергией и химическая связь — это не что иное, как электромагнитное взаимодействие.

Открытия в области биологии и геологии К началу 20 века в биологии и геологии была признана и стала доминирующей концепция эволюционизма, практически отрицавшая божественное вмешательство в историю Земли. Идеи эволюционизма сформировались под воздействием во второй половине 19 века открытий Ч. Дарвина. Эволюционисты изучали детально изменения, последовательность изменений в геосфере и в биосфере Земли.

Эволюция геосферной оболочки Земли приводит к некоторому дрейфу положения основных объектов литосферы. Эта концепция (концепция «мобилизма») была разработана геофизиками О. Фишером и А. Вегенером именно на рубеже 19 и 20 вв., но получила фактическое подтверждение только в середине 20 века, когда были обнаружены крупнейшие подводные хребты, возраст которых существенно уступал возрасту дна океанов.

В это время происходит становление и географической науки, которая перенимает из геологии исторический метод, в соответствии с которым природу рассматривают как единое целое. Особенно значительный вклад в изменение географии внесли ученые А. Гумбольдт и В. В. Докучаев. Эти ученые производят не простое описание жизни животных и растений, но описывают жизнь животных и растений во взаимосвязи с различными формами земной поверхности. Это позволяет увидеть однотипность природоустройства определенных ландшафтов — элементарных наименьших природных комплексов и географических поясов.

Особенно важное значение для дальнейшего развития науки, имеют работы В. В. Докучаева по изучению почв, их генезиса и их особенностей. Несмотря на внешнюю обычность исследований в области географии и геологии, работы ученых в этот революционный период послужили началом для развития и становления нового этапа геологических и географических областей науки. Стало ясно, что необходимо привлекать знания из смежных наук — физики, химии, математики и использовать новейшие методы и средства наблюдений. В этот период изменился стиль мышления и в связи с этим изменились методологические основания науки.

Для периода научной революции рубежа 19−20 вв. характерно, что дарвиновский революционный взгляд вышел за пределы биологии, изменилось представление о положении человека в природе, но, что особенно важно, изменилось мышление ученых, было принято положение эволюционизма не только в биологии, но и во многих других направлениях науки.

В чем конкретно проявились революцинные изменения в биологии? К ним надо отнести, в первую очередь, открытие законов наследственности, сделанное Г. Менделем. Исследование бактерий Л. Пастером показало, что бактерии всегда существуют в атмосфере, распространяются капельным путем, но их можно уничтожить путем термообработки. Уже в конце 19 века сформировалась микробиология, направленная на поиск путей излечения инфекционных заболеваний, развитие этих исследований привело к появлению химиотерапии, позволившей создавать в 20 веке лекарства от инфекционных, и не только, заболеваний.

Особое место в научной революции этого периода занимает эволюционная концепция, разработанная Ч. Дарвином. Его труд «Происхождение видов путем естественного отбора» в 1859 г. изменил взгляды большинства на место человека во временной шкале мира. Тимофеев-Ресовский обратил внимание на то, что и Дарвин и Мендель открыли и использовали принципы интерпретации биофактов. Считается, что с открытий этих ученых начинается биологическая теория, эти открытия можно приравнивать к открытию Эйнтейном закона о скорости света в вакууме.

Открытия Менделя в 1900 году были повторены учеными разных стран К. Корренсом, К. Чермаком и Г. де Фризом.

В 1909 году наследственные свойства приписали генам. Ген — это единица наследственного материала и является участком молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) хромосомы, в которой «записана» генетическая информация. Хромосомы являются структурным элементом ядра клетки и состоят из молекулы ДНК и белков. Хромосомная теория была разработана в первом десятилетии 20 века учеными А. Вейсманом, Т. Морганом, Г. Дж. Меллером.

Согласно этой теории наследственная информация передается от поколения к поколению у всех живых существ через хромосомы и гены, расположенные в этих хромосомах. В середине 20 века наука о передаче информации получила название молекулярная биология.

Молекулярная биология получилаширокое развитие во второй половине 20 века и изучает вопросы хранения и передачи наследственной информации, структуру и свойства нуклеиновых кислот. Исследования в области молекулярной биологии позволяют получить представление о сущности жизни.

Появление нового исследовательского оборудования привело к появлению новых областей знаний и к изменению стандартных подходов в научной работе. Одним из важнейших новых инструментов исследования в биологии был микроскоп. Благодаря появлению и применению микроскопа были сформированы такие разделы биологии как микробиология, цитология, гистология. В биологии был открыт новый мир микроорганизмов и вирусов.

В астрономии к таким революционным инструментам относят радиотелескоп, сменивший телескоп, применявшийся со времен Галилея.

Заключение

Исследование естественнонаучных революций позволяет реконструировать историю науки и выявить роль и механизмы научных революций. Понимание же механизмов революции позволяет прогнозировать революционные преобразования в науке и находить эффективные средства и методы исследований, а также разрабатывать стратегию научного поиска.

Анализ научных революций 17, 18 и рубежа 19−20 вв. показал, что научная революция характеризуется отбрасыванием идей, проявившихся как неверные, расширением знаний, открытие новых фактов и появление новых знаний, в областях, которые ранее были недоступны исследователям из-за отсутствия инструментальной базы исследований. Третьей чертой научной революции является создание новых теорий, понятий и законов науки.

Началом естественнонаучной революции может служить открытие ранее неизвестных природных явлений или же новых методов и средств исследования. Это происходит тогда, когда в устоявшейся системе знаний, бывают обнаружены противоречия. Революция на рубеже 19−20 веков началась в период, когда на базе существовавших теорий, были получены максимально полные ответы на вечные вопросы, задаваемые человечеством, и эти ответы не удовлетворили ученых. Не отвечала на многие вопросы система построения Вселенной, не было ответа на вопросы о происхождении человека и животных.

Научная революция на рубеже 19−20 веков явилась глобальной революцией, создавшей новый способ мышления, и вызвала перестройку и изменения в фундаментальных науках — физике, астрономии. Теории классической физики не были отвергнуты в ходе этой научной революции, но было показано, что классическая механика Ньютона является частным случаем, разработанной в этот период, теории относительности, а теория Дарвина дополняется и развивается теорией эволюции.

Особенно важной стороной научноестественной революции рубежа 19−20 веков являются революционные изменения в космологии. Теория эволюционизма, пришедшая в наше время из революционных открытий рубежа 20 века, распространенная на мировую Вселенную, и использование достижений в физике и математике позволили понять многие процессы, происходящие на Солнце и на других звездах, рассчитать расстояния между звездами и даже подойти к решению вопроса в космос.

Научная революция рубежа веков 19 и 20 привела к серьезным изменениям во взглядах на происхождение жизни и Вселенной в целом. Произведенные учеными преобразования в физике, химии, биологии заставили изменить космологические представления.

Разработка эволюционного взгляда на возникновение мира в виде теории Большого Взрыва как начала Вселенной и расширяющейся Вселенной отвергает сотворение мира неким божественным разумом. Это направление науки, появившееся в начале 20 века и получившее серьезное развитие в 20 веке, благодаря появлению новых возможностей наблюдения за изменениями во Вселенной подвергаются серьезной критике и не устраивают многих не только, иак называемых, простых людей, но и многих серьезных ученых.

Представления об эволюционизме привели к созданию нового направления наки — синергетике, которое предлагает описывать развитие природы как последовательную смену структур, имеющих стабильность, но родившихся из хаоса или временно имеющих стабильность и затем снова возвращающихся в хаос. В середине 20 века принципы Дарвина и самопроизвольного возрастания хаоса и беспорядка были сведены в единую теорию.

Созданная на рубеже 20 века теория эволюционизма, которую сейчас признана практически всеми учеными, рассматривают как некий каркас, который необходим для создания концепций во многих направлениях науки, не только в биологии.

В наши дни хорошо известно и подтверждено опытным путем и теоретическими расчетами, что квантовые закономерности характерны не только для микро-, но и для макроявлений. Революционные изменения в науке показали, что классическая физика применима тогда, когда непрерывность явлений затушевывает их дискретность.

Все перечисленные изменения протекают в рамках очередной глобальной научной революции, которая происходит в настоящее время. Вероятнее всего она завершится к середине XXI в. Конечно, сейчас сложно представить облик будущей науки, несмотря на то, что уже известен ход предыдущих революционных изменений в науке, и направление исследований в 21 веке продиктовано открытиями рубежа 20 века. Очевидно, что она будет отличаться как от классической, так и от современной (неклассической) науки.

1. Канке В. А. Основные философские направления и концепции науки. Итоги 20 столетия. М.: Логос, 2000.

с. 325

2. Кун Т. Структура научных революций. Пер. с англ. М. АСТ.2003, С. 608.

3. Самин Д. К. 100 великих открытий. М.: Вече, 2002, с. 208

4. Канке В. А. Концепции современного естествознания. М.: Логос, 2002, с. 367

5. Философия и методология науки: Учеб. пособие для студентов высших учебных заведений / под ред. В. И. Купцова. — М., 1996, с. 360

6. Степин В. С. Теоретическое знание. М. 2000. — с. 705

1, с. 45.

2, с. 42.

2, с. 50

3, с.34

4, с.37−330

4 с.113−139

4, с. 123.

4, с.141−157

4, с.168

4, с. 214

1, с. 50.

5, с. 25

6. с. 9