Реферат научные знания в 19 веке

Содержание

Введение………………………………………………………………2

1. Особенности развития науки в 19 веке.……………………...4

2. Научные достижения 19 века:

А) Открытия в области биологии и медицины (Пастер, Кох, Мечников и другие)…………………………………………………………………

Б) Открытия в математике…………………………………………..

В) Открытия в области химии……………………………………….

Г) Физика как наука………………………………………………….

Заключение…………………………………………………………...17

Список источников…………………………………………………..18

Введение.

Актуальность темы.

Данная тема является актуальной, в силу того что благодаря научным достижениям 19 века произошли кардинальные изменения в условиях и образе жизни всего современного человечества. 19-й век заложил основы для развития науки 20-го столетия и создал предпосылки для многих будущих изобретений и технологических нововведений, которыми мы пользуемся в настоящее время.

Целью моей работы является изучение научных открытий в области математики, физики, химии, биологии в 19веке.

Основные задачи:

- Выявить основные особенности развития науки в 19 веке;

- Рассмотреть основные научные открытия данного периода;

- Определить роль научных открытий 19 века в становлении современной цивилизации.

Краткое содержание.

В данной работе показаны особенности научной мысли этого исторического периода такие как: дифференциация отдельных отраслей научных знаний на более узкие специальные отрасли и в то же время - интеграция наук (именно в это время возникает астрофизика, биохимия, физическая химия, геохимия). Оформляется и новая отрасль знаний - технические науки. В работе говорится о том, что в течение столетия было сделано неслыханное ранее количество открытий, а на основе накопленного экспериментального, аналитического материала разработаны обобщающие теории. На базе механики, физики и математики разрабатывалась техника и технология. Научные открытия были сделаны во многих областях и оказали большое влияние на дальнейшее развитие. Технический прогресс неудержимо продвигался. Я попытался дать ответ на вопрос: «Кому же мы благодарны за те комфортные условия, в которых сейчас живет современное человечество?»

В результате исследования я пришел к выводу, что изобретения 19 века изменили человечество, перевернули его мир. Конечно, развитие происходило постоянно, и каждый век дал нам какие-то величайшие открытия, но глобальные революционные изобретения пришлись именно на этот период. И я полностью согласен с Питиримом Сорокиным в том, что «лишь только один XIX в. принес открытий и изобретений больше, чем все предшествующие столетия вместе взятые».

Сорокин Питирим Александрович

Особенности развития науки в 19 веке.

В индустриальной цивилизации, утвердившейся в Европе в XIX столетии, главной ценностью стали считать научно-технический прогресс. И это не случайно. Как отметил П.Сорокин, «лишь только один XIX в. принес открытий и изобретений больше, чем все предшествующие столетия вместе взятые». XIX век был воплощением неслыханного технического прогресса, были сделаны научные и технические открытия, которые привели к изменению образа жизни людей: его начало ознаменовалось освоением силы пара, созданием паровых машин и двигателей, которые позволили осуществить промышленный переворот, перейти от мануфактурного производства к промышленному, фабричному. Страны Европы и Северной Америки покрылись сетью железных дорог, что в свою очередь содействовало развитию промышленности и торговли. Начался выпуск первых синтетических материалов, искусственных волокон.

Научные открытия в области физики, химии, биологии, астрономии, геологии, медицины следовали одно за другим. Вслед за открытием Майклом Фарадеем явления электромагнитной дуги, Джеймс Максвелл предпринимает исследование электромагнитных полей, разрабатывает электромагнитную теорию света. Анри Беккерель, Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри, изучая явление радиоактивности, поставили под вопрос прежнее понимание закона сохранения энергии.

Физическая наука проделала путь от атомной теории материи Джона Дальтона - к раскрытию сложной структуры атома. После обнаружения Дж. Томпсоном в 1897 г. первой элементарной частицы электрона последовали планетарные теории строения атома Эрнеста Резерфорда и Нильса Бора. Развиваются междисциплинарные исследования - физическая химия, биохимия, химическая фармакология.

Если сформулированный в 1869 г. Дмитрием Ивановичем Менделеевым периодический закон химических элементов установил зависимость между их атомными весами, то открытие внутреннего строения атома выявило связь между порядковым номером элемента в периодической системе и числом электронов в слоях оболочки атома.

В биологии появляются теории клеточного строения всех организмов Т. Швана, генетической наследственности Грегора Иоганна Менделя, опираясь на которые Август Вейсман и Томас Морган создали основы генетики. Основываясь на исследованиях в области физиологии высшей нервной деятельности, И.П. Павлов разработал теорию условных рефлексов.

Подлинную революцию в науке произвели труды великого ученого-натуралиста Чарльза Дарвина «Происхождение видов» и «Происхождение человека», которые иначе, чем христианское учение, трактовали возникновение мира и человека.

Достижения в области биологии и химии дали мощный толчок развитию медицины. Французский бактериолог Луи Пастер разработал метод предохранительных прививок против бешенства и других заразных болезней, механизм стерилизации и пастеризации различных продуктов, заложил основы учения об иммунитете. Немецкий микробиолог Роберт Кох и его ученики открыли возбудителей туберкулеза, брюшного тифа, дифтерита и других болезней, создали против них лекарства. В арсенале врачей появились новые лекарственные препараты и инструменты. Врачи стали применять аспирин и пирамидон, был изобретен стетоскоп, открыты рентгеновские лучи. 19 век - «машинный век», - и это совершенно правильно, ведь именно тогда началось производство машин с помощью самих машин. От механической прялки «Дженни» человечество шагнуло к первому современному станку из металла, а от него - к автоматическому ткацкому станку Жаккара. 19 в. называют «эпохой стали», - именно тогда уровень производства стали становится показателем экономической мощи страны. Железо и сталь вытесняют дерево.

Если XVII-XVIII вв. были эпохой ветряных мельниц, то с конца XVIII в. начинается эпоха пара. В 1784 г. Дж. Уатт изобрел паровой двигатель. А уже в 1803 в. появляется первый автомобиль с паровым двигателем. 17 августа 1807 г совершилась пробная поездка парохода Фултона «Клермон», а в 1814 г. появился на свет паровоз Дж. Стеффенсона.

Революцию в средствах транспорта дополнило развитие морских сообщений. Благодаря пару плавание перестало зависеть от силы ветра, и преодоление океанического пространства совершалось во все более и более короткие сроки. В конце XIX в. появляется автомобиль Г. Даймлера и К. Бенца, имеющий высокоэкономичный двигатель, работающий на жидком топливе, а в 1903 г. - первый самолет братьев Райт. Параллельно шло строительство и совершенствование дорог, мостов, тоннелей, каналов (Суэцкий канал, 1859-1869)век - это век электричества. После открытия В.В. Петровым явления электрической дуги С. Морзе изобрел электрический телеграф, а А. Бэлл - телефон, а Т. Эдисон - фонограф. Появляются радиоприемники А.С. Попова и Г.Маркони, кинематограф братьев Люмьер. Важным новшеством стало электрическое освещение городов, конка уступала место трамваю. В 1863 г. появилась первая подземная железная дорога «Метрополитен», а к концу века метро функционировало уже в Лондоне, Париже, Нью-Йорке, Будапеште, Париже и других городах. Жизнь человека радикально изменилась. Благодаря открытиям и изобретениям техническое господство над пространством, временем и материей выросло безраздельно. Начался небывалый пространственно-временной рост цивилизации - в духовный мир человека входили новые территории и новые пласты прошлого.

Познание раздвинуло свои границы вглубь и вширь. Одновременно возникли и новые способы преодоления времени и пространства - новая техника с ее скоростями, средствами связи способствовала тому, что человек смог вместить в себе больший отрезок космического, любую точку планеты. Вселенная как бы одновременно сузилась и расширилась, все пришли в соприкосновение со всеми. Мир качественно преобразился.

Научные достижения 19 века.

Открытия в области биологии и медицины (Пастер, Кох, Мечников и другие)

Конец XVIII и начало XIX века были особенно щедрыми на открытия в области медицины. Идея предотвращения заражения человека натуральной оспой с помощью прививки оспы коров пришла на ум английскому врачу Дженнеру (1749—1823). Однажды к нему обратилась пожилая крестьянка, напуганная появившимися у нее кожными высыпаниями. На вопрос, не больна ли она натуральной оспой, бедная женщина заявила, что этой болезни у нее не может быть, поскольку она уже переболела «коровьей» оспой. Эта уверенность поразила ученого. Несмотря на то, что предохранительное свойство коровьей оспы было известно задолго до Дженнера, в медицинских кругах к этой идее относились как к невежественному предрассудку. Дженнер решил проверить все факты, имеющие отношение к слухам о предохранительном эффекте коровьей оспы, и выяснить их научное значение. За 30 лет работы Дженнер изучил клинику заболевания и убедился, что вакцина, то есть содержимое оспенных пустул больных коровьей оспой (от лат. vacca-корова), надежно защищает от натуральной оспы и что такая форма искусственного заражения — безвредный и гуманный способ предотвращения очень тяжелой болезни, какой является натуральная оспа. В 1796 году он привил коровью оспу восьмилетнему мальчику. Спустя 6 недель мальчику была привита натуральная оспа, но он не заболел ею, так как стал невосприимчив к натуральной оспе. И все-таки долгое время бытовало скептическое отношение к методу Дженнера: некоторые серьезные ученые даже полагали, что после прививок коровьей оспы у пациентов могут вырасти рога, копыта или какие-то другие признаки анатомического строения коровы.

В 1885 году французский ученый Пастер организовал в Париже свою первую в мире антирабическую (рабес — бешенство) станцию (вторая была открыта через год в Одессе Мечниковым). Со всех концов в Париж потянулись больные и врачи. В 1886 году в Париж прибыла группа смоленских крестьян, искусанных бешеным волком. С момента заражения прошло уже 12 дней, но в результате курса прививок 16 из 19 крестьян были спасены. После этого случая о Пастере говорил весь мир. По международной подписке были собраны деньги, на которые в Париже был построен великолепный Пастеровский институт микробиологии, открытый в 1888 г. Этот институт работает и по сей день. В 1895 г. Пастер умер, и его прах установили в его институте. Через 80 лет после его смерти в Пастеровском институте были вскрыты баллоны, в которых хранился стерильный раствор. Жидкость в них была абсолютно чистой и прозрачной. В 80-х годах XIX века Пастером были изготовлены вакцины против сибирской язвы, куриной холеры и бешенства. После его работ усилиями всех стран были разработаны прививки почти против всех инфекционных заболеваний. Публичные эксперименты, которые ставил Пастер, произвели фурор во всем мире. Так, однажды он сделал эксперимент с 50 овцами. 25 из них были привиты ослабленной заразой сибирской язвы. А затем всем овцам Пастер привил сибирскую язву в ее смертельной форме. Присутствующим ученым он предложил вернуться через 48 часов, объявив вперед, что 25 животных они застанут уже мертвыми, а 25 целыми и невредимыми. Даже друзья Пастера были напуганы его самоуверенностью. Но пророчество исполнилось буквально. Свидетелями эксперимента были Мечников и Тимирязев. Вслед за Пастером микробиологией серьезно занялись ученые всего мира. Среди них видное мест занимает немецкий врач Роберт Кох (1843—1910). Он пришел к выводу, что, даже если обнаружить микробы у больного не удается, они все-таки существуют. И, совершенствуя методы микроскопических исследований, Кох первым начал использовать окрашивание препаратов анилиновыми красками и использовать твердые питательные среды. В результате микробы стали хорошо видны. В 1882 году Кох открыл возбудитель туберкулеза, названный впоследствии палочкой Коха, а в 1883 г. — холерный вибрион. Накопив огромный экспериментальный материал, он попытался изложить общую концепцию инфекционного процесса, которая сводилась к трем положениям (триада Коха): первое — обязательное нахождение возбудителя во всех случаях заболеваний; второе — получение чистой культуры возбудителя; третье — необходимость воспроизведения идентичного заболевания прививкой культуры на животном. Для лечения туберкулеза Кох предложил использовать токсин туберкулезной палочки — туберкулин. Это средство вначале вызвало бум. Но через два года выяснилось, что оно не вылечивает легочную чахотку и даже усугубляет ее действие. Поэтому лекарство перестало применяться. Позже экспериментально было установлено, что туберкулиновая проба может использоваться в диагностике туберкулеза. В 1905 г. Кох за исследования туберкулеза был удостоен Нобелевской премии.

Третьим в этой триаде был Илья Ильич Мечников — создатель фагоцитарной теории иммунитета. Он открыл клетки — фагоциты, которые выполняют функцию защиты организма от болезнетворных микроорганизмов. Параллельно с ним немецкий ученый Эрлих установил, что иммунитет определяется как клеточными, так и гуморальными (гормональными) факторами. Таким образом, было создано учение об иммунитете. В 1908 году его авторы Мечников и Эрлих были удостоены Нобелевской премии. Кроме того, с 19 в. открывается новая эра — эра анестезиологии. Перестают использовать в качестве обезболивающих средств водку, корень мандрагоры, битье палкой по голове. В 1800 году английский химик Хемфри Деви открыл закись азота — веселящий газ. В 1844 году он был впервые использован на публичном эксперименте американским врачом Уэлльсом. Эксперимент не удался, из-за чего Уэлльс позже покончил жизнь самоубийством. Лишь в 60-х годах XIX века это обезболивающее средство начали широко использовать в медицине. В 1846 году американский врач Мортон открыл эфирный наркоз. А меньше года спустя эфирный наркоз открывают в России — Пирогов, Иноземцев, Филомафитский. Пирогов первым в мире применяет наркоз во время операций на поле боя (сделал более 10000 операций с применением наркоза). Также Пирогов изобрел специальную наркозную маску, разработал ректальный способ применения наркоза, указал на возможность внутривенного наркоза. И, наконец, третье классическое средство наркоза — хлороформ — было открыто Симпсоном, акушером-гинекологом из города Эдинбурга (в 1847 году). Можно сказать, что в эти три года произошла революция в хирургии и появились возможности производить новые полостные операции. Появился даже афоризм: «Хирург может сделать все, что ему позволит анестезиолог». В 1884 году впервые был вырезан аппендицит (кстати, в предыдущие эпохи он встречался намного реже). В 1879 году французский хирург Пеан впервые в мире удалил часть желудка, пораженную раком. Исход операции был летальным. Первую успешную резекцию желудка выполнил немецкий хирург Бильрот — основоположник хирургии желудочно-кишечного тракта. Эта операция носит его имя. Он же впервые осуществил резекцию пищевода, гортани, обширное иссечение языка при раке. Ученик Бильрота — Кохер — в 1909 году был удостоен Нобелевской премии за разработку операции на щитовидной железе. Кохер внес большой вклад в развитие абдоминальной хирургии, травматологии и военно-полевой хирургии, в разработку проблем асептики и антисептики. В гинекологии начинают успешно бороться с маточными кровотечениями. В стоматологии разрабатывают новые методы и приборы зубоврачевания: в 1870 году изобретают нужную бормашину, с 1836 г. начинают применять мышьяковую кислоту, с 1819 г. — пломбирование зубов специальными цементами. В 19 веке Р.Двайером и Тренделенбургом была разработана процедура интубации трахеи с помощью ларингоскопа. Операция эта моментально устраняет удушье. В 1803 г. в Лондоне было основано Королевское дженнеровское общество, пожизненным председателем стал, соответственно, Дженнер. Целью этого общества было широкое внедрение вакцинации в Англии. В 1813 г. в Оксфорде Дженнеру была присуждена степень доктора медицины. Вскоре почти все общества Европы избрали его своим почетным членом, а Лондон — своим почетным гражданином, вручив диплом с настоящими бриллиантами. Пастер, Кох и Мечников были хорошо знакомы между собой. Вместе ходили в рестораны. Кох всегда заказывал себе много еды и водки, а Мечников — простокваши (был сторонником строгой диеты).  Пастер умер от инсульта. Кох в 1910 году — в результате сердечного приступа. В 60 лет он женился на молодой актрисе, оставив первую жену и дочь. Мечников, проведя 28 лет жизни в Париже, умер от сердечного заболевания. Урна с его прахом хранится в библиотеке института Пастера.

Открытия в математике.

Накопленный в 17 и 18 вв. огромный фактический материал привёл к необходимости углублённого логического анализа и объединения его с новых точек зрения. Открытие и введение в употребление геометрической интерпретации комплексных чисел (К. Вессель, 1799, и Ж. Арган (Арганд), 1806), доказательство неразрешимости в радикалах общего алгебраического уравнения пятой степени (Н. Абель, 1824), разработка О. Коши основ теории функций комплексного переменного, его работы по строгому обоснованию анализа бесконечно малых, создание Н. И. Лобачевским (1826) и Я. Больяй (1832) неевклидовой геометрии, работы К. Гаусса (1827) по внутренней геометрии поверхностей — типичные примеры наметившихся на рубеже 18 и 19 вв. новых тенденций в развитии математики. Связь математики с естествознанием приобретает теперь более сложные формы. Большие новые теории возникают не только в результате непосредственных запросов естествознания или техники, но также из внутренних потребностей самой математики. Главная линия развития заключалась здесь в том, что переход в комплексную область делал более ясными и обозримыми свойства подлежащих изучению функций. Широкий интерес к непосредственному реальному применению функций комплексного переменного, например, как функций, задающих конформное отображение, развился позднее, хотя возможности таких применений были намечены еще Л. Эйлером. Теория групп ведёт своё начало с рассмотрения Ж. Лагранжем (1771) групп подстановок в связи с проблемой разрешимости в радикалах алгебраических уравнений высших степеней. Э. Галуа (1830—32,) при помощи теории групп подстановок дал окончательный ответ на вопрос об условиях разрешимости в радикалах алгебраических уравнений любой степени. В середине 19 в. А. Кэли дал общее «абстрактное» определение группы. С.Ли разработал, исходя из общих проблем геометрии, теорию непрерывных групп. Дифференциальная геометрия поверхностей создаётся К. Гауссом (1827), Ф. Миндингом и К. М. Петерсоном (1853). Для выработки новых взглядов на предмет геометрии основное значение имело создание Н. И. Лобачевским неевклидовой геометрии. Ю. Плюккер строит геометрию, рассматривая в качестве основных элементов прямые, Г. Грассман создаёт афинскую и метрическую геометрию n-мерного векторного пространства.

Уже в гауссовской внутренней геометрии поверхностей дифференциальная геометрия, по существу, также освобождается от неразрывной связи с геометрией Евклида: то, что поверхность лежит в трёхмерном евклидовом пространстве, является для этой теории случайным обстоятельством. Исходя из этого, Б. Риман создаёт (1854,) концепцию n-мерного многообразия с метрической геометрией, определяемой дифференциальной квадратичной формой. Этим было положено начало общей дифференциальной геометрии n-мерных многообразии Б. Риману же принадлежат и первые идеи в области топологии многомерных многообразии. Конец 19 века и начало 20 века. Лишь в начале 70-х гг. 19 в. Ф. Клейн находит модель неевклидовой геометрии Лобачевского, которая окончательно устраняет сомнения в её непротиворечивости. Ф. Клейн подчиняет (1872) всё разнообразие построенных к этому времени «геометрий» пространств различного числа измерений идее изучения инвариантов той или иной группы преобразований. В это же время (1872) работы по обоснованию анализа получают необходимый фундамент в виде строгой теории иррациональных чисел (Р. Дедекинд, Г. Кантор и К. Вейерштрасс) Чрезвычайное развитие, превосходящее предшествующие периоды не только по количеству работ, но также по совершенству и силе методов и окончательности результатов, получают в конце 19 в. и в начале 20 в. все разделы математики, начиная с самого старого из них — теории чисел. Э. Куммер, Л. Кронекер, Р. Дедекинд, Е. И. Золотарёв и Д. Гильберт закладывают основы современной алгебраической теории чисел. Ш. Эрмит в 1873 доказывает трансцендентность числа е, Ф. Линдеман в 1882 — числа П, Ж. Адамар (1896) и Ш. Ла Балле Пуссен (1896) завершают исследования П. Л. Чебышева о законе убывания плотности расположения простых чисел в натуральном ряду. Г. Минковский вводит в теоретико-числовые исследования геометрические методы. В России работы по теории чисел после П. Л. Чебышева блестяще развивают, кроме уже упомянутого Е. И. Золотарёва, А. Н. Коркин, Г. Ф. Вороной и А. А. Марков. Наибольшее число задач, выдвигаемых перед математикой, естествознанием и техникой, сводится к решению дифференциальных уравнений, как обыкновенных (при изучении систем с конечным числом степеней свободы), так и с частными производными (при изучении непрерывных сред и в квантовой физике). Поэтому все направления исследований дифференциальных уравнений в рассматриваемый период интенсивно культивируются. Для решения сложных линейных систем создаются методы операционного исчисления. Практическое использование результатов теоретического математического исследования требует получения ответа на поставленную задачу в численной форме. Между тем даже после исчерпывающего теоретического разбора задачи это часто оказывается совсем не лёгким делом. В кон. 19 в. и в начале 20 в. численные методы анализа выросли в самостоятельную ветвь. Особенно большое внимание уделялось при этом методам численного интегрирования дифференциальных уравнений (методы Адамса, Штёрмера, Рунге и др.) и квадратурным формулам (П. Л. Чебышев, А. А. Марков, В. А. Стеклов). Широкое развитие работ, требующих численных расчётов, привело к необходимости вычисления и публикации всё возрастающего количества математических таблиц.

Существенная новизна начавшегося в 19 в. этапа развития математики состоит в том, что вопросы необходимого расширения круга подлежащих изучению количественных отношений и пространственных форм становятся предметом сознательного и активного интереса математиков. Если прежде, например, введение в употребление отрицательных и комплексных чисел и точная формулировка правил действий с ними требовали длительной работы, то теперь развитие математики потребовало выработки приёмов сознательного и планомерного создания новых геометрических систем, новых «алгебр» с «некоммутативным» или даже «неассоциативным» умножением и т.д. по мере возникновения в них потребности. Но трудно переоценить важность той перестройки всего склада математического мышления, которая для этого должна была произойти в течение 19 в.

Только к концу 19 в. сложился стандарт требований к логической строгости, остающийся и до настоящего времени господствующим в практической работе математиков над развитием отдельных математических теорий. Этот стандарт основан на теоретико-множественной концепции строения любой теории. С этой точки зрения любая математическая теория имеет дело с одним или несколькими множествами объектов, связанных между собой некоторыми отношениями.

Открытия в области химии.

19 век характеризуется развитием химической атомистики. Атомное учение в 17-18 вв. разрабатывалось преимущественно с сугубо абстрактной, механистической точки зрения. Но уже Ломоносов близко подошёл к приложению атомной гипотезы к задачам химии. Химическая атомистика родилась из слияния старой натурфилософской идеи об атомах с опытными аналитическими данными о химическом количественном составе веществ. В течение первых двух третей 19 в. в химии сформировались два фундаментальных её понятия - атомного веса (атомной массы) и валентности, или «атомности» - В 1869 году Менделеевым была раскрыта связь между ними. В том же году Менделеев создал периодическую систему элементов и открыл лежащий в её основе закон. Это открытие явилось теоретическим синтезом всего предшествующего развития химии. В 1852 Франкленд, изучая метало-органические соединения, заложил основы учения о валентности. В 1861 А. М. Бутлеров создал химического строения теорию, согласно которой химические свойства вещества определяются составом и строением молекул, а реакционная способность зависит от того, в какой последовательности атомы связаны в данной молекуле, а также от их взаимного влияния. Первый международный конгресс химиков в Карлсруэ (1860) четко разграничил понятия атома, молекулы, эквивалента; это способствовало дальнейшему развитию химии. В 1859-61 она обогатилась совершенным методом спектрального анализа, благодаря чему удалось обнаружить присутствие некоторых химических элементов в составе небесных тел; была установлена связь между физикой (оптикой), астрономией и химией. По мере открытия новых химических элементов всё острее ощущалась необходимость их систематизации. По мере прогресса физики и химии устанавливались основные понятия и законы, которые, с одной стороны, поставили на более высокую ступень обе эти науки, а с другой - послужили основой для становления физической химии, зарождение отдельных отраслей которой началось ещё в конце 18 - 1-й половине 19 вв. В исследовании общих закономерностей, управляющих химическими процессами, оказалась крайне заинтересованной и химическая промышленность, достигшая значительных успехов к 80-м гг. 19 в. Изучение тепловых эффектов химических процессов получило прочную основу после открытия Г. И. Гессом (1840) основного теплового закона химических процессов. Во 2-й половине 19 в. большая работа по определению теплот химических реакций была проделана П. Э. М. Бертло, Х. П. Ю. Томсеном, Н. Н. Бекетовым и др.; она завершилась к концу 19в. созданием одного из разделов физической химии - термохимии. С возникновением термодинамики и развитием термохимии в тесной связи с последней во 2-й половине 19 в. начинает развиваться химическая термодинамика, изучающая энергетические эффекты, которыми сопровождаются химические процессы, самую возможность, направление и пределы таких процессов и др. термодинамические явления в физико-химических системах (труды Дж. Гиббса, Я. Вант-Гоффа, А. Ле Шателье и др.). Со 2-й половины 19 в. началось изучение механизма прохождения электрического тока через растворы электролитов (работы Р. Клаузиуса, И. В. Гитторфа, Ф. Кольрауша и др.), которое привело к созданию С. Аррениусом теории электролитической диссоциации (1883-87). Согласно этой теории, электролиты в растворах распадаются на ионы. Согласно химической теории водных растворов Менделеева, разработанной в 1865-87, растворённое вещество и растворитель взаимодействуют между собой в растворе. К концу 19 в. учение о катализе и практическое использование катализаторов заняли важное место в общей химии. С катализом теснейшим образом связана адсорбция, открытая Т. Е. Ловицем в 1785. В 1878 Гиббс установил основные законы поверхностных явлений, адсорбции и образования новых фаз. Со 2-й половины 19 в. развивается учение о скоростях химических реакций и химическом равновесии. Значение активной массы (концентрации) реагирующих веществ было отмечено ещё в 1801-03 К. Бертолле. Последующая разработка вопросов, связанных с равновесием химических реакций, привела К. Гульдберга и П. Вааге к открытию (1864-67) закона действующих масс, который лёг в основу учения о скоростях реакций. Систематические работы Н.А.Меншуткина (с 1877) явились существенным вкладом в установление кинетических закономерностей химических реакций. В 1884 Вант-Гофф суммировал накопившийся в этой области материал в виде кинетических уравнений.

Физика как наука.

Физика XIX века считается классической. Ньютоновский феноменологический метод стал главным инструментом познания природы. Законы классической механики и методы математического анализа демонстрировали свою эффективность. Физический эксперимент, опираясь на измерительную технику, обеспечивал небывалую ранее точность. Физическое знание все в большей мере становилось основой промышленной технологии и техники, стимулировало развитие других естественных наук. В физике изолированные ранее свет, электричество, магнетизм и теплота оказались объединенными в электромагнитную теорию. И хотя природа тяготения оставалась не выясненной, его действия можно было рассчитать. Утвердилась концепция механистического детерминизма Лапласа, исходившая из возможности однозначно определить поведение системы в любой момент времени, если известные исходные условия. Структура механики как науки казалась прочной, надежной и почти полностью завершенной - т.е. не укладывающиеся в существующие классические каноны феномены, с которыми приходилось сталкиваться. Казались вполне объяснимыми в будущем более изощренными умами с позиций классической механики. Складывалось впечатление, что знание физики близко к своему полному завершению - столь мощную силу демонстрировал фундамент классической физики, несмотря на то, что в ее отдельных областях гнездились остатки старых метафизических концепций. Но постепенно последние сдают свои позиции: сходят с арены теория флюидов, теория теплорода и т.д. Проникновение физических знаний в промышленность, технику приводит к появлению прикладной физики, а исследования в ее области значительно расширяли фактический материал, требовавший теоретической интерпретации. В конце концов неспособность классической теории объяснить новые факты приводит на рубеже XIX и XX веков к научной революции в физике.

Волновая концепция света О.Френеля

Сформировавшиеся в предшествующее столетие корпускулярная и волновая концепции света в XIX веке продолжили ожесточенную борьбу. Первая опиралась на авторитет Ньютона, вторая - на авторитет Гука, Гюйгенса, Эйлера, Ломоносова. Сторонники корпускулярной концепции надеялись объяснить с ее позиций затруднения с объяснением явлений дифракции и интерференции. Т.Юнг дал это объяснение с позиций волновой концепции. Исходя из высказанных им гипотез о существовании разреженного и упругого светоносного эфира, заполняющего Вселенную, о возбуждении волнообразных движений в эфире при свечении тела, о зависимости ощущения различных цветов от различной частоты колебаний, возбуждаемых светом на сетчатке глаза, о притягивании всеми материальными телами эфирной среды, вследствие чего последняя накапливается в веществе этих тел и на малом расстоянии вокруг них в состоянии большей плотности (но не большей упругости), Юнг делает вывод о том, что излучаемый свет состоит из волнообразных движений светоносного эфира. Это дало возможность все разнообразие цветов свести к колебательным движениям эфира, а различие цветов объяснить различием частот колебаний эфира, а также сформулировать принцип интерференции. Прямолинейное распространение света было наиболее важным аргументом в пользу корпускулярной теории. О.Френель делает новый существенный шаг в развитии волновой теории. (Идея интерференции вообще оказалась столь плодотворной, что при встрече с неизвестным видом излучения всегда стараются получить интерференцию. И если это удается, то тем самым доказывается его волновой характер.) Связав принцип Гюйгенса, (согласно которому молекулы тела, приведенные в колебание падающим светом становятся центрами испускания новых волн) с принципом интерференции, (согласно которому налагающиеся волны, в противоположность корпускулярным лучам, не обязательно усиливаются, а могут и ослабляться до полного уничтожения), Френель дал объяснение прямолинейному распространению света, показав, что лучи, поляризованные перпендикулярно друг к другу, не интерферируются. В опытах по дифракции света он установил, что дифракционные полосы появляются вследствие интерференции лучей. Принцип интерференции позволил Френелю законы отражения и преломления объяснить взаимным погашением световых колебаний во всех направлениях, за исключением тех. которые удовлетворяют закону отражения. Френелю удалось экспериментально доказать, что световые лучи могут воздействовать друг на друга, ослабляться и даже почти полностью погашаться в случаях согласных колебаний, что и позволило ему дать объяснение явлению дифракции. Френель доказал, что свет является поперечным волновым движением. Он объяснил явление поляризации света в экспериментальных исследованиях отражения и преломления света от поверхности прозрачных веществ. Им было установлено, что отражение плоско-поляризованного света от поверхности прозрачного тела сопровождается поворотом плоскости поляризации в тех случаях, когда эта плоскость не совпадает с плоскостью падения или не перпендикулярна к ней. Развивая идеи Гюйгенса о распространении волн в кристаллах, Френель заложил основы кристаллооптики. Таким образом, борьба волновой и корпускулярной концепции света в первой половине XIX века завершается победой волновой концепции - было установлено, что свет является поперечным волновым движением. Решающим вкладом в эту победу и явилось объяснение с помощью волновой концепции явлений дифракции и интерференции света.

Концепции классической электродинамики

Классическая электродинамика, представляющая собой теорию электромагнитных процессов в различных средах и вакууме, охватывает огромную совокупность явлений, в которых главная роль принадлежит взаимодействиям между заряженными частицами, которые осуществляются посредством электромагнитного поля. Разделом электродинамики, изучающим взаимодействия и электрические поля покоящихся электрических зарядов, является электростатика. Успехи в области электростатики, выразившиеся в установлении количественного закона электрических взаимодействий, способствовали не только накоплению экспериментальных данных в области электростатических явлений и совершенствованию электростатических машин, но и созданию математической теории электро- и магнитостатистических взаимодействий. Открытие Л.Гальвани «животного электричества», создание А.Вольта первого генератора электрического тока («вольтова столба»), осуществление первого описания замкнутой цепи электрического тока, открытие В.В.Петровым электрической дуги, открытие Г.Дэви и М.Фарадея химического действия электрического тока, теоретические работы по электро- и магнитостатике С.Пуассона и Д.Грина были завершающими успехами в области концепции электрической жидкости, считавшейся в начале XIX века основой электростатики, подобно тому, как концепция магнитной жидкости считалась основой магнитостатики. В дальнейшем главным направлением в данной области становится электромагнитизм. Картина мира, построенная на основе данных концепций, не нуждалась в божественном вмешательстве, но ее слабостью был чисто описательный характер, не допускавший количественных изменений. Данная картина была дополнена Пифагором, внесшим идею объяснения явлений реальности на основе математической закономерности. Но в области физических явлений опытное познание подменялось мистикой чисел. Идеалом познания пифагорийцев было пассивное созерцание, а не активный эксперимент. Вместе с тем для развития физических концепций была важна установленная пифагорейцами возможность операций с физическими величинами сведением их к мере и числу, что расширяло возможности человека в преобразовании природы. Таким образом, несомненно, укреплялась идея о естественном характере развития действительности, которая приобретала все более конкретные очертания и вылилась в атомистическую концепцию, сыгравшую огромную роль в развитии науки.

Заключение

На стыке 18-19 веков утвердился тот стереотип исследования, который назывался классической наукой. У Коперника, Кеплера, Галилея, Ньютона, Декарта и Бэкона был сформирован каркас понятия классическая научная рациональность:

1) механицизм был господствующей тенденцией в науке - ценности и нормы механики лежат в основе классической науки

2) физика всему задавала тон, была образцом, по которому ориентировались все другие науки, в том числе и психология (машиноподобный, технофицированный подход)

3) строгое установление причинно-следственных связей, функция объяснения. Попытки установить причины были и в социальных дисциплинах, так Конт рассматривал социологию как социальную физику, учение об обществе, которое приравнивалось работе машины.

4) К концу 19 века завершение периода становления науки как социального института, его важность заключалась в том, что бюджет государств выделял средства для ее развития. Дальнейшее развитие индустриализации зависело от развития науки (19 век – технические открытия, которые способствовали развитию индустриализации: это все открытия, связанные с тепловой энергетикой и теплодинамикой).

5) Появились тенденции дифференциации наук. Несмотря на универсализм 19 век заявляет, что будущее развитие науки связано с дифференциацией и специализацией, отсюда методологическая установка на размежевание дисциплин на естественные, биологические и все науки о жизни.

Список источников

1. Кузнецов Б.Т. От Галилея до Эйнштейна М.: Наука, 1966.

2. Маркова А.Н. «Культурологи. История мировой культуры». Москва «Юнити» 1998г.

3. Рыбников К.А. История математики.- М.: МГУ.

4. Петров Ю.П. История и философия науки. Математика, вычислительная техника, информатика, -СПб.: БХВ-Петербург.

5. http://mur-olg2.home.nov.ru

Размещено на

6