В конце 19 – начале 20 века происходит 4-ая научная революция в результате новых научных открытий.
Этот период в развитии наук о природе, которые легли в основу четвертой научной революции и сформировали новую картину физической реальности. Начало новой картины мира положили достижения французского физика АНРИ БЕККЕРЕЛЯ (1852-1908), открывшего самопроизвольное излучение урановой соли.
Природу этих лучей исследовали французские физики, супруги ПЬЕР КЮРИ (1859-1906) и МАРИЯ СКЛОДОВСКАЯ-КЮРИ (1867-1934), которые обнаружили, что подобным свойством испускать лучи обладают также полоний и радий. Это свойство они назвали радиоактивностью.
Английский физик ДЖ. ТОМСОН (1856-1940) обнаружил первую элементарную частицу – электрон, при измерении заряда которого было выявлено, что масса электрона зависит от его скорости (что подорвало прежнюю убежденность ученых в неизменности химических элементов) и пришел к выводу о том, что электроны являются обязательной составной частью атомов всех веществ и, следовательно, к мысли о делимости атома.
Это утверждение подорвало прежнюю теорию строения материи и вызвало мировоззренческий кризис в физике, связанный с мыслями об «исчезновении материи», что подорвало материалистические позиции.
Произошла поломка всех физических теорий:
- масса электрона примерно в 2 тыс раза меньше, чем масса атома;
- электрон может двигаться со скоростью света, и сам объект изменяется от скорости движения электрона;
- открытие радиоактивности нарушало законы сохранения энергии.
Немецкий химик и физик ВИЛЬГЕЛЬМ ОТСВАЛЬД (1853-1932) предположил, что теперь не материя является «единственной субстанцией», а энергия, поэтому понятия «материя» и «дух» следует заменить понятием «энергия». «Чистая» энергия мыслилась как некое нематериальное движение.
Новые открытия в физике свидетельствуют о рождении диалектического материализма и говорят о том, что наука и философия тесно связаны между собой, а неверные философские толкования влекут за собой научно-теоретические трудности. Поток научных открытий способствовал отходу от классической физики и формированию новой модели атома, которая учитывает открытие электрона, которую предложил Томсон: внутри сферы атома находятся «плавающие» электроны. Сохранение электронами определенного места в сфере есть результат равновесия между положительно равномерно распределенным ее зарядом и отрицательными зарядами электронов.
Английский физик ЭРНЕСТ РЕЗЕРФОРД (1871-1937) предложил свою модель атома, которая получила название планетарной (на том основании, что атом подобен в своем строении Солнечной системе).
Известный датский физик НИЛЬС БОР (1885-1962) усовершенствовал модель Резерфорда, опираясь на квантовую теорию немецкого физика МАКСА ПЛАНКА (1858-1947), который выдвинул гипотезу: испускание и поглощение электромагнитного излучения может происходить только дискретно, конечными порциями – квантами. Взяв за исходную модель Резерфорда, Н. Бор предложил квантовую теорию строения атома:
1) в любом атоме существует несколько стационарных орбит электронов, двигаясь по которым электрон может существовать не излучая электромагнитной энергии;
2) при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое атом излучает или поглощает порцию энергии;
3) при переходе электрона на более далекую от ядра орбиту происходит увеличение энергии атома и, наоборот, при переходе электрона на орбиту, более близкую к ядру, имеет место уменьшение энергии атома.
В истории физики эту модель назвали квантовой моделью атома Резерфорда-Бора. Исследования в области физики микромира вызвало создание квантовой механики.
Французский ученый ЛУИ ДЕ БРОЙЛЬ (1892-1987) выдвинул гипотезу о волновых свойствах материи. Эта идея базировалась на идеи природы фотоэффекта А. Эйнштейна.
Экспериментально подтвержденная гипотеза де Бройля стала основой квантовой механики:
1) У объектов микромира, рассматриваемых с ее позиций, обнаружились такие свойства, которые совершенно не имеют аналогий в привычном нам мире – это корпускулярно-волновая двойственность, или дуализм элементарных частиц (они и корпускулы, и волны одновременно, а точнее – диалектическое единство свойств тех и других).
2) Движение микрочастиц в пространстве и времени нельзя отождествлять с механическим движением макрообъекта (положение элементарной частицы в пространстве в каждый момент времени не может быть определено с помощью системы координат, как для привычных нам тел окружающего мира).
Движение микрочастиц подчиняется законам квантовой механики. Помимо де Бройля серьезный вклад в становление квантовой механики внес немецкий физик ВЕРНЕР ГЕЙЗЕНБЕРГ (1901-1976), доказав абсолютную непригодность законов классической механики в микромире.
Другой областью физики, ставшей фундаментом неклассической физики, является релятивистская физика, созданная АЛЬБЕРТОМ ЭЙНШТЕЙНОМ (1879-1955). Он сформулировал теорию относительности: пространство и время относительны и органически связаны с материей.
Его специальная теория относительности описывала законы механики при скоростях движения близких к скорости света.
Новые открытия в естествознании полностью разрушили старые представления о материи и окончательно сложилось следующее понятие материи: материя - это объективная реальность.
В науке утверждается следующие типы материи: органическая, неорганическая, социальная (общество).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему