Рассказывают ученые
Шрифт:
К началу XIX в. механика выполнила свою функцию первого одиночного лидера естествознания. Теперь, развивая полученный от нее мощный толчок, рванулись вперед прежде всего химия (атомистика Дальтона, 1803 г.) и биология (эволюционное учение Ламарка, 1809 г.), затем геология (Лайель), органическая химия (начиная с синтеза Велера, 1828 г.), электрохимия (Дэви, Петров, начало века; особенно Фарадей, 30-е годы). Во второй трети XIX в. совершаются три великих открытия в естествознании: создается клеточная теория (Шлейден и Шванн), формулируется закон сохранения и превращения энергии (Майер), появляется эволюционная теория в биологии (Дарвин). Естествознание утрачивает свой первоначальный "механический" характер. Его лидером становится теперь вся совокупность
Под знаком этого группового лидера идет научное развитие и в последней трети XIX в., начиная с создания Бутлеровым теории химического строения органических соединений (1861 г.) и открытия Менделеевым периодического закона (1869 г.) и кончая открытиями в области биологии (Мендель, 1865 г.), физики (Максвелл, Герц и др.) и созданием физической химии.
Срок одиночного лидерствования механики можно считать равным 200 годам, срок же для сменившего ее в XIX в. группового лидера оказался вдвое меньше - около 100 лет. Это свидетельствует о том, что процесс научного движения за это время ускорился по меньшей мере вдвое.
Здесь нет возможности более подробно проследить взаимодействие обоего рода факторов при выдвижении вперед всего комплекса естественных наук в XIX в. Укажу лишь на то, что к концу века все явственнее стала назревать необходимость проникновения физики в глубь атома, который до тех пор оставался не преодоленным еще наукой нижним пределом разложения вещества.
В самом конце XIX в. в физике, а через нее и во всем естествознании началась "новейшая революция", как ее назвал В. И. Ленин. Суть ее состояла в том, что наука перешагнула порог, на котором она остановилась в XIX в., порог микромира. Открытия лучей Рентгена (1895 г.), радиоактивности (1896 г.), электрона (1897 г.) и радия (1898 г.) положили начало коренному перевороту во взглядах на материю и ее строение, на ее считавшиеся неделимыми (мельчайшие) частицы - атомы.
Все эти и последовавшие в начале XX в. новые открытия (теория квантов, измерение давления света, теория радиоактивного распада, теория относительности с законом неразрывной связи массы и энергии и другие вплоть до создания Н. Бором в 1913 г. модели атома) носили четко выраженный физический характер. Физика, точнее, атомная и субатомная физика сделалась на этот раз очередным одиночным лидером естествознания. Ее прогресс стал накладывать свой отпечаток на все другие отрасли науки: на химию (учение о химической связи и о химическом сродстве), на макрофизику, астрономию, геологию, биологию. Достаточно назвать только два физических метода, вошедшие в биологические исследования и вызвавшие здесь глубокий переворот, чтобы понять, что в первой половине XX в., особенно во второй его четверти, физика действительно стала лидером всего естествознания.
Речь идет о создании электронного микроскопа и о введении способа "меченых атомов" (радиоактивных изотопов). Оба этих физических метода позволили перевести биологические исследования с клеточного уровня, на котором они велись в XIX в., на субклеточный, а затем и на молекулярный, открывая тем самым пути для изучения самых тонких, интимных сторон процессов жизнедеятельности.
Выдвижение микрофизики (атомной и субатомной) в качестве очередного одиночного лидера было опять-таки продиктовано совпадением запросов обоих факторов развития науки - материального (практики) и идеального (логики развития самого познания). По сути дела, на рубеже XIX и XX вв. стали складываться предпосылки грядущей научно-технической революции. Первым проявлением ее было практическое освоение атомной энергии в начале 40-х годов нашего века. Для того чтобы решить такого рода задачу, необходимо было предварительное широкое (фронтальное) изучение вновь открытого явления природы (радиоактивности), а затем и вообще ядерных превращений. Физика взяла на себя выполнение этой задачи, в решении которой была кровно заинтересована практика, столкнувшаяся с фактором существования нового мощного источника энергии. Без помощи физики практика
С другой стороны, к этому вела логика развития самого научного познания: после открытия периодического закона химических элементов и создания теории электролитической диссоциации с ее центральным понятием иона (электрозаряженного осколка молекулы) наука вплотную подошла к тому, чтобы от сущности одного порядка (менее глубокой), когда познавались атомы и молекулы, перейти к сущности следующего, более глубокого порядка, проникнуть в глубь атомов, в их внутренние сферы. Благодаря этому только и могла быть раскрыта физическая причина найденной Менделеевым периодичности свойств химических элементов. Атомная и субатомная (в том числе и в особенности ядерная) физика стала, таким образом, узловым пунктом, в котором сошлись, совпали запросы практики и логики развития науки.
Это была область простейших из известных дотоле видов материи. Так как все более сложные образования материи - макрофизи-ческие, химические, геологические, биологические - должны возникать генетически и состоять структурно из этих простейших, элементарных физических видов материи, то их понимание и объяснение на современном уровне могло быть достигнуто только путем их рассмотрения, исходя из соответствующих физических представлений. На новый лад в XX в. повторилась та же ситуация, какая сложилась в естествознании XVII и XVIII вв., когда механика претендовала на то, чтобы давать ключ к истолкованию и изучению всех более сложных явлений природы. Только на этот раз в качестве простейших форм движения материи выступили уже не макромехани-ческие, а квантовомеханические и ядерно-физические.
Для решения задач практического освоения атомной энергии потребовались быстродействующие вычислительные устройства, так что зарождение ядерной энергетики, в свою очередь, стало стимулировать создание электронно-вычислительной техники. Отсюда выросла кибернетика. Сначала все это находилось лишь в зачаточной фазе, и только к концу 40-х годов нашего века произошли события, получившие наименование научно-технической революции, что было связано опять-таки с тем, что ранее существовавший и действовавший одиночный лидер в развитии естествознания - микрофизика сменился групповым. Это дало себя знать как быстрый рывок вперед целого комплекса естественных и технических наук, приведший к коренному перевороту в науке и технике.
Таким образом, развернулся второй цикл развития в истории естествознания. Причем на этот раз продолжительность лидерствова-ния микрофизики оказалась в 2 раза меньше, чем продолжительность лидерствования предшествующего ей группового лидера.
Подобно тому как на плечах механики вырвались вперед и стали быстро развиваться химия, физика, геология и биология в XIX в., так и в настоящее время на плечах физики вырвались вперед и стали развиваться еще быстрее, чем это было в XIX в., связанные с физикой отрасли естествознания и техники наших дней. Это их развитие проходило и проходит буквально на наших глазах. Прежде всего следует назвать автоматизацию и кибернетизацию производственных процессов, а также многих других сторон жизни и деятельности современного человека. Эти новые отрасли науки и техники представляют собой главный стержень научно-технической революции, подобно тому как в XVIII в. изобретение рабочих машин (прядильного, токарного и других станков) представляло самую суть технической революции того времени.
Наряду с ними важнейшими направлениями научно-технической революции являются новая энергетика, макрохимия, космонавтика (ракетная техника), а также молекулярная биология и физико-химическая генетика, расшифровавшая структуру материальных носителей наследственности (ДНК). Несомненно, физика, по-прежнему один из важнейших участников общего научно-технического движения. Речь идет о микрофизике, ищущей решение задачи о закономерностях атомного ядра и элементарных частиц, о физике твердого тела (полупроводниковой технике), о квантовой электронике (лазерной технике) и т. д.