Основные открытия научной революции первой половины ХХ

Начало XX в. — это время важнейших открытий в науке, которые расширили представления о природе и человеке, изменили сложившуюся до этого научную картину мира. Особенно значительными были открытия в физике, которые современники назвали переворотом, революцией в науке.[1, С. 9]

В самом начале XX века, в 1900 году М. Планк постулировал квантовый характер излучения и поглощения энергии электромагнитного поля, для объяснения свойств теплового излучения. Также он открыл мельчайшие частицы – кванты и фотоны, с помощью которых Эйнштейн объяснил природу света и в 1905—1917 годах опубликовал ряд работ, среди которых были специальная (1905 год) и общая (1915 год) теории относительности. Они были посвящены противоречиям между результатами экспериментов и классической волновой теорией света, в частности фотоэффекту и способности вещества находиться в тепловом равновесии с электромагнитным излучением, понятию относительности и сути гравитации[6, С. 826].

В 1911 году знаменитый английский физик Эрнест Резерфорд предложил свою модель атома, которая получила название планетарной. В результате экспериментов, проводимых Э. Резерфордом и его учениками, было обнаружено, что в атомах существуют ядра - положительно заряженные микрочастицы, размер которых очень мал по сравнению с размерами атомов. Но масса атома почти полностью сосредоточена в его ядре.

Но планетарная модель Резерфорда обнаружила серьезный недостаток: она оказалась несовместимой с электродинамикой Максвелла. Согласно законам электродинамики, любое тело (частица), имеющее электрический заряд и движущееся с ускорением, обязательно должно излучать электромагнитную энергию. Но в этом случае электроны очень быстро потеряли бы свою кинетическую энергию и упали на ядро. Разрешение этих противоречий выпало на долю известного датского физика Нильса Бора, предложившего свое представление об атоме. Бор, зная о модели Резерфорда и приняв ее в качестве исходной, разработал в 1913 году квантовую теорию строения атома. В ее основе лежали следующие постулаты: в любом атоме существуют дискретные (стационарные) состояния, находясь в которых атом энергию не излучает; при переходе атома из одного стационарного состояния в другое он излучает или поглощает порцию энергии.

В 1924 году произошло крупное событие в истории физики: французский ученый Луи де Бройль выдвинул идею о волновых свойствах материи, которая позволила развить концепцию квантовой механики, объяснила дифракцию электронов и нейтронов.

В 1932 году супруги Кюри решили направить излучение при облучении бора или бериллия на более тяжелые атомы. Оказалось, что под воздействием этих неведомых лучей те становятся радиоактивными. Этот эффект получил название искусственной радиоактивности. В том же году Джеймс Чедвик сумел подтвердить эти результаты, а также выяснить, что ядра из атомов выбиваются новыми незаряженными частицами с массой чуть больше чем у протона. Именно нейтральность таких частиц и позволяла им проникать в ядро, дестабилизируя его.

Совершались важные открытия и в медицине. Величайшее открытие в этой области сделал австрийский ученый К. Ландштейнер. Экспериментальные исследования 1900-1907 гг. позволили выявить группы крови человека, после чего появилась возможность избежать смертельных осложнений, связанных с переливанием несовместимой крови. В результате многочисленных опытов с кровью in vitro (в пробирках) и оценки возможных комбинаций К. Ландштейнер установил, что всех людей в зависимости от свойств крови можно разделить на три группы. Чуть позднее (1906) чешский ученый Ян Янский выделил четвертую группу крови и дал всем группам обозначения, существующие и в настоящее время.

Другое серьезное открытие - пенициллин. Эта молекула стала первым в мире антибиотиком и сохранила жизни миллионам людей во время войны. В 1928 году биолог Александр Флеминг в ходе эксперимента заметил, что обычная плесень уничтожает бактерии. В 1938 году двое ученых, продолжавших работу над свойствами пенициллина, сумели выделить его чистую форму, на основе которой вещество и производилось как лекарство.

Таким образом, достижения научной мысли начала XX века стали толчком для дальнейших открытий, произошедших в период, получивший название научно-техническая революция (НТР).[3, С. 253-257].