XVII-XVIII століття

Подальші етапи розвитку науки різною мірою відображені нами в різних розділах підручника.

Наука XVII в. - Це, в першу чергу, фізика Галілея і Ньютона, розглянута в гл. 9. Наука XVIII в. розвиває механіку Ньютона у формі аналітичної механіки, крім того, в цей час починають розвиватися теорія електрики і її експериментальна база (електростатична машина (джерело заряду), лейденська банку (конденсатор)), сформульований закон Кулона. Досить інтенсивно розвивається хімія, де наприкінці століття переходять до вивчення хімічних реакцій в газах і Лавуазьє революціонізує експеримент (див. Гл. 18). У XIX ст. починається бурхливий розвиток хімічної теорії та біології, про що буде сказано в гол. 18 і 19. Особливе місце тут займає теорія еволюції Дарвіна, що задала модель, далеко вийшла за межі біології (подібний ефект в XX ст. Мала спеціальна теорія відносності Ейнштейна). У фізиці поряд з механікою Ньютона бурхливо розвиваються інші розділи. Все це оформлюється особливі дисципліни і отримує назву "дисциплінарної революції". Розвиток нових дисциплін відбувається вкрай нерівномірно і тісно пов'язане з реформою освіти. Розглянемо цей процес на матеріалі фізики.

Французька революція у фізиці XIX століття

Підсумком розвитку механіки XVIII в. можна вважати програму Лапласа. Великий математик і механік П'єр Симон Лаплас (1749-1827), обраний в Академію наук в 1773 р, був одним з головних лідерів французького наукового співтовариства протягом ряду десятиліть (включаючи революційний і наполеонівський періоди). Він добився великих успіхів у розробці небесної механіки, яка стала для нього взірцем фізичної теорії. У його програмі теоретизації фізики можна виділити дві частини. Перша полягала в побудові небесно-механічних аналогів теорій у всіх областях фізики. Лаплас називав її "молекулярної механікою" [15]. Це механістична програма відомості всього різноманіття фізичних і хімічних явищ до взаємодій різного роду частинок (молекул) за законами центральних сил, аналогічним ньютоновскому закону всесвітнього тяжіння. Другу частину цієї програми іноді називають програмою математизації фундаментальної фізики і пов'язують се з ім'ям учня Лапласа - Ж. Б. Біо [17; с. 4]. Вона орієнтувала дослідників на аналітичну математизацію отриманих шляхом точного експерименту елементарних емпіричних співвідношень (підпрограма Біо). Обидва ці аспекти перебували в тісному взаємозв'язку, стимулюючи один одного.

Перші півтора-два десятиліття сам Лаплас і його учні та послідовники, слідуючи цій програмі, домоглися чималих успіхів: закон Гей- Люссака (1802), Лапласова теорія капілярності, відкриття поляризації світла Малюсом (1808) і пішли за цим оптичні дослідження самого Малюса, а також Біо, Араго і ін., математична електростатика Пуассона (1811) та ін. Але до середини-кінця другого десятиліття молекулярно-механічна частина програми, включаючи корпускулярну оптику, все більше заходила в глухий кут. Друга ж її частина була цілком співзвучна підходу політехніків, імена яких ми пов'язуємо з французькою революцією у фізиці. Як писав Лаплас в "Викладі теорії світу", "одне з найбільших достоїнств математичних теорій (і найкращий спосіб встановити їх достовірність) полягає в тому, що вони об'єднують безліч явищ, що здаються розрізненими, і визначають їх взаємні відносини не шляхом невизначених і гадательних міркувань, а точним розрахунком "[10, с. 245]. Під цими словами могли підписатися і Фур'є, і Френель, і Ампер.

Вивчення хронології наступних подій виявляє разючу їх концентрацію в околиці 1820

  • 1819 - О.Френель "Мемуар про дифракції світла", в якому була розвинена хвильова оптика.
  • 1822 - Ж. Б. Фур'є "Аналітична теорія тепла", трактат, в якому була розвинена теорія теплопровідності на основі отриманого автором диференціального рівняння теплопровідності.
  • 1823 - А. М. Ампер "Теорія електродинамічних явищ" (опублікована в 1826 р), в якій було досліджено взаємодію електричних струмів (закон Ампера).
  • 1824 - Н. Л. С. Карно "Роздуми про рушійну силу вогню" - праця, що поклав початок термодинаміки.

Звичайно, ці знакові події, що характеризують чудовий і майже стрибкоподібний прогрес в оптиці, теплофизике, вченні про електрику і магнетизм, занурені в ряд інших важливих подій, пов'язаних з іменами, насамперед французьких, але також, хоча в меншій мірі, англійських, німецьких та навіть російських вчених (французи П. С. Лаплас, С. Д. Пуассон, Ж. Біо, Ф. Савар, П. Дюлонг і А. Пті, Д. Араго, Л. Нав'є, Ж. Гей-Люссак та ін .; англійці Т. Юнг, Дж. Грін, німці Г. С. Ом, К. Ф. Гаусс; російські Н. І. Лобачевський - в 1826 він створює неевклідову геометрію, М. В. Остроградський та ін.). Зауважимо, що з початку 1820-х рр. на "фізичної арені" з'являється М. Фарадей, який відкрив у 1831 р явище електромагнітної індукції.

Зазначеною фокусуванні подій (+1820 ± 3 роки) властиві такі риси:

  • 1) в сукупності вони охоплюють досягнення значного теоретичного прогресу, що спирається на точний експеримент, в основних розділах фізики - вчення про теплоту, світлі, електрику і магнетизм. Цим наука зобов'язана, насамперед, французьким ученим;
  • 2) відповідні теоретичні побудови істотно спираються на математичний аналіз і теорію диференціальних рівнянь і носять багато в чому феноменологічний характер;
  • 3) вони багато в чому протистоять домінуючою в кінці XVIII - початку XIX ст. дослідницькій програмі П. С. Лапласа, хоча також орієнтованої на інтенсивне використання математичного аналізу, але у фізичному плані пов'язаної з концепцією "молекулярної механіки", корпускулярної оптикою і невагомими рідинами;
  • 5) цим злетом французька фізика (а також математика й інші точні науки) багато в чому зобов'язані виниклої на хвилі Великої французької революції Паризької політехнічній школі (ППШ).

Далі у фізиці йде більш рівномірний у часі і в просторі процес, який до 1870-1880-их рр. призводить до завершення побудови основ класичної фізики ("Трактат про електрику і магнетизм" Дж. К. Максвелла - 1873 р, Л.Больцман - статистичне обгрунтування другого початку термодинаміки і кінетичне рівняння - 1872 р, відкриття електромагнітних хвиль Г. Герцем - 1 888 р і т.д.).

Сказане дає підставу говорити про двофазної структурі наукової революції, що привела до формування класичної фізики, де першу фазу умовно можна назвати "французькою революцією у фізиці" [1].[1]

У цієї революції явно проглядаються соціальні та інституційні передумови, тісно пов'язані з ППШ, яка була створена в 1794 р з метою "виховати різних інженерів, відновити навчання точним наукам, яке було перервано під час криз революції, і дати високу наукову освіту молодим людям або для того, щоб бути вжитими Урядом в роботах республіки, або для того, щоб принести в свої рідні місця просвіта ... "[2, с. 25-26].

Особливу увагу в Школі приділялася викладанню математики, в першу чергу математичного аналізу і нарисної геометрії. До викладання були залучені видатні математики, механіки, хіміки: Ж. Л. Лагранж, Г. Монж (став незабаром директором Школи), П. С. Лаплас (в якості екзаменатора), Л. Карно, Г. К. Проні, А. Ф. Фур- круа, К. Л. Бертолле та ін .; дещо пізніше там викладають А. М. Ампер і Ж. Б. Фур'є. Навчальна література з математики, математичної фізики і механіки (і не тільки у Франції) бере свій початок в чому з курсів, що читалися в ППШ Лагранжем, Монжем, Фур'є, Ампером, а також її випускниками С. Пуассоном, Л. Пуансо, О. Коші та ін. Серед випускників Школи такі видні фізики першій чверті XIX ст., як Ж. Б. Біо, Ж. Л. Гей-Люссак, Д. Ф. Ж. Араго, Е. Малюс, С. Пуассон, Л. Пуансо, О. Коші, П. Л. Дюлонг, А. Т. Пті, О.Френель, Н. Л. С. Карно (надалі С. Карно), А. Нав'є та ін.

З ППШ почалося переміщення "центру ваги наукового життя" (вираз Ф. Клейна [15, с. 15]) з академій у вузи, в яких спочатку у Франції, а потім у Німеччині, Англії і дещо пізніше в Росії відбувалося науково-дисциплінарне оформлення фізики.

Більшість учнів і послідовників Лапласа ("лапласіанцев") і героїв 1820-х рр. ("антілапласіанцев") були тісно пов'язані з ППШ. Але останні були, як правило, дуже далекі від лапласіанского кола вчених і від впливу лідерів цього кола, що займали в перші два десятиліття провідні позиції в Інституті Франції (об'єднує п'ять академій наук) і у французькому науковому співтоваристві цього часу. Так, Фур'є з 1802 по 1817 був префектом департаменту Ізер; Ампер тільки в 1820 р почав займатися фізикою, будучи обраним в Інститут як математик в 1814 р .; Френель після закінчення Школи мостів і доріг в 1809 р протягом ряду років працював інженером в провінції і тільки в 1817 р повернувся в Париж уже сформованим дослідником; С. Карно після закінчення ППШ протягом шести років працював військовим інженером також у провінції, продовживши військову службу і після повернення в Париж в 1819 р Інакше кажучи, їм було властиве певне аутсайдерство.

XX століття

В історії науки XX ст. слід виділити три періоди, більш-менш збігаються з відповідними третинами століття. Першої третини відповідають наукові революції у фізиці (перехід до "некласичної науці"), а також в біології (народження молекулярної біології і генетики) і хімії (поява квантової хімії). Ці питання висвітлено в гол. 14, 15, 18 і 19. У другій третині з'являється "Велика наука" (див. Параграф 13.1). В останній третині відбувається ще одна істотна зміна, яка науковознавці намагаються зафіксувати у нас під ім'ям "постнекласичної науки", а на Заході як Mode 2 і (або) "технонаука" (див. Параграф 13.2). До цього періоду відноситься народження синергетики (див. Гл. 17) та інформатики (див. Гл. 21).

  • [1] Вперше цей феномен був нами описаний в 1995 р Але тоді він іменувався "французьким злетом класичної фізики" [17, с. 15]. Дещо пізніше ми ризикнули його назвати "французькою революцією у фізиці" [4, с. 15]. При цьому ми суттєво спиралися на серію робіт Р. Фокса, Р. Сілліман, Р. Фрідмана і Е. Френкеля, опублікованих у Hist. Stud. Phys. Sci., А також на монументальний тритомник І. Граттана-Гіннеса (1990). Посилання на ці роботи можна знайти в роботі [17].
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >