В конце прошлого и начале нынешнего века в естествознании были сделаны наибольшие открытия, каковые коренным образом поменяли отечественные представления о картине мира. В первую очередь это открытия, связанные со строением вещества, и энергии взаимосвязи и открытия вещества. В случае если раньше последними неделимыми частицами материи, необычными кирпичиками, из которых состоит природа, считались атомы, то в конце прошлого века были открыты электроны, входящие в состав атомов. Позднее было установлено строение ядер атомов, складывающихся из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (лишенных заряда частиц).
В соответствии с первой модели атома, выстроенной британским ученым Эрнестом Резерфордом (1871-1937), атом уподоблялся миниатюрной солнечной совокупности, в которой около ядра вращаются электроны. Такая совокупность была, но, неустойчивой: вращающиеся электроны, теряя собственную энергию, в итоге должны были упасть на ядро. Но опыт говорит о том, что атомы являются очень устойчивыми образованиями и для их разрушения требуются огромные силы. Вследствие этого прошлая модель строения атома была существенно усовершенствована выдающимся датским физиком Нильсом Бором (1885-1962), что высказал предположение, что при вращении по так называемым стационарным орбитам электроны не излучают энергию. Такая энергия излучается либо поглощается в виде кванта, либо порции энергии, лишь при переходе электрона с одной орбиты на другую.
Существенно изменились кроме этого взоры на энергию. В случае если раньше предполагалось, что энергия излучается непрерывно, то шепетильно поставленные опыты убедили физиков, что она может испускаться отдельными квантами. Об этом свидетельствует, к примеру, явление фотоэффекта, в то время, когда кванты энергии видимого света приводят к электрическому току. Это явление, как мы знаем, употребляется в фотоэкспонометрах, которыми пользуются в фотографии для определения выдержки при экспозиции.
В 30-е годыXX в. было сделано второе наиболее значимое открытие, которое продемонстрировало, что элементарные частицы вещества, к примеру, электроны владеют не только корпускулярными, но и волновыми особенностями. Таким методом было доказано экспериментально, что между полем и веществом не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества выявляют волновые особенности, а частицы поля — свойства корпускул. Это явление стало называться дуализма волны и частицы — представление, которое никак не укладывалось в рамки простого здравого смысла. До этого физики придерживались убеждения, что вещество, складывающееся из разнообразных материальных частиц, может владеть только корпускулярными особенностями, а энергия поля- волновыми особенностями. Соединение в одном объекте корпускулярных и волновых особенностей совсем исключалось. Но под давлением неопровержимых результатов экспериментов ученые вынуждены были признать, что микрочастицы в один момент владеют как особенностями корпускул, так и волн.
В 1925-1927 г. для объяснения процессов, происходящих в мире небольших частиц материи — микромире, была создана новая волновая, либо квантовая механика. Последнее наименование и утвердилось за новой наукой. Потом появились и разнообразные другие квантовые теории: квантовая электродинамика, теория элементарных частиц и другие, каковые исследуют закономерности перемещения микромира.
Вторая фундаментальная теория современной физики — теория относительности, в корне поменявшая научные представления о пространстве и времени. В особой теории относительности взял предстоящее использование установленный еще Галилеем принцип относительности в механическом перемещении. В соответствии с этому принципу, во всех инерциальных совокупностях, т.е. совокупностях отсчета, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, все механические процессы происходят однообразным образом, и исходя из этого их законы имеют ковариантную, либо ту же самую математическую форму. Наблюдатели в таких совокупностях не увидят никакой отличия в протекании механических явлений. В будущем принцип относительности был использован и для описания электромагнитных процессов. Правильнее говоря, сама особая теория относительности показалась в связи с преодолением трудностей, появившихся в данной теории.
Серьёзный методологический урок, что был взят из особой теории относительности, пребывает в том, что она в первый раз светло продемонстрировала, что все перемещения, происходящие в природе, имеют относительный темперамент. Это указывает, что в природе не существует никакой безотносительной совокупности отсчета и, следовательно, безотносительного перемещения, каковые допускала ньютоновская механика.
Еще более радикальные трансформации в учении о пространстве и времени случились в связи с разработкой неспециализированной теории относительности, которую часто именуют новой теорией тяготения, принципиально хорошей от хорошей ньютоновской теории. Эта теория в первый раз светло и четко установила связь между особенностями движущихся материальных тел и их пространственно-временной метрикой. Теоретические выводы из нее были экспериментально обоснованы на протяжении наблюдения солнечного затмения. В соответствии с предсказаниям теории, луч света, идущий от далекой звезды и проходящий вблизи Солнца, обязан отклониться от собственного прямолинейного пути и искривиться, что и было подтверждено наблюдениями. Более детально эти вопросы мы разглядим в следующей главе. Тут же достаточно подчернуть, что неспециализированная теория относительности продемонстрировала глубокую связь между перемещением материальных тел, в частности тяготеющих весов и структурой физического пространства — времени.
Неприятности определения понятия «научная революция» — Дмитрий Баюк
