Становление неклассической науки

Последняя треть XIX века – это наступление нового этапа в истории естественных наук. В этот период окончательно побеждает фарадеевско-максвелловская полевая теория электромагнетизма и формируется статистическая физика Максвелла-Больцмана-Гиббса. Центральным звеном первой теории было, как мы уже сказали, формирование принципиально нового представления о материи, которая предстала в виде электромагнитного поля. Вторая теория вступила в конфликт с господствовавшим до сих пор ньютоновским детерминизмом.

Но уже в конце века в результате целого каскада экспериментальных открытий выявились противоречия между только что утвердившейся электромагнитной картиной мира и опытными фактами. В 1895—1896 гг. были открыты лучи Рентгена, естественная радиоактивность (А. Беккерель, Пьер и Мария Кюри), в 1897 г. был открыт электрон (Дж. Томсон) и выявлено, что он входит в состав атома. Все авторы того времени отмечают «брожение умов», не только среди самих ученых, но и в обществе в целом, ломку многих устоявшихся понятий и представлений.

Начавшийся XX век принес новые открытия, которые разрешили многие проблемы, но, как всегда, поставили новые. В 1911 г. Э. Резерфорд экспериментально обнаружил положительно заряженное атомное ядро и создал планетарную модель атома. М. Планк в 1900 г. для разрешения определенных противоречий выдвинул гипотезу, что электромагнитная энергия излучается и поглощается не непрерывно, а дискретно, отдельными «порциями»-квантами. Но его теория вошла в противоречие с теорией электродинамики Максвелла, так как возникли два несовместимых представления о материи: или она абсолютно непрерывна, или она состоит из дискретных частиц.

Все эти открытия «…опровергли представления об атоме, как последнем, неделимом “первичном кирпичике” мироздания (“материя исчезла”). “Беспокойство и смятение”, возникшие в связи с этим в физике, “усугубил” Н. Бор, предложивший… свою модель атома (1913). Он предполагал, что электроны, вращающиеся вокруг ядра по нескольким стационарным орбитам, вопреки законам электродинамики, не излучают энергии. Электрон излучает ее порциями лишь при перескакивании с одной орбиты на другую. Причем при переходе электрона на более далекую от ядра орбиту происходит увеличение энергии атома, и наоборот… Модель Н. Бора вошла в историю атомной физики как квантовая модель атома Резерфорда—Бора. Весьма ощутимый “подрыв” классического естествознания был осуществлен А. Эйнштейном, создавшим сначала специальную (1905), а затем и общую (1916) теорию относительности. В целом его теория основывалась на том, что в отличие от механики Ньютона, пространство и время не абсолютны. Они органически связаны с материей, движением и между собой. В 1924 г… Луи де Бройль высказал гипотезу о том, что частице материи присуще и свойства волны (непрерывность), и дискретность (квантовость). Тогда, отмечал автор гипотезы, становилась понятной теория Бора. Вскоре, уже в 1925—1930 гг. эта гипотеза была подтверждена экспериментально в работах Шредингера, Гейзенберга, Борна и других физиков. Это означало превращение гипотезы де Бройля в фундаментальную физическую теорию — квантовую механику»¹. Таким образом, было открыто фундаментальное свойство любых микрообъектов – наличие в них как корпускулярных, так и волновых свойств.