история







разделы




предыдущая главасодержаниеследующая глава

Глава XXIX. Техника и естествознание в 1871-1917 гг.


В последней четверти XIX в. капитализм вступал в монополистическую стадию с характерным для нее резким обострением неравномерности раз-. вития ироизводительных сил, огромными возможностями количественного и качественного роста техники и еще большими возможностями искусственного сдерживания технического прогресса.

Переход капитализма в стадию империализма ознаменовался колоссальным возрастанием международных экономических связей. Все более глубокое проникновение капитализма во все уголки земного шара, колониальные захваты, использование новых сырьевых районов и рынков сбыта вызвали усиленное строительство железных дорог и парового флота, прокладку каналов и тоннелей, возведение громадных мостов, промышленных сооружений и зданий общественного назначения (вокзалов, торговых помещений и пр.). Войны за передел мира стимулировали быстрое развитие военного дела, совершенствование и всемерное расширение производства вооружений.

Удовлетворение нужд тяжелой промышленности, транспорта, строительства и военной промышленности потребовало создания новых, высокопроизводительных методов получения стали, увеличения выплавки цветных металлов и добычи полезных ископаемых (топлива и руды), становления и развития химического производства, освоения выпуска многих новых типов промышленного оборудования и последовательной замены единичного производства серийным и массовым производством в различных отраслях машиностроения. Центральный паровой привод, на протяжении почти столетия остававшийся энергетической основой промышленности, стал вытесняться электроприводом, применение которого открывало широкие перспективы дальнейшего совершенствования машинной индустрии. Тяжелая промышленность приобретала первенствующее значение, определяя величину экономического и военного потенциала соответствующих государств, их господствующее или подчиненное положение.

Ускоренное поступательное движение техники не могло совершаться без последовательно нараставшего использования результатов научных исследований. Простой практический опыт, бывший часто достаточным для решения технических задач в начале столетия, постепенно дополнялся теоретическим осмысливанием производственных процессов и точным инженерным расчетом. Математика все шире проникала в прикладные науки; новые открытия в различных областях естествознания все более ощутимо воздействовали на развитие ведущих отраслей промышленности. Так, результаты изучения природы электричества явились теоретической основой электротехники, сделав возможным применение электроэнергии в системах связи, в приводных устройствах рабочих машин и во многих технологических процессах металлургических, машиностроительных и химических предприятий (плавка, рафинирование и сварка металлов, изготовление металлопокрытий, промышленное получение водорода, хлора и пр.). Достижения органической и неорганической химии определили возникновение и расширение заводского производства искусственного волокна, синтетического жидкого топлива, пластических масс и т. п. Успехи механики способствовали коренным улучшениям в практике конструирования машинного оборудования и инженерных сооружений, совершенствованию баллистики и авиации.

В тесной связи с развитием техники совершало в этот период громадный качественный скачок и естествознание. Появились новые средства выполнения экспериментальных исследований, возникали и решались новые сложнейшие теоретические проблемы, шла последовательная дифференциация отдельных областей научных знаний на все более узкие специальные отрасли, и одновременно происходила своеобразная интеграция, при которой обособленно развивавшиеся науки связывались между собой пограничными дисциплинами (физическая химия - на границе физики и химии, биохимия - на стыке химии и биологии, астрофизика, геохимия).

Усилился контакт между учеными различных стран, позволивший принимать согласованные решения. Образовались постоянно действующие организации - международное бюро весов и мер (1875 г.), международная геодезическая ассоциация (1896 г.), международная ассоциация академий (1900 г.); в 1912 г. в Париже было учреждено международное бюро времени.

В огромном комплексе исследовательских работ этого периода определились три основные направления: исследование строения веществ, изучение проблемы энергии и создание новой физической картины мира. Во многом подготовленные работами предшествующего периода и побуждаемые требованиями материального производства научные исследования в каждом из этих направлений привели к крупнейшим открытиям (обнаружение явлений радиоактивности, выявление сложной структуры атома. превращаемости химических элементов и др.), которые не укладывались в рамки господствовавших тогда механистических представлений о материи. Коренной ломке прежних представлений сопутствовало становление новых принципов, составивших основу современных воззрений в ведущих областях естественных наук.

Однако ни техника, ни естествознание не развивались беспрепятственно и равномерно. Получение максимальных прибылей было в условиях монополистического капитализма главнейшим критерием для отбора и производственного применения изобретений и технических усовершенствований. Последовательное сосредоточение исследовательской и изобретательской деятельности в лабораториях, институтах и про-ектно-конструкторских бюро, финансируемых промышленными объединениями, ставило под контроль этих объединений огромную армию исследователей, изобретателей и конструкторов, определяло всю направленность и последующее использование их работ. Многие широкие общетехнические и народнохозяйственные мероприятия, вполне доступные для решения благодаря огромным успехам технической мысли, тормозились или даже срывались этими монополистическими объединениями. Любая временная стабилизация монопольных цен и глубокие кризисы перепроизводства отрицательно указывались на техническом прогрессе, тормозя его и усиливая неравномерность и односторонность его развития. Вне сферы совершенствования техники намеренно оставлялись колониальные и зависимые страны. Разрыв между быстрым прогрессом Европы и Соединенных Штатов Америки и огромной технической отсталостью эксплуатируемых стран Азии и Африки становился все более разительным. Развитие естествознания сдерживали механистические и метафизические концепции, распространенные среди многих ученых того времени и оказавшиеся несостоятельными для истолкования и обобщения революционизирующих открытий конца XIX-начала XX в. Прогрессу естественно-научных знаний были противопоставлены ложные, идеалистические философские выводы об относительности человеческого знания, об «исчезновении» материи и т. п.

1. Техника

Промышленное применение электроэнергии

Одной из крупнейших технических проблем, решенных в рассматриваемый период, было получение и использование электроэнергии - новой энергетической основы промышленности и транспорта. Первой предпосылкой для этого явилось изобретение динамомашины (3. Т. Грамм в 1870 г., Ф. Хефнер-Альтенек в 1873 г. и др.) и установление возможности ее использования не только как генератора электроэнергии, но и и как двигателя, превращающего электрическую энергию в механическую. Другую крайне важную предпосылку составило осуществление передачи электроэнергии по проводам на значительные расстояния. Успешное решение этой задачи к началу 90-х годов (работы М. Депре, Д. А. Лачинова иособенноработыМ.О. Доли-во-Добровольского в области практического использования наиболее экономичной и технически эффективной системы трехфазного переменного тока) позволило сосредоточить производство электроэнергии на особых предприятиях - электростанциях. Промышленные предприятия избавлялись, таким образом, от необходимости сооружения собственных энергетических станций.

Станки, приводимые в действие электродвигателями. Фотография. Конец XIX в.
Станки, приводимые в действие электродвигателями. Фотография. Конец XIX в.

Оказалось возможным получать электроэнергию извне и направлять ее к рабочим машинам, снабженным электроприводом, вначале общим для всего машинного комплекса (от одного электродвигателя посредством трансмиссионных установок), позднее - групповым (с несколькими двигателями, обслуживающими соответственно небольшие группы машин) и, наконец, индивидуальным (с отдельными двигателями для каждой рабочей машины). С введением электродвигателей увеличились рабочие скорости станков, повысилась производительность и открылись широкие перспективы последующей автоматизации промышленного оборудования.

Совершенствование паровых двигателей и двигателей внутреннего сгорания

Для увеличения выработки электроэнергии требовалось увеличение мощности первичных двигателей, приводивших в дейСТВие генераторы электрического тока. Машиностроители добились повышения коэффициента полезного действия и увеличения мощности паровых машин до нескольких тысяч лошадиных сил. Подобным же образом совершенствовались конструкции паровых котлов: их паропроизводительность была значительно увеличена, было повышено

рабочее давление пара и т. д. Особенно удачными в конструктивном отношении оказались так называемые водотрубные котлы, сконструированные фирмой «Бабкок и Вилькокс»в Англии, Стерлингом в Соединенных Штатах Америки, В. Г. Шуховым в России, Гарбе в Германии. Поверхность нагрева наиболее крупных из этих котлов достигала 1-2 тыс. кв. м.

Турбинный зал Ниагарской электростанции. Фотография. Конец XIX в.
Турбинный зал Ниагарской электростанции. Фотография. Конец XIX в.

Но силовые установки с поршневыми паровыми машинами имели значительные недостатки. Эти машины оставались относительно тихоходными, тогда как промышленность и транспорт ощущали растущую потребность в быстроходных двигателях. На изготовление поршневых машин расходовалось много металла, а неоднократные попытки снижения их веса не давали должного эффекта, хотя это представлялось особенно важным для зарождавшегося автомобильного транспорта и авиации. Не удавалось преодолеть и громоздкость двигателей. Так, при сооружении в 1898 г. в Нью-Йорке электростанции мощностью в 30 тыс. квт пришлось установить 12 паровых машин и 87 котлов, для чего потребовалось здание в несколько этажей. Все это обусловило поиски новых типов первичных двигателей, более быстроходных, компактных и экономичных.

В 1883 г. шведский инженер Г. Лаваль предложил первую конструкцию одноступенчатых паровых турбин. Построенные им турбины обладали мощностью до 500 л. с. и развивали до 30 тыс. оборотов в минуту, но большой расход пара и невозможность непосредственного регулирования числа оборотов определили их ограниченное распространение. Более удачными оказались работы английского инженера Ч. Парсонса, предложившего в 1884-1885 гг. свою первую многоступенчатую паровую турбину. Широкое применение тепловых турбин началось с 1899 г.- после успешных испытаний на тепловой электростанции в Эльберфельде (Германия).

К этому же времени относится разработка новых конструкций гидравлических турбин. Такие турбины были, в частности, установлены на Ниагарской гидроэлектростанции - одной из крупнейших электростанций того времени, сооруженной в 1896 г.

Наряду с турбинами особенное значение получили двигатели внутреннего сгорания. В середине 80-х годов немецкие изобретатели Г. Даймлер и К. Бенц предложили конструкции легких двигателей внутреннего сгорания, работавших на жидком горючем (бензине) и пригодных для нужд моторного безрельсового транспорта. В 1896-1897 гг. немецким инженером Р. Дизелем был предложен двигатель внутреннего сгорания, обладавший более высоким коэффициентом полезного действия. В 1899 г. этот тип двигателя был приспособлен к работе на тяжелом жидком топливе. В дальнейшем он получил исключительно широкое распространение во всех отраслях промышленности и транспорта.

Электрическое освещение. Телефон

Строительство крупных промышленных предприятий, рост больших городов и успехи в производстве электрической энергии обусловили возникновение и развитие электрического освещения - одной из важных отраслей электротехники.

В 1875 г. русский изобретатель П. Н. Яблочков разработал конструкцию электродуговой лампы («электрической свечи»). Эта лампа, практически положившая начало новой области применения электричества, быстро получила относительно широкое распространение и так же быстро, к середине 80-х годов, была вытеснена более удобными и экономичными лампами накаливания.

Первую из таких ламп, с угольным стерженьком в стеклянной колбе, изобрел русский электротехник А. Н. Лодыгин еще в 1873 г., но материальные затруднения помешали работе над ее совершенствованием. Практическое использование ламп этого типа началось после того, как американский изобретатель Т. Эдисон в 1879 г. предложил вакуумную лампу накаливания с угольной нитью. Позднее многие изобретатели разных стран вносили улучшения в конструкцию ламп накаливания. В частности, Лодыгиным были разработаны лампы с металлическими нитями, в том числе с вольфрамовыми, применяемыми и в современном электроламповом производстве.

Томас Альва Эдисон. Фотография. 1911 г.
Томас Альва Эдисон. Фотография. 1911 г.

Компании, владевшие заводами светильного газа, сопротивлялись введению электрического освещения. Однако предпринимавшиеся при этом попытки улучшения приборов газового света (например, введение усовершенствованных типов газокалильных горелок, излучавших яркий свет при накаливании) оказались не в состоянии противостоять широкому распространению электрических осветительных систем, хотя газовое освещение еще долго сохранялось во многих странах.

Не менее широкое развитие получила в это время другая отрасль электротехники - техника средств связи. Наряду с совершенствованием аппаратуры проволочного телеграфа к началу 80-х годов были выполнены большие работы по конструированию и практическому применению телефонной аппаратуры. Первый патент на телефонный аппарат получил в 1876 г. американский изобретатель А. Г. Белл. Через два года Т. Эдисон и независимо от него англичанин Д. Юз, работавший в Соединенных Штатах, предложили конструкцию микрофона; эта существеннейшая деталь, отсутствовавшая в аппарате Белла, устраняла его основной недостаток - ограниченный радиус действия. Вслед за тем телефонная связь стала быстро распространяться во многих странах мира. Первая телефонная станция была построена в 1877 г. в Соединенных Штатах, двумя годами позднее - в Париже и в 1881 г.- в Берлине, Петербурге, Москве, Одессе, Риге и Варшаве. В 1889 г. американский изобретатель А, Б. Строуджер получил патент на автоматическую телефонную станцию. Аналогичные изобретения были сделаны в России К. А. Мосцицким (1887 г.) и С. М. Апостоловым (1895 г.).

Создание радио. Зарождение электроники. Организация электротехнической промышленности

Одним из важнейших технических достижений конца ХIХ в. явилось изобретение радио - беспроволочной электросвязи, основанной на использовании электромагнитных волн (paдиоволн), впервые обнаруженных в 1887-1888 гг. немецким фИЗИком Г. Герцем.

Задача практического создания такой связи была решена выдающимся русским ученым А. С. Поповым. 7 мая 1895 г. он демонстрировал первый в мире радиоприемник. В марте 1896 г. им была впервые передана радиограмма на расстояние 250 м, в 1897 г. осуществлена радиотелеграфная связь между кораблями на расстоянии 5 км и в 1899 г. достигнута длительная устойчивая передача радиограмм на дистанцию около 43 км.

Опыты А. С. Попова нашли лишь весьма ограниченную поддержку. В значительно более благоприятных условиях работал тогда в этой же области итальянский инженер Г. Маркони, получивший в июне 1896 г. патент на «способ передачи электрических импульсов» без проводов. Материальная помощь влиятельных английских капиталистических кругов обеспечила ему большие средства, лаборатории и штат сотрудников для проведения опытов и совершенствования радиоаппаратуры (в самом начале очень близкой к аппаратам А. С. Попова). В 1899 г. Маркони осуществил передачи через Ламанш, а в 1901 г.- через Атлантический океан.

В начале XX в. возникла еще одна отрасль электротехники - электроника. Первые практические шаги в этом направлении, связанные с совершенствованием аппаратуры радиосвязи, сделал в 1904 г. английский ученый Дж. А. Флеминг, разработавший конструкцию двухэлектродной лампы (диода) и предложивший использование ее в качестве детектора (преобразователя частот электрических колебаний) в радиотелеграфных приемниках. В 1907 г. американский конструктор Ли де Форест предложил трехэлектродную лампу (триод), примененную не только в качестве детектора, но и для усиления слабых электрических колебаний. Позднее, когда в связи с изучением свойств трехэлектродных ламп обнаружилась их способность генерирования незатухающих электрических колебаний, начали конструировать ламповые генераторы для передающих радиоустановок, более простые, экономичные и надежные по сравнению с другими типами генерирующих устройств (А. Мейсснер в Германии в 1913 г. и др.). В этот же период введение ртутных выпрямителей для преобразования переменного тока в постоянный положило начало промышленной электронике.

Промышленное применение электрической энергии, строительство электростанций, расширение электрического освещения городов, развитие телефонной связи и т. д. обусловили быстрое развитие электротехнической промышленности. По определению В. И. Ленина, электрическая промышленность - «самая типичная для новейших успехов техники, для капитализма конца XIX и начала XX века» (В. И. Ленин, Империализм, как высшая стадия капитализма, Соч., т. 22, стр. 233.). Именно в электротехнической промышленности, особенно в Германии и Соединенных Штатах, получили наиболее быстрое развитие монополистические объединения.

Развитие металлургии

Одновременно с такой новой отраслью промышленности, как электротехническая, существенно обновлялись и старые, прежде всего металлургия.

Машиностроение, судостроение, военная промышленность и железнодорожный транспорт предъявили огромный спрос на черные металлы. В связи с этим техника металлургии достигла огромных успехов. Значительно изменились конструкции и увеличились объемы доменных печей. Ряд улучшений был реализован в бессемеровском и мартеновском процессах передела чугуна в сталь. В 1878 г. английский изобретатель С. Дж. Томас ввел новый, так называемый томасовский, метод передела фосфористых сортов чугуна в сталь, позволявший освобождать выплавляемый металл от серый фосфора, удаление которых при производстве стали бессемеровскими и мартеновскими способами было невозможно. В 1898-1900 гг. Э. Стассано в Италии и Л. Эру во Франции выполнили две практически пригодные конструкции дуговых плавильных электропечей, получившие затем широкое распространение. К этому же периоду относится появление индукционных плавильных печей.

Александр Степанович Попов. Фотография.
Александр Степанович Попов. Фотография.

Несколько раньше, чем в черной металлургии, аналогичные работы стали проводиться в цветной металлургии. В 80-х годах был введен электролитический способ получения алюминия, обеспечивший возможность широкого применения этого металла. Значительно усовершенствовались также методы электролитического производства меди, примененного впервые еще в 1878 г. Первый электролитический завод в России, поставлявший медь, был построен в 1890 г.

Химическая технология

Одной из наиболее характерных черт рассматриваемого периода было проникновение химических методов обработки сырья почти во все основные отрасли производства. Практическое значение для машиностроения, электротехнических производств, текстильной промышленности начала приобретать химия синтетических веществ - пластических масс, изоляционных материалов, искусственного волокна и пр. В 1869 г. американский химик Дж. Хайетт получил целлулоид, в 1906 г. Л. Бакеланд - бакелит. Позднее были получены карболит и другие пластические массы той же группы.

Бессемеровский цех завода Круппа в Руре. Гравюра. 1890 г.
Бессемеровский цех завода Круппа в Руре. Гравюра. 1890 г.

С 90-х годов на основе разработанного французским инженером Г. Шардоне метода изготовления искусственного волокна из нитроцеллулозы (1884 г.) началось производство так называемого нитрошелка. В дальнейшем работы К. Стерна и Ч. Гофема (1903 г.) позволили приступить к производству искусственного шелка из вискозы.

В 1899-1900 гг. работы русского ученого И. Л. Кондакова открыли возможность получения синтетического каучука из углеводов (практически осуществленную позднее германской промышленностью). Тогда же были предложены промышленные способы изготовления аммиака - исходного вещества для производства азотной кислоты и других азотистых соединений, необходимых в производстве красителей, удобрений и взрывчатых веществ. Наиболее успешным оказался метод немецких ученых Ф. Габера и К. Боша, добывших аммиак путем синтеза азота и водорода под высоким давлением. Разработка и заводское освоение этого способа относятся к 1904-1913 гг.

В конце XIX в. во многих странах в связи с распространением двигателей внутреннего сгорания и возрастанием потребности в легком жидком топливе начались поиски способов переработки нефти, обеспечивающих повышенный выход бензина. Они завершились введением так называемого крекинг-процесса, т. е. метода разложения нефти при высоких давлениях и температурах, основы которого, заложенные Д.И.Менделеевым, были развиты затем другими русскими учеными и инженерами, в частности В. Г. Шуховым (1890-1891 гг.). Аналогичные изыскания велись в Соединенных Штатах Америки (работы Вартона и др.) Там же в 1916 г. этот процесс был освоен в практике промышленного производства.

Наконец, перед первой мировой войной был получен синтетический бензин. Русские химики (школа А. Е. Фаворского) еще в 1903-1904 гг. открыли способ получения легкого жидкого горючего из твердого топлива, но технически отсталая промышленность царской России не использовала этого крупнейшего достижения русской технической мысли. Разработку промышленного метода производства легкого жидкого горючего из угля осуществил десятилетием позднее немецкий инженер Ф. Бергиус. Для Германии, не располагавшей естественными нефтяными ресурсами, это имело большое экономическое и военное значение.

Транспорт

Быстрый рост железнодорожной сети (с 294 тыс. км в 1875 г. до 1146 тыс. км в 1917 г.) и объема перевозок, необходимость увеличения веса составов и скорости поездов способствовали совершенствованию железнодорожной техники.

На протяжении последних десятилетий XIX в. завершился переход от железных рельсов к стальным. Сталь вытесняла железо также в мостовых конструкциях. Начало «эре стальных мостов» положил арочный мост через р. Миссисипи у г. Сент-Луи в Соединенных Штатах, построенный Дж. Идсом в 1874 г. Несколькими годами позднее был построен около Нью-Йорка «висячий» Бруклинский мост, проезжую часть которого с центральным пролетом в 486 м поддерживали стальные канаты. В 1917 г. полностью из легированной (высокоуглеродистой) стали был сооружен в Нью-Йорке Хэлл-Гейтский арочный мост. Крупнейшие стальные мосты через Волгу (1879 г.) и Енисей (1896 г.) соорудили выдающийся русский инженер Н. А. Белелюбский и его ученики. Наряду со сталью в строительстве мостов с 80-х годов прошлого столетия все шире стал применяться железобетон.

Были прорыты крупнейшие тоннели, главным образом на железных дорогах, проходящих через Альпы. В 1880 г. закончилось строительство Сен-Готардского тоннеля длиною около 15 км, а в 1905 г. - Симплонского тоннеля протяженностью около 20 км. К 1890 г. относится постройка четырехкилометрового тоннеля в России - через Сурамский горный кряж на Закавказской железной дороге. Наиболее значительным подводным тоннелем явился семикилометровый Севернский тоннель в Англии, законченный в 1885 г.

Резко возросли мощность, сила тяги, быстроходность, вес и размеры паровозов. Конструктивное совершенствование их характеризовалось использованием в 70-х и 80-х годах многократного расширения пара (А. Маллет - во Франции; А. П. Бородин - в России; А. Боррис - в Германии; Уэбб и Уорсделл - в Англии и др.), а затем и высокого перегрева пара (немецкий инженер В. Шмидт в 1898 г.). На железнодорожном транспорте были введены автоматические тормоза (1872 г.) и разработана конструкция автоматической сцепки (1876 г.).

В последней трети XIX в. начали предприниматься попытки введения электрической тяги на железных дорогах. Эксперименты в этой области проводили в 70 - начале 80-х годов В. Сименс в Германии, Ф. А. Пироцкий в России, Т. Эдисон, С. Филд и Л. Дафт в Соединенных Штатах. В 1881 г. в Германии открылась первая линия электрического городского трамвая; с 1892 г. строительство трамвайных линий началось в России. В 90-х годах в ряде стран появились пригородные и междугородные электрические железные дороги. Однако электрифицированные участки составляли очень незначительную часть железнодорожной сети: против электрификации активно выступили железнодорожные, угольные и нефтяные компании.

В конце XIX в. возник новый вид транспорта - автомобильный. В 1885-1886 гг. немецкие инженеры К. Бенц и Г. Даймлер сконструировали первые образцы автомобилей, а с 90-х годов в ряде стран началось промышленное производство автомобилей, что повлекло за собой усиленное строительство шоссейных дорог. Успеху автомобилей в немалой мере содействовало введение в 1895 г. ирландским изобретателем Дж. Дэнлопом пневматических резиновых шин. Менее чем за 30 лет после появления первых автомобилей с бензиновыми двигателями число их во всем мире достигло двух миллионов.

Велики были также успехи в техническом развитии флота. Еще с конца 60-х годов на морских судах стали применять поршневые паровые машины с многократным расширением пара, а в 1894-1895 гг. были предприняты первые опыты по замене поршневых двигателей паровыми турбинами. Значительно возросли мощность и скорость морских и океанских паровых судов: огромные суда стали совершать рейсы через Атлантический океан в семь, шесть, а затем и в пять дней. Наряду со строительством пароходов стало развиваться строительство судов с двигателями внутреннего сгорания - теплоходов. Первый теплоход - нефтеналивное судно «Вандал» построили русские конструкторы в 1903 г. В Западной Европе строительство теплоходов началось в 1912 г.

В 1914 г. закончилось сооружение Панамского канала протяжением более 81 км. Благодаря этому каналу морской путь от Нью-Йорка до Сан-Франциско сократился примерно на 15 тыс. км, а от Нью-Йорка до Иокогамы - на 8 тыс. км.

Воздухоплавание и авиация

На рубеже XIX и XX вв. осуществилась давняя мечта человечества об управляемых летательных аппаратах. Раньше всего был разрешен вопрос о создании управляемых аппаратов легче воздуха-дирижаблей.

Самолет братьев Райт. Фотография. 1908 г.
Самолет братьев Райт. Фотография. 1908 г.

С 1896 г., после того как немецкий конструктор Г. Зельферт применил для этих аппаратов двигатели внутреннего сгорания, работавшие на жидком горючем, в ряде стран стали строиться дирижабли различных систем. Однако решающую роль в развитии воздушного транспорта сыграли аппараты тяжелее воздуха - самолеты (аэропланы).

Крупнейшее значение в теоретической и практической разработке авиационных проблем имели труды по вопросам воздухоплавания и авиации русских ученых и изобретателей - Д. И. Менделеева, М. М. Поморцева, С. К. Джевецкого, К. Э. Циолковского и особенно Н. Е. Жуковского, основоположника современной гидро- и аэромеханики. Существенный вклад в освоение техники полетов внес немецкий инженер О. Лилиенталь.

Первые опыты конструирования самолетов с паровыми двигателями произвели А. Ф. Можайский в 1882-1885 гг. в России, К. Адер в 1890-1893 гг. во Франции, X. Максим в 1892-1894 гг. в Соединенных Штатах. Широкое развитие авиации оказалось возможным с тех пор, как на самолетах начали устанавливать легкие и компактные бензиновые двигатели, впервые примененные братьями Райт в Соединенных Штатах в 1903 г. Вначале самолеты имели только спортивное значение, затем их стали использовать в военном деле.

Изобретение фонографа и кинематографа

Выдающимися достижениями в этот период было также изобретение фонографа и кинематографа. Фонограф - аппарат для механической записи и воспроизведения звука - предложил Т. А. Эдисон в 1877 г. Дальнейшие работы в этой области привели к появлению граммофона и различных конструкций механических звукозаписывающих аппаратов.

Первый удачный опыт разработки киносъемочной и проекционной аппаратуры и демонстрации кинофильма осуществили в Париже в 1895 г. братья Луи и Огюст Люмьеры. В то же время независимо от Люмьеров работы по конструированию киноаппаратуры велись в ряде других стран, в том числе в России. За короткий промежуток времени кинематограф получил значительное распространение.

Организация массового производства

В конце XIX в. наметилась и стала быстро развиваться система массового поточного производства стандартизированных изделии, состоявшая в том, что обрабатывающие машины и рабочие места располагались по ходу технологического процесса, а сам процесс изготовления расчленялся на большое количество простых операций и совершался непрерывно. Введенная вначале в ограниченной области консервных, спичечных и подобных им предприятий, эта система в дальнейшем распространилась на многие отрасли промышленности. Особенно широкое применение она получила в автомобилестроении, что объяснялось резким возрастанием спроса на автомобили и весьма благоприятными условиями осуществления принципов взаимозаменяемости и нормализации (стандартизации) при проектировании и изготовлении деталей и узлов машин. Законченную форму с применением конвейеров на транспортных и технологических операциях поточномассовое производство впервые получило на автомобильных заводах Г. Форда в Соединенных Штатах в 1912-1913 гг.

Массовое производство изменило характер заводского оборудования. Специализированные станки с различными автоматическими устройствами вводились в машиностроении, в частности для изготовления мелких нормализованных деталей (винтов, шайб, гаек, болтов и т. д.), в текстильной промышленности - автоматический ткацкий станок английского конструктора Дж. Нортропа (1890 г.), и в других отраслях промышленного производства.

В условиях капитализма эти нововведения, сами по себе прогрессивные, явились одним из средств усиления эксплуатации рабочих посредством резкого повышения интенсивности труда. Узкая специализация, ускорение движения конвейеров вынуждали рабочего производить операции во все более быстром темпе, а упрощение операций позволяло предпринимателям использовать малоквалифицированных работников. Организационные методы капиталистического производства детально разработал американский инженер Ф. У. Тейлор. «...За те же 9-10 часов работы выжимают из рабочего втрое больше труда...» (В. И. Ленин, «Научная» система выжимания пота, Соч., т. 18, стр. 556. ),- писал В. И. Ленин об американской системе повышения интенсивности труда.

Сельское хозяйство

Успехи химических производств подготовили к концу XIX в. возможность для широкого использования минеральных (так называемых искусственных) удобрений. Последовательное расширение их применения наряду с усовершенствованием ряда других агротехнических приемов значительно повысило урожайность земледельческих культур. Повышению продуктивности животноводства способствовало введенное с 70-х годов силосование зеленых растительных кормов.

Вместе с развитием агротехники совершенствовались сельскохозяйственные машины - сеялки, косилки, жатки, сноповязалки, веялки и др. Но для этих машин почти на всем протяжении рассматриваемого периода сохранялась конная тяга - имевшиеся тяжелые колесные тягачи (тракторы) с паровыми двигателями не были приспособлены к работе на разрыхленной почве полей. Появление тягачей на гусеничном ходу улучшило положение в этой области. Однако от постройки первого такого тягача, осуществленной в России Ф. А. Блиновым в 1888 г., до практического применения в сельском хозяйстве прошло около двух десятилетий. Лишь в 1906 г. в Соединенных Штатах появились тракторы с двигателями внутреннего сгорания. Использование их в сельскохозяйственной практике началось с 1907 г., а организация массового выпуска еще позднее - в годы мировой войны.

Развитие военной техники

Величайшие завоевания технической мысли, которые могли и должны были облегчить положение широких народных масс получили наиболее быстрое применение в военной технике, предназначенной для уничтожения людей и материальных ценностей. Военная промышленность в период империализма получила чрезвычайно широкое развитие, и успехи военной техники были очень значительны.

Одной из характерных черт военной техники этого периода явилась автоматизация стрелкового оружия. Были значительно усовершенствованы конструкции станковых пулеметов, впервые изобретенных американским инженером X. Максимом в 1883 г.; появились тяжелые пулеметы Максима и Гочкиса, легкие пулеметы Льюиса, Виккерса и др. Широкое применение пулеметов в европейских армиях началось после русско-японской войны. К началу мировой войны было создано также несколько типов автоматических винтовок. Тенденция к автоматизации набюдалась и в артиллерии. Перед мировой войной и в ходе ее были сконструированы новые скорострельные орудия - полуавтоматические и автоматические. Наибольшая дальность артиллерийской стрельбы к началу войны составляла 16-18 км, а в 1917 г. уникальная немецкая пушка «Колоссаль» («Большая Берта») вела обстрел Парижа с дистанции до 120 км. Массовое применение тяжелой артиллерии потребовало развития механической тяги для передвижения орудий. Был введен ряд типов тягачей с двигателями внутреннего сгорания. Борьба с налетами авиации противника вызвала появление зенитных пулеметов и артиллерии.

В огромных размерах возросло производство взрывчатых веществ. В этой области были осуществлены новые изобретения и введены важные технические усовершенствования. В частности, в 1884 г. был изобретен бездымный порох. Главным сырьем в производстве взрывчатых веществ стали азотистые соединения (нитраты). До мировой войны нитраты добывались в европейских странах из привозной чилийской селитры или из побочных продуктов коксогазовых заводов. Блокада германского побережья с начала войны побудила германскую промышленность наладить производстве связанного азота из воздуха (по способу Габера-Боша). Если в 1913 г. предприятие мощного химического объединения «Баденские анилино-содовые заводы» вырабатывали всего 3 тыс. т связанного азота, то в 1918 г. выработка его достигла 270 тыс. тл.

В 1915 г. германские войска впервые применили боевые отравляющие вещества. Страны Антанты также развернули производство удушливых, слезоточивых, нарыв ных и других ядовитых газов. Изготовлялись химические артиллерийские снаряды, специальные аппараты-газометы.

С целью защиты от газов во всех армиях были введены противогазы. Началось также строительство газоубежищ. В России работу по изготовлению противогазов возглавили видные ученые. Угольный противогаз, отличавшийся универсальностью и вместе с тем простотой изготовления, был разработан в 1915 г. Н. Д. Зелинским.

Первая мировая война была в известной мере первой «войной моторов». Для снабжения фронта широко использовался автотранспорт; появились новые боевые средства - танки и бронеавтомобили.

Идея применения танков возникла в ряде стран еще до начала войны. Левассер во Франции (1903 г.), В. Д. Менделеев - сын великого химика - в России (1911 г.) и Бурштын в Австрии (1912 г.) выдвинули проекты бронированных вездеходных машин с гусеничным ходом. После начала мировой войны новые конструкции танков предложили английские изобретатели Триттон и Уилсон. Впервые использованные в бою 15 сентября 1916 г. на Сомме танки вскоре стали мощным средством прорыва оборонительных линий, представлявшихся еще в 1914-1915 гг. неприступными. Большое развитие во всех воюющих странах получили броневые автомобили, вооруженные пулеметами и орудиями небольшого калибра.

В военном деле были широко использованы средства воздухоплавания и авиации. Германия энергично готовила для военных целей эскадрильи жестких дирижаблей системы Цеппелина и Шютте-Ланца и мягких дирижаблей системы Парсеваля. За время мировой войны немецкое командование ввело в действие 123 дирижабля, совершивших около 800 вылетов. Объем крупнейших дирижаблей доходил до 68,5 тыс. м3. Однако опыт применения дирижаблей не был успешным: значительная часть их была сбита зенитной артиллерией и авиацией союзников или уничтожена в эллингах бомбардировками с воздуха. Гораздо большее значение приобрела военная авиация.

До войны предполагалось, что самолеты будут выполнять главным образом функции воздушной разведки. Но с лета 1915 г. самолеты стали снабжаться пулеметами, и на них начали возлагать функции истребителей. К концу войны истребители развивали скорость до 190-220 км в час, что прежде представлялось рекордом даже для специальных гоночных самолетов.

Авиация применялась и для бомбометания. Еще в 1913 г. конструктор И. Сикор-ский построил в России первый четырехмоторный самолет «Русский витязь». В следующем году он закончил постройку другого большого четырехмоторного самолета - «Илья Муромец» с общей мощностью двигателей в 400 л. с. и грузоподъемностью в 1,3 т. К началу войны появился второй самолет того же типа и в 1916 г.- двухмоторный самолет В. А. Слесарева «Святогор». В дальнейшем воюющие страны усовершенствовали бомбардировочную авиацию. Так, немецкий бомбардировщик «R-43-48» развивал скорость до 105 км в час и имел грузоподъемность 4,2 т. Началось также развитие военно-морской авиации. Один из первых гидросамолетов («летающая лодка») был сооружен русским конструктором Д. П. Григоровичем в 1913 г.

Для проведения боевых операций на море усиленно строились во многих странах (еще с предвоенных лет) крупные надводные корабли-броненосцы обычного типа и так называемые дредноуты, которые обладали большей мощностью вооружения и брони. Применение двигателя внутреннего сгорания и электродвигателей сделало реальностью давнишнюю мечту человечества - подводное плавание. Однако подводные лодки были также использованы исключительно как средство войны. Сооружение подводных лодок началось в различных странах в последние годы XIX в. Они приводились в движение в надводном положении двигателями внутреннего сгорания, а в подводном электродвигателями, получавшими энергию от аккумуляторных батарей. Особое внимание строительству подводных лодок уделяла Германия, вступившая в мировую войну с хорошо налаженным их производством. Действия германских подводных лодок нанесли большой ущерб торговому флоту противника и нейтральных стран. Из средств связи широко использовались в военном деле телеграф, телефон, оптические средства связи и радио. Радиоустановками стали снабжаться войсковые соединения и отдельные части во всех армиях, морские надводные и подводные корабли, самолеты, танки и т. д. Тогда же были предприняты первые опыты управления подводными лодками, торпедами и брандерами (зажигательными судами) на расстоянии по радио. Аналогичные опыты производились и в авиации.

Мировая война вызвала огромное развитие военной техники, использовавшей все многообразие научных и технических знаний. «...Первый раз в истории,- отмечал В. И. Ленин,- самые могучие завоевания техники применяются в таком масштабе, так разрушительно и с такой энергией к массовому истреблению миллионов человеческих жизней» (В. И. Ленин, Объединенное заседание ВЦИК, Московского Совета рабочих, крестьянских и красноармейских депутатов и профессиональных союзов 4 июня 1918 г. Доклад о борьбе с голодом 4 июня 1918 г., Соч., т. 27, стр. 386.)

2. Естествознание

Физика

Последние десятилетия XIX и начало нового, XX в. ознаменовались коренным переворотом в физике. То была подлинная революция, оказавшая огромное влияние и на развитие других наук. В корне изменились представления о строении вещества, пространстве, времени и движении, о прерывности и непрерывности физических процессов. Был открыт радиоактивный распад, создана теория относительности и заложена основа квантовой теории.

Начало радикальному перевороту в физических воззрениях положило создание английским физиком Дж. К. Максвеллом общей теории электромагнитных процессов (электродинамики), которая содержала в себе теорию света как частного вида электромагнитных колебаний. Первые работы Максвелла в этой области относятся к 60-м годам XIX в., а более систематическое изложение теории было им дано в 1873 г. Положения Максвелла нашли блистательное подтверждение в последующих трудах многочисленных физиков всего мира. Таковы работы немецкого физика Г. Герца, получившего в 1886-1889 гг. в лаборатории электромагнитные волны, и работы русского ученого П. Н. Лебедева, который экспериментально подтвердил существование светового давления, в 1899г.- по отношению к твердым телам и в 1907-1910 гг.- по отношению к газам.

Параллельно с электродинамикой успешно развивалась кинетическая теория материи, стремившаяся объяснить на основе атомистических представлений широкий круг явлений природы. В разработку этой теории существенный вклад внес Максвелл: он нашел закон, устанавливающий, какая доля общего числа молекул того или иного количества газа обладает при данной температуре скоростью, величина которой лежит в определенных пределах (максвелловский «закон распределения скоростей»). Особенно важными были исследования австрийского физика Людвига Больцмана, значительно продвинувшего вперед кинетическую теорию. Основой успеха кинетической теории и одной из своеобразных черт развития физики в рассматриваемый период явилось широкое применение понятия вероятности, а также статистических методов. Опираясь на статистические методы, Л. Больцман сумел соединить в одно целое классическую термодинамику и атомистику, уделяющую все свое внимание внутренней структуре отдельных материальных объектов. Выдающееся достижение науки составило разработанное Больцманом статистико-вероятностное истолкование так называемого второго начала термодинамики - краеугольного камня всего учения о тепловых процессах.

Дальнейшим значительным шагом в учении об электричестве было открытие электрона, первой из ставших известными «элементарных частиц», более мелких, чем атом. В 1878 г. голландский физик Г. А. Лоренц начал разрабатывать электронную теорию вещества, объединяя электромагнитную теорию Максвелла с атомными представлениями. В 1891 г. англичанин Дж. Стоней ввел для обозначения подобного «атома» электричества термин «электрон». В 1895 г. Лоренц впервые придал теории электрона законченную математическую форму. Двумя годами позднее английский физик Дж. Томсон экспериментально установил, что так называемые катодные лучи представляют собою заряженные частицы с массой несравненно меньшей, чем масса атома водорода. Впоследствии было уточнено, что эти частицы не что иное, как электроны, а в начале XX в. установлено, что масса быстро движущихся электронов зависит от их скорости. Так подготовлялось разрушение старых понятий о неделимости атома и о постоянстве массы.

За открытием катодных лучей последовало в конце столетия открытие новых видов излучений. В 1895 г. немецкий ученый В. К. Рентген открыл лучи, которые носят теперь его имя и которые он сам назвал икс-лучами. В 1896 г. француз А. Беккерель открыл излучение солей урана. В 1897 г. супруги Пьер Кюри и Мария Склодов-ская-Кюри (полька по происхождению) начали в Париже исследование радиоактивных веществ. В 1898 г. они открыли полоний и радий и связанные с ними явления радиоактивного распада. Вскоре английский физик Э. Резерфорд установил, что при распаде радиоактивных элементов выделяются три вида лучей, и обозначил их тремя первыми буквами греческого алфавита.

Вильгельм Конрад Рентген. Фотография.
Вильгельм Конрад Рентген. Фотография.

Позднее было выяснено, что альфа-лучи - это положительно заряженные частицы, бета-лучи - те же «катодные лучи» (т. е. электроны), а гамма-лучи - электромагнитные излучения с весьма короткими волнами. Для выяснения природы катодных и рентгеновских лучей многое сделал французский физик Ж. Перрен в 1895-1898 гг.

К 1909-1913 гг. относится открытие космических, или, как их первоначально называли, «высотных», лучей. Еще около 1900 г. англичанин Ч. Вильсон, исходя из того, что газы не удавалось полностью оградить от ионизации, высказал предположение о существовании особых лучей большой проницающей силы. В 1909 г. швейцарский ученый А. Гокель выяснил, что на высоте 4000 м ионизация значительно сильнее. Вскоре австриец В. Ф. Гесс, работавший в Соединенных Штатах Америки, подтвердил эти результаты и предположил существование «высотных» лучей, аналогичных радиоактивным излучениям. Немецкий геофизик В. Кольхерстер обнаружил, что на высоте 9000 м ионизация в десять раз интенсивнее, чем на земной поверхности, чем окончательно доказал наличие особых космических лучей, проникающих на землю из мирового пространства.

В 1903 г. Резерфордом и американским физиком Ф. Содди была предложена общая теория радиоактивности. В 1914 г. Содди сделал важное открытие: он установил, что существуют элементы, почти не отличающиеся друг от друга по химическим свойствам и занимающие одно и то же место в периодической системе элементов, во различающиеся по своему атомному весу (изотопы).

Таким образом, атом, считавшийся до той поры простейшей неделимой частицей вещества, из последнего предела знаний превратился в отправной пункт для нового, более глубокого понимания материи. В 1911 г. Резерфорд предложил первую «планетарную» теорию атома, согласно которой атом представляет собою подобие солнечной системы: вокруг положительно заряженного ядра движутся электроны - отрицательные частицы электричества.

В 1913 г. датский физик Нильс Бор, отправляясь от квантовых представлений, исправил планетарную модель атома, предложенную Резерфордом, а именно, ввел представление о скачкообразном переходе электрона из одного состояния в другое, с одной орбиты на другую.

Исследование электромагнитных явлений привело также к решительным сдвигам в представлениях о пространстве, времени и движении. В 1905 г. немецкий ученый А. Эйнштейн опубликовал свой труд «К электродинамике движущихся тел», содержавший основные положения так называемой специальной теории относительности; в 1916 г. им же были впервые сформулированы положения общей теории относительности.

Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри.  Фотография.
Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри. Фотография.

Подготовкой к этим теоретическим изысканиям являлись эксперименты А. Майкельсона и Э. Мор-лея, осуществленные в 1881 - 1887 гг. в Соединенных Штатах Америки. Экспериментаторы исходили из положения, что свет распространяется в особой «мировой среде» - неподвижном механическом эфире. Следовательно, если световой луч распространяется вдоль того направления, по которому вместе с Землей движется и находящийся на ней прибор, то скорость света должна быть несколько меньшей, чем скорость луча, перпендикулярного к этому продольному направлению. В земных условиях обнаружить подобный эффект прямым наблюдением невозможно из-за большой скорости света. Можно, однако, в особом приборе (интерферометре) разделить световой луч на два луча, пробегающих разные пути - в направлении движения Земли и перпендикулярно к нему,- и затем вновь собрать в один луч. Отличавшийся особенной точностью интерферометр Майкельсона позволял обнаружить ничтожные изменения в разности хода лучей, если бы она существовала. Но никакого влияния движения Земли не было замечено. Пытаясь объяснить этот неожиданный результат, ирландец Дж. Фицджеральд и голландец Г. Лоренц в 1892-1893 гг. независимо друг от друга выдвинули предположение, что приборы испытывают продольное сокращение по направлению движения Земли, а потому разница пробегаемых светом расстояний ими не улавливается: убыль расстояний компенсируется сокращением прибора. Лоренц дал формулу, согласно которой можно вычислить величину такого сокращения, зависящую от скорости движения. Однако этим еще нельзя было объяснить всю совокупность открытых наукой явлений, ибо предложенные объяснения опирались на признание абсолютно неподвижного эфира, существование которого никак не проявлялось в физических процессах.

А. Эйнштейн в созданной им специальной теории относительности дал иное толкование результатам экспериментов Майкельсона и Морлея. Он принял, что независимо от того, распространяется ли луч света вдоль направления движения Земли или перпендикулярно к нему, скорость света всегда остается той же самой. Никакого механического эфира как универсальной неподвижной «мировой среды», к которой надо относить все движение, не существует. К какому бы материальному телу, находящемуся в инерциальном прямолинейном и равномерном движении, ни относить движение светового луча, его скорость остается той же самой. Из теории Эйнштейна вытекало не только то, что при движении тел меняются их размеры, но что меняется и самое течение времени. Явления, одновременные в одних условиях движения, оказываются неодновременными при других условиях, по отношению к другой системе отсчета. Одновременность явлений оказалась не абсолютным, а относительным свойством, зависящим от условий материального движения.

Таким образом, пришлось отказаться от старого представления о пространстве как некоем «пустом вместилище», абсолютно неизменной сущности, не связанной с движением материи.

Альберт   Эйнштейн. Фотография.
Альберт Эйнштейн. Фотография.

Пришлось откинуть и прежнее представление о времени как о пустой «абсолютной длительности», самой по себе совершенно независимой от материи и материальных процессов. Свойства пространства и времени оказались зависящими от материального движения и тесно связанными друг с другом.

Разработка новых представлений о пространстве и времени привела к необходимости внести существенные изменения и в формулировку законов механики. В новой, «релятивистской механике» в отличие от законов классической механики Ньютона скорости относительных движений складываются иным, более сложным образом. В ньютоновской механике скорость движения могла принимать любые значения от нуля до бесконечности, а в «релятивистской механике» она не может превышать величины скорости света в пустоте, равной около 300 000 км/сек. Не может также считаться неизменной масса тела: она зависит от скорости движения. Вскрылась более глубокая внутренняя связь между массой и энергией.

В 1907 - 1908 гг. специальную теорию относительности изложил в новой форме немецкий ученый Г. Минковский. Он предложил рассматривать мир как четырехмерное пространственно-временное многообразие, в котором время является четвертой координатой. Этим не отрицался факт трехмерности реального пространства, в котором существует все материальное, но подчеркивалось наличие тесной связи между пространством и временем.

Дальнейшим шагом была общая теория относительности, также разработанная А. Эйнштейном. Специальная теория относительности распространялась лишь на прямолинейные равномерные движения. Общая теория относительности охватила ускоренные движения и явления гравитации (тяготения). Она привела к выводам о еще более тесной связи свойств пространства и времени с материей.

Другое важное открытие, поколебавшее старые представления о непрерывности как основном свойстве всех природных процессов, сделал на рубеже двух столетий немецкий физик Макс Планк. Его сообщением 14 декабря 1900 г. «К теории распределения энергии в нормальном спектре» датируется начало квантовой физики. Пытаясь объяснить расхождение между данными эксперимента и формулой распределения в спектре теплового излучения, предложенной В. Вином в 1896 г. и оказавшейся верной лишь для коротких волн, Планк пришел к выводу, что излучение не является непрерывным потоком энергии, а слагается из отдельных порций энергии - «квантов», пропорциональных числу колебаний. Пятью годами позже А. Эйнштейн сформулировал понятие об аналогичном кванте света, получившем название фотона.

Таким образом, главной особенностью указанного периода в развитии естествознания было поистине триумфальное шествие атомистики. Она проникла во все области физики и химии и приняла новую форму - форму квантовой теории. Атомы, ранее считавшиеся абсолютно простыми, абсолютно неизменными, генетически не связанными друг с другом, оказались сложными по своему внутреннему строению и своим свойствам, изменяющимися, превращающимися друг в друга. В законах движения материи выявилась неразрывная связь черт непрерывности и дискретности (прерывности). Для человеческой мысли открылись новые, широчайшие перспективы проникновения в глубь материи.

Значительных успехов достигла экспериментальная физика, особенно в работах по сжижению газов и в исследованиях явлений, протекающих при действии низких температур. В 1877 г. француз Л. Кальете и независимо от него швейцарец Р. Пикте получили жидкий кислород в виде мелких капель (тумана). Год спустя Пикте обратил в жидкое состояние водород, и тогда же англичанин Дж. Дьюар изобрел сосуд, в котором газы, обращенные в жидкое состояние, сохраняют свою температуру («сосуд Дью-ара»). В 1883 г. польским физикам 3. В. Вроблевскому и К. Ольшевскому удалось получить в измеримых количествах жидкий кислород, а также обратить в жидкое состояние азот и окись углерода. В 1908 г. голландский физик Г. Камерлинг-Оннес впервые сумел обратить в жидкое состояние гелий. Эти достижения имели не только техническое значение. Развитие физики низких температур позволило наблюдать совершенно новые явления, например открытое Камерлинг-Оннесом в 1911 г. явление сверхпроводимости, т. е. исчезновения электрического сопротивления у некоторых металлов и сплавов при очень низкой температуре. В 1890-1895 гг. русский ученый Е. С. Федоров и немецкий - А. М. Шенфлис в своих трудах по математической кристаллографии теоретически установили законы возможного расположения атомов в кристаллах (230 «пространственных групп симметрии»); в 1912 г. при помощи рентгеновских лучей эти законы получили свое экспериментальное подтверждение.

Математика

Прогресс физико-математических наук и их практического применения был бы невозможен без значительного усовершенствования математического аппарата естествознания, его перехода на более высокую ступень абстрактности и общности. Во многих случаях необходимость решения проблем теоретической механики и физики приводила одновременно к решению новых, чисто математических проблем. Например, труды С. В. Ковалевской о вращении твердого тела вокруг неподвижной точки и А. М. Ляпунова об устойчивости движения имели фундаментальное значение для механики и астрономии и не меньшее - в чисто математическом отношении. Авиация была своим успехом обязана обобщенно-математической постановке проблем в трудах по аэродинамике Н. Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина и других ученых: формула Жуковского для определения подъемной силы самолета, предложенная в 1906 г. и составившая основу всех аэродинамических расчетов; работы Жуковского 1910-1913 гг. по теории крыла и пропеллера; труд Чаплыгина 1902 г. «О газовых струях», заложивший основание новой науки - газодинамики, и пр.

Впрочем, чисто математические исследования нередко предшествовали практическим приложениям их в теоретической механике и физике. Неэвклидова геометрия появилась в первой половине XIX в., но получила всеобщее признание только в 1868 г. благодаря работам итальянского геометра Э. Бельтрами, а реальное физическое истолкование и приложение нашла еще почти через полстолетия - в общем принципе относительности А. Эйнштейна. Так же обстояло дело и с теорией вероятностей. В ее разработке видное место принадлежит петербургской математической школе (П. Л. Чебышев, А. М. Ляпунов, А. А. Марков). В 1906 г. Марков от исследования независимых случайных величин перешел к особым образом связанным величинам («цепям»). Только позднее в работах М. Планка, М. Смолуховского и А. Эйнштейна раскрылось все практическое значение предложенной Марковым схемы.

Одной из отличительных черт развития математики была более обобщенная трактовка проблем, сопровождавшаяся усилением тенденции к повышению строгости в исследовании исходных принципов и в их логическом обосновании. Такому обобщению подверглись теория чисел (Р. Дедекинд, Л. Кронекер), теория функций (К. Вейерштрасс), теория групп (С. Ли). В 70-х и 80-х годах немецкий математик Г. Кантор положил начало новой абстрактной дисциплине - теории множеств, параллельно с которой развивалась и математическая логика (в трудах Э. Шредера, Г. Фреге, Дж. Пеано, Б. Рассела и А. Уайт-хеда).

Немецкий математик Д. Гильберт в труде «Основы геометрии» (1899 г.) рассмотрел возможные типы геометрий. В 1906 г. французский математик М. Фреше опубликовал «Теорию абстрактных пространств». В начале XX в. стала интенсивно разрабатываться топология, исследующая наиболее общие свойства геометрических фигур. Итальянские математики Л. Леви-Чивита и Г. Риччи-Курбастро в 1901 г. разработали основы так называемого тензорного исчисления, явившегося обобщением ранее созданного векторного исчисления. В 1902 г. А. Лебег обобщил понятие интеграла.

Николай Егорович   Жуковский. Фотография. 1911 г.
Николай Егорович Жуковский. Фотография. 1911 г.

Астрономия

Появление новых приборов и использование новых наблюдения, отличавшие развитие физики, сказались и в смежной области - астрономии. Здесь возникла новая самостоятельная отрасль - астис физика. При помощи спектрального анализа, открытого еще в 1859 г., английский астроном Дж. Локьер в 1868 г. обнаружил в солнечном спектре линию, не принадлежавшую ни одному из известных тогда земных элементов, и назвал соответствующий этой линии элемент гелием (от греческого гелиос - солнце). В 1895 г. английский химик и физик Уильям Рамзай открыл этот газ в лабораторных условиях. Кроме солнца, спектральный анализ начал применяться к изучению звезд, в химическом составе которых английскому астроному Уильяму Хеггинсу удалось обнаружить наличие большинства земных элементов. Хеггинс положил начало и спектральному изучению туманностей за пределами Галактики. Путем спектрального анализа стали определять температуру звезд и направление их движения.

Значительную роль сыграло все более широкое применение фотографирования при поисках новых малых планет (астероидов), изучении солнечных протуберанцев и составлении звездных каталогов. Материалы, собранные в 1885-1896 гг. директором обсерватории на мысе Доброй Надежды Д. Гиллем, легли в основу большого звездного каталога (454 875 звезд южного полушария), обработанного голландским астрономом Я. К. Каптейном в 1896-1900 гг.

На астрономическом конгрессе в 1887 г. в Париже было принято решение о составлении всеобъемлющего каталога звезд. В этой работе приняли участие обсерваторий различных стран, в том числе Пулковская обсерватория. В результате было зарегистрировано до 2 миллионов звезд.

В 80-е и 90-е годы работами русского астронома Ф. А. Бредихина были созданы теория кометных форм и теория происхождения метеорных потоков и образования периодических комет; эти теории сыграли большую роль в развитии астрономии.

Благодаря исследованиям русского астрофизика А. А. Белопольского был собран обширный материал, касающийся движения материи на небесных телах - Солнце, Юпитере, Сатурне. Используя так называемый принцип Допплера, устанавливающий связь между изменением частоты волнового процесса, воспринимаемого некоторым приемником, и скоростью этого приемника относительно источника волн, Бело-польский измерил лучевые скорости (т. е. скорости движения вдоль направления, по которому ведется наблюдение) большого числа звезд. Это имело важное значение для разработки проблем звездной астрономии. Выдающимся вкладом в астрофизику, поставившим ее на прочную основу, явилось экспериментальное доказательство в 1900 г. Белопольским справедливости принципа Допплера для световых волн.

Химия

В рассматриваемый период весьма успешно развивалась химия, на которой, как и на других отраслях естествознания, сказалось сильное влияние физики.

Периодическая система элементов, открытая Д. И. Менделеевым в 1869 г., нашла подтверждение в работах ряда ученых различных стран. В 1875 г. француз Лекок де Буабодран открыл галлий, в 1879 г. швед Нильсон - скандий, в 1886 г. немец К. Вин-клер - германий, существование которых предвидел Менделеев, исходя из периодического закона. Значительную работу по дальнейшему подтверждению и обоснованию периодической системы выполнил чешский химик Б. Браунер. В 1894 г. У. Рамзай в сотрудничестве с Дж. Релеем открыл ранее неизвестную составную часть воздуха -аргон, в 1895 г. получил гелий, а в 1898 г. (совместно с М. Траверсом) - криптон, ксенон и неон. Эти «благородные» газы составили новую («нулевую») группу периодической системы.

Сущность и значение периодического закона предстали в новом свете благодаря открытию радиоактивного распада элементов и созданию электронной теории. Оказалось возможным построить первые модели атома, в которых элементы отличались ДРУ от друга числом электронов, находящихся вне ядра. Было обнаружено, что число таких электронов в атоме соответствует «порядковому числу» или «номеру» элемента, т. е. месту, которое элемент занимает в периодической системе. В 1913-1914 гг. английский физик Г. Мозли установил однозначную связь между спектром рентгеновских лучей данного элемента и его «порядковым числом», т. е. зарядом атомного ядра.

На основе электронных и квантовых представлений удалось также проложить путь к определению генетической связи между элементами, к объяснению их перехода друг в друга, тогда как в начале рассматриваемого периода убеждение в неизменности элементов было почти всеобщим.

Тесная взаимосвязь между химией и физикой обусловила формирование специальной дисциплины-физической химии. Некоторые ее отрасли (например, термохимия, исследующая связь химических и тепловых процессов) возникли уже раньше, но другие только теперь переживали свой расцвет.

Количественное изучение физико-химических равновесий и процессов в значительной степени приблизило химию к уровню строгой математической науки. В 1876-1878 гг. американский ученый Дж. У. Гиббс сформулировал так называемое правило фаз, охватывающее обширный круг физико-химических явлений. В 1884 г. голландец Я. Г. Вант-Гофф опубликовал «Очерки по химической динамике». Графический метод исследования физико-химических явлений, примененный Гиббсом, был впервые развит русским химиком Н. С. Курнаковым в его трудах 1871-1873 гг. по физико-химическому анализу и нашел важное практическое применение в конце XIX - начале XX в. (в частности, в металлографии при изучении сплавов).

В другой отрасли физической химии - электрохимии крайне существенным явилось создание теории электролитической диссоциации. Согласно этой теории, вещества, растворы которых являются электролитами (т.е. проводят электрический ток), при своем растворении распадаются на электрически заряженные частицы - ионы. В обобщенной и систематизированной форме теория электролитической диссоциации была впервые изложена шведским ученым Сванте Арреннусом в 1887 г.

Изучение физических (оптических) свойств кристаллов повлекло за собой возникновение стереохимии. Для объяснения различия в оптических свойствах кристаллов при одинаковом химическом составе двое ученых - голландец Я. Г. Вант-Гофф и француз А. Ж Ле Бель - независимо друг от друга выдвинули в 1874 г. понятие о различном пространственном распределении одинакового числа атомов в молекуле. Наряду с изображением химических связей в виде двухмерных «структурных формул» (как это имело место в классической теории химического строения, созданной в 60-х годах) появились формулы стереохимические, принимавшие во внимание все три измерения пространства.

Биология

В области биологических наук этот период ознаменовался дальнейшим развитием эволюционного учения. Основные положения труда Ч. Дарвина «Происхождение человека» (1871 г.) получили свое подтверждение в многочисленных находках останков ископаемого человека. В 90-х годах голландец Э. Дюбуа обнаружил на о. Ява части скелета обезьяноподобного существа - питекантропа, которое после долгих дисскусий было признано переходной формой от обезьяны к человеку. К 1907 г. относится находка останков так называемого гейдельбергского человека.

Основоположником применения эволюционного метода к палеонтологии был В. О. Ковалевский, истолковавший в 1869-1874 гг. процессы эволюции млекопитающих в связи с условиями изменяющейся среды. Эти работы успешно продолжил бельгийский ученый Л. Долло, который, считая себя учеником Ковалевского, посвятил его памяти монографию, вышедшую в свет в 1909 г.

Большое значение для обоснования эволюционного учения имели работы в области эмбриологии. Классические работы А. О. Ковалевского (брата палеонтолога) по эмбриологии беспозвоночных, начатые в середине 60-х годов, и работы И. И. Мечникова в той же области (1866-1886 гг.) завоевали их авторам почетное место в ряду эмбриологов всего мира; позднее Мечников перешел к проблемам сравнительной патологии. Тогда же немецкий ученый Э. Геккель, много сделавший для распространения и популяризации эволюционной теории, сформулировал так называемый биогенетический закон, согласно которому индивидуальное развитие зародыша (онтогенез) является сокращенным повторением видовой эволюции (филогенеза). Дальнейшие исследования показали схематичность геккелевской формулы, однако на определенном историческом этапе она помогла поискам и раскрытию родства между биологическими видами.

Важнейшее достижение предшествующего периода- открытие клеточного строения организмов - породило специальную науку о строении, развитии и функции клеток - цитологию. Прогресс в этой и в смежной с нею дисциплине - гистологии (наука о тканях) - позволил провести ряд крупных исследований: изучение процессов клеточного деления и явлений оплодотворения у животных и растений, выяснение строения и жизнедеятельности клеточного ядра и его элементов (хромосом).

Илья  Ильич  Мечников. Фотография. 1914 г.
Илья Ильич Мечников. Фотография. 1914 г.

Все более повышалось значение эксперимента. В эмбриологии начиная с 80-х годов французский ученый Л. Шабри, немецкие исследователи О. Гертвиг и В. Ру и другие уже стали применять активное вмешательство в процессы развития зародыша. В 1901 г. американцем Ж. Лебом была показана на морских звездах возможность искусственного партеногенеза, т. е. развития яйца без предварительного оплодотворения. Позднее произвел аналогичный эксперимент на тех же объектах француз И. Делаж и в 1910 г. на позвоночных животных - француз Э. Батайон. В 1909 г. для выяснения законов наследственности американский биолог Т.Морган начал систематические эксперименты с плодовой мухой (дрозофилой). Свои наблюдения Морган пытался объяснять хромосомной теорией наследственности, в основе которой лежали антинаучные представления о том, будто наследственные изменения возникают независимо от условий жизни организма. Взгляды Моргана были созвучны воззрениям немецкого биолога А. Вейсмана, выступившего еще до Моргана с теорией «наследственной плазмы» («неодарвинизм»).

Экспериментальное направление биологии в это время характеризовалось созданием большого количества новых приборов. Многое в этой области было сделано во второй половине XIX и в начале XX в. французским исследователем Э. Ж. Мареем, изобретателем кардиографа, сфигмографа и других графически регистрирующих приборов. Марей применил также фотографию при изучении полета насекомых - метод, который нашел дальнейшее развитие после изобретения кино.

Классические экспериментальные исследования в области физиологии сердечнососудистой системы (начиная с 1883 г.) и физиологии пищеварения (в 1879-1897 гг.) осуществил выдающийся русский ученый И. П. Павлов.

Климент   Аркадьевич Тимирязев. Фотография.   1898 г.
Климент Аркадьевич Тимирязев. Фотография. 1898 г.

Уделяя особое внимание изучению влияния нервной системы на ход физиологических процессов, Павлов затем пришел к систематическому экспериментальному изучению высшей нервной деятельности и к созданию теории условных рефлексов. Первое сообщение об условных рефлексах Павлов сделал в Мадриде на международном конгрессе медиков в 1903 г.

Исследование жизненных явлений точными методами физики и химии становилось все более характерным для работ в области физиологии. Огромное значение в этом отношении имели исследования К. А. Тимирязева по фотосинтезу, т. е. питанию зеленых растений под воздействием солнечной энергии. Начало этим исследованиям Тимирязев положил в 1871 г. своей диссертацией, посвященной спектральному анализу хлорофила.

Работы ряда ученых, посвященные химизму дыхания и брожения у растений, и другие труды по биохимии способствовали ниспровержению антинаучных виталистических концепций.

В 1875 г. И. В. Мичурин начал успешные эксперименты по гибридизации и выведению новых сортов растений. Они были продолжены в значительно более крупном масштабе и обобщены им и его учениками уже в последующий период.

Медицина

Применение эксперимента дало результаты первостепенного значения также в медицине и смежной с нею области - бактериологии, сформировавшейся во второй половине XIX в. в самостоятельную дисциплину.

К 80-м годам относятся опыты Пастера с предохранительными прививками против куриной холеры (1880 г.), сибирской язвы (1881 г.) и бешенства (1880-1885 гг.). Большое значение, выходящее за пределы медицины, имело открытие И. И. Мечниковым в 1883 г. фагоцитоза, т. е. захватывания и переваривания особыми клетками (фагоцитами) посторонних частиц, в том числе бактерий и остатков разрушенных клеток.

Параллельно с Пастером работал в Германии Р. Кох, применявший тщательно разработанные приемы культуры и окрашивания бактерий. В 1882 г. им был найден возбудитель туберкулеза, а в 1883 г., во время путешествия в Египет и Индию,- возбудитель холеры. Его ассистенту Г. Т. А. Гафке принадлежит открытие в 1884 г. палочки брюшного тифа. В том же году немецкий ученый Ф. Леффлер открыл бактерии дифтерита. Другой ученик Коха, японец С. Китадзато, в 1894 г. (одновременно с французским ученым А. Иерсеном) нашел возбудителя чумы.

К концу столетия началось исследование токсинов - ядов, выделяемых микробами. В 1888-1890 гг. Э. Ру вместе с Иерсеном получили дифтерийный токсин, а в 1892 г. ученик Коха Э. Беринг предложил антидифтерийную сыворотку, сразу же получившую применение на практике.

Большие работы были проведены по изучению сифилиса. Э. Ру и И. И. Мечников экспериментально изучали его на обезьянах. В 1905 г. Ф. Шаудин совместно с Э.Гофманом открыли возбудителя сифилиса - бледную спирохету. В 1907 г. П. Эрлих после проведенных им 606 опытов создал препарат для лечения этой болезни - сальварсан.

Диагностика обогатилась новыми средствами, такими, как исследование крови (реакция Ф. Видаля на брюшной тиф в 1896 г., реакция А. Вассермана на сифилис в 1906 г.). Успехи химии дали терапии новые медикаменты: фенацитин, аспирин, пирамидон, веронал и многие другие.

Серьезные исследования проводили паразитологи. В 1880 г. французский врач А. Лаверан в Алжире при исследовании крови больного солдата открыл возбудителя малярии - простейшего паразита (так называемый малярийный плазмодий). Лаверану остался неизвестным полный цикл развития этого паразита. Спустя почти двадцать лет английский военный врач в Индии Р. Росс нашел в крови птиц кровяного паразита, аналогичного найденному Лавераном, и выяснил, что он передается посредством укуса комаров. Последнее обстоятельство навело Росса на мысль о наличии подобного цикла в случае малярии. Итальянский зоолог Б. Грасси подтвердил предположение Росса и в 1899 г. описал (совместно с А. Биньями и Г. Бастианелло) весь сложный цикл развития малярийного плазмодия.

Роберт Кох. Фотография.
Роберт Кох. Фотография.

Успеху этих и других работ экспериментального характера в области медицины содействовало развитие крупных, хорошо оборудованных научно-исследовательских центров. Первым таким учреждением был Пастеровский институт в Париже, основанный в 1888 г. на средства, собранные по международной подписке. В работе института участвовали ученые различных стран: много лет в нем работал И. И. Мечников. По типу Пастеровского института стали учреждать подобные институты и в других странах.

Науки о земле

Дифференциация научных дисциплин, характерная для естествознания в целом, нашла свое выражение и в науках о Земле. То, что раньше объединялось термином география, образовало комплекс самостоятельных дисциплин. Сформировались геофизика, применяющая к изучению земной коры, водной и воздушной оболочки Земли строгие методы физического исследования; география растений (фитогеография) и география животных (зоогеография), изучающие распределение растений и животных по различным частям земного шара; экология растений и экология животных, предметом изучения которых является взаимодействие организмов с окружающей средой. Впоследствии внутри геофизики обнаружилась тенденция к специализации ее отдельных отраслей - выделение метеорологии, климатологии, океанологии, сейсмологии и т. д.

Прогресс указанных дисциплин параллельно с происходившей в то же время дифференциацией геологии настоятельно требовал ясного определения предмета географической науки. В результате обнаружились две точки зрения: с одной стороны, стремление понимать под географией дисциплину, посвященную комплексному изучению определенных районов земного шара в их специфическом своеобразии (география как наука о «ландшафте», т. е. о совокупности всех природных элементов, типичных для данной территории), а с другой стороны, стремление уделить особое внимание изучению человеческого фактора, что получило отражение в попытке создания Видалем де ла Блаш и его школой в 90-х годах особой дисциплины - «географии человека» (geographie humaine).

Показательным для комплексного подхода к географическим проблемам было учение В. В. Докучаева о «зонах природы» (1899 г.). Докучаев выступил как один из основоположников новой дисциплины - почвоведения, которое исследует почвообразовательные процессы и изменения, происходящие в почве под совокупным воздействием физических, химических, биологических факторов и деятельности человека. Это отличает почвоведение и от геологии, и от чисто прикладной агрономической науки о почве.

Под влиянием эволюционного учения формировались новые теории и гипотезы, рассматривавшие геологические явления в их взаимной связи.

В 70-х годах, с появлением работы австрийского геолога Э. Зюсса «Лик земли», стала широко распространяться так называемая контракционная гипотеза (гипотеза сжатия Земли). Для своего времени она имела положительное значение, но слишком упрощала схему истории развития Земли и поэтому оказалась недостаточной для объяснения многих особенностей этого развития. В начале XX в. ее сменили другие, более совершенные гипотезы.

Работами ряда ученых, в том числе русского геолога Н. А. Головкинского, немецкого ученого И. Вальтера и других, было создано и развито учение о фациях (об особенностях геологических отложений в зависимости от условий накопления осадков). В 80-90-х годах А. П. Павлов в России и М. Неймайер в Австрии заложили основу сравнительной стратиграфии и палеогеографии. С середины XIX в., после введения микроскопического метода анализа горных пород при помощи поляризационного микроскопа, были проведены разнообразные исследования, устанавливавшие взаимоотношения минералов в процессе образования изверженных пород. Эти работы (особенно важными среди них были труды русских исследователей Е. С. Федорова и Ф. Ю. Левинсона-Лессинга) имели существенное значение для развития петрографии. Столь же существенный вклад в науку внесли выполненные в рассматриваемый период крупные работы по геологии отдельных областей земного шара (так называемой региональной геологии), позволившие составить геологическую карту мира. Главной чертой большинства исследований, проведенных в рассматриваемый период, был генетический, эволюционный принцип. Он нашел применение в изучении конфигурации и распределении суши и моря, происхождения материков, форм и развития земного рельефа и т. д. Из принципа эволюции исходила и молодая наука, возникшая в начале XX в.,- геохимия. Первые труды в этой области принадлежали норвежцу В. М. Гольдшмидту (1911 г.) и В. И. Вернадскому, исследовавшему эволюцию минералов земной коры (1908 г. и позднее).

В области наук о Земле быстро сказались новейшие открытия физики: английский геолог и геофизик Дж. Джоли первый обратил внимание на значение радиоактивных элементов для теплового режима Земли (1909 г.).

Так как оставалось сравнительно небольшое количество совсем не исследованных земель, внимание географов, геофизиков, геологов и других специалистов направлялось не столько «вширь», на новые области, сколько «вглубь», имея целью более полное исследование конкретных материалов по уже известным географическим районам. В гораздо более широких масштабах стали производиться специализированные экспедиции, в частности океанографические. За большой кругосветной экспедицией, совершенной англичанами на судне «Челленжер» в 1872-1876 гг., последовал ряд других экспедиций. В области физической географии моря много было сделано С. О.Макаровым во время его плаваний на корвете «Витязь» в Тихом океане в 1886-1889 гг.

Из многочисленных арктических экспедиций особенную важность имели плавание А. Норденшельда на «Веге» вдоль северных берегов Европы и Азии, организованное шведами при деятельном участии русских в 1878 - 1879 гг., и экспедиция Ф. Нансена на судне «Фрам», дрейфовавшем во льдах в 1893-1896 гг. Нансен приблизился к Северному полюсу на расстояние 450 км. Полет шведа С. А. Андре к Северному полюсу на управляемом воздушном шаре, предпринятый в 1897 г., не привел к успеху, но американцу Р. Э. Пири после ряда попыток, начатых в 1898 г., удалось в 1909 г. достигнуть Северного полюса. В 1912-1914 гг. русский исследователь Г. Я. Седов на корабле «Св. Фока» совершил экспедицию в северные широты. «Св. Фока» попал в тяжелый ледяной дрейф. Сам Седов погиб при попытке достигнуть Северного полюса на санях. Для исследования различных районов Антарктиды была проведена в 1901-1904гг. совместная экспедиция англичан, шотландцев, шведов и немцев. Участник ее, англичанин Р. Скотт, в 1910 г. организовал вторую антарктическую экспедицию. В начале 1912 г. он добрался до Южного полюса, но погиб на обратном пути. Месяцем раньше Скотта, 14 декабря 1911 г., Южного полюса достиг норвежский полярный исследователь Р. Амундсен.

Среди других, мало исследованных областей Земли энергично изучалась в это время Центральная Азия: Н. М. Пржевальским, совершившим в 1867-1888 гг. пять больших экспедиций, П. К. Козловым, П. П. Семеновым-Тяныпаньским, Свеном Ге-дином. Крупное научное значение имели также исследования Н. Н. Миклухо-Маклая в 1871-1883 гг. на Новой Гвинее и других островах Тихого океана.

Философские проблемы естествознания

Прогресс естествознания протекал в сложной и острой идеологической борьбе. Появились многочисленные философские течения, отрицавшие материализм. К ним прежде всего относится неокантианство с его лозунгом «назад к Канту». В 1872 г. на съезде естествоиспытателей и врачей в Лейпциге немецкий физиолог Э. Дюбуа-Реймон выступил с речью «О границах естествознания», в которой заявил, что если перед «тайнами материального мира» естествоиспытатель уже привык с «мужественной покорностью» говорить «ignoramus» («мы не знаем»), не теряя все же надежды узнать с течением времени вещи теперь неизвестные, то о таких мировых загадках, как материя, сила, сознание, естествоиспытатель должен раз и навсегда сказать «ignorabimus» («мы никогда не познаем»).

К. А. Тимирязев едко назвал «неообскурантизмом» разнообразные виды идеалистических течений, пытавшихся выступить под флагом якобы новых теорий.

Многие из таких идеалистов пытались по-своему истолковать сделанные наукой открытия. Из того, что некоторые свойства материи, которые ранее рассматривались как первоначальные и неизменные, затем оказались присущими только определенным состояниям материи, они делали вывод, что «материя исчезает» или даже исчезла. Неокантианец Г. Коген в 1896 г. заявил, что теория электричества произвела «величайший переворот» в понимании материи и «посредством превращения материи в силу» привела «к победе идеализма». Другие философы, ссылаясь на то, что новые открытия требуют пересмотра законов, считавшихся всеобщими и основными, утверждали, что законы природы вообще являются простой условностью.

В 70-х годах Э. Мах и Р. Авенариус выступили с философской теорией, получившей название «эмпириокритицизма». Они претендовали на то, что эмпириокритицизм выражает коренные тенденции естествознания, является «истинной философией естествознания» и дает ответы на все вопросы, поставленные развитием науки. К эмпириокритицизму примкнули некоторые крупные ученые, тщетно пытавшиеся найти правильное решение коренных философских проблем естествознания.

«Эмпириокритики» объявили понятия и теории естествознания полностью лишенными объективного значения, чисто условными, произвольными, вспомогательными построениями, созданными для систематизации и удобства обозрения данных чувственного восприятия. Они утверждали, что никакой объективной истины не существует, так как за пределами чувственных ощущений субъекта не может ничего существовать.

Провозгласив, что мир состоит из «элементов», а эти «элементы» представляют собою не что иное, как наши ощущения, они отрицали объективное существованиематерии.

Против таких воззрений выступили многие выдающиеся ученые: Л. Больцман, М. Планк, Г. Лоренц, А. Г. Столетов, К. А. Тимирязев. Их выступления сыграли большую роль в защите науки от нападок реакционной идеологии, в решении ряда важнейших проблем научного познания. Однако эти ученые не смогли дать исчерпывающего философского анализа всей сложившейся в естествознании ситуации. Хотя они и были материалистами и даже отстаивали отдельные положения диалектики, им не удалось подняться до уровня диалектического материализма как целостной философской системы.

Великую историческую задачу философского истолкования новых научных открытий в области физики выполнил В. И. Ленин. В своем труде «Материализм и эмпириокритицизм», опубликованном в 1909 г., Ленин с точки зрения диалектического материализма ответил на все кардинальные философские вопросы, возникшие в ходе развития естествознания. Вместе с тем, опираясь на достижения физики, Ленин поднял диалектико-материалистическую философию на более высокую ступень. С исключительной глубиной им были разработаны теория познания, как теория отражения, и вопросы об истинах объективной, относительной и абсолютной. Раскрыв философское понятие материи, Ленин показал, что материя есть объективная реальность, которая дана человеку в его ощущениях, существуя независимо от них.

««Материя исчезает»,- писал В. И. Ленин,- это значит исчезает тот предел, до которого мы знали материю до сих пор, наше знание идет глубже; исчезают такие свойства материи, которые казались раньше абсолютными, неизменными, первоначальными (непроницаемость, инерция, масса и т. п.) и которые теперь обнаруживаются, как относительные, присущие только некоторым состояниям материи. Ибо единственное «свойство» материи, с признанием которого связан философский материализм, есть свойство быть объективной реальностью, существовать вне нашего сознания» (В. И. Ленин, Материализм и эмпириокритицизм, Соч., т. 14, стр. 247.).

Рассматривая фундаментальные проблемы науки, Ленин убедительно доказал, что вопреки утверждениям «эмпириокритиков» естествознание не «беспартийно», а всем своим содержанием обращено против идеализма, в любой его форме. В то же время идеализм своей сущностью фактически направлен против естествознания. «Естествознание,- писал Ленин,- бессознательно принимает, что его учение отражает объективную реальность, и только такая философия примирима с естествознанием!» (Там же, стр. 264.) Естествознание неуклонно движется к более высокой и последовательной форме материализма - к диалектическому материализму. Это движение не прямое, а зигзагообразное, со множеством отступлений, часто совершающееся ощупью, но оно с неизбежностью ведет к этой единственно верной философской основе естествознания потому, что стихийный естественноисторический материализм уже недостаточен для прогресса науки.

Таков итог исследований В. И. Ленина, блистательно подтвержденных всем дальнейшим развитием науки.


предыдущая главасодержаниеследующая глава




Пользовательского поиска




Тысячу лет назад в африканском городе умели изготовлять стекло

В Турции найдено сверло возрастом 7,5 тыс. лет

Обнаружен древнейший артефакт Южной Америки

В Мехико нашли ацтекскую башню из черепов

В Перу обнаружены следы существовавшей 15 тыс. лет назад культуры

Культуру ацтеков показали в аутентичных ярких красках

Наскальные картины горы Дэл в Монголии

Древний город Тиуанако изучили с воздуха

Обнаружены «записи» о древней глобальной катастрофе

10 малоизвестных фактов о ледяной мумии Эци, возраст которой 5300 лет

Каменные головы ольмеков: какие тайны скрывают 17 скульптур древней цивилизации

В письменности инков могли быть зашифрованы не только цифры

В Мексике обнаружен двухтысячелетний дворец

Как был открыт самый большой буддийский храм Боробудур и почему его нижняя часть до сих пор не расчищена

Забытый подвиг: какой советский солдат стал прототипом памятника Воину-освободителю в Берлине

Люди проникли вглубь австралийского континента 50 тыс. лет назад

Неизвестные факты о гибели Помпеи

В пирамиде Кукулькана нашли ещё одну пирамиду

Кто построил комплекс Гёбекли-Тепе?

15 малоизвестных исторических фактов о Византийской империи, ставшей колыбелью современной Европы

История Руси: Что было до Рюрика?

15 мифов о Средневековье, которые все привыкли считать правдой
Рейтинг@Mail.ru
© Алексей Злыгостев, дизайн, подборка материалов, оформление, разработка ПО 2001–2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку:
http://historic.ru/ 'Historic.Ru: Всемирная история'