Джон Робертс - Мировая история

Ученые, занимавшиеся тогда радикально важной экспериментальной работой, не позаботились о том, чтобы сразу же внедрить новую теоретическую структуру взамен Ньютоновой системы. Она пришла только с затянувшейся революцией в теории, начавшейся в последних годах XIX века и достигшей кульминации в 1920-х годах. Дело касалось в основном двух различных комплексов проблем, которые дали начало работе, обозначенной терминами «теория относительности» и «квантовая теория». Пионерами в данной области считается Макс Планк и, несомненно, величайший ученый XX века Альберт Эйнштейн. К 1905 году они представили экспериментальное и математическое доказательство того, что ньютоновские законы движения бессильны объяснить факт, не подлежащий больше сомнению: то есть передача энергии в материальном мире происходит не равномерным потоком, а дискретными скачками – квантами, как их стали называть. М. Планк показал, что инфракрасное излучение (от, например, Солнца) испускается не по правилам физики Ньютона или непрерывно; он утверждал, что его вывод распространяется на передачу всех видов энергии. А. Эйнштейн утверждал, что свет распространяется не непрерывно, а импульсами. При всей огромной важности работы, проведенной за последующие 20 лет, вклад М. Планка считается наиболее заметным, но все равно оставалось множество открытых тем. Воззрения Ньютона объявили ущербными, но заменить их было нечем.

Между тем после проработки квантовой теории А. Эйнштейн в 1905 году издал труд, принесший ему самую широкую славу, в котором он изложил теорию относительности, предназначенную далеко не для средних умов. Речь фактически идет о доказательстве того, что пора отказаться от устаревших представлений, с которыми мы подходим к пространству и времени, а также массе и энергии. Таким образом, созрели условия для революции в науке, хотя потребовалось еще много времени для полного осознания ее последствий. Вместо трехмерной физики Ньютона А. Эйнштейн обратил внимание ученых на «пространственно-временную сплошную среду», в которой можно найти понимание взаимодействию пространства, времени и движения. Всему этому в скором времени удалось подыскать подтверждение астрономическим наблюдением явлений, для которых не нашлось достойного объяснения в ньютоновской космологии, зато обнаружилось место в теории А. Эйнштейна. Одно странное и неожиданное последствие труда, на котором держится теория относительности, представляло собой доказательство уравнения соотношений массы и энергии, которое он представил как E = mc 2, где E – энергия, m – масса, c – постоянная скорость света. Важность и точность этой теоретической формулировки удалось в полной мере оценить после более подробного изучения ядерной физики. К тому времени стало ясно, что отношения, наблюдающиеся, когда энергия массы преобразуется в тепловую энергию при делении ядер, тоже подчинялись его уравнению.

Как только удалось усвоить данные достижения, ученые продолжили попытки переписать законы физики, но далеко продвинуться у них не получалось до тех пор, пока в результате крупного теоретического прорыва, совершенного в 1926 году, не нашлось математической основы для наблюдений М. Планка и, разумеется, для всей ядерной физики. Это решающее достижение принадлежит в основном двум математикам Э. Шрёдингеру и В. Гейзенбергу, и решение пришло в то время, когда казалось, будто в квантовой механике заключалась безграничная способность объяснения явлений всех наук. Поведение частиц атома, наблюдаемое Э. Резерфордом и Н. Бором, поддавалось этому самому объяснению. Дальнейшая разработка их открытия привела к предположению о существовании новых ядерных частиц, например позитрона, должным образом обнаруженного в 1930-х годах. Открытие новых элементарных частиц продолжалось. С помощью квантовой механики, как казалось, открывалась новая эпоха в освоении физики.

К середине XX столетия в науке исчезло нечто большее, чем просто некогда признанный набор общих законов (и в любом случае оставалось верным то, что в повседневных целях физики Ньютона хватало для объяснения всего). В физике, из которой воззрения распространились на остальные науки, целостное понятие всеобщего закона сменилось концепцией статистической вероятности, лучшим методом, на который еще можно было надеяться. Идеи, а также содержание науки претерпевали изменение. Кроме того, границы между отраслями знаний рушились под натиском новых знаний, оригинальных теорий и новаторского инструментария. Все представители крупных традиционных отраслей науки скоро оказались не в состоянии прийти к единому мнению. Возникшие коалиции, занявшиеся переносом положений физической теории в невралгию или математики в биологию, понастроили новых барьеров на пути сотворения синтеза знаний, служившего мечтой ученых XIX века точно так же, как темпы приобретения новых знаний (некоторые из которых поступали в таких количествах, что переработать их можно было только с помощью компьютеров последних поколений) ускорились, как никогда раньше. Такого рода соображения никак не подрывали престиж ученых или веру в то, что они остаются главной надеждой человечества на достижение лучшего будущего для него. Сомнения, когда пришло их время, появились из иных источников, а не из неспособности произвести всеобъемлющую теорию, причем такую же понятную, какой была теория Ньютона. Между тем поток достижений в науке не убывал.

После 1945 года эстафетная палочка перешла от естественных наук к наукам биологическим или наукам, посвященным «жизни» человека. Их нынешний успех и перспективы корнями уходят в глубокое прошлое. С помощью изобретенного в XVII веке микроскопа впервые удалось обнаружить организацию живой ткани из дискретных элементов, названных клетками. В XIX веке исследователи уже знали, что клетки обладают способностью к делению и что они развиваются по отдельности. Авторы клеточной теории, широко признанной к 1900 году, выдвинули предположение о том, что отдельные ячейки в период их собственной жизни обеспечивают надежный подход к исследованию жизни как таковой, а воздействие на них химическими препаратами стало одним из магистральных направлений биологических исследований. Еще одно магистральное направление в биологической науке XIX века обеспечивалось новой дисциплиной под названием генетика, специалисты которой занимаются исследованием явления наследования потомками черт родителей. Ч. Дарвин назвал наследование механизмом воспроизведения черт, сохраняющихся в ходе естественного отбора. Первые шаги к осознанию механизма, обеспечивающего процесс наследования черт предков, сделал австрийский монах по имени Грегор Мендель в 1850-х и 1860-х годах. По результатам нескольких серий скрупулезных экспериментов по выведению новых сортов гороха Г. Мендель пришел к заключению о существовании передающихся по наследству элементов, несущих в себе черты, присущие родителям и переходящие потомкам. В 1909 году один датчанин присвоил им название гены.