Et budskab om en videnskabelig bedrift i det 20. århundrede. Videnskabens vigtigste resultater i slutningen af det 19. og begyndelsen af det 20. århundrede

I det 20. århundrede udviklede naturvidenskaben sig usædvanligt hurtigt: fysik, kemi, astronomi, biologi, geologi og mange andre. Videnskaben har givet en masse ideer og udviklinger; produktionen har til gengæld givet videnskaben komplekse og avancerede enheder og instrumenter. Alt dette tilsammen stimulerede udviklingen af videnskaben. Konsekvensen af denne ekstremt frugtbare kombination af videnskab og produktion var opnåelsen af deres høje udvikling, som førte til fremkomsten af den tredje videnskabelige og teknologiske revolution i midten af det 20. århundrede.

Fysik

I det 20. århundrede blev der gjort meget inden for undersøgelse af stoffets struktur. Berømt engelsk fysiker Ernest Rutherford(1871 - 1937) etablerede eksperimentelt, at atomer har kerner, hvori næsten al deres masse er koncentreret, og udviklede en planetarisk model for atomets struktur (1911). Dette var sandsynligvis den sidste (eller måske den første og sidste) model af atomet, som er relativt let at forestille sig. Ifølge planetmodellen bevæger elektroner sig rundt i et atoms stationære kerne (som planeter omkring Solen) og samtidig udsender de ifølge den klassiske elektrodynamiks love kontinuerligt elektromagnetisk energi. Rutherfords planetariske model af atomet var imidlertid ikke i stand til at forklare, hvorfor elektroner, der bevæger sig rundt om kernen i cirkulære baner og derfor konstant oplever acceleration og derfor konstant udsender og mister deres kinetiske energi, ikke nærmer sig kernen og ikke falder på dens. overflade.

Model af atomet foreslået af en berømt dansk fysiker Niels Henrik David Bohr (1885 - 1962), selvom den var baseret på Rutherfords planetariske model, indeholdt den ikke den angivne modsigelse. Til dette introducerede Bohr postulater, der nu bærer hans navn, ifølge hvilke atomer har såkaldte stationære baner, langs hvilke elektroner bevæger sig uden at udsende, mens stråling kun forekommer i de tilfælde, hvor de bevæger sig fra en stationær bane til en anden (i dette tilfælde, ændring i atomenergi). Bohrs geniale formodning (eller idé), på trods af dens interne inkonsistens, hænger sammen

Forståelsen af Newtons klassiske mekanik, brugt til at forklare elektronernes bevægelse og kvantebegrænsningerne for elektronernes bevægelse, som er uacceptabel fra dets synspunkt, har ikke desto mindre fundet eksperimentel bekræftelse.

En stor bedrift inden for fysik var skabelsen af kvante (bølge) mekanik, ifølge hvilken mikropartikler har en dobbelt korpuskulær bølge natur. Kvantemekanik - en af kvanteteoriens hovedafsnit - den mest generelle fysiske teori, gav ikke kun nye, revolutionære ideer om mikropartikler, men gjorde det også muligt at forklare mange egenskaber ved makroskopiske legemer.

Forudsætningerne for udviklingen af kvantemekanikken var arbejdet med skabelsen af kvantebegreber af Planck, Einstein og Bohr. I 1924, fransk fysiker Louis de Broglie fremsat ideen om den dobbelte korpuskulær-bølge-natur af ikke kun elektromagnetisk stråling (fotoner), men også andre mikropartikler, og derved lægge grundlaget for kvantemekanik. Noget senere blev der udført eksperimenter, hvor der blev observeret diffraktion af mikropartikler - spredning af en strøm af mikropartikler (strømmen af mikropartikler, der bøjer sig rundt om forskellige forhindringer), hvilket indikerer deres bølgeegenskaber, hvilket var en eksperimentel bekræftelse af de Broglies hypotese.

I 1925 var en af skaberne af kvantemekanikken en schweizisk teoretisk fysiker Wolfgang Pauli(1900 - 1958) formulerede det såkaldte udelukkelsesprincip - en grundlæggende naturlov, ifølge hvilken hverken et atom eller et molekyle kan have to elektroner i samme tilstand. Østrigsk teoretisk fysiker Erwin Schrödinger(1887 - 1961) udviklede bølgemekanik i 1926 og formulerede dens grundlæggende ligning. tysk teoretisk fysiker Werner Heisenberg(1901 - 1976) formulerede usikkerhedsprincippet (1927), hvorefter værdierne af mikropartiklernes koordinater og momenta ikke kan navngives samtidigt med en høj grad af nøjagtighed. engelsk fysiker Paul Dirac lagde grundlaget for kvanteelektrodynamik (1929) og kvanteteori om tyngdekraft, udviklede en relativistisk teori om elektronbevægelse, på grundlag af hvilken han forudsagde (1931) eksistensen af positronen - den første antipartikel (en partikel i alle henseender svarende til dets "dobbelte", i dette tilfælde elektronen, men forskelligt fra det tegn på elektrisk ladning, magnetisk moment og nogle andre karakteristika), udslettelse og fødsel af par. I 1932, amerikansk fysiker Carl David Andersen opdagede elektronens antipartikel, positronen, i kosmiske stråler, og i 1936, myonen.

Tilbage i 1896, den franske fysiker Pierre Curie(1859 - 1906) sammen med sin hustru Marie Skłodowska-Curie(1867 - 1934) og fransk fysiker Antoine Henri Becquerel(1852 - 1908) opdagede radioaktivitet og radioaktive omdannelser af tunge grundstoffer. I 1934 Fransk fysik-par Irene(datter af P. Curie og M. Sklodowska-Curie) og Frederic Joliot-Curie(1900 - 1958) opdagede kunstig radioaktivitet. Opdagelse af en engelsk fysiker James Chadwick(1891 - 1974) i 1932 førte neutronen til moderne, proton-neutron ideer om strukturen af atomkerner.

Udviklingen af kernefysik og studiet af nukleare reaktioner blev i høj grad lettet af skabelsen af ladede partikelacceleratorer. Antallet af kendte elementarpartikler er steget mange gange. Mange af dem er kun i stand til at eksistere i en ubetydelig tid. Det viste sig, at elementarpartikler kan gennemgå gensidige transformationer, at de slet ikke er elementære. Ifølge en vellykket sammenligning af den berømte sovjetiske fysiker V.L. Ginzburg, alt sker, som om vi har at gøre med en "uendelig rededukke": du opdager en elementær partikel, og bag den "en endnu mere elementær," og så videre uden ende. Man kan nok sige, at de fleste moderne fysikere anerkender eksistensen af særlige fundamentale partikler - kvarker og tilsvarende antipartikler - antikvarker. Det antages, at kvarker har en elektrisk ladning. Quarks er ikke blevet opdaget eksperimentelt, men måske fordi de ikke kan eksistere i en fri, ubundet tilstand.

Det er umuligt ikke at bemærke fysikkens enorme indvirkning på andre videnskaber og på teknologiens udvikling. På grund af det faktum, at dette emne virkelig er uudtømmeligt, vil vi kun henvise til de videnskaber, hvis selve navn indikerer fysikkens indflydelse: astro-, geo- og biofysik, fysisk kemi og nogle andre.

Den hurtige udvikling af kernefysikken gjorde det muligt i 1939 - 1945. tage afgørende skridt for at frigøre atomenergi. Først blev denne enestående videnskabelige opdagelse brugt til militære formål til at skabe atom- og termonukleare våben, og derefter til fredelige formål: Det første atomkraftværk blev bygget i Sovjetunionen og begyndte at fungere i 1954. Efterfølgende snesevis af kraftfulde atomkraftværker blev bygget i mange lande rundt om i verden, hvor en betydelig del af elektriciteten produceres.

Baseret på krystallers fysik, teorien om halvledere, som har enorm praktisk betydning, røntgendiffraktionsanalyse, samt elektronmikroskopet og metoden til mærkede atomer, som spillede en stor rolle i udviklingen af mange teknologiområder , og måske især metallurgi, blev skabt. Elektronik skylder fysikken og dens præstationer meget - videnskaben om interaktion mellem elektroner og elektromagnetiske felter og metoder til at skabe elektroniske enheder, som igen er af afgørende betydning for mange teknologiområder, især for elektroniske computere.

Albert Einstein. relativitetsteori

Eksperimenter af en amerikansk fysiker Albert Abraham Michelson(1852 - 1931) ved at bestemme lysets hastighed (inklusive det berømte "Michelson-eksperiment") viste sin uafhængighed af Jordens bevægelser. Det viste sig, at lysets hastighed i det tomme rum altid er konstant og, hvor mærkeligt det end kan virke ved første øjekast, uafhængig af bevægelsen af lyskilden eller lysmodtageren.

Michelsons opdagelse kunne ikke forklares ud fra de fysiske teorier, der eksisterede på det tidspunkt. For det første følger det af Galileos relativitetsprincip, at hvis to koordinatsystemer bevæger sig retlinet og ensartet i forhold til hinanden, det vil sige i den klassiske mekaniks sprog, er systemerne inerti, så vil alle naturlovene være ens for dem. Desuden, uanset hvor mange sådanne systemer der er (to eller meget flere), er der ingen måde at bestemme, i hvilken af dem hastigheden kan betragtes som absolut. For det andet, i overensstemmelse med klassisk mekanik, kan inertisystemernes hastigheder transformeres i forhold til hinanden, dvs. ved at kende hastigheden af et legeme (materialepunkt) i et inertisystem, kan man bestemme hastigheden af dette legeme i et andet inertisystem , og værdierne af dette legemes hastigheder i forskellige inertikoordinatsystemer er forskellige.

Den anden position modsiger naturligvis Michelsons eksperiment, ifølge hvilket, vi gentager, lys har en konstant hastighed uanset bevægelsen af lyskilden eller lysmodtageren, dvs. uanset i hvilke inertikoordinatsystemer tællingen udføres.

Denne modsigelse blev løst ved hjælp af relativitetsteorien - en fysisk teori, hvis grundlæggende love blev etableret af A. Einstein i 1905 (privat eller speciel relativitetsteori) og i 1907-1916. (generel relativitetsteori).

Stor teoretisk fysiker Albert Einstein(1879 - 1955) blev født i Tyskland (Ulm). Fra han var 14 boede han i Schweiz med sin familie. Han studerede ved Zürich Polytechnic Institute og efter eksamen i 1900 underviste han på skoler i byerne Schafhausen og Winterthur. I 1902 lykkedes det ham at få en stilling som ekspert ved Federal Patent Office i Bern, hvilket passede ham mere økonomisk. Årene med arbejde i bureauet (fra 1902 til 1909) var år med meget frugtbar videnskabelig aktivitet for Einstein. I løbet af denne tid skabte han den særlige relativitetsteori, gav en matematisk teori om Brownsk bevægelse, som i øvrigt forblev uforklaret i omkring 80 år, udviklede kvantebegrebet lys, han forskede i statistisk fysik og en række af andre værker.

Først i 1909 blev Einsteins allerede enorme videnskabelige resultater almindeligt kendt, blev værdsat (langt fra fuldt ud), og han blev valgt til professor ved Universitetet i Zürich, og i 1911 - ved det tyske universitet i Prag. I 1912 blev Einstein valgt til leder af afdelingen ved Zürich Polytechnic Institute og vendte tilbage til Zürich. I 1913 blev Einstein valgt til medlem af de preussiske og bayerske videnskabsakademier, og han flyttede til Berlin, hvor han boede indtil 1933, idet han var direktør for det fysiske institut og professor ved universitetet i Berlin. I løbet af denne periode skabte han den generelle relativitetsteori (mest sandsynligt afsluttet, siden han begyndte at arbejde på den i 1907), udviklede kvanteteorien om lys og udførte en række andre undersøgelser. I 1921 blev Einstein tildelt Nobelprisen for sit arbejde inden for teoretisk fysik, især for opdagelsen af lovene for den fotoelektriske effekt (et fænomen, der involverer frigivelse af elektroner fra et fast stof eller væske som et resultat af virkningen af elektromagnetisk stråling).

I 1933, på grund af angreb på ham fra den tyske fascismens ideologer som en offentlig person - en krigskæmper og en jøde, forlod Einstein Tyskland, og senere, som et tegn på protest mod fascismen, nægtede han medlemskab af det tyske akademi for Videnskaber. Einstein tilbragte hele den sidste del af sit liv i Princeton (USA), hvor han arbejdede på Princeton Institute for Basic Research.

Relativitetsteorien hviler på, at begreberne rum og tid i modsætning til newtonsk mekanik ikke er absolutte. Rum og tid er ifølge Einstein organisk forbundet med stof og med hinanden. Vi kan sige, at opgaven med relativitetsteorien handler om at bestemme lovene for det firedimensionale rum, hvoraf tre koordinater er koordinaterne til et tredimensionelt rumfang (x, y, z), og den fjerde koordinat er tid (t).

Konstansen af lysets hastighed, bevist af erfaring, tvinger os til at opgive begrebet absolut tid.

Lysets hastighed, lig, som vi ved, til en enorm værdi - 300 tusind km/s, er grænsen. Hastigheden af ethvert objekt kan ikke være højere.

I 1905 kombinerede Einstein begreberne rum og tid. Elleve år senere var han i stand til at vise, at newtonsk tyngdekraft er en manifestation af denne dristige forening i den forstand, at newtonsk tyngdekraft betyder tilstedeværelsen af krumning i en enkelt rum-tidsmanifold.

Einstein kom til den konklusion, at det virkelige rum er ikke-euklidisk, at i nærvær af kroppe, der skaber gravitationsfelter, bliver de kvantitative karakteristika ved rum og tid anderledes end i fravær af kroppe og de felter, de skaber. Så for eksempel er summen af vinklerne i en trekant større end π, tiden flyder langsommere. Einstein gav en fysisk fortolkning af N.I.s teori. Lobachevsky. Grundlaget for den generelle relativitetsteori er udtrykt i ligningen for gravitationsfeltet opnået af Einstein.

Hvis den særlige relativitetsteori ikke kun blev bekræftet eksperimentelt, under skabelsen og driften af mikropartikelacceleratorer og atomreaktorer, men allerede er blevet et nødvendigt værktøj til de tilsvarende beregninger, så er situationen anderledes med den generelle relativitetsteori.

Forsinkelsen inden for eksperimentel verifikation af generel relativitet skyldes både de små virkninger, der er tilgængelige for observation på Jorden og i solsystemet, og den komparative unøjagtighed af de tilsvarende astronomiske metoder.

Grundlæggeren af kvanteteorien er den berømte tyske fysiker, medlem af Berlin Academy of Sciences, æresmedlem af USSR Academy of Sciences Max Planck (1858-1947). Planck studerede ved universiteterne i München og Berlin og lyttede til forelæsninger af Helmholtz, Kirchhoff og andre fremtrædende videnskabsmænd. Han arbejdede hovedsageligt i Kiel og Berlin. Plancks hovedværker, som indskrev hans navn i videnskabshistorien, vedrører teorien om termisk stråling.

Det afgørende skridt blev taget af Planck i 1900, da han foreslog en ny (helt uforenelig med klassiske ideer) tilgang: at betragte energien fra elektromagnetisk stråling som en diskret værdi, der kun kan transmitteres i separate, omend små, portioner (kvanter) . Som en sådan del (kvante) af energi, foreslog Planck værdien E = hv, erg er en del (kvante) energi af elektromagnetisk stråling, sek -1 er frekvensen af stråling, h=6,62*10 -27 erg*sek - en konstant, som senere fik navnet Plancks konstant eller Plancks handlingskvante.

Plancks gæt viste sig at være ekstremt vellykket, eller endnu bedre, strålende. Det lykkedes ikke kun Planck at opnå en ligning for termisk stråling, der svarede til erfaring, men hans ideer blev grundlaget for kvanteteorien – en af de mest omfattende fysiske teorier, som nu omfatter kvantemekanik, kvantestatistik og kvantefeltteori.

Stoffets struktur. Kvanteteori

Atomfysik som selvstændig videnskab opstod på baggrund af opdagelsen af elektronen og radioaktiv stråling. Elektronen - en negativt ladet mikropartikel med en masse på kun omkring 9 * 10 -28 g - et af de vigtigste strukturelle elementer i stof - blev opdaget af den berømte engelske fysiker Joseph John Thomson (1856 - 1940), medlem (1884) og

Præsident (1915 - 1920) for Royal Society of London, udenlandsk æresmedlem af USSR Academy of Sciences.

I 1896 opdagede de franske fysikere Pierre Curie, Marie Sklodowska-Curie og A. Becquerel først radioaktiviteten af uransalte. Fænomenet radioaktivitet, som til sidst modbeviste ideen om atomets udelelighed (uomskiftelighed), består i den spontane transformation af ustabile atomkerner til kernerne af andre grundstoffer (andre atomer), som opstår som følge af nuklear stråling. Det viste sig også (dette var ekstremt vigtigt for medicinen), at strålerne opdaget af Becquerel kunne trænge dybt ind i stoffet og derfor var et middel til at få fotografier, for eksempel af menneskelige indre organer.

Pierre Curie og hans kone Marie Skłodowska-Curie beskæftigede sig også med spørgsmål om radioaktivitet og andre elementer. De opdagede nye grundstoffer i 1898: polonium og radium. Det blev fundet, at radioaktiv stråling kan være af to typer: enten udsender kernen af et radioaktivt grundstof en alfapartikel (kernen af et heliumatom med en positiv ladning 2e) eller en beta-partikel (en elektron med en negativ ladning -e) . I begge tilfælde bliver et atom af et radioaktivt grundstof til et atom af et andet grundstof (dette afhænger både af det oprindelige radioaktive stof og af typen af radioaktiv stråling).

I radioaktivitetsforskningen var det fælles arbejde af den berømte engelske fysiker Ernest Rutherford og den berømte engelske kemiker af stor betydning Frederica Soddy (1877 - 1956), udført i 1899-1907. De brugte uran, thorium og actinium som første radioaktive grundstoffer. Der blev opdaget såkaldte isotoper, dvs. varianter af det samme kemiske grundstof, der har de samme kemiske egenskaber og indtager samme plads i Mendeleevs periodiske system af grundstoffer, men adskiller sig i massen af atomer.

E. Rutherford, medlem af Royal Society of London, æresmedlem af USSR Academy of Sciences, blev født i 1871 i New Zealand i familien af en lille bonde, den fjerde af 12 børn. Uddannet fra University of New Zealand (Christchurch). I 1894 flyttede han til England og blev optaget i Cavendish Laboratory ved University of Cambridge, hvor han begyndte forskning under ledelse af J. J. Thomson. Rutherford tilbragte det meste af sit liv (med nogle afbrydelser, mens han arbejdede ved universiteterne i Montreal og Manchester) i Cambridge, hvor han var direktør for Cavendish Laboratory fra 1919. Han uddannede et stort antal højt kvalificerede fysikere.

Baseret på eksperimenter kom Rutherford til den konklusion, at atomer indeholder kerner - positivt ladede mikropartikler, hvis størrelse (ca. 10 -12 cm) er meget lille sammenlignet med atomernes størrelse (ca. 10 -8 cm), men massen af et atom er næsten fuldstændig koncentreret i sin kerne,

En α-partikel ændrer brat retningen på sin vej, når den rammer en kerne.

Opdagelsen af atomkerner var en meget stor begivenhed i udviklingen af atomfysik. Men Rutherfords planetariske model af atomet viste sig at være uforenelig med Maxwells elektrodynamik.

Bohrs næste model af atomet var baseret på kvanteteori. En af de største fysikere i det 20. århundrede. - dansker Niels Bohr(1885 - 1962) er født og uddannet fra Københavns Universitet. Han arbejdede på University of Cambridge under ledelse af J. J. Thomson og ved University of Manchester under ledelse af Rutherford. I 1916 blev han valgt til institutleder for teoretisk fysik ved Københavns Universitet, fra 1920 og til sit livs slutning ledede han Institut for Teoretisk Fysik, som han oprettede i København, og som nu bærer hans navn. I 1943, under nazisternes besættelse af Danmark, flyttede Bohr, da han så, at der blev forberedt repressalier mod ham, med hjælp fra modstandsorganisationen med båd til Sverige og flyttede derefter til USA. Efter krigens afslutning vendte han tilbage til København.

Modellen af atomet skabt af Bohr var baseret på Rutherfords planetariske model af atomet og på kvanteteorien om atomstruktur udviklet af ham selv i 1913.

I 1924 fandt en af de største begivenheder i fysikkens historie sted: den franske fysiker Louis de Broglie(1892 - 1983) fremsatte ideen om stoffets bølgeegenskaber og lagde derved grundlaget for kvantemekanikken. Han hævdede, at bølgeegenskaber, sammen med korpuskulære, er iboende i alle typer stof: elektroner, protoner, molekyler og endda makroskopiske legemer.

Den videre udvikling af kvantemekanikken - denne nye usædvanligt frugtbare retning - blev hovedsageligt opnået i slutningen af 20'erne - begyndelsen af 30'erne gennem værker af berømte fysikere - Max Born (Tyskland, 1882 - 1970), Werner Heisenberg (Tyskland, 1901 - 1976), Dirac felter (England, f. 1902), Erwin Schrödinger (Østrig, 1887 - 1961), samt Wolfgang Pauli (Schweiz, 1900 - 1958), Enrico Fermi (Italien, 1901 - 1954), Vladimir Alexandrovich Fok (1898 - 1974) og mange andre.

Separate sektioner af kvantemekanikken omfattede atomfysik, teorien om stråling, teorien om strukturen af molekyler (som nogle gange kaldes kvantekemi), teorien om faste stoffer, teorien om interaktion mellem elementarpartikler, teorien om strukturen af atomkerne osv.

I kvantemekanikken er der en såkaldt usikkerhedsrelation etableret af Heisenberg. Det matematiske udtryk for usikkerhedsforholdet er meget enkelt:

hvor Δx er unøjagtigheden ved bestemmelse af elektronkoordinaten; Δp - unøjagtighed ved bestemmelse af elektronmomentum; h er Plancks konstant.

Ud fra dette udtryk er det klart, at det er umuligt samtidig at bestemme en elektrons position i rummet og dens bevægelsesmængde. Faktisk, hvis Δx er meget lille, dvs. elektronens position i rummet kendes med en høj grad af nøjagtighed, så er Δp relativt stor, og følgelig kan størrelsen af momentum beregnes med en så lav grad af nøjagtighed, at den i praksis må betragtes som en ukendt mængde. Og omvendt, hvis Δp er lille og derfor elektronmomentum er kendt, så er Δx stor; og derfor er elektronens position i rummet ukendt. Selvfølgelig gælder usikkerhedsprincippet for enhver partikel, ikke kun elektronen.

Fra den klassiske mekaniks synspunkt er usikkerhedsrelationen absurd. Fra et synspunkt om "sund fornuft" virker det i det mindste meget mærkeligt, og det er umuligt at forestille sig, hvordan alt dette "virkelig" kunne være.

Men vi må ikke glemme, at vi lever i makrokosmos, i en verden af store kroppe, som vi ser med vores egne øjne (eller endda ved hjælp af et mikroskop) og kan måle deres størrelse, masse, bevægelseshastighed og meget mere. Tværtimod er mikroverdenen usynlig for os, vi kan ikke direkte måle hverken elektronens størrelse eller dens energi. For bedre at kunne forestille os mikroverdenens fænomener ønsker vi altid at bygge en passende mekanisk model, og det har nogle gange været muligt at gøre. Husk for eksempel Rutherfords planetariske model af atomet. Det minder til en vis grad om Solsystemet, som i dette tilfælde er en mekanisk model for os. Derfor er den planetariske model af atomet let at opfatte.

Men for de fleste objekter og fænomener i mikroverdenen er det umuligt at bygge en mekanisk model, og derfor opfattes kvantemekanikkens bestemmelser ofte med stor besvær. Prøv for eksempel at bygge en mekanisk model af en elektron, der har partikelbølgeegenskaber, eller en mekanisk model, der forklarer, hvorfor det er umuligt samtidig at bestemme dens masse og momentum for en elektron. Det er derfor, at der i disse tilfælde skal lægges vægt på "forstå" og ikke på "forestil dig".

En af de førende sovjetiske fysikere sagde godt om denne sag Lev Davidovich Landau(1908 - 1968): "Den største bedrift af menneskelig genialitet er, at mennesket kan forstå ting, som det ikke længere kan forestille sig."

Til det sagte kan vi tilføje, at usikkerhedsprincippet (usikkerhedsrelation) er en grundlæggende position i kvantemekanikken.

Berømt engelsk fysiker, studerende af Rutherford James Chadwick opdagede neutronen, en neutral partikel, der kommer ind i et atoms kerne sammen med protoner og spillede en så vigtig rolle i skabelsen af måder at bruge atomenergi på.

Efter opdagelsen af elektronen, protonen, fotonen og endelig i 1932 neutronen, blev eksistensen af et stort antal nye elementarpartikler fastslået - i alt omkring 350. Blandt dem: positronen, som antipartikel af elektron; mesoner - ustabile mikropartikler (disse omfatter μ-mesoner, π ± -mesoner og tungere π 0 -mesoner); forskellige typer hyperoner - ustabile mikropartikler med masser større end massen af en neutron; resonanspartikler med en ekstremt kort levetid (ca. 10-22 ... 10-24 s); en neutrino-stabil, elektrisk ladningsfri partikel, tilsyneladende med nul hvilemasse, med næsten utrolig permeabilitet; antineutrino - antipartikel af en neutrino, der adskiller sig fra en neutrino i leptonladningens tegn osv.

I øjeblikket forstås elementarpartikler som universets "byggesten", hvorfra alt, hvad vi kender i naturen, kan bygges. Elementarpartiklernes verden er kompleks, og teorien om elementarpartikler er i begyndelsen af sin udvikling. Måske vil de kommende år bringe en masse nye ting ind i det.

Kemi

Kemi hører til naturvidenskaben. I dens sfære er transformationerne af kemiske stoffer, som er en samling af identiske atomer (elementer) og mere komplekse stoffer bestående af identiske molekyler. Moderne kemi er tæt forbundet med andre naturvidenskaber, primært fysik. Derfor dukkede sådanne videnskaber som fysisk kemi, biokemi, geokemi osv. op og blev bredt udviklet. Kemi er også opdelt i uorganiske, hvis emne er stoffer, hvis molekyler ikke indeholder kulstof, og organiske, hvis omfang omfatter stoffer, hvis molekyler indeholder nødvendigvis kulstof.

Fra de første trin af dens udvikling er kemi tæt forbundet med produktion. Længe før den nye æra opstod processer som metallurgi, tekstilfarvning, læderbeklædning og andre, som længe var blevet betragtet som kemiske.

Tilbage i anden halvdel af 1600-tallet. berømte engelske fysiker og kemiker R. Boyle gav sandsynligvis den første videnskabelige definition af et kemisk grundstof, lagde grundlaget for kemisk analyse og viste alkymiens inkonsistens.

I 1748 M. V. Lomonosov eksperimentelt opdaget loven om bevarelse af masse i kemiske reaktioner. Noget senere, men uafhængigt af det, indførte samme lov A. Lavoisier - en af grundlæggerne af kemi.

En yderst vigtig rolle i udviklingen af kemi tilhører den engelske videnskabsmand John Dalton (1766 - 1844) - skaberen af kemisk atomisme, som de nogle gange siger nu. I 1803 etablerede han loven om flere forhold, introducerede begrebet "atomvægt" og bestemte dets værdier for nogle grundstoffer, idet han tog atomvægten af det letteste grundstof, brint, som en. italiensk videnskabsmand Amadeo Avogadro(1776 - 1856) og fransk videnskabsmand Andre Marie Ampere(1775 - 1836) i begyndelsen af det 19. århundrede. introducerede ideen om et molekyle bestående af atomer forbundet med hinanden af kemiske kræfter. Så den svenske videnskabsmand Jens Jacob Berzelius(1779 - 1848), som gjorde meget som eksperimentel kemiker, udarbejdede en mere nøjagtig tabel over atomvægte, end Dalton formåede at gøre, som allerede omfattede 46 grundstoffer, og introducerede tegnene på de grundstoffer, der bruges i øjeblikket. Han opdagede nye grundstoffer ukendt for ham: cæsium (Cs), selen (Se), thorium (Th). Berzelius skabte også den elektrokemiske teori, på grundlag af hvilken han byggede en klassificering af grundstoffer og forbindelser.

fransk kemiker Charles Frederic Gerard(1816 - 1856) i midten af 1800-tallet. foreslog den såkaldte teori om typer, som var et system til klassificering af organiske forbindelser, og introducerede også ideen om homologe serier - grupper af beslægtede organiske forbindelser, hvilket var vigtigt i klassificeringen af ikke kun organiske forbindelser, men også de reaktioner, der ligger i dem.

I midten af 1800-tallet. endnu en vigtig opdagelse blev gjort. engelsk kemiker Edward Frankland(1825 - 1899) introducerede begrebet valens - evnen af et atom af et givet kemisk grundstof til at kombinere med andre atomer. Han introducerede også udtrykket "valens". Det viste sig, at atomer af et stof kun kan kombineres med atomer af andre stoffer i strengt definerede proportioner. Reaktiviteten (valens) af brint blev taget som valensenheden. For eksempel indikerer kombinationen af carbon med hydrogen - methan 2 CH 4, at carbon er tetravalent.

Berømt russisk kemiker Alexander Mikhailovich Butlerov(1828 - 1886) i 1861 skabte teorien om stoffets kemiske struktur. Ifølge denne teori bestemmes et stofs kemiske egenskaber af dets sammensætning og rækkefølgen (naturen) af atomernes bindinger i stoffets molekyle.

Som beskrevet i detaljer ovenfor, den fremragende russiske kemiker D. I. Mendeleev i 1869 opdagede han den periodiske lov for kemiske grundstoffer og skabte det periodiske system af grundstoffer - en tabel, hvori de dengang kendte 63 kemiske grundstoffer blev fordelt i grupper og perioder i overensstemmelse med deres egenskaber (han tillagde en særlig rolle til atomvægt og valens ). Det er nødvendigt især at bemærke Mendeleevs alsidighed som videnskabsmand (over 500 videnskabelige artikler, han skrev, beskæftigede sig med spørgsmål om teorien om løsninger, kemisk teknologi, fysik, metrologi, meteorologi, landbrug, økonomi og mange andre) og hans konstante interesse for spørgsmål om industri, primært kemisk. Navnet på D.I. Mendeleev er solidt forankret i videnskabens historie.

Navn Tyske Ivanovich Hess (1802 - 1850), en russisk videnskabsmand af tysk oprindelse, er kendt for sit arbejde inden for termokemi - en videnskab, der beskæftiger sig med de termiske virkninger, der ledsager kemiske reaktioner. Hess etablerede den lov, der bærer hans navn, hvoraf det følger, at når en cirkulær kemisk proces udføres, når de reagerende kemiske stoffer, der deltager i reaktionen, er i den oprindelige sammensætning ved afslutningen af processen, vil den totale termiske effekt af reaktionen er nul.

Hess' forskning inden for termokemi blev videreført af den franske videnskabsmand Pierre Eugene Marcelin Berthelot(1827 - 1907), som også arbejdede med spørgsmål om organisk kemi, kemisk kinetik og nogle andre, dansk kemiker Hans Peter Thomsen(1826 - 1909) og russiske videnskabsmænd Nikolai Nikolaevich Beketov(1827 - 1911), som også arbejdede inden for metalkemi.

Anden halvdel af 1800-tallet. var præget af arbejde inden for elektrokemi, som følge heraf den svenske fysisk kemiker Svanet af August Arrhenius(1859 - 1927) blev teorien om elektrolytisk dissociation formuleret. Samtidig blev læren om opløsninger - blandinger af to eller flere stoffer jævnt fordelt i et opløsningsmiddel i form af atomer, ioner eller molekyler - videreudviklet. Næsten alle væsker er opløsninger. Dette er i øvrigt "hemmeligheden" for de såkaldte "magnetiske væsker". I denne forbindelse bør navnene på D. nævnes. I. Mendeleev, den hollandske fysiske kemiker Van't Hoffe, den russiske fysiske kemiker N. S. Kurnakov.

I det 19. århundrede Effekten af katalysatorer, som er så vigtige for praksis - stoffer, der øger reaktionshastigheden, men i sidste ende ikke deltager i den, blev afklaret. I slutningen af det 19. århundrede. K. Guldberg Og P. Waage massevirkningsloven blev opdaget, ifølge hvilken hastigheden af en kemisk reaktion er proportional med koncentrationen af de stoffer, der er involveret i potenser svarende til deres støkiometriske tal i den pågældende reaktions ligning. Af massehandlingsloven følger det, at reaktioner altid sker i begge retninger (fra venstre mod højre og fra højre mod venstre). Når kemisk ligevægt er nået, fortsætter reaktionen, men sammensætningen af den reagerende blanding forbliver (for en given temperatur) uændret. Kemisk ligevægt er derfor dynamisk i naturen.

For det 20. århundrede Særligt karakteristisk er det høje udviklingstempo inden for kemisk videnskab, som er tæt forbundet med store resultater inden for fysik, og den hurtige vækst i den kemiske industri.

Det blev fundet, at atomnummeret for et kemisk grundstof i det periodiske system er numerisk lig, som nævnt ovenfor, ladningen af grundstoffets atomkerne eller, hvad der er det samme, med antallet af elektroner i skallen af atomet. Efterhånden som et grundstofs atomnummer stiger, stiger antallet af eksterne elektroner i et atom, og dette sker med den periodiske gentagelse af lignende eksterne elektroniske strukturer. Dette forklarer periodiciteten af kemikaliet såvel som mange fysiske egenskaber af grundstoffer etableret af Mendeleev.

Udviklingen af kvantemekanikken har gjort det muligt at fastslå arten af den kemiske binding - atomernes interaktion, som bestemmer deres kombination i molekyler og krystaller. Generelt skal det siges, at udviklingen af kemi i det 20. århundrede. baseret på fysikkens resultater, især inden for stoffets struktur.

I det 20. århundrede Den kemiske industri udviklede sig med en hidtil uset hastighed. I begyndelsen var den kemiske teknologi primært baseret på at isolere simplere stoffer, der er nødvendige til praktisk brug, fra komplekse naturlige stoffer. For eksempel metaller fra malme, forskellige salte fra mere komplekse forbindelser. Fremstilling af såkaldte mellemstoffer (svovl-, salt- og salpetersyre, ammoniak, baser, soda, etc.) til fremstilling af kemiske slutprodukter har været og er meget anvendt. Derefter blev syntesen af komplekse kemiske produkter, inklusive dem, der ikke har nogen analoger i naturen, såsom ultra-rene, ultra-stærke, varmebestandige, varmebestandige, halvledere osv., i stigende grad brugt. dem kræver skabelse af meget høje eller meget lave temperaturer, højt tryk, elektriske og magnetiske felter og andre, som de ofte kaldes, ekstreme forhold.

Produktionen og anvendelsen af polymerer - stoffer, hvis molekyler består af et meget stort antal gentagne strukturer - er blevet udbredt; Molekylvægten af polymerer kan nå mange millioner. Polymerer opdeles i naturlige (biopolymerer: proteiner, nukleinsyrer osv.), hvorfra levende organismers celler er opbygget, og syntetiske, for eksempel polyethylen, polyamider, epoxyharpikser osv. Polymerer er grundlaget for fremstilling af plastik kemiske fibre og mange andre vigtige materialer, stofpraksis. Det skal bemærkes, at forskningen inden for kædereaktioner udført af den fremragende sovjetiske kemiker og fysiker er af særlig betydning for udviklingen af polymerkemi (såvel som for mange andre grene af den kemiske industri). N. N. Semenova og berømt amerikansk videnskabsmand S. Hinshelwood.

Både uorganisk kemisk teknologi, især produktion af kunstgødning til landbruget, og organisk kemisk teknologi, såsom raffinering af olie, naturgas og kul, fremstilling af farvestoffer og medicin samt produktion af syntetiske polymerer nævnt ovenfor, har fået en udbredt udvikling.

Selvom de første polymerprodukter (phenoplaster - plast brugt som korrosionsbestandige strukturelle materialer og gummilignende stoffer) blev opnået i slutningen af det 19. århundrede, blev de grundlæggende ideer om polymerers natur og egenskaber dannet for ikke så længe siden - cirka i begyndelsen af 40'erne20 V. Det var på dette tidspunkt, at ideen om syntesen af polymere stoffer også blev dannet. Det blev klart, at en af hovedbetingelserne for en vellykket produktion af polymerer er en meget høj renhed af udgangsstofferne (monomerer), da tilstedeværelsen af selv en meget lille mængde fremmede molekyler (forurenende stoffer) kan afbryde polymeriseringsprocessen og stoppe væksten af polymermolekyler.

I begyndelsen af 40'erne af det 20. århundrede. Alle de vigtigste polymermaterialer blev skabt (polystyren, polyvinylchlorid, polyamider og polyestere, polyacrylater og organisk glas), hvis produktion i de efterfølgende år fik en meget stor skala. Dengang, i 30'erne, under ledelse af akademiker Sergei Vasilievich Lebedev(1874 - 1934) blev der skabt storstilet produktion af syntetisk gummi. Omkring samme tid blev der opdaget organosiliciumpolymerer, en vigtig egenskab af hvilke er gode dielektriske egenskaber, og en teknologi til deres produktion blev udviklet; hovedæren herfor tilkommer akademikeren Kuzma Andrianovich Andrianov(1904 - 1978). Udvikling af N.N. Semenovs teori om kædereaktioner er forbundet med mekanismen for radikal polymerisation. Frie radikaler i kemi forstås som meget reaktive kinetisk uafhængige partikler (atomer eller atomgrupper) med uparrede elektroner, for eksempel H, CH 3, C 6 H 5.

Senere fandt man ud af, at polymerers egenskaber ikke kun bestemmes af molekylernes kemiske sammensætning og størrelse, men også i høj grad af molekylkædens struktur. For eksempel viste det sig, at forskellen mellem egenskaberne af syntetisk gummi og naturgummi ikke bestemmes af den kemiske sammensætning og størrelse af molekylerne, men af deres struktur. Ved denne lejlighed, den berømte sovjetiske kemiker Valentin Alekseevich Kargin(1907 - 1969) skrev: "Hvis der i den første periode af udviklingen af polymerkemi blev hovedvægten lagt på størrelsen og kemiske sammensætning af de resulterende molekyler, så begyndte strukturen af molekylærkæden med tiden at tiltrække stigende interesse. De molekylære grupper, der er inkluderet i det, kan trods alt arrangeres på forskellige måder i forhold til hinanden og danner et stort antal isomere former. Så for eksempel, hvis nogen sidegrupper er knyttet til kæden af hovedvalenser, så kan de være lokaliseret regelmæssigt eller uregelmæssigt, på en eller på forskellige sider af kædemolekylet og kan danne forskellige konfigurationer. Med den samme sammensætning kan den kemiske struktur af kæden derfor være meget forskellig, og det påvirker i høj grad polymerernes egenskaber.”

Ud over polymerer, der er nødvendige til praktisk brug i meget store mængder, såsom plast, fibre, film, gummi og gummi, som nu produceres i stor skala, er polymerer, der har unikke, nogle gange helt uventede egenskaber, også blevet ekstremt vigtige. fx: evnen til at eksistere ved høje temperaturer, samtidig med at den nødvendige styrke bevares, have halvlederegenskaber eller elektrisk ledningsevne, lysfølsomhed, fysiologisk aktivitet osv. Der åbner sig nye brede perspektiver for fx at få kunstigt blod baseret på fysiologisk aktive polymerer, opnå farvestoffer, overfladeaktive stoffer, elektrolytter og mange andre.

Som det kan ses af ovenstående, er produktionen og den udbredte anvendelse af polymerer med en række egenskaber en af kemiens største bedrifter i midten af det 20. århundrede.

Biologi

Udtrykket "biologi" blev introduceret i 1802. J.B. Lamarck Og G. R. Treviranus uafhængigt af hinanden.

De første undersøgelser, der kan betragtes som oprindelsen til moderne biologi, går tilbage til oldtiden. Det er kendt, at den antikke græske videnskabsmand og læge Hippokrates, som levede i det 5. - 4. århundrede. BC, betragtes som den berømte læge i det antikke Grækenland, faderen til videnskabelig medicin og samtidig en skarp iagttager af biologiske fænomener. En gammel græsk videnskabsmand, der levede mere end et halvt århundrede senere Aristoteles, hvis interesser dækkede alle de vidensgrene, der eksisterede i hans tid, beskæftigede sig måske mest af alt i moderne termer med spørgsmål om biologi. I hvert fald viste han stor interesse for beskrivende biologi, studiet af planter og dyr, deres systematik, fysiologi og embryologi.

Fremragende antikke romerske videnskabsmand og læge Galen(ca. 130 - 200) er hovedsageligt kendt som en fremragende læge. I hans klassiske værk "On the Parts of the Human Body" blev der for første gang givet en anatomisk og fysiologisk beskrivelse af den menneskelige krop som helhed. Galen opsummerede ideerne om den menneskelige krop, der var blevet lavet før ham, lagde grundlaget for diagnosticering af sygdomme og deres behandling og introducerede dyreforsøg i praksis.

I den videre udvikling af biologien blev der lagt stor vægt på forskellige lægeurter. Som det kan ses af ovenstående, var biologien ved begyndelsen af dens udvikling særligt tæt forbundet med medicin. I det 16. århundrede og første halvdel af 1600-tallet. værker i flere bind dukkede op, især en encyklopædi om zoologi: den schweiziske videnskabsmand K. Gesner"History of Animals" i fem bind, en række monografier (i tretten bind) af en italiensk zoolog U. Aldrovani og mange andre.

Under renæssancen blev der gjort store fremskridt i menneskekroppens anatomi. I denne forbindelse er det nødvendigt at bemærke den flamske naturforskers resultater A. Vesalius, en af de første, der begyndte at studere den menneskelige krop gennem dissektioner og blev forfulgt for dette af kirken. I 1543 udgav Vesalius sit værk "On the Structure of the Human Body", hvori han især viste inkonsekvensen af Galens synspunkter inden for blodcirkulationen og kom tæt på konklusionen om eksistensen af en lungecirkulation. Æren for opdagelsen af denne sidstnævnte tilhører den spanske videnskabsmand Miguel Servet(1509 eller 1511 - 1553) og uafhængigt af ham til den italienske videnskabsmand R. Columbus(1559).

Berømt engelsk videnskabsmand og læge William Harvey(1578 - 1657) er grundlæggeren af moderne fysiologi og embryologi, som gav en beskrivelse af den systemiske og pulmonale cirkulation, og i sit værk "Anatomisk undersøgelse af bevægelsen af hjertet og blodet i dyr" (1628) skitserede den generelle doktrin blodcirkulationen hos dyr.

Skabelsen i det 17. århundrede. mikroskop gjorde det muligt at etablere den cellulære struktur af dyr og planter, at se en verden af mikrober, røde blodlegemer (røde blodlegemer - nuklear-fri celler, der transporterer ilt fra lungerne til vævene og kuldioxid fra vævene til åndedrætsorganer), blodets bevægelse i kapillærerne og meget mere.

Ovenfor talte vi i detaljer om skabelsen i første halvdel af 1700-tallet. svensk videnskabsmand K. Linné det såkaldte binære (med et dobbeltnavn - efter slægt og art) system for klassificering af flora og fauna. Selvom Linnaeus anerkendte verdens uforanderlighed, spillede hans system en stor rolle i udviklingen af biologi. Det skal også bemærkes forskningen fra den franske videnskabsmand Georges Louis Leclerc Buffon(1707 - 1788), som skabte "Naturhistorien", i 36 bind, hvoraf en beskrivelse af dyr, mennesker, mineraler er givet, og Jordens historie er også skitseret. Buffons ideer om Jordens historie indeholdt en antagelse om slægtskabet mellem lignende dyreformer.

Engelsk materialistisk videnskabsmand Joseph Priestley (1733 - 1804), som udførte forsøg med planter, viste, at grønne planter udsender gas, der er nødvendig for respiration, og tværtimod absorberer gas, der forstyrrer respirationen. Planter, ifølge Priestley, ser ud til at korrigere den luft, der er forkælet ved at trække vejret. franske videnskabsmænd A. Lavoisier, P. Laplace Og A. Seguin bestemt egenskaberne af ilt og dets rolle i forbrændings- og respirationsprocesserne. hollandsk læge J. Ingenhouse og schweiziske videnskabsmænd J. Senebier Og N. Saussure i slutningen af det 18. - begyndelsen af det 19. århundrede. etableret sollysets rolle i processen med iltfrigivelse af grønne blade.

Jean Baptiste Lamarck mente, at stigen af væsener er en konsekvens af udviklingen af levende organismer fra lavere til højere. Han mente, at årsagen til evolutionen er den iboende egenskab af levende organismer - ønsket om perfektion. Hvad angår det ydre miljø og dets påvirkning af levende organismer, så eksisterer der ifølge Lamarck en sådan påvirkning, og den sker enten gennem direkte påvirkning af miljøet, som er karakteristisk for planter og lavere organismer, eller gennem intens, eller omvendt, meget svag træning af visse organer, i dette tilfælde højere dyr.

For den tid, hvor Lamarck levede og arbejdede, var hans syn på udviklingen af flora og fauna progressive. Hvad angår evolutionens retfærdiggørelse, idet han afslørede årsagerne, der giver anledning til den, gav Lamarck ikke en forklaring på dette, idet han kun begrænsede sig til en henvisning til et eller andet uforståeligt (og i det væsentlige idealistisk) ønske hos organismer om forbedring.

Fremragende fransk videnskabsmand Louis Pasteur (1822-1895) betragtes som grundlæggeren af moderne mikrobiologi, immunologi og stereokemi. Han tilbageviste teorien om spontan generering af mikroorganismer og opdagede arten af fermentering (en proces, der sker uden luftadgang under påvirkning af mikroorganismer). Men Pasteurs værker inden for medicin såvel som inden for landbrug og fødevareindustrien er mest berømte.

Pasteur opdagede mikroorganismers rolle i infektionssygdomme hos dyr og mennesker, udviklede specielle vaccinationer, der både forhindrer denne type infektionssygdomme (skaber immunitet) og er beregnet til at hjælpe kroppen i kampen mod infektionssygdomme.

Essensen af sagen går kort fortalt ned til følgende. Hos pattedyr, især hos varmblodede dyr, kan immunitet manifestere sig på to måder. I et tilfælde dannes såkaldte antistoffer i blodet mod fremmede, skadelige proteiner – antigener. Som reaktion på indførelsen af et antigen (de kan ikke kun være fremmede proteiner, men også andre store molekyler), opstår der efter nogen tid (en til to uger) antistoffer i blodet - specielle proteiner, der tilhører gruppen af immunglobuliner, der specifikt binder kun til det antigen, der forårsagede deres fremkomst. Hvert antistofmolekyle har to identiske aktive centre, som gør det muligt for dem at binde to antigenmolekyler. Antistoffer syntetiseres i B-lymfocytter, og den erhvervede evne til at danne en bestemt type antistof (immunitet) forbliver i kroppen i årevis, ofte gennem hele livet. I et andet tilfælde forekommer inkompatibilitet mellem cellerne i en organisme (recipientvært) og cellerne i en anden organisme (donor). Forresten er det inkompatibiliteten af celler fra to forskellige organismer, der oftest er årsagen til komplikationer og svigt ved transplantation - transplantation af organer og væv fra et dyr eller person til et andet. Således forårsager kroppens gavnlige egenskab - evnen til at skabe immunitet (modstå virkningen af skadelige midler) i tilfælde af transplantation store vanskeligheder.

Russisk plantefysiolog og mikrobiolog Dmitry Iosifovich Ivanovsky(1864-1920), som først opdagede tobaksmosaikvirussen, er grundlæggeren af virologi - en videnskab, der studerer virussers struktur og egenskaber, diagnosticering og behandling af sygdomme forårsaget af dem.

I hans magnum opus, Om arternes oprindelse ved hjælp af naturlig udvælgelse (1859) Charles Robert Darwin(1809 - 1882) fremlagde tre hovedfaktorer, der bestemmer udviklingen af livet på Jorden: variation, arvelighed og naturlig udvælgelse. Darwins teori, baseret på disse tre faktorer, virker så overbevisende og uigendrivelig, når man læser hans bog, at det virker mærkeligt, at ingen har sagt det før. Du husker ufrivilligt ovenstående ord fra den antikke græske filosof og forfatter Plutarch om Arkimedes' klare og forståelige forklaringer, og så bliver det indlysende, at den uomtvistelige og overtalelsesevne i Darwins argumenter ikke er andet end en konsekvens af deres geniale og enorme arbejde. forfatter.

Verdensberømt videnskabsmand, englænder Charles Robert Darwin født i England i den lille by Shrewsbury nær London i en læges familie. Darwin sagde selv dette om sin biografi: "Jeg studerede, rejste så rundt i verden og studerede så igen: her er min selvbiografi."

Darwin udviklede en interesse for botanik og zoologi, såvel som kemi, i sin barndom, men skæbnen bestemte noget andet: først studerede han på University of Cambridge som læge, og derefter, uden at føle nogen tiltrækning til medicinsk praksis, under pres fra hans far overførte han til det teologiske fakultet samme universitet. I 1831 dimitterede Darwin fra Cambridge University, modtog en bachelorgrad, og der var kun tilbage at blive ordineret til præst.

Men på dette tidspunkt anbefalede Darwins ven i Cambridge, professor i biologi Henslow, efter at have modtaget Darwins samtykke, ham som naturforsker på Beagle-skibet, som under kommando af kaptajn R. Fitzroy skulle omgå verden hovedsageligt til geografiske formål. .

Dette var måske det vigtigste vendepunkt i hans liv. Rejsen varede fra 1831 til 1836. Det er smukt beskrevet i Darwins bog, A Naturalist's Voyage Around the World on the Beagle.

Beaglens rute, som begyndte i Devonport den 27. december 1831, gik over Atlanterhavet hele vejen til byen Bahia, der ligger på den sydlige halvkugle, på Brasiliens østkyst. Her forblev Beaglen indtil 12. marts 1832, og bevægede sig derefter sydpå langs Atlanterhavskysten. Den 26. juli 1832 nåede ekspeditionen Uruguays hovedstad Montevideo, og indtil maj 1834, altså næsten to år, udførte den arbejde på Sydamerikas østkyst. I løbet af denne tid blev Tierra del Fuego besøgt to gange, og Falklandsøerne to gange. Darwin gennemførte også landekspeditioner. Den 12. maj 1834 drog Beaglen mod syd, passerede gennem Magellan-strædet og nåede i slutningen af juni 1834 Sydamerikas vestlige kyster. Ekspeditionen forblev på Stillehavskysten i Sydamerika indtil september 1835, det vil sige mere end et år, hvor Darwin tog på landekspeditioner, især krydsede Cordillera. I september 1835 forlod Beagle Sydamerika med kurs mod Galapagos-øerne. Efter dette rykkede ekspeditionen mod sydvest, nåede Partnerskabsøerne, derefter Venskabsøerne og kastede den 20. december 1835 anker i Bay of Islands ud for den nordlige ø New Zealand. Ekspeditionens kurs lå videre mod Australien, hvis sydlige kyst blev omgået fra Sydney, gennem Tasmanien, til King George's Bay i den sydvestlige del. Derfra drog ekspeditionen mod nordvest og nåede frem til Cocos-øerne. Derefter ændrede Beaglen kurs, med kurs mod øen Mauritius, rundede Kap det Gode Håb, besøgte øen St. Helena og kastede den 1. august 1836 anker i Bahia og fuldførte sin jordomsejling. I oktober 1836 vendte Beagle tilbage til England.

Materialet, som Darwin medbragte fra sin fem år lange tur rundt i verden, var enormt og varieret. Der var herbarier og samlinger, en lang række forskellige optegnelser og meget mere.

Der gik 23 år fra Darwins tilbagevenden fra sin rejse rundt i verden til udgivelsen af hans bog "Arternes oprindelse ved hjælp af naturlig udvælgelse, eller bevarelsen af foretrukne racer i kampen for livet." I mellemtiden, i 1839, blev Darwins første videnskabelige arbejde, "Dagbog for forskning," udgivet; i 1842 udgav han et værk om strukturen og udbredelsen af koralrev, hvor Darwin overbevisende beviste, at fundamentet for rev ikke er gamle uddøde vulkaner , som tidligere antaget, og koralaflejringer, der er under vandet på grund af havbundens indsynkning. I 1842-1844. Darwin offentliggjorde den grundlæggende evolutionsteori i sine Essays.

Efter at være vendt tilbage fra sin rejse rundt i verden, flyttede Darwin fra London til byen Down nær London, hvor han købte en lille ejendom, hvor han boede indtil slutningen af sine dage. Darwin blev gift før han flyttede, og hans familie fik mange børn.

Så Darwins hovedværk, "The Origin of Species by Natural Selection, or the Preservation of Favored Breeds in the Struggle for Life" (kort sagt "The Origin of Species") blev udgivet i november 1859. Bogen var overbevisende med en et stort antal eksempler, opstiller forfatterens ideer, som fuldstændig væltede tidligere eksisterende ideer om uforanderligheden af plante- og dyrelivsformer på Jorden. Allerede før bogen blev udgivet, skrev Darwin: "Jeg kom gradvist til den erkendelse, at Det Gamle Testamente, med dets tilskrivning til Gud af følelsen af en hævngerrig tyran, ikke var mere troværdig end hinduernes hellige bøger eller troen fra nogle vilde... Så lidt efter lidt sneg det sig ind, der var vantro i min sjæl, og til sidst blev jeg en fuldstændig vantro.”

Han mente for det første, at plante- og dyreverdenen er præget af variabilitet, det vil sige en række karakteristika og egenskaber i individuelle organismer og ændringer i disse karakteristika og egenskaber af forskellige årsager. Variation er derfor grundlaget for evolution, evolutionens første led. Han mente for det andet, at arvelighed er en faktor, hvorigennem organismers egenskaber og egenskaber (inklusive nye) kan overføres til efterfølgende generationer. Og endelig for det tredje, at naturlig udvælgelse åbner vejen for de organismer, der er mest tilpasset livsbetingelser, til det ydre miljø og omvendt "smider" utilpassede organismer til side.

Så tre søjler skaber grundlaget for udviklingen af plante- og dyreorganismer på Jorden: variation, arvelighed og naturlig udvælgelse.

Darwins materialistiske evolutionsteori, darwinismen, var et revolutionært skridt fremad i videnskabens udvikling.

Udgivelsen af Darwins bog On the Origin of Species blev mødt med stor interesse. Alle 1.250 eksemplarer af første oplag blev solgt på én dag. Andet oplag - 3.000 eksemplarer - blev også øjeblikkeligt udsolgt.

Send dit gode arbejde i videnbasen er enkel. Brug formularen nedenfor

Studerende, kandidatstuderende, unge forskere, der bruger videnbasen i deres studier og arbejde, vil være dig meget taknemmelig.

Lignende dokumenter

test, tilføjet 12/10/2011

Teorien om fremskridt som forfader til videnskabsfilosofien, stadier og detaljer i dens dannelse. Teknologiens oprindelse og natur, videnskabens forhold til dens forbedring. De vigtigste problemer med dannelsen af videnskabsfilosofien. Gennemgang af kontroversielle spørgsmål i teknologifilosofien.

abstrakt, tilføjet 05/03/2014

Udvikling af videnskab. Videnskabens struktur og funktioner. Grundlæggende og anvendt i videnskab. Videnskabens funktioner. Videnskabens indflydelse på den materielle side af samfundet. Videnskab og teknologi. Videnskabens indflydelse på samfundets åndelige sfære. Videnskab og menneskelig udvikling.

abstract, tilføjet 12/01/2006

Videnskabens rolle og betydning for menneskehedens sociale og kulturelle udvikling. Videnskabens indflydelse på moderne menneskers verdensbillede, deres ideer om Gud og hans forhold til verden. Udvikling af en specifik tankegang genereret af det 20. århundredes ejendommeligheder.

præsentation, tilføjet 24/06/2015

De vigtigste træk ved videnskaben, der adskiller den fra andre typer materiel og åndelig menneskelig aktivitet. Manglende interaktion mellem videnskab og praksis og dens skadelige indvirkning på udviklingen af antikkens videnskab. Filosofisk tankegang er det grundlæggende grundlag for videnskab i oldtiden.

abstract, tilføjet 11/01/2011

Videnskab og teknologi som en aktivitet og en social institution. Videnskabens rolle i at forme billedet af verden. Begrebet teknologi, logikken i dens udvikling. Videnskab og teknologi. Sociokulturel betydning af den moderne videnskabelige og teknologiske revolution. Man og TechnoWorld.

abstrakt, tilføjet 27.01.2014

Den menneskelige dimension af videnskab i historien. Mekanistisk paradigme og menneskelig dimension. Fysik som paradigmatisk videnskab i det 20. århundrede og menneskelige dimensioner. Videnskab som en type subjektiv aktivitet. Virtuelle verdener, grænser og menneskelig dimension af videnskab.

abstract, tilføjet 11/02/2007

Problemer med videnskabsfilosofi, dens træk i forskellige historiske epoker. Kriterier for videnskabelig karakter og videnskabelig viden. Videnskabelige revolutioner som en omstrukturering af videnskabens grundlag. Essensen af det moderne udviklingsstadium af videnskab. Institutionelle former for videnskabelig aktivitet.