Ajabu katika karne ya 20 maendeleo ya haraka alipokea sayansi asilia: fizikia, kemia, unajimu, biolojia, jiolojia na zingine nyingi. Sayansi imetoa maoni na maendeleo mengi; uzalishaji, kwa upande wake, umeipa sayansi vifaa na zana ngumu na za hali ya juu. Haya yote kwa pamoja yalichochea maendeleo ya sayansi. Matokeo ya mchanganyiko huu wenye kuzaa matunda sana wa sayansi na uzalishaji ulikuwa mafanikio yao maendeleo ya juu, ambayo ilisababisha kuibuka kwa mapinduzi ya tatu ya kisayansi na kiteknolojia katikati ya karne ya 20.
Fizikia
Katika karne ya 20, mengi yalifanyika katika uwanja wa kusoma muundo wa maada. Maarufu Mwanafizikia wa Kiingereza Ernest Rutherford(1871 - 1937) kwa majaribio iligundua kuwa atomi zina viini ambamo karibu misa yao yote imejilimbikizia, na kuendeleza mfano wa sayari wa muundo wa atomi (1911). Huenda huu ulikuwa mfano wa mwisho (au labda wa kwanza na wa mwisho) wa atomi ambao ni rahisi kufikiria. Kulingana na mfano wa sayari, elektroni huzunguka kiini cha atomi (kama sayari zinazozunguka Jua) na wakati huo huo, kulingana na sheria za elektroni za asili, zinaendelea kutoa nishati ya umeme. Walakini, mfano wa sayari wa Rutherford wa atomi haukuweza kuelezea kwa nini elektroni, zikizunguka kiini katika obiti za mviringo na, kwa hivyo, zinakabiliwa na kasi ya kila wakati na kwa hivyo kutoa na kupoteza nishati yao ya kinetic kila wakati, hazikaribii kiini na hazianguki juu yake. uso.
Mfano wa atomi uliopendekezwa na mwanafizikia maarufu wa Denmark Niels Henrik David Bohr (1885 - 1962), ingawa ilitegemea mfano wa sayari ya Rutherford, haikuwa na ukinzani ulioonyeshwa. Kwa hili, Bohr alianzisha machapisho ambayo sasa yana jina lake, kulingana na ambayo atomi zina kinachojulikana mizunguko ya stationary, ambayo elektroni hutembea bila kutoa, mionzi hutokea tu katika matukio hayo wakati wanatoka kwenye obiti moja ya stationary hadi nyingine (katika kesi hii, mabadiliko katika nishati ya atomi hutokea). Dhana ya kipaji ya Bohr (au wazo), licha ya kutofautiana kwake ndani, inaunganisha
maoni mechanics ya classical Nadharia ya Newton, iliyotumika kuelezea mwendo wa elektroni na vizuizi vya quantum kwenye mwendo wa elektroni ambazo hazikubaliki kutoka kwa maoni yake, hata hivyo ilipata uthibitisho wa majaribio.
Mafanikio makubwa katika fizikia yalikuwa uundaji wa mechanics ya quantum (wimbi), kulingana na ambayo chembe ndogo zina asili ya mawimbi mawili ya mwili. Mechanics ya Quantum ni moja ya sehemu kuu nadharia ya quantum- nadharia ya jumla ya kimwili, sio tu ilitoa mawazo mapya, ya mapinduzi kuhusu microparticles, lakini pia ilifanya iwezekanavyo kuelezea mali nyingi za miili ya macroscopic.
Masharti ya maendeleo ya mechanics ya quantum yalikuwa kazi ya kuunda dhana za quantum za Planck, Einstein na Bohr. Mnamo 1924, mwanafizikia wa Ufaransa Louis de Broglie kuweka mbele wazo la asili ya mawimbi mawili ya corpuscular ya sio tu mionzi ya umeme (photons), lakini pia chembe ndogo ndogo, na hivyo kuweka msingi wa mechanics ya quantum. Baadaye kidogo, majaribio yalifanywa ambayo mgawanyiko wa chembechembe ndogo ulionekana - kutawanyika kwa mtiririko wa chembe ndogo (mtiririko wa chembe ndogo zinazozunguka vizuizi mbali mbali), ikionyesha yao. mali ya wimbi, ambayo ilikuwa uthibitisho wa majaribio wa nadharia ya de Broglie.
Mnamo 1925, mmoja wa waundaji wa mechanics ya quantum alikuwa mwanafizikia wa nadharia ya Uswizi. Wolfgang Pauli(1900 - 1958) alitunga kanuni inayoitwa kutengwa - sheria ya msingi ya asili, kulingana na ambayo hakuna atomi au molekuli inaweza kuwa na elektroni mbili katika hali sawa. Mwanafizikia wa kinadharia wa Austria Erwin Schrödinger(1887 - 1961) alitengeneza mechanics ya wimbi mnamo 1926 na kuunda mlinganyo wake wa kimsingi. Mwanafizikia wa nadharia wa Ujerumani Werner Heisenberg(1901 - 1976) aliunda kanuni ya kutokuwa na uhakika (1927), kulingana na ambayo maadili ya kuratibu na wakati wa chembe ndogo haziwezi kutajwa wakati huo huo na kiwango cha juu cha usahihi. Mwanafizikia wa Kiingereza Paul Dirac aliweka misingi ya quantum electrodynamics (1929) na nadharia ya quantum ya mvuto, alianzisha nadharia ya relativistic ya mwendo wa elektroni, kwa msingi ambao alitabiri (1931) kuwepo kwa positron - antiparticle ya kwanza (chembe katika mambo yote sawa na yake "mara mbili", katika kesi hii elektroni, lakini tofauti na ni ishara malipo ya umeme, wakati wa sumaku na sifa zingine), maangamizi na uzalishaji wa jozi. Mnamo 1932, mwanafizikia wa Amerika Carl David Anderson aligundua antiparticle ya elektroni, positron, katika miale ya cosmic, na mwaka wa 1936, muon.
Nyuma mnamo 1896, mwanafizikia wa Ufaransa Pierre Curie(1859 - 1906) pamoja na mkewe Marie Skłodowska-Curie(1867 - 1934) na mwanafizikia wa Kifaransa Antoine Henri Becquerel(1852 - 1908) aligundua mabadiliko ya mionzi na mionzi ya vitu vizito. Mnamo 1934 Wanandoa wa fizikia wa Ufaransa Irene(binti ya P. Curie na M. Sklodowska-Curie) na Frederic Joliot-Curie(1900 - 1958) aligundua mionzi ya bandia. Ugunduzi na mwanafizikia wa Kiingereza James Chadwick(1891 - 1974) mnamo 1932 neutroni ilisababisha mawazo ya kisasa, ya protoni-neutroni kuhusu muundo wa nuclei za atomiki.
Maendeleo fizikia ya nyuklia, utafiti wa athari za nyuklia uliwezeshwa sana na uundaji wa vichapishi vya chembe chaji. Idadi inayojulikana chembe za msingi. Wengi wao wanaweza kuishi kwa muda mfupi tu. Ilibadilika kuwa chembe za msingi zinaweza kubadilika, kwamba sio za msingi hata kidogo. Kulingana na kulinganisha kwa mafanikio na mwanafizikia maarufu wa Soviet V.L. Ginzburg, kila kitu kinatokea kana kwamba tunashughulika na "mwanasesere asiye na kiota": unagundua chembe moja ya msingi, na nyuma yake "ya msingi zaidi," na kadhalika bila mwisho. Pengine inaweza kusema kwamba wanafizikia wengi wa kisasa wanatambua kuwepo kwa chembe maalum za msingi - quarks na antiparticles sambamba - antiquarks. Inachukuliwa kuwa quarks zina malipo ya umeme ya sehemu. Quarks hazijagunduliwa kwa majaribio, lakini labda kwa sababu haziwezi kuwepo katika hali ya bure, isiyofungwa.
Haiwezekani kutotambua athari kubwa ya fizikia kwenye sayansi nyingine na katika maendeleo ya teknolojia. Kwa sababu ya ukweli kwamba mada hii haiwezi kumaliza, tutarejelea tu sayansi ambazo jina lake linaonyesha ushawishi wa fizikia: astro-, geo- na biofizikia, kemia ya mwili na zingine zingine.
Ukuaji wa haraka wa fizikia ya nyuklia uliwezekana mnamo 1939 - 1945. kuchukua hatua madhubuti katika kukomboa nishati ya nyuklia. Mara ya kwanza, ugunduzi huu bora wa kisayansi ulitumiwa kwa madhumuni ya kijeshi kuunda silaha za nyuklia na nyuklia, na kisha kwa madhumuni ya amani: kiwanda cha kwanza cha nguvu za nyuklia kilijengwa katika Umoja wa Kisovyeti na kuanza kufanya kazi mwaka wa 1954. Baadaye, kadhaa ya mitambo ya nguvu ya nyuklia zilijengwa katika nchi nyingi duniani, ambapo sehemu kubwa ya umeme huzalishwa.
Kulingana na fizikia ya fuwele, nadharia ya semiconductors, ambayo ina umuhimu mkubwa wa vitendo, uchambuzi wa diffraction ya X-ray, pamoja na darubini ya elektroni na njia ya atomi zilizowekwa alama, ambayo ilichukua jukumu kubwa katika maendeleo ya nyanja nyingi za teknolojia. , na, labda, hasa metallurgy, iliundwa. Elektroniki inadaiwa mengi kwa fizikia na mafanikio yake - sayansi ya mwingiliano wa elektroni na uwanja wa umeme na njia za kuunda vifaa vya elektroniki, ambavyo, kwa upande wake, ni muhimu sana kwa maeneo mengi ya teknolojia, haswa kwa kompyuta za elektroniki.
Albert Einstein. Nadharia ya uhusiano
Majaribio ya mwanafizikia wa Marekani Albert Abraham Michelson(1852 - 1931) kwa kuamua kasi ya mwanga (pamoja na majaribio maarufu ya "Michelson") ilionyesha uhuru wake kutoka kwa harakati za Dunia. Ilibadilika kuwa kasi ya mwanga katika nafasi tupu daima ni mara kwa mara na, ya ajabu kama inaweza kuonekana, kwa mtazamo wa kwanza, huru ya harakati ya chanzo au mpokeaji wa mwanga.
Ugunduzi wa Michelson haukuweza kuelezewa kutoka kwa nafasi zilizopo wakati huo nadharia za kimwili. Kwanza, kutoka kwa kanuni ya uhusiano wa Galileo inafuata kwamba ikiwa mifumo miwili ya kuratibu inasonga kwa kila mmoja kwa usawa na kwa usawa, i.e., katika lugha ya mechanics ya kitamaduni, mifumo hiyo haina nguvu, basi sheria zote za asili zitakuwa sawa kwao. Kwa kuongezea, haijalishi ni mifumo ngapi kama hiyo (mbili au zaidi), hakuna njia ya kuamua ni ipi kati yao kasi inaweza kuzingatiwa kuwa kamili. Pili, kwa mujibu wa mechanics ya classical kasi ya mifumo ya inertial inaweza kubadilishwa kuhusiana na kila mmoja, yaani, kujua kasi ya mwili ( nyenzo uhakika) moja mfumo wa inertial, inawezekana kuamua kasi ya mwili huu katika sura nyingine ya inertial, na maadili ya kasi mwili uliopewa katika mifumo tofauti ya uratibu wa inertial ni tofauti.
Kwa wazi, nafasi ya pili inapingana na majaribio ya Michelson, kulingana na ambayo, tunarudia, mwanga una kasi ya mara kwa mara bila kujali harakati ya chanzo au mpokeaji wa mwanga, yaani, bila kujali mifumo ya uratibu wa inertial kuhesabu hufanyika.
Upinzani huu ulitatuliwa kwa msaada wa nadharia ya uhusiano - nadharia ya kimwili, sheria za msingi ambazo zilianzishwa na A. Einstein mwaka wa 1905 (nadharia ya kibinafsi au maalum ya relativity) na mwaka wa 1907-1916. (nadharia ya jumla ya uhusiano).
Mwanafizikia mkubwa wa kinadharia Albert Einstein(1879 - 1955) alizaliwa nchini Ujerumani (Ulm). Kuanzia umri wa miaka 14 aliishi Uswizi na familia yake. Alisoma katika Taasisi ya Zurich Polytechnic na, alihitimu mwaka wa 1900, alifundisha katika shule za miji ya Schafhausen na Winterthur. Mnamo 1902, alifanikiwa kupata nafasi kama mtaalam katika Ofisi ya Patent ya Shirikisho huko Bern, ambayo ilimfaa zaidi kifedha. Miaka ya kazi katika ofisi (kutoka 1902 hadi 1909) ilikuwa miaka ya shughuli za kisayansi zenye matunda sana kwa Einstein. Wakati huu aliunda nadharia maalum ya uhusiano, alitoa nadharia ya hisabati Mwendo wa Brownian, ambao, kwa njia, ulibaki bila kuelezewa kwa karibu miaka 80, uliendeleza dhana ya quantum ya mwanga, alifanya utafiti katika fizikia ya takwimu na kazi nyingine kadhaa.
Mnamo 1909 tu, tayari ilikuwa kubwa wakati huo mafanikio ya kisayansi Einstein alijulikana sana, alithaminiwa (bado hajakamilika), na alichaguliwa kuwa profesa katika Chuo Kikuu cha Zurich, na mnamo 1911 - katika Chuo Kikuu cha Ujerumani huko Prague. Mnamo 1912, Einstein alichaguliwa kuwa mkuu wa idara katika Taasisi ya Zurich Polytechnic na akarudi Zurich. Mnamo 1913, Einstein alichaguliwa kuwa mshiriki wa Chuo cha Sayansi cha Prussia na Bavaria, na alihamia Berlin, ambapo aliishi hadi 1933, akiwa mkurugenzi wa Taasisi ya Fizikia na profesa katika Chuo Kikuu cha Berlin. Katika kipindi hiki cha wakati, aliunda nadharia ya jumla ya uhusiano (uwezekano mkubwa zaidi kukamilika, tangu alianza kuifanyia kazi mnamo 1907), aliendeleza nadharia ya quantum ya mwanga, na kufanya tafiti zingine kadhaa. Mnamo 1921 kwa kazi ya shamba fizikia ya kinadharia, haswa kwa ugunduzi wa sheria za athari ya picha (jambo linalohusisha kutolewa kwa elektroni kutoka kwa kigumu au kioevu kama matokeo ya hatua ya mionzi ya umeme), Einstein alipewa Tuzo la Nobel.
Mnamo 1933, kwa sababu ya kushambuliwa kwake na wanaitikadi wa ufashisti wa Ujerumani kama mtu wa umma- mpiganaji dhidi ya vita na Myahudi, Einstein aliondoka Ujerumani, na baadaye, kama ishara ya kupinga ufashisti, alikataa uanachama katika Chuo cha Sayansi cha Ujerumani. Einstein alitumia sehemu nzima ya mwisho ya maisha yake huko Princeton (USA), akifanya kazi katika Taasisi ya Utafiti wa Msingi ya Princeton.
Nadharia ya uhusiano inategemea ukweli kwamba dhana za nafasi na wakati, tofauti na mechanics ya Newton, sio kamili. Nafasi na wakati, kulingana na Einstein, zimeunganishwa kikaboni na maada na kila mmoja. Tunaweza kusema kwamba kazi ya nadharia ya uhusiano inakuja kwa kuamua sheria za nafasi ya nne-dimensional, kuratibu tatu ambazo ni kuratibu za kiasi cha tatu-dimensional (x, y, z), na kuratibu ya nne ni wakati. (t).
Kudumu kwa kasi ya mwanga, kuthibitishwa na uzoefu, hutulazimisha kuachana na dhana ya wakati kabisa.
Kasi ya mwanga, sawa, kama tunavyojua, kwa thamani kubwa - 300,000 km / s, ni kikomo. Kasi ya kitu chochote haiwezi kuwa juu zaidi.
Mnamo 1905, Einstein alichanganya dhana za nafasi na wakati. Miaka kumi na moja baadaye aliweza kuonyesha hivyo Mvuto wa Newton ni dhihirisho la muunganisho huu wa ujasiri kwa maana ya kwamba mvuto wa Newtonia unamaanisha kuwepo kwa mpindano katika safu moja ya wakati wa nafasi.
Einstein alifikia hitimisho kwamba nafasi halisi sio ya Euclidean, kwamba mbele ya miili inayounda uwanja wa mvuto, sifa za upimaji wa nafasi na wakati huwa tofauti kuliko kutokuwepo kwa miili na uwanja wanaounda. Kwa hiyo, kwa mfano, jumla ya pembe za pembetatu ni kubwa kuliko π, wakati unapita polepole zaidi. Einstein alitoa tafsiri ya kimwili ya nadharia ya N.I. Lobachevsky. Misingi nadharia ya jumla relativity ilipata usemi wao katika mlinganyo wa uwanja wa mvuto uliopatikana na Einstein.
Kama nadharia ya kibinafsi uhusiano haukuthibitishwa tu kwa majaribio, wakati wa kuundwa na uendeshaji wa accelerators za microparticle na vinu vya nyuklia, lakini tayari imekuwa chombo muhimu kwa mahesabu sambamba, basi kwa nadharia ya jumla ya uhusiano hali ni tofauti.
Kuchelewa katika uwanja wa uthibitishaji wa majaribio wa uhusiano wa jumla kunatokana na udogo wa athari zinazoweza kufikiwa kwa uchunguzi Duniani na ndani ya mfumo wa Jua, na usahihi wa kulinganisha wa mbinu zinazolingana za unajimu.
Mwanzilishi wa nadharia ya quantum ni mwanafizikia maarufu wa Ujerumani, mwanachama wa Chuo cha Sayansi cha Berlin, Mwanachama wa Heshima wa Chuo cha Sayansi cha USSR. Max Planck (1858-1947). Planck alisoma katika Vyuo Vikuu vya Munich na Berlin, akisikiliza mihadhara ya Helmholtz, Kirchhoff na wanasayansi wengine mashuhuri. Alifanya kazi hasa Kiel na Berlin. Kazi kuu za Planck, ambazo ziliandika jina lake katika historia ya sayansi, zinahusiana na nadharia mionzi ya joto.
Hatua ya uamuzi ilichukuliwa na Planck mnamo 1900, wakati alipendekeza mbinu mpya (isiyoendana kabisa na maoni ya kitamaduni): kuzingatia nishati ya mionzi ya sumakuumeme kama dhamana ya kipekee ambayo inaweza kupitishwa tu kwa sehemu tofauti, ingawa ndogo (quanta). . Kama sehemu hiyo (quantum) ya nishati, Planck alipendekeza thamani E = hv, erg ni sehemu (quantum) ya nishati ya mionzi ya umeme, sec -1 ni mzunguko wa mionzi, h=6.62*10 -27 erg*sec - isiyobadilika, ambayo baadaye ilipokea jina la Planck's constant au wingi wa hatua wa Planck.
Dhana ya Planck ilifanikiwa sana, au bora zaidi, nzuri zaidi. Planck sio tu imeweza kupata equation kwa mionzi ya joto ambayo inalingana na uzoefu, lakini mawazo yake yakawa msingi wa nadharia ya quantum - mojawapo ya nadharia za kina zaidi za kimwili, ambazo sasa ni pamoja na mechanics ya quantum, takwimu za quantum, na nadharia ya uwanja wa quantum.
Muundo wa jambo. Nadharia ya quantum
Fizikia ya atomiki kama sayansi huru iliibuka kwa msingi wa ugunduzi wa mionzi ya elektroni na mionzi. Elektroni - chembe ndogo iliyo na chaji hasi na misa ya takriban 9 * 10 -28 g - moja ya vitu kuu vya kimuundo - iligunduliwa na mwanafizikia maarufu wa Kiingereza. Joseph John Thomson (1856 - 1940), mwanachama (1884) na
Rais (1915 - 1920) wa Jumuiya ya Kifalme ya London, mwanachama wa heshima wa kigeni wa Chuo cha Sayansi cha USSR.
Mnamo 1896, wanafizikia wa Ufaransa Pierre Curie, Marie Sklodowska-Curie na A. Becquerel waligundua kwanza mionzi ya chumvi ya uranium. Jambo la mionzi, ambalo hatimaye lilikanusha wazo la kutogawanyika (kutobadilika) kwa atomi, linajumuisha mabadiliko ya hiari ya viini vya atomiki visivyo na msimamo ndani ya viini vya vitu vingine (atomi zingine), ambayo hufanyika kama matokeo ya mionzi ya nyuklia. Pia iliibuka (hii ilikuwa muhimu sana kwa dawa) kwamba miale iligunduliwa na Becquerel, inaweza kupenya ndani kabisa ya maada na kwa hiyo ilikuwa njia ya kupata picha, kwa mfano, za viungo vya ndani vya binadamu.
Pierre Curie na mkewe Marie Skłodowska-Curie pia walishughulikia masuala ya mionzi na vipengele vingine. Waligundua vitu vipya mnamo 1898: polonium na radium. Ilibainika kuwa mionzi ya mionzi inaweza kuwa ya aina mbili: ama kiini cha kipengele cha mionzi hutoa chembe ya alpha (kiini cha atomi ya heliamu yenye chaji chanya 2e) au chembe ya beta (elektroni iliyo na chaji hasi -e) . Katika visa vyote viwili, atomi ya kitu chenye mionzi hubadilika kuwa chembe ya kitu kingine (hii inategemea dutu ya asili ya mionzi na aina ya mionzi ya mionzi).
Katika utafiti wa radioactivity, kazi ya pamoja ya mwanafizikia maarufu wa Kiingereza Ernest Rutherford na mwanakemia maarufu wa Kiingereza ilikuwa muhimu sana. Frederica Soddy (1877 - 1956), uliofanywa mwaka 1899-1907. Walitumia uranium, thoriamu na actinium kama vitu vya awali vya mionzi. Isotopu zinazojulikana ziligunduliwa, i.e. aina za kitu kimoja cha kemikali ambacho kina mali sawa ya kemikali na huchukua nafasi sawa katika jedwali la mara kwa mara la vitu vya Mendeleev, lakini hutofautiana katika wingi wa atomi.
E. Rutherford, mwanachama wa Royal Society ya London, mwanachama wa heshima wa Chuo cha Sayansi cha USSR, alizaliwa mwaka wa 1871 huko New Zealand katika familia ya mkulima mdogo, wa nne wa watoto 12. Alihitimu kutoka Chuo Kikuu cha New Zealand (Christchurch). Mnamo 1894 alihamia Uingereza na akakubaliwa katika Maabara ya Cavendish katika Chuo Kikuu cha Cambridge, ambapo alianza utafiti chini ya uongozi wa J. J. Thomson. Rutherford alitumia muda mwingi wa maisha yake (pamoja na usumbufu fulani alipokuwa akifanya kazi katika Vyuo Vikuu vya Montreal na Manchester) huko Cambridge, akiwa mkurugenzi wa Maabara ya Cavendish kutoka 1919. Alifundisha idadi kubwa ya wanafizikia waliohitimu sana.
Kulingana na majaribio, Rutherford alifikia hitimisho kwamba atomi zina viini - chembechembe zilizo na chaji chanya, saizi ambayo (takriban 10 -12 cm) ni ndogo sana ikilinganishwa na saizi ya atomi (karibu 10 -8 cm), lakini wingi wa atomi. chembe iko karibu kabisa kujilimbikizia katika msingi wake,
Chembe α hubadilisha kwa ghafla mwelekeo wa njia yake inapogonga kiini.
Ugunduzi wa viini vya atomiki lilikuwa tukio kubwa sana katika maendeleo ya fizikia ya atomiki. Lakini mfano wa sayari wa Rutherford wa atomi uligeuka kuwa hauendani na nguvu za umeme za Maxwell.
Mfano uliofuata wa Bohr wa atomi ulitokana na nadharia ya quantum. Mmoja wa wanafizikia wakubwa wa karne ya 20. - Dane Niels Bohr(1885 - 1962) alizaliwa na kuhitimu kutoka Chuo Kikuu cha Copenhagen. Alifanya kazi katika Chuo Kikuu cha Cambridge chini ya uongozi wa J. J. Thomson na katika Chuo Kikuu cha Manchester chini ya uongozi wa Rutherford. Mnamo 1916 alichaguliwa kuwa mkuu wa idara ya fizikia ya kinadharia katika Chuo Kikuu cha Copenhagen, kutoka 1920 na hadi mwisho wa maisha yake aliongoza Taasisi ya Fizikia ya Kinadharia ambayo aliunda huko Copenhagen, ambayo sasa ina jina lake. Mnamo 1943, wakati wa kukaliwa kwa Denmark na Wanazi, Bohr, alipoona kwamba kulipiza kisasi kulitayarishwa dhidi yake, kwa msaada wa shirika la Resistance, wakiongozwa kwa mashua hadi Uswidi, kisha wakahamia Merika. Baada ya mwisho wa vita alirudi Copenhagen.
Mfano wa atomi iliyoundwa na Bohr ulitokana na modeli ya sayari ya Rutherford ya atomi na nadharia ya quantum ya muundo wa atomiki iliyoanzishwa na yeye mwenyewe mnamo 1913.
Mnamo 1924, moja ya matukio makubwa zaidi katika historia ya fizikia yalitokea: mwanafizikia wa Kifaransa Louis de Broglie(1892 - 1983) aliweka mbele wazo la mali ya wimbi la jambo, na hivyo kuweka msingi wa mechanics ya quantum. Alidai kuwa mali ya mawimbi, pamoja na yale ya mwili, ni ya asili katika aina zote za maada: elektroni, protoni, molekuli na hata miili ya macroscopic.
Maendeleo zaidi mechanics ya quantum- mwelekeo huu mpya wenye matunda yasiyo ya kawaida ulipatikana sana mwishoni mwa miaka ya 20 - mapema miaka ya 30 kupitia kazi za wanafizikia maarufu - Max Kuzaliwa (Ujerumani, 1882 - 1970), Werner Heisenberg (Ujerumani, 1901 - 1976), Viwanja vya Dirac (Uingereza, b. 1902), Erwin Schrödinger (Austria, 1887 - 1961), pamoja na Wolfgang Pauli (Uswisi, 1900 - 1958), Enrico Fermi (Italia, 1901 - 1954), Vladimir Alexandrovich Fok (1898 - 1974) na wengine wengi.
Matawi tofauti ya mechanics ya quantum yakawa fizikia ya atomiki, nadharia ya mionzi, nadharia ya muundo wa molekuli (wakati mwingine huitwa kemia ya quantum), nadharia ya yabisi, nadharia ya mwingiliano wa chembe za msingi, nadharia ya muundo kiini cha atomiki na nk.
Katika mechanics ya quantum kuna uhusiano unaoitwa kutokuwa na uhakika ulioanzishwa na Heisenberg. Usemi wa kihesabu wa uhusiano wa kutokuwa na uhakika ni rahisi sana:
ambapo Δx ni kutokuwa sahihi katika kuamua kuratibu kwa elektroni; Δp - usahihi katika kuamua kasi ya elektroni; h ni mara kwa mara ya Planck.
Kutoka kwa usemi huu ni wazi kwamba haiwezekani kuamua wakati huo huo nafasi ya elektroni katika nafasi na kasi yake. Hakika, ikiwa Δx ni ndogo sana, i.e. nafasi ya elektroni katika nafasi inajulikana na kwa kiasi kikubwa usahihi, basi Δp ni kubwa kiasi na, kwa hiyo, ukubwa wa msukumo unaweza kuhesabiwa kwa kiwango cha chini cha usahihi kwamba katika mazoezi inapaswa kuzingatiwa kama kiasi kisichojulikana. Na kinyume chake, ikiwa Δp ni ndogo na kwa hiyo kasi ya elektroni inajulikana, basi Δx ni kubwa; na, kwa hiyo, nafasi ya elektroni katika nafasi haijulikani. Bila shaka, kanuni ya kutokuwa na uhakika ni halali kwa chembe yoyote, si tu elektroni.
Kutoka kwa mtazamo wa mechanics ya classical, uhusiano wa kutokuwa na uhakika ni upuuzi. Kwa upande wa " akili ya kawaida"Inaonekana, angalau, ya kushangaza sana, na haiwezekani kufikiria jinsi haya yote yanaweza kuwa" kweli.
Lakini hatupaswi kusahau kwamba tunaishi katika macrocosm, duniani miili mikubwa, ambayo tunaona kwa macho yetu wenyewe (au hata kwa msaada wa microscope) na tunaweza kupima ukubwa wao, wingi, kasi ya harakati na mengi zaidi. Kinyume chake, ulimwengu mdogo hauonekani kwetu; hatuwezi kupima moja kwa moja saizi ya elektroni au nishati yake. Ili kufikiria vizuri matukio ya microworld, sisi daima tunataka kujenga mfano wa kutosha wa mitambo, na hii wakati mwingine imewezekana kufanya. Kumbuka, kwa mfano, kielelezo cha sayari cha Rutherford cha atomi. Anafanana kwa kiasi fulani na mfumo wa jua, ambayo ni kwa ajili yetu katika kesi hii mfano wa mitambo. Kwa hivyo, mfano wa sayari ya atomi hugunduliwa kwa urahisi.
Lakini kwa vitu vingi na matukio ya microworld, jenga mfano wa mitambo haiwezekani, na kwa hiyo masharti ya mechanics ya quantum mara nyingi huonekana kwa shida kubwa. Jaribu, kwa mfano, kujenga mfano wa mitambo ya elektroni ambayo ina mali ya chembe-wimbi, au mfano wa mitambo ambayo inaelezea kwa nini haiwezekani kuamua wakati huo huo wingi wake na kasi kwa elektroni. Ndio maana katika visa hivi mkazo unapaswa kuwa "kuelewa" na sio "kufikiria."
Imesemwa vizuri juu ya mada hii moja ya kubwa zaidi Wanafizikia wa Soviet Lev Davidovich Landau(1908 - 1968): "Mafanikio makubwa zaidi ya fikra za mwanadamu ni kwamba mwanadamu anaweza kuelewa mambo ambayo hawezi kufikiria tena."
Kwa kile ambacho kimesemwa, tunaweza kuongeza kwamba kanuni ya kutokuwa na uhakika (uhusiano wa kutokuwa na uhakika) ni nafasi ya msingi ya mechanics ya quantum.
Mwanafizikia maarufu wa Kiingereza, mwanafunzi wa Rutherford James Chadwick aligundua nyutroni, chembe ya upande wowote inayoingia kwenye kiini cha atomi pamoja na protoni na ikachukua nafasi hiyo muhimu katika uundaji wa njia za kutumia nishati ya nyuklia.
Baada ya ugunduzi wa elektroni, protoni, photoni na, hatimaye, mwaka wa 1932, neutroni, kuwepo kwa idadi kubwa ya chembe mpya za msingi ilianzishwa - jumla ya 350. Miongoni mwao: positron, kama antiparticle ya elektroni; mesoni - microparticles zisizo imara (hizi ni pamoja na μ-mesons, π ± -mesoni na nzito π 0 -mesons); aina mbalimbali za hyperons - microparticles zisizo imara na raia wingi zaidi neutroni; chembe za resonance kuwa na maisha mafupi sana (takriban 10 -22 ... 10 -24 s); chembe ya neutrino-imara, isiyo na malipo ya umeme, inaonekana ikiwa na uzito wa sifuri, na upenyezaji wa karibu wa ajabu; antineutrino - antiparticle ya neutrino, tofauti na neutrino katika ishara ya malipo ya lepton, nk.
Hivi sasa, chembe za msingi zinaeleweka kama "vifaa vya ujenzi" vya Ulimwengu, ambayo kila kitu tunachojua katika maumbile kinaweza kujengwa. Ulimwengu wa chembe za msingi ni ngumu, na nadharia ya chembe za msingi iko mwanzoni mwa ukuaji wake. Labda miaka ijayo italeta mambo mengi mapya ndani yake.
Kemia
Kemia ni mali ya sayansi ya asili. Katika nyanja yake kuna mabadiliko ya dutu za kemikali, ambazo ni mkusanyiko wa atomi zinazofanana (vipengele) na vitu ngumu zaidi vinavyojumuisha molekuli zinazofanana. Kemia ya kisasa inayohusiana kwa karibu na wengine sayansi asilia, kimsingi na fizikia. Kwa hivyo, sayansi kama vile kemia ya kimwili, biokemia, jiokemia, nk Kemia pia imegawanywa katika isokaboni, somo la utafiti ambalo ni dutu ambazo molekuli hazina kaboni, na kikaboni, upeo ambao ni pamoja na vitu ambavyo molekuli lazima zina kaboni.
Kutoka hatua za kwanza za maendeleo yake, kemia inahusishwa kwa karibu na uzalishaji. Muda mrefu kabla ya enzi mpya michakato kama vile madini, rangi ya nguo, mavazi ya ngozi na mengine, ambayo kwa muda mrefu yamezingatiwa kuwa kemikali, yaliibuka.
Nyuma katika nusu ya pili ya karne ya 17. Mwanafizikia na mwanakemia maarufu wa Kiingereza R. Boyle pengine alitoa ya kwanza ufafanuzi wa kisayansi kemikali kipengele, kuweka msingi kwa ajili ya uchambuzi wa kemikali, ilionyesha kutofautiana kwa alchemy.
Mnamo 1748 M. V. Lomonosov kwa majaribio iligundua sheria ya uhifadhi wa wingi katika athari za kemikali. Baadaye kidogo, lakini kwa kujitegemea, sheria hiyo hiyo ilianzishwa A. Lavoisier - mmoja wa waanzilishi wa kemia.
Sana jukumu muhimu katika maendeleo ya kemia ni ya mwanasayansi wa Kiingereza John Dalton (1766 - 1844) - muumbaji, kama wanasema wakati mwingine, wa atomi ya kemikali. Mnamo 1803, alianzisha sheria ya uwiano kadhaa, akaanzisha wazo la "uzito wa atomiki" na akaamua maadili yake kwa vitu vingine, akichukua uzani wa atomiki wa kitu nyepesi zaidi, hidrojeni, kama moja. Mwanasayansi wa Italia Amadeo Avogadro(1776 - 1856) na mwanasayansi wa Ufaransa Andre Marie Ampere(1775 - 1836) mwanzoni mwa karne ya 19. ilianzisha wazo la molekuli inayojumuisha atomi zilizounganishwa kwa kila mmoja na nguvu za kemikali. Kisha mwanasayansi wa Uswidi Jens Jacob Berzelius(1779 - 1848), ambaye alifanya mengi kama kemia ya majaribio, aliandaa jedwali sahihi zaidi la uzani wa atomiki kuliko Dalton aliweza kufanya, ambayo tayari inajumuisha vitu 46, na kuanzisha ishara za vitu ambavyo vinatumika sasa. Aligundua vipengele vipya visivyojulikana kwake: cesium (Cs), selenium (Se), thorium (Th). Berzelius pia aliunda nadharia ya electrochemical, kwa msingi ambao alijenga uainishaji wa vipengele na misombo.
Kemia wa Ufaransa Charles Frederic Gerard(1816 - 1856) katikati ya karne ya 19. ilipendekeza ile inayoitwa nadharia ya aina, ambayo ilikuwa ni mfumo wa uainishaji wa misombo ya kikaboni, na pia ilianzisha wazo la mfululizo wa homologous- makundi ya kuhusiana misombo ya kikaboni, ambayo ilikuwa muhimu katika uainishaji wa sio tu misombo ya kikaboni, lakini pia athari za asili ndani yao.
Katikati ya karne ya 19. ugunduzi mwingine muhimu ulifanywa. Mkemia wa Kiingereza Edward Frankland(1825 - 1899) ilianzisha dhana ya valence - uwezo wa atomi ya kipengele fulani cha kemikali kuchanganya na atomi nyingine. Pia alianzisha neno "valency". Ilibadilika kuwa atomi za dutu moja zinaweza kuunganishwa na atomi za vitu vingine tu kwa idadi iliyoainishwa madhubuti. Reactivity (valence) ya hidrojeni ilichukuliwa kama kitengo cha valency. Kwa mfano, mchanganyiko wa kaboni na hidrojeni - methane 2 CH 4 inaonyesha kuwa kaboni ni tetravalent.
Kemia maarufu wa Kirusi Alexander Mikhailovich Butlerov(1828 - 1886) mnamo 1861 iliunda nadharia ya muundo wa kemikali wa maada. Kulingana na nadharia hii, mali ya kemikali ya dutu imedhamiriwa na muundo wake na mpangilio (asili) wa vifungo vya atomi kwenye molekuli ya dutu hii.
Kama ilivyoelezwa kwa undani hapo juu, mwanakemia bora wa Kirusi D. I. Mendeleev mnamo 1869 aligundua sheria ya upimaji vipengele vya kemikali na kuunda Jedwali la Vipengee vya Periodic - meza ambayo vipengele vya kemikali 63 vilivyojulikana wakati huo viligawanywa katika vikundi na vipindi kulingana na mali zao (aliweka jukumu maalum kwa uzito wa atomiki na valence). Inahitajika kuzingatia utofauti wa Mendeleev kama mwanasayansi (katika zaidi ya 500 kazi za kisayansi masuala ya nadharia ya ufumbuzi, teknolojia ya kemikali, fizikia, metrology, hali ya hewa huzingatiwa, Kilimo, uchumi na mengine mengi) na maslahi yake ya mara kwa mara katika masuala ya viwanda, hasa kemikali. Jina la D.I. Mendeleev limewekwa katika historia ya sayansi.
Jina Kijerumani Ivanovich Hess (1802 - 1850), mwanasayansi wa Kirusi mwenye asili ya Ujerumani, anajulikana sana kwa kazi yake katika uwanja wa thermokemia - sayansi ambayo inahusika na athari za joto zinazoambatana na athari za kemikali. Hess alianzisha sheria ambayo ina jina lake, ambayo inafuata kwamba wakati mchakato wa kemikali wa mviringo unafanywa, wakati dutu za kemikali zinazohusika zinazoshiriki katika mmenyuko ziko katika muundo wa awali mwishoni mwa mchakato, jumla ya athari ya joto ya joto. majibu ni sifuri.
Utafiti wa Hess katika uwanja wa thermochemistry uliendelea na mwanasayansi wa Ufaransa Pierre Eugene Marcelin Berthelot(1827 - 1907), ambaye pia alifanya kazi katika maswala ya kemia ya kikaboni, kemia ya kemikali na wengine wengine, duka la dawa la Denmark. Hans Peter Thomsen(1826 - 1909) na wanasayansi wa Kirusi Nikolai Nikolaevich Beketov(1827 - 1911), ambaye pia alifanya kazi katika uwanja wa kemia ya chuma.
Nusu ya pili ya karne ya 19. iliwekwa alama na kazi katika uwanja wa kemia ya umeme, kama matokeo ambayo duka la dawa la Uswidi Svanet na Agosti Arrhenius(1859 - 1927) nadharia ya kutengana kwa elektroliti iliundwa. Wakati huo huo, fundisho la suluhisho - mchanganyiko wa vitu viwili au zaidi vilivyosambazwa sawasawa katika kutengenezea kwa namna ya atomi, ioni au molekuli - liliendelezwa zaidi. Karibu vinywaji vyote ni suluhisho. Hii, kwa njia, ni "siri" ya kinachojulikana kama "maji ya sumaku". Katika suala hili, majina ya D. yanapaswa kutajwa. I. Mendeleev, mwanakemia wa kimwili wa Uholanzi Van't Hoffe, mwanakemia wa kimwili wa Kirusi N. S. Kurnakov.
Katika karne ya 19 Athari za vichocheo, ambazo ni muhimu sana kwa mazoezi - vitu vinavyoongeza kiwango cha mmenyuko, lakini, mwishowe, usishiriki ndani yake, ilifafanuliwa. Mwishoni mwa karne ya 19. K. Guldberg Na P. Waage sheria ya hatua ya wingi iligunduliwa, kulingana na ambayo kiwango cha mmenyuko wa kemikali ni sawia na mkusanyiko wa vitu vinavyohusika katika nguvu sawa na nambari zao za stoichiometric katika equation ya mmenyuko katika swali. Kutoka kwa sheria ya hatua ya wingi inafuata kwamba majibu daima hutokea kwa pande zote mbili (kutoka kushoto kwenda kulia na kutoka kulia kwenda kushoto). Wakati usawa wa kemikali unafikiwa, mmenyuko unaendelea, lakini muundo wa mchanganyiko wa kukabiliana unabakia (kwa joto fulani) bila kubadilika. Kwa hivyo, usawa wa kemikali ni asili ya nguvu.
Kwa karne ya 20 hasa sifa ya kiwango cha juu cha maendeleo sayansi ya kemikali, ambayo inahusiana kwa karibu na mafanikio makubwa katika fizikia, na ukuaji wa haraka sekta ya kemikali.
Iligunduliwa kuwa nambari ya atomiki ya kitu cha kemikali kwenye jedwali la upimaji ni sawa na nambari, kama ilivyotajwa hapo juu, kwa malipo ya kiini cha atomiki cha kitu hicho, au, ni nini sawa, kwa idadi ya elektroni kwenye ganda la ganda. chembe. Kwa hivyo, kwa kuongezeka kwa nambari ya atomiki ya kitu, idadi ya elektroni za nje kwenye atomi huongezeka, na hii hufanyika na marudio ya mara kwa mara ya nje sawa. miundo ya elektroniki. Hii inaelezea upimaji wa kemikali, pamoja na mali nyingi za kimwili za vipengele vilivyoanzishwa na Mendeleev.
Maendeleo ya mechanics ya quantum ilifanya iwezekanavyo kuanzisha asili dhamana ya kemikali- mwingiliano wa atomi, na kusababisha mchanganyiko wao katika molekuli na fuwele. Kwa ujumla, inapaswa kuwa alisema kuwa maendeleo ya kemia katika karne ya 20. kwa kuzingatia mafanikio ya fizikia, haswa katika uwanja wa muundo wa maada.
Katika karne ya 20 Sekta ya kemikali ilikua kwa kasi isiyo na kifani. Mara ya kwanza, teknolojia ya kemikali ilitegemea hasa kutenga vitu rahisi zaidi vinavyohitajika kwa matumizi ya vitendo kutoka kwa vitu vya asili vya ngumu. Kwa mfano, metali kutoka kwa ores, chumvi mbalimbali kutoka kwa misombo ngumu zaidi. Uzalishaji wa vitu vinavyoitwa kati (sulfuriki, hidrokloriki na asidi ya nitriki, amonia, alkali, soda, nk) kwa ajili ya uzalishaji wa bidhaa za mwisho za kemikali imekuwa na hutumiwa sana. Kisha, usanisi wa bidhaa changamano za kemikali, ikiwa ni pamoja na zile ambazo hazina mlinganisho asilia, kama vile ultra-safi, ultra-nguvu, sugu ya joto, sugu ya joto, semiconductor, n.k., zikazidi kutumika. Uzalishaji wa nyingi za yao inahitaji kuundwa kwa joto la juu sana au la chini sana, shinikizo la juu, mashamba ya umeme na magnetic na mengine, kama wanavyoitwa mara nyingi, hali kali.
Uzalishaji na matumizi ya polima - dutu ambazo molekuli zinajumuisha idadi kubwa sana ya miundo ya kurudia - zimeenea; Uzito wa molekuli ya polima inaweza kufikia mamilioni mengi. Polima imegawanywa katika asili (biopolymers: protini, asidi ya nucleic nk), ambayo seli za viumbe hai hujengwa, na zile za synthetic, kwa mfano polyethilini, polyamides, resini za epoxy, nk Polima ni msingi wa uzalishaji wa plastiki, nyuzi za kemikali na vitu vingine vingi muhimu kwa mazoezi. Ikumbukwe kwamba utafiti katika uwanja wa athari za mnyororo na mwanakemia na mwanafizikia bora wa Soviet ni wa muhimu sana kwa maendeleo ya kemia ya polima (pamoja na matawi mengine mengi ya tasnia ya kemikali). N. N. Semenova na mwanasayansi maarufu wa Marekani S. Hinshelwood.
Teknolojia ya kemikali isokaboni, haswa utengenezaji wa mbolea za kemikali kwa kilimo, na teknolojia ya kemikali ya kikaboni, kama vile usafishaji wa mafuta, gesi asilia na makaa ya mawe, utengenezaji wa rangi na dawa, na vile vile utengenezaji wa polima za syntetisk zilizotajwa hapo juu; wamepata maendeleo makubwa.
Ingawa bidhaa za kwanza za polima (phenoplasts - plastiki zinazotumiwa kama nyenzo za kimuundo zinazostahimili kutu, na vitu kama mpira) zilipatikana mwishoni mwa karne ya 19, maoni ya kimsingi juu ya asili na mali ya polima yaliundwa sio zamani sana - takriban mwanzoni mwa 40s20 V. Ilikuwa wakati huu kwamba wazo la usanisi wa vitu vya polymeric pia liliundwa. Ilibainika kuwa moja ya masharti kuu ya uzalishaji mzuri wa polima ni usafi wa juu sana wa vitu vya kuanzia (monomers), kwani uwepo wa hata kiwango kidogo sana cha molekuli za kigeni (vichafuzi) vinaweza kukatiza mchakato wa upolimishaji na kuacha. ukuaji wa molekuli za polima.
Mwanzoni mwa miaka ya 40 ya karne ya 20. yote kuu vifaa vya polymer(polystyrene, kloridi ya polyvinyl, polyamides na polyesters, polyacrylates na kioo kikaboni), uzalishaji ambao katika miaka iliyofuata ulipata kiwango kikubwa sana. Kisha, katika miaka ya 30, chini ya uongozi wa msomi Sergei Vasilievich Lebedev(1874 - 1934) uzalishaji mkubwa wa mpira wa synthetic uliundwa. Karibu wakati huo huo, polima za organosilicon ziligunduliwa, mali muhimu ambayo ni sifa nzuri za dielectric, na teknolojia ya uzalishaji wao ilitengenezwa; sifa kuu kwa hili ni ya msomi Kuzma Andrianovich Andrianov(1904 - 1978). Maendeleo ya N.N. Nadharia ya Semenov ya athari za mnyororo inahusishwa na utaratibu wa upolimishaji mkali. Radikali huria katika kemia hueleweka kama chembe tendaji zinazojitegemea kinetically (atomi au vikundi vya atomiki) zenye elektroni ambazo hazijaoanishwa, kwa mfano H, CH 3, C 6 H 5.
Baadaye ilibainika kuwa mali ya polima imedhamiriwa sio tu na muundo wa kemikali na saizi ya molekuli, lakini pia kwa kiwango kikubwa na muundo wa mnyororo wa Masi. Kwa mfano, ikawa kwamba tofauti kati ya mali ya mpira wa synthetic na mpira wa asili imedhamiriwa si kwa muundo wa kemikali na ukubwa wa molekuli, lakini kwa muundo wao. Inajulikana kuhusu hili Kemia wa Soviet Valentin Alekseevich Kargin(1907 - 1969) aliandika: "Ikiwa katika kipindi cha kwanza cha maendeleo ya kemia ya polima tahadhari kuu ililipwa kwa ukubwa na muundo wa kemikali ya molekuli zinazosababisha, kisha baada ya muda, muundo wa mnyororo wa molekuli ulianza kuvutia maslahi ya kuongezeka. Baada ya yote, vikundi vya Masi vilivyojumuishwa ndani yake vinaweza kupatikana njia tofauti jamaa kwa kila mmoja, kutengeneza idadi kubwa ya fomu za isomeric. Kwa hiyo, kwa mfano, ikiwa makundi yoyote ya upande yameunganishwa kwenye mlolongo wa valences kuu, basi wanaweza kupatikana mara kwa mara au kwa kawaida, kwa moja au kwa pande tofauti za molekuli ya mnyororo, na wanaweza kuunda usanidi tofauti. Kwa hivyo, kwa muundo sawa, muundo wa kemikali wa mnyororo unaweza kuwa tofauti sana, na hii inathiri sana sifa za polima.
Mbali na polima zinazohitajika kwa matumizi ya vitendo kwa idadi kubwa sana, kama vile plastiki, nyuzi, filamu, raba na raba, ambazo sasa zinazalishwa kwa kiwango kikubwa, polima ambazo zina kipekee, wakati mwingine mali zisizotarajiwa, pia zimekuwa muhimu sana. kwa mfano: uwezo wa kuwepo kwa joto la juu, wakati wa kudumisha nguvu zinazohitajika, kuwa na mali ya semiconductor au conductivity ya umeme, photosensitivity, shughuli za kisaikolojia, nk Matarajio mapya mapana yanafungua, kwa mfano, kupata damu ya bandia kulingana na polima za physiologically kazi, kupata dyes, surfactants, electrolytes na wengine wengi.
Kama inavyoonekana kutoka hapo juu, uzalishaji na matumizi mapana polima na mali tofauti sana ni moja ya mafanikio makubwa zaidi Kemia ya katikati ya karne ya 20.
Biolojia
Neno "biolojia" lilianzishwa mnamo 1802. J.B. Lamarck Na G. R. Treviranus kujitegemea kwa kila mmoja.
Masomo ya kwanza ambayo yanaweza kuchukuliwa kuwa asili ya biolojia ya kisasa yanarudi nyakati za kale. Inajulikana kuwa mwanasayansi wa kale wa Kigiriki na daktari Hippocrates, ambaye aliishi katika karne ya 5 - 4. BC, inazingatiwa daktari maarufu Ugiriki ya kale, baba dawa ya kisayansi na wakati huo huo mwangalizi wa hila wa matukio ya kibiolojia. Mwanasayansi wa kale wa Kigiriki ambaye aliishi zaidi ya nusu karne baadaye Aristotle, ambaye maslahi yake yalifunika matawi yote ya ujuzi yaliyokuwepo wakati wake, labda alikuwa akijishughulisha zaidi na kuzungumza lugha ya kisasa, maswali ya biolojia. Kwa hali yoyote, alionyesha kupendezwa sana na biolojia inayoelezea, utafiti wa mimea na wanyama, utaratibu wao, fiziolojia na embryology.
Mwanasayansi bora wa kale wa Kirumi na daktari Galen(takriban 130 - 200) anajulikana zaidi kama daktari bora. Katika kazi yake ya kitamaduni "Kwenye Sehemu za Mwili wa Mwanadamu," maelezo ya anatomiki na kisaikolojia yalitolewa kwa mara ya kwanza. mwili wa binadamu kwa ujumla. Galen alitoa muhtasari wa mawazo kuhusu mwili wa binadamu ambayo yalikuwa yamefanywa kabla yake, akaweka misingi ya kuchunguza magonjwa na matibabu yao, na kuanzisha majaribio ya wanyama katika vitendo.
KATIKA maendeleo zaidi biolojia, tahadhari nyingi zililipwa kwa mimea mbalimbali ya dawa. Kama inavyoonekana kutoka hapo juu, mwanzoni mwa maendeleo yake, biolojia ilihusishwa sana na dawa. Katika karne ya 16 na nusu ya kwanza ya karne ya 17. kazi za ujazo nyingi zilionekana, haswa ensaiklopidia juu ya zoolojia: mwanasayansi wa Uswizi K. Gesner"Historia ya Wanyama" katika juzuu tano, mfululizo wa monographs (katika juzuu kumi na tatu) na mtaalamu wa wanyama wa Kiitaliano. U. Aldrovani na wengine wengi.
Wakati wa Renaissance, maendeleo makubwa yalifanywa katika anatomy ya mwili wa mwanadamu. Katika suala hili, ni muhimu kutambua mafanikio ya mwanasayansi wa asili wa Flemish A. Vesalius, mmoja wa wa kwanza kuanza kujifunza mwili wa mwanadamu kwa njia ya mgawanyiko na aliteswa kwa hili na kanisa. Mnamo 1543, Vesalius alichapisha kazi yake "Juu ya Muundo wa Mwili wa Binadamu," ambayo, haswa, alionyesha kutokubaliana kwa maoni ya Galen katika uwanja wa mzunguko wa damu na akakaribia kumalizia juu ya uwepo wa mzunguko wa mapafu. Heshima ya ugunduzi wa mwisho huu ni ya mwanasayansi wa Uhispania Miguel Servet(1509 au 1511 - 1553) na kwa kujitegemea kwake kwa mwanasayansi wa Italia R. Columbus(1559).
Mwanasayansi maarufu wa Kiingereza na daktari William Harvey(1578 - 1657) ndiye mwanzilishi fiziolojia ya kisasa na embryology, ambayo ilitoa maelezo ya mzunguko wa kimfumo na wa mapafu, na katika kazi "Utafiti wa Anatomiki wa harakati ya moyo na damu katika wanyama" (1628), ambayo ilielezea fundisho la jumla la mzunguko wa damu katika wanyama.
Uumbaji katika karne ya 17. darubini ilifanya iwezekane kuanzisha muundo wa seli wanyama na mimea, tazama ulimwengu wa vijidudu, seli nyekundu za damu (seli nyekundu za damu - seli zisizo za nyuklia ambazo hubeba oksijeni kutoka kwa mapafu kwenda kwa tishu na dioksidi kaboni kutoka kwa tishu kwenda kwa viungo vya kupumua), harakati ya damu kwenye capillaries. na mengi zaidi.
Hapo juu tulizungumza kwa undani juu ya uumbaji katika nusu ya kwanza ya karne ya 18. Mwanasayansi wa Uswidi K. Linnaeus kinachojulikana kama binary (na jina mara mbili - kwa jenasi na spishi) mfumo wa uainishaji wa wanyama na mimea. Ingawa Linnaeus alitambua kutobadilika kwa ulimwengu, mfumo wake ulicheza jukumu kubwa katika maendeleo ya biolojia. Inapaswa pia kuzingatiwa utafiti wa mwanasayansi wa Kifaransa Georges Louis Leclerc Buffon(1707 - 1788), ambaye aliunda "Historia ya Asili", katika juzuu 36 ambazo maelezo ya wanyama, wanadamu, madini hupewa, na historia ya Dunia pia imeainishwa. Mawazo ya Buffon juu ya historia ya Dunia yalikuwa na dhana juu ya ujamaa wa aina sawa za wanyama.
Mwingereza mwanasayansi wa mali Joseph Priestley (1733 - 1804), ambaye alifanya majaribio na mimea, alionyesha kuwa mimea ya kijani hutoa gesi muhimu kwa kupumua na, kinyume chake, inachukua gesi ambayo inaingilia kupumua. Mimea, kulingana na Priestley, inaonekana kusahihisha hewa iliyoharibiwa na kupumua. wanasayansi wa Ufaransa A. Lavoisier, P. Laplace Na A. Seguin kuamua mali ya oksijeni na jukumu lake katika mchakato wa mwako na kupumua. daktari wa Uholanzi J. Ingenhouse na wanasayansi wa Uswizi J. Senebier Na N. Saussure mwisho wa 18 - mwanzo wa karne ya 19. jukumu lililowekwa mwanga wa jua katika mchakato wa kutolewa oksijeni kutoka kwa majani ya kijani.
Jean Baptiste Lamarck aliamini kwamba ngazi ya viumbe ni matokeo ya mageuzi ya viumbe hai kutoka chini hadi juu. Aliamini kwamba sababu ya mageuzi ni mali ya asili ya viumbe hai - tamaa ya ukamilifu. Kwa ajili ya mazingira ya nje na athari zake kwa viumbe hai, basi, kulingana na Lamarck, athari hiyo ipo na hutokea ama kwa ushawishi wa moja kwa moja wa mazingira, ambayo ni tabia ya mimea na viumbe vya chini, au kwa nguvu, au, kinyume chake. mazoezi dhaifu sana ya viungo fulani, katika kesi hii wanyama wa juu.
Kwa wakati ambapo Lamarck aliishi na kufanya kazi, maoni yake juu ya maendeleo ya mimea na wanyama yalikuwa ya maendeleo. Kuhusu uhalalishaji wa mageuzi, kufichua sababu zinazoisababisha, Lamarck hakutoa maelezo kwa hili, akijiwekea kikomo kwenye marejeleo ya matamanio fulani yasiyoeleweka (na ya kimsingi) ya uboreshaji wa viumbe.
Mwanasayansi bora wa Ufaransa Louis Pasteur (1822-1895) anachukuliwa kuwa mwanzilishi wa microbiology ya kisasa, immunology na stereochemistry. Alikanusha nadharia ya kizazi cha hiari cha vijidudu na kugundua asili ya Fermentation (mchakato ambao hufanyika bila ufikiaji wa hewa chini ya ushawishi wa vijidudu). Lakini kazi za Pasteur katika uwanja wa dawa, na vile vile katika kilimo na tasnia ya chakula, ni maarufu zaidi.
Pasteur aligundua jukumu la vijidudu katika magonjwa ya kuambukiza ya wanyama na wanadamu, alitengeneza chanjo maalum ambazo zote huzuia aina hii ya ugonjwa wa kuambukiza (kuunda kinga) na zinalenga kusaidia mwili katika mapambano dhidi ya ugonjwa wa kuambukiza.
Kiini cha jambo hilo, kwa ufupi, kinajikita katika zifuatazo. Katika mamalia, haswa katika wanyama wenye damu ya joto, kinga inaweza kujidhihirisha kwa njia mbili. Katika kesi moja, kinachojulikana kama antibodies huundwa katika damu dhidi ya protini za kigeni, hatari - antijeni. Kwa kukabiliana na kuanzishwa kwa antijeni (zinaweza kuwa sio tu protini za kigeni, lakini pia molekuli nyingine kubwa), baada ya muda fulani (wiki moja hadi mbili) antibodies huonekana kwenye damu - protini maalum za kundi la immunoglobulins, hasa kisheria. tu kwa antijeni ambayo ilisababisha kuonekana kwao. Kila molekuli ya kingamwili ina vituo viwili vya kazi vinavyofanana, vinavyowawezesha kuunganisha molekuli mbili za antijeni. Kingamwili hutengenezwa katika lymphocyte B, na uwezo uliopatikana wa kuunda aina fulani ya kingamwili (kinga) hubakia katika mwili kwa miaka, mara nyingi katika maisha yote. Katika hali nyingine, kutofautiana kati ya seli za kiumbe kimoja (mwenyeji wa mpokeaji) na seli za viumbe vingine (wafadhili) hutokea. Kwa njia, ni kutokubaliana kwa seli za viumbe viwili tofauti ambayo mara nyingi ni sababu ya matatizo na kushindwa kwa upandikizaji - kupandikiza viungo na tishu kutoka kwa mnyama mmoja au mtu hadi mwingine. Hivyo, mali ya manufaa ya mwili - uwezo wa kuunda kinga (kupinga hatua ya mawakala hatari) katika kesi ya kupandikiza husababisha matatizo makubwa.
Mwanasaikolojia wa mmea wa Kirusi na mwanasaikolojia Dmitry Iosifovich Ivanovsky(1864-1920), ambaye kwanza aligundua virusi vya mosaic ya tumbaku, ndiye mwanzilishi wa virology - sayansi ambayo inasoma muundo na mali ya virusi, utambuzi na matibabu ya magonjwa yanayosababishwa nao.
Katika opus yake kubwa, On the Origin of Species uteuzi wa asili"(1859) Charles Robert Darwin(1809 - 1882) aliweka mbele mambo makuu matatu yanayoamua mageuzi ya maisha duniani: kutofautiana, urithi na uteuzi wa asili. Nadharia ya Darwin, inayotokana na mambo haya matatu, inaonekana kuwa ya kusadikisha na isiyoweza kukanushwa unaposoma kitabu chake hivi kwamba inaonekana kuwa ya ajabu kwamba hakuna aliyesema hapo awali. Unakumbuka kwa hiari maneno ya hapo juu ya mwanafalsafa na mwandishi wa zamani wa Uigiriki Plutarch juu ya maelezo ya wazi na ya kueleweka ya Archimedes, na kisha inakuwa dhahiri kwamba kutoweza kupingwa na ushawishi wa hoja za Darwin sio chochote zaidi ya matokeo ya fikra na kazi kubwa ya kazi yao. mwandishi.
Mwanasayansi maarufu duniani, Mwingereza Charles Robert Darwin alizaliwa Uingereza katika mji mdogo wa Shrewsbury karibu na London katika familia ya daktari. Darwin mwenyewe alisema juu ya wasifu wake: "Nilisoma, kisha nikajitolea safari ya kuzunguka dunia, kisha nikajifunza tena: hapa kuna tawasifu yangu.”
Darwin alianza kupendezwa na botania na zoolojia, na vile vile kemia, katika utoto wake, lakini hatima iliamuru vinginevyo: kwanza alisoma katika Chuo Kikuu cha Cambridge kama daktari, na kisha, bila kuhisi mvuto wowote wa mazoezi ya matibabu, chini ya shinikizo kutoka kwake. baba alihamishia Kitivo cha Theolojia chuo kikuu hichohicho. Mnamo 1831, Darwin alihitimu kutoka Chuo Kikuu cha Cambridge, akapokea digrii ya bachelor, na kilichobaki ni kutawazwa kuwa kasisi.
Lakini kwa wakati huu, rafiki wa Darwin huko Cambridge, Profesa wa Biolojia Henslow, baada ya kupokea idhini ya Darwin, alimpendekeza kama mwanasayansi wa asili kwenye meli ya Beagle, ambayo, chini ya amri ya Kapteni R. Fitzroy, ilikuwa ya kuzunguka ulimwengu hasa kwa madhumuni ya kijiografia. .
Labda hii ndiyo ilikuwa hatua kuu ya mabadiliko katika maisha yake. Safari hiyo ilidumu kuanzia 1831 hadi 1836. Inafafanuliwa vizuri sana katika kitabu cha Darwin “A Naturalist’s Voyage Around the World on the Beagle.”
Njia ya Beagle, iliyoanzia Devonport mnamo Desemba 27, 1831, ilipitia Bahari ya Atlantiki hadi Bahia, iliyoko huko. Ulimwengu wa Kusini, kwenye pwani ya mashariki ya Brazili. Hapa Beagle alibakia hadi Machi 12, 1832, kisha akahamia kusini kando ya pwani ya Atlantiki. Mnamo Julai 26, 1832, msafara huo ulifika mji mkuu wa Uruguay, Montevideo, na hadi Mei 1834, ambayo ni, karibu miaka miwili, ulifanya kazi kwenye pwani ya mashariki. Amerika Kusini. Wakati huu nilitembelea mara mbili Tierra del Fuego mara mbili - Visiwa vya Falkland. Darwin pia alifanya safari za ardhi. Mnamo Mei 12, 1834, Beagle ilielekea kusini, ikapitia Mlango-Bahari wa Magellan na mwishoni mwa Juni 1834 ilifika mwambao wa magharibi wa Amerika Kusini. Msafara huo ulibaki kwenye pwani ya Pasifiki ya Amerika Kusini hadi Septemba 1835, ambayo ni zaidi ya mwaka mmoja, wakati ambapo Darwin alienda kwenye safari za ardhi, haswa, alivuka Cordillera. Mnamo Septemba 1835, Beagle aliondoka Amerika Kusini, akielekea Visiwa vya Galapagos. Kufuatia hili, msafara huo ulihamia kusini-magharibi, ukafika Visiwa vya Ushirikiano, kisha Visiwa vya Urafiki, na mnamo Desemba 20, 1835, ulitia nanga kwenye Ghuba ya Visiwa karibu na kisiwa cha kaskazini cha New Zealand. Safari ya msafara ilikuwa zaidi kuelekea Australia, pwani ya kusini ambayo ilipitishwa kutoka Sydney, kupitia Tasmania, hadi Ghuba ya King George katika sehemu ya kusini-magharibi. Kutoka hapo msafara huo ulielekea kaskazini-magharibi na kufika Visiwa vya Cocos. Kisha Beagle akabadili mkondo, akielekea kisiwa cha Mauritius, akazunguka Cape Tumaini jema, alitembelea kisiwa cha St. Helena, na mnamo Agosti 1, 1836, akang'oa nanga huko Bahia, akimaliza kuzunguka kwake. Mnamo Oktoba 1836, Beagle alirudi Uingereza.
Nyenzo ambazo Darwin alileta kutoka kwa safari yake ya miaka mitano kuzunguka ulimwengu zilikuwa kubwa na tofauti. Kulikuwa na mimea na makusanyo, idadi kubwa ya rekodi tofauti na mengi zaidi.
Miaka 23 ilipita tangu Darwin arudi kutoka katika safari yake ya kuzunguka ulimwengu hadi kuchapishwa kwa kitabu chake “The Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Races in the Struggle for Life.” Wakati huo huo, mnamo 1839, kazi ya kwanza ya kisayansi ya Darwin, "Shajara ya Utafiti," ilichapishwa; mnamo 1842, alichapisha kazi juu ya muundo na usambazaji wa miamba ya matumbawe, ambayo Darwin alithibitisha kwa hakika kwamba msingi wa miamba sio wa zamani. volkano zilizotoweka, kama ilivyofikiriwa hapo awali, lakini amana za matumbawe ambazo zilijikuta chini ya maji kwa sababu ya kupungua kwa chini ya bahari. Mnamo 1842-1844. Darwin alichapisha nadharia ya msingi ya mageuzi katika Insha zake.
Baada ya kurudi kutoka kwa safari yake ya kuzunguka ulimwengu, Darwin alihama kutoka London hadi mji wa Down karibu na London, ambapo alinunua shamba ndogo, ambapo aliishi hadi mwisho wa siku zake. Darwin alioa kabla ya kuhama, na familia yake ilikuwa na watoto wengi.
Kwa hiyo, kazi kuu ya Darwin, “The Origin of Species by Natural Selection, au Uhifadhi wa Mifugo Inayopendelewa Katika Mapambano ya Uhai” (kwa ufupi, “The Origin of Species”), ilichapishwa mnamo Novemba 1859. Kitabu hicho kwa kusadikisha, pamoja na idadi kubwa ya mifano, huweka mawazo ya mwandishi, ambayo yalipindua kabisa mawazo yaliyopo hapo awali kuhusu kutobadilika kwa aina za maisha ya mimea na wanyama duniani. Hata kabla ya kitabu hicho kuchapishwa, Darwin aliandika hivi: “Pole kwa pole nilikuja kutambua kwamba Agano la Kale, pamoja na kwamba lilihusisha na Mungu hisia ya mtawala mwenye kulipiza kisasi, halikuwa lenye kutegemeka kuliko vile vitabu vitakatifu vya Wahindu au imani za Wahindu. mshenzi fulani... Kwa hiyo kidogo kidogo ikaingia ndani kukawa kutokuamini katika nafsi yangu, na mwishowe nikawa kafiri kabisa.”
Aliamini, kwanza, kwamba ulimwengu wa mimea na wanyama una sifa ya kutofautiana, yaani, aina mbalimbali za sifa na mali katika viumbe binafsi na mabadiliko katika ishara hizi na mali kwa sababu mbalimbali. Tofauti, kwa hiyo, ni msingi wa mageuzi, kiungo cha kwanza cha mageuzi. Aliamini, pili, kwamba urithi ni sababu ambayo sifa na mali za viumbe (ikiwa ni pamoja na mpya) zinaweza kupitishwa kwa vizazi vijavyo. Na hatimaye, tatu, uteuzi huo wa asili hufungua njia kwa viumbe wale ambao wamezoea zaidi hali ya maisha, mazingira ya nje, na, kinyume chake, "hutupa kando" viumbe visivyofaa.
Kwa hivyo, nguzo tatu huunda msingi wa mageuzi ya viumbe vya mimea na wanyama duniani: kutofautiana, urithi na uteuzi wa asili.
Nadharia ya kimaada ya Darwin ya mageuzi, Darwinism, ilikuwa hatua ya kimapinduzi katika maendeleo ya sayansi.
Kuchapishwa kwa kitabu cha Darwin On the Origin of Species kulipendezwa sana. Nakala zote 1,250 za toleo la kwanza ziliuzwa kwa siku moja. Toleo la pili - nakala 3,000 - pia ziliuzwa mara moja.
Mafanikio makubwa sayansi mwishoni mwa 19 - mwanzo wa karne ya 20
"Mafanikio muhimu zaidi ya sayansi mwishoni mwa 19 - mwanzo wa karne ya 20."
1. Maendeleo ya sayansi ya kimsingi na ya viwanda
Mwishoni mwa karne ya 19 na mwanzoni mwa karne ya 20, mapinduzi yalifanyika katika sayansi ya asili, ambayo yalikuwa na athari kubwa katika maendeleo ya jamii. Katika kipindi hiki, uvumbuzi mkubwa wa kisayansi ulifanywa, ambao ulisababisha marekebisho ya mawazo ya awali kuhusu ulimwengu unaozunguka. Jukumu kuu katika sayansi lilichezwa na nchi za Ulaya Magharibi, haswa England, Ujerumani na Ufaransa. Mnamo 1897, mwanafizikia wa Kiingereza J. Thomson aligundua chembe ya kwanza ya msingi - elektroni, ambayo ilikuwa sehemu ya atomi. Ilibadilika kuwa atomi, ambayo hapo awali ilizingatiwa kama kipimo cha mwisho kisichoweza kugawanywa, yenyewe ina chembe ndogo.
Wanafizikia wa Kifaransa A. Becquerel, Pierre na Marie Curie walisoma athari za radioactivity na wakafikia hitimisho kwamba baadhi ya vipengele hutoa nishati bila mpangilio. Mnamo 1901, M. Planck (Ujerumani) alianzisha kuwa nishati haitolewi katika mito inayoendelea, kama ilivyofikiriwa hapo awali, lakini kwa mihimili tofauti - quanta. Mnamo 1911, mwanafizikia wa Kiingereza E. Rutherford alipendekeza nadharia ya kwanza ya sayari ya muundo wa atomi, kulingana na ambayo atomi ni sawa na mfumo wa jua: elektroni - chembe hasi za umeme - huzunguka kiini chanya. Niels Bohr (Denmark) mnamo 1913 alianzisha wazo la mpito wa kuruka-kama wa elektroni kutoka obiti moja hadi nyingine, ambayo inapokea au inachukua kiasi cha nishati. Ugunduzi wa Bohr na Planck ulitumika kama msingi wa maendeleo ya fizikia ya kinadharia.
Baada ya utafiti katika uwanja wa fizikia ya quantum, jambo jipya halikuendana na uelewa wa Newton wa jambo. Ufafanuzi wa jambo hili ulitolewa na L. Einstein, ambaye katika nadharia yake ya uhusiano (1905) alithibitisha kwamba maada, nafasi na wakati vinaunganishwa. Picha ya Newton ya ulimwengu yenye nafasi kamili na wakati kamili hatimaye ilikataliwa: kulingana na Einstein, wakati ulipungua kwa kasi iliyo karibu na kasi ya mwanga, na nafasi inaweza kupindwa. Kazi za mwanasayansi zimepata umaarufu duniani kote.
Mnamo 1869, mwanasayansi mkuu wa Kirusi D.I. Mendeleev aligundua sheria ya upimaji ya vipengele vya kemikali. Ilibainika kuwa nambari ya serial ya kitu kwenye jedwali la upimaji haina kemikali tu, bali pia maana ya mwili, kwani inalingana na idadi ya elektroni kwenye tabaka za ganda la atomi fulani. Electrochemistry, photochemistry, kemia ya vitu vya kikaboni vya asili ya asili (biochemistry) na pharmacology ya kemikali ilikua haraka.
2. Maendeleo ya genetics, biolojia, dawa
Kulingana na mafanikio ya biolojia (utafiti wa muundo wa seli za viumbe) na nadharia ya mwanasayansi wa asili wa Kicheki G. Mendel kuhusu mambo yanayoathiri urithi, mwanasayansi wa Ujerumani I A. Weismann na mwanasayansi wa Marekani T. Morgan waliunda misingi ya genetics - sayansi ya maambukizi ya sifa za urithi katika ulimwengu wa mimea na wanyama. Utafiti wa kitamaduni katika uwanja wa fizikia ya mfumo wa moyo na mishipa na viungo vya mmeng'enyo ulifanywa na mwanasayansi wa Urusi I.P. Pavlov. Baada ya kusoma ushawishi wa shughuli za juu za neva wakati wa michakato ya kisaikolojia, aliendeleza nadharia ya reflexes ya hali.
Maendeleo katika biolojia yametoa msukumo mkubwa kwa maendeleo ya dawa. Wakiendelea na utafiti wa mwanabakteria wa Kifaransa L. Pasteur, wafanyakazi wa Taasisi ya Pasteur huko Paris kwa mara ya kwanza walitengeneza chanjo za kinga dhidi ya magonjwa kadhaa: kimeta, kipindupindu cha kuku na kichaa cha mbwa. Mwanasaikolojia wa Ujerumani R. Koch na wanafunzi wake wengi waligundua mawakala wa causative ya kifua kikuu, homa ya matumbo, diphtheria, syphilis na kuunda madawa dhidi yao.
Shukrani kwa mafanikio ya kemia, dawa imejazwa tena na idadi ya dawa mpya. Aspirini inayojulikana sasa, pyramidon na madawa mengine yalionekana katika arsenal ya dawa ya madaktari. Madaktari kutoka kote ulimwenguni walitengeneza misingi ya kisayansi ya usafi wa mazingira na usafi, hatua za kuzuia na kudhibiti magonjwa ya milipuko.
3. Mafanikio katika uwanja wa teknolojia, teknolojia mpya, usafiri
Mafanikio ya kisayansi katika matawi mbalimbali ya ujuzi yamewezesha maendeleo ya haraka ya teknolojia, teknolojia ya uzalishaji, usafiri na mawasiliano. Sekta zinazoongoza zinamilikiwa na uhandisi wa mitambo, nishati ya umeme, madini, tasnia ya kemikali, na usafirishaji. Hatua kubwa zaidi ya kuongeza upatikanaji wa nishati ya uzalishaji na usafirishaji wa viwandani ilikuwa uzalishaji wa umeme kwa wingi kwa kutumia dynamos, mifano ya kwanza ambayo ilionekana katika miaka ya 70 ya karne ya 19.
Mapinduzi ya kweli katika teknolojia yalikuwa kuibuka kwa madarasa mapya ya injini iliyoundwa na wavumbuzi wa Ujerumani H. Ommo (1876) na R. Diesel (1897). Injini hizi za mafuta za kioevu zilizoshikana na zenye ufanisi mkubwa zitapatikana hivi karibuni
zilitumika katika gari la kwanza la G. Daimler na K. Benz (1886, Ujerumani), ndege ya kwanza ya ndugu W. na O. Wright (1903, USA) na ya kwanza.
injini ya dizeli (locomotive ya dizeli) ya kampuni ya Klose-Schulzer (1912, Ujerumani).
Katika madini, njia mpya ya kuyeyusha chuma iligunduliwa - kibadilishaji, na pia njia ya kutengeneza alumini na shaba kwa kutumia electrolysis. Upasuaji ulianzishwa katika tasnia - mchakato wa kuoza mafuta yasiyosafishwa ili kutoa mafuta ya kioevu nyepesi. Nchini Ujerumani, njia ilitengenezwa kwa ajili ya kuzalisha petroli kutoka kwa makaa ya mawe.
Mabadiliko makubwa yametokea katika ujenzi, ambapo viwango vya juu vya chuma vimetumika sana. Matumizi ya chuma na miundo ya saruji iliyoimarishwa ilifanya iwezekane kusimamisha majengo, madaraja, viata na vichuguu vya ukubwa usio na kifani. Kwa hiyo, mwaka wa 1905, Tunnel ya Simplon, yenye urefu wa kilomita 20, ilijengwa chini ya Alps. Muda wa kati wa Daraja la Quebec, lililojengwa nchini Kanada mnamo 1917, lilifikia mita 550, na urefu wa skyscraper ya New York Woolworth, iliyojengwa mnamo 1913, ilikuwa 242 m.
Katika kipindi hiki, kulikuwa na mabadiliko ya kimsingi katika shirika la uzalishaji unaohusishwa na uzalishaji wa bidhaa zilizo na viwango vingi na mpito kwa uzalishaji wa conveyor. Kiini cha uzalishaji wa conveyor ni kwamba taratibu za usindikaji na mahali pa kazi ziko pamoja na mchakato wa kiteknolojia, na mchakato yenyewe, umegawanywa katika idadi ya shughuli rahisi, ulifanyika kwa kuendelea. Conveyor ilitumika kwa mara ya kwanza katika viwanda vya T. Ford nchini Marekani.
Mmoja wa magwiji wakubwa wa magari duniani, Henry Ford, alizaliwa katika familia ya wakulima. Baada ya kuacha shule, alikua mwanafunzi katika duka la magari na hivi karibuni akafungua karakana yake ya kutengeneza mashine za kilimo. Kuanzia 1887 hadi 1899, Ford alifanya kazi kwa Edison na akamaliza kazi yake kama mhandisi mkuu.
Tangu 1890, alipendezwa na utengenezaji wa magari na kwa wakati wake wa bure alijenga gari lake la kwanza, ambalo lilikuwa na injini ya silinda mbili. Mnamo 1899, Ford ilihamia Kampuni ya Magari ya Detroit. Tangu wakati huo, Ford imekuwa ikitengeneza magari pekee. Lakini mafanikio ya kweli yalikuja kwake tu mnamo 1903, wakati mfano wa Ford 99 na injini ya farasi 80 ilishinda mashindano mengi ya kasi. Kwa wakati huu, Ford alikuwa na umri wa miaka arobaini na alianzisha kampuni yake ya utengenezaji wa magari.
Ford ilijiwekea kazi mpya kabisa - kutengeneza gari la kwanza linalopatikana kwa ujumla na linalozalishwa kwa wingi. Kwa kufanya hivyo, lazima iwe nafuu ya kutosha na wakati huo huo nguvu na kudumu. Kwa kutumia chuma chepesi na chenye nguvu, Henry Ford alianza kutengeneza magari ya bei nafuu ambayo karibu kila mtu angeweza kununua.
4. Kuboresha vifaa vya kijeshi
Ukuaji wa uchokozi wa mamlaka zinazoongoza, kwa upande mmoja, na uwezo wa kiufundi, kwa upande mwingine, ulisababisha maendeleo ya haraka na uboreshaji wa vifaa vya kijeshi. Mhandisi wa Amerika H. Maxim aligundua bunduki nzito ya mashine mnamo 1883. Kisha bunduki za mashine nyepesi za mifumo mingine zilionekana. Mwanzoni mwa Vita vya Kwanza vya Kidunia, aina kadhaa za bunduki za kiotomatiki zilikuwa zimeundwa. Mwelekeo wa kuelekea automatisering pia ulizingatiwa katika silaha, ambapo sampuli za bunduki za nusu-otomatiki zilionekana.
Miradi ya kwanza ya gari la kivita, ambalo baadaye liliitwa tanki, lilipendekezwa nchini Urusi (1911-1915) na wahandisi V.D. Mendeleev, A.A. Porokhovshchikov, A.A. Vasilyev", huko Great Britain - De Mol (1912), huko Austria -Hungary - G. Burshtyn (1913), lakini hazikutengenezwa, ingawa gari la mapigano la Porokhovshchikov ("All-terrain vehicle") lilitengenezwa Mei 1915. Kufikia vuli ya 1916, Waingereza walikuwa wameunda mizinga kadhaa ("Mark-1" ) na Mnamo Septemba 15, walikuwa wa kwanza kuzitumia katika vita karibu na Mto Somme (magari 32) wakati wa Vita vya Kwanza vya Dunia. Wakati wa vita, Ufaransa ilizalisha mizinga ya Renault, na Wajerumani waliipata tu mwaka wa 1918. Jumla ya 2 zilitolewa nchini Uingereza wakati wa vita 900, Ufaransa - 6,200, Ujerumani - mizinga 100.
Kuonekana kwa ndege ya kwanza ya kijeshi ilianza 1909-1910. Nchini Urusi, ndege zilitumiwa kwanza kwa madhumuni ya kijeshi wakati wa uendeshaji katika wilaya za kijeshi za St. Mwanzoni mwa Vita vya Kwanza vya Kidunia, Urusi ilikuwa na ndege 263 za kijeshi (zaidi zilizotengenezwa na Ufaransa), Ufaransa -156, Great Britain - 30, USA - 30, Ujerumani - 232, Austria-Hungary - 65.
Huko Urusi mnamo 1914, mshambuliaji wa kwanza wa ulimwengu, Ilya Muromets, aliwekwa kazini. Mnamo 1915, ndege ya kivita ya kiti kimoja iliingia huduma: Newport na Spud huko Ufaransa, na Fokker huko Ujerumani.
Katika jeshi la wanamaji, ukuu ulikuwa wa meli za kivita za mvuke na unene wa silaha wa hadi 610 mm. Moja ya meli za kwanza kama hizo ilikuwa meli ya kivita ya Urusi Peter the Great (1877). Mashindano ya silaha za wanamaji yalipelekea kuundwa kwa meli za kivita zenye nguvu kubwa zenye silaha nzito za kivita. Meli ya kwanza ya darasa hili ilijengwa nchini Uingereza (1905-1906). Iliitwa "Dreadnought". Hivi karibuni, meli kama hizo zilianza kujengwa na USA, Urusi na Ujerumani.
Ili kupambana na ukuu wa jeshi la majini la Uingereza, amri ya Wajerumani ilianza kutengeneza manowari. Wakati wa vita, madarasa mapya ya meli yalionekana: wabebaji wa ndege, meli za doria, boti za torpedo. Mchukuzi wa kwanza wa ndege aliye na sitaha ya njia ya kurukia ndege alibadilishwa nchini Uingereza kutoka kwa cruiser ambayo haijakamilika Furies na inaweza kubeba ndege 4 za upelelezi na mpiganaji.
Maendeleo ya sayansi na teknolojia yalifungua uwezekano wa maendeleo, lakini wakati huo huo yalisababisha mashindano ya silaha, na hii iliongeza mvutano wa kimataifa.
Bibliografia
Ya.M. Berdichevsky, S.A. Osmolovsky "Historia ya Dunia" 2001 P. 111-128.
S.L. Brahmin "Historia ya Uropa". 1998 ukurasa wa 100-109
L.A. Kitabu cha maandishi cha Livanov "Historia ya Dunia". 2002 ukurasa wa 150-164.
Zagladin N.V. Historia ya Dunia. Historia ya Urusi na ulimwengu kutoka nyakati za zamani hadi mwisho wa karne ya 19: kitabu cha maandishi cha daraja la 10. Toleo la Ї la 6. Ї M.: LLC "TID "Neno la Kirusi Ї RS", 2006 (§ 41).
Muhtasari sawa:
Wasifu wa Henry Ford. Hitler alimtunuku "Grand Cross of the German Eagle". "Ushawishi mbaya" wa Wayahudi kwenye pande tofauti Maisha ya Marekani. Kuandaa Ford Motor na usafiri wa kijeshi kwa majeshi ya Marekani, Soviet na Nazi katika Vita Kuu ya II.
Utungaji wa kisayansi na shughuli za wanasayansi wa Urusi katika miongo ya kabla ya mapinduzi. Vituo sayansi ya kimsingi nchini Urusi na mafanikio yao, matumizi ya uvumbuzi katika mienendo ya kisasa ya roketi na nadharia msukumo wa ndege, kemia, teknolojia na utengenezaji wa vyombo.
Jumuiya ya viwanda ni jamii ambayo sekta ya mashine inachukua nafasi inayoongoza, kuamua ustawi wake, uwezo wa kijeshi, hali ya kimataifa.
Maendeleo ya teknolojia yamekuwa na athari kubwa kwa dawa. Fundisho la mageuzi Darwin alichangia maendeleo ya biolojia na anatomy, ambayo ilianza kutumikia mahitaji ya dawa. Kama ilivyoelezwa tayari, mahusiano ya kibepari ilichukua sura katika nchi za Ulaya nyakati tofauti, ndio maana maendeleo ya sayansi yalifanyika...
Mkataba wa Majini wa Uingereza na Urusi. Muungano wa Anglo-Russian dhidi ya kambi ya Austro-Ujerumani.
Vita vya Franco-Prussia na matokeo yake na mabadiliko katika mfumo mahusiano ya kimataifa. Kuimarisha migongano ya Anglo-Kijerumani, kuundwa kwa Entente, mpito wa Ujerumani kwa siasa za dunia. Migogoro na migogoro ya kimataifa mwanzoni mwa karne ya 20, mbio za silaha.
Sifa kuu maendeleo ya kiuchumi zinazoongoza nchi za Magharibi zamu ya XIX-XX karne nyingi Matokeo ya mabadiliko ya kiufundi na kiteknolojia katika theluthi ya mwisho ya karne ya 19. Tabia za tabia pili mapinduzi ya viwanda. Uundaji mpya wasomi wa ubepari mwanzo wa karne ya ishirini
Orodha ya Marais wa Marekani.
Utafiti mwanzoni mwa karne ya ishirini (1901-1917) Jamii ya tatu ya wanakemia wa Kirusi inajumuisha wale waliozaliwa katika miaka ya 1870. Kama sheria, wote walipokea elimu ya kemikali huko Urusi, walichukua hatua zao za kwanza katika sayansi chini ya mwongozo wa wenzao wa nyumbani. Kwa hivyo, kazi yao ni kubwa ...
Tabia mafanikio bora kisayansi na mawazo ya kiufundi Karne ya XX Karne ya ishirini kama kipindi cha utawala wa ulimwengu wa Amerika. Uchambuzi wa aina za mwingiliano kati ya nchi zinazoongoza na nchi za nje. Masharti na umuhimu wa kuanzishwa kwa sarafu moja ya Pan-Ulaya - euro.
Katika karne ya 20, sayansi asilia ilikua haraka sana: fizikia, kemia, unajimu, biolojia, jiolojia na zingine nyingi. Sayansi imetoa maoni na maendeleo mengi; uzalishaji, kwa upande wake, umeipa sayansi vifaa na zana ngumu na za hali ya juu. Haya yote kwa pamoja yalichochea maendeleo ya sayansi. Matokeo ya mchanganyiko huu wenye matunda mengi ya sayansi na uzalishaji yalikuwa mafanikio ya maendeleo yao ya juu, ambayo yalisababisha kutokea kwa mapinduzi ya tatu ya kisayansi na kiteknolojia katikati ya karne ya 20.
Fizikia
Katika karne ya 20, mengi yalifanyika katika uwanja wa kusoma muundo wa maada. Mwanafizikia maarufu wa Kiingereza Ernest Rutherford(1871 - 1937) kwa majaribio iligundua kuwa atomi zina viini ambamo karibu misa yao yote imejilimbikizia, na kuendeleza mfano wa sayari wa muundo wa atomi (1911). Huenda huu ulikuwa mfano wa mwisho (au labda wa kwanza na wa mwisho) wa atomi ambao ni rahisi kufikiria. Kulingana na mfano wa sayari, elektroni huzunguka kiini cha atomi (kama sayari zinazozunguka Jua) na wakati huo huo, kulingana na sheria za elektroni za asili, zinaendelea kutoa nishati ya umeme. Walakini, mfano wa sayari wa Rutherford wa atomi haukuweza kuelezea kwa nini elektroni, zikizunguka kiini katika obiti za mviringo na, kwa hivyo, zinakabiliwa na kasi ya kila wakati na kwa hivyo kutoa na kupoteza nishati yao ya kinetic kila wakati, hazikaribii kiini na hazianguki juu yake. uso.
Mfano wa atomi uliopendekezwa na mwanafizikia maarufu wa Denmark Niels Henrik David Bohr (1885 - 1962), ingawa ilitegemea mfano wa sayari ya Rutherford, haikuwa na ukinzani ulioonyeshwa. Kwa hili, Bohr alianzisha machapisho ambayo sasa yana jina lake, kulingana na ambayo atomi zina kinachojulikana kama obiti za stationary ambazo elektroni husogea bila kutoa, wakati mionzi hutokea tu katika hali hizo wakati zinatoka kwenye obiti moja ya stationary hadi nyingine (katika kesi hii. mabadiliko ya nishati ya atomiki). Dhana ya kipaji ya Bohr (au wazo), licha ya kutofautiana kwake ndani, inaunganisha
Ufafanuzi wa mechanics ya classical ya Newton, inayotumiwa kuelezea mwendo wa elektroni na vikwazo vya quantum kwenye mwendo wa elektroni ambazo hazikubaliki kutoka kwa mtazamo wake, hata hivyo imepata uthibitisho wa majaribio.
Mafanikio makubwa katika fizikia yalikuwa uundaji wa mechanics ya quantum (wimbi), kulingana na ambayo chembe ndogo zina asili ya mawimbi mawili ya mwili. Mechanics ya quantum - moja ya sehemu kuu za nadharia ya quantum - nadharia ya jumla ya kimwili, sio tu ilitoa mawazo mapya, ya mapinduzi kuhusu microparticles, lakini pia ilifanya iwezekanavyo kuelezea mali nyingi za miili ya macroscopic.
Masharti ya maendeleo ya mechanics ya quantum yalikuwa kazi ya kuunda dhana za quantum za Planck, Einstein na Bohr. Mnamo 1924, mwanafizikia wa Ufaransa Louis de Broglie kuweka mbele wazo la asili ya mawimbi mawili ya corpuscular ya sio tu mionzi ya umeme (photons), lakini pia chembe ndogo ndogo, na hivyo kuweka msingi wa mechanics ya quantum. Baadaye kidogo, majaribio yalifanywa ambayo mgawanyiko wa chembechembe ndogo ulionekana - kutawanyika kwa mtiririko wa chembechembe ndogo (mtiririko wa chembechembe zinazoinama kuzunguka vizuizi kadhaa), ikionyesha tabia zao za wimbi, ambayo ilikuwa uthibitisho wa majaribio wa nadharia ya de Broglie.
Mnamo 1925, mmoja wa waundaji wa mechanics ya quantum alikuwa mwanafizikia wa nadharia ya Uswizi. Wolfgang Pauli(1900 - 1958) alitunga kanuni inayoitwa kutengwa - sheria ya msingi ya asili, kulingana na ambayo hakuna atomi au molekuli inaweza kuwa na elektroni mbili katika hali sawa. Mwanafizikia wa kinadharia wa Austria Erwin Schrödinger(1887 - 1961) alitengeneza mechanics ya wimbi mnamo 1926 na kuunda mlinganyo wake wa kimsingi. Mwanafizikia wa nadharia wa Ujerumani Werner Heisenberg(1901 - 1976) aliunda kanuni ya kutokuwa na uhakika (1927), kulingana na ambayo maadili ya kuratibu na wakati wa chembe ndogo haziwezi kutajwa wakati huo huo na kiwango cha juu cha usahihi. Mwanafizikia wa Kiingereza Paul Dirac aliweka misingi ya quantum electrodynamics (1929) na nadharia ya quantum ya mvuto, alianzisha nadharia ya relativistic ya mwendo wa elektroni, kwa msingi ambao alitabiri (1931) kuwepo kwa positron - antiparticle ya kwanza (chembe katika mambo yote sawa na yake "mara mbili", katika kesi hii elektroni, lakini tofauti na ni ishara ya malipo ya umeme, wakati magnetic na baadhi ya sifa nyingine), maangamizi na kuzaliwa kwa jozi. Mnamo 1932, mwanafizikia wa Amerika Carl David Anderson aligundua antiparticle ya elektroni, positron, katika miale ya cosmic, na mwaka wa 1936, muon.
Nyuma mnamo 1896, mwanafizikia wa Ufaransa Pierre Curie(1859 - 1906) pamoja na mkewe Marie Skłodowska-Curie(1867 - 1934) na mwanafizikia wa Kifaransa Antoine Henri Becquerel(1852 - 1908) aligundua mabadiliko ya mionzi na mionzi ya vitu vizito. Mnamo 1934 Wanandoa wa fizikia wa Ufaransa Irene(binti ya P. Curie na M. Sklodowska-Curie) na Frederic Joliot-Curie(1900 - 1958) aligundua mionzi ya bandia. Ugunduzi na mwanafizikia wa Kiingereza James Chadwick(1891 - 1974) mnamo 1932 neutroni ilisababisha mawazo ya kisasa, ya protoni-neutroni kuhusu muundo wa nuclei za atomiki.
Ukuzaji wa fizikia ya nyuklia na uchunguzi wa athari za nyuklia uliwezeshwa sana na uundaji wa viongeza kasi vya chembe chaji. Idadi ya chembe za msingi zinazojulikana zimeongezeka mara nyingi. Wengi wao wanaweza kuishi kwa muda mfupi tu. Ilibadilika kuwa chembe za msingi zinaweza kubadilika, kwamba sio za msingi hata kidogo. Kulingana na kulinganisha kwa mafanikio na mwanafizikia maarufu wa Soviet V.L. Ginzburg, kila kitu kinatokea kana kwamba tunashughulika na "mwanasesere asiye na kiota": unagundua chembe moja ya msingi, na nyuma yake "ya msingi zaidi," na kadhalika bila mwisho. Pengine inaweza kusema kwamba wanafizikia wengi wa kisasa wanatambua kuwepo kwa chembe maalum za msingi - quarks na antiparticles sambamba - antiquarks. Inachukuliwa kuwa quarks zina malipo ya umeme ya sehemu. Quarks hazijagunduliwa kwa majaribio, lakini labda kwa sababu haziwezi kuwepo katika hali ya bure, isiyofungwa.
Haiwezekani kutotambua athari kubwa ya fizikia kwenye sayansi nyingine na katika maendeleo ya teknolojia. Kwa sababu ya ukweli kwamba mada hii haiwezi kumaliza, tutarejelea tu sayansi ambazo jina lake linaonyesha ushawishi wa fizikia: astro-, geo- na biofizikia, kemia ya mwili na zingine zingine.
Ukuaji wa haraka wa fizikia ya nyuklia uliwezekana mnamo 1939 - 1945. kuchukua hatua madhubuti katika kukomboa nishati ya nyuklia. Mara ya kwanza, ugunduzi huu bora wa kisayansi ulitumiwa kwa madhumuni ya kijeshi kuunda silaha za nyuklia na nyuklia, na kisha kwa madhumuni ya amani: kiwanda cha kwanza cha nguvu za nyuklia kilijengwa katika Umoja wa Kisovyeti na kuanza kufanya kazi mwaka wa 1954. Baadaye, kadhaa ya mitambo ya nguvu ya nyuklia zilijengwa katika nchi nyingi duniani, ambapo sehemu kubwa ya umeme huzalishwa.
Kulingana na fizikia ya fuwele, nadharia ya semiconductors, ambayo ina umuhimu mkubwa wa vitendo, uchambuzi wa diffraction ya X-ray, pamoja na darubini ya elektroni na njia ya atomi zilizowekwa alama, ambayo ilichukua jukumu kubwa katika maendeleo ya nyanja nyingi za teknolojia. , na, labda, hasa metallurgy, iliundwa. Elektroniki inadaiwa mengi kwa fizikia na mafanikio yake - sayansi ya mwingiliano wa elektroni na uwanja wa umeme na njia za kuunda vifaa vya elektroniki, ambavyo, kwa upande wake, ni muhimu sana kwa maeneo mengi ya teknolojia, haswa kwa kompyuta za elektroniki.
Albert Einstein. Nadharia ya uhusiano
Majaribio ya mwanafizikia wa Marekani Albert Abraham Michelson(1852 - 1931) kwa kuamua kasi ya mwanga (pamoja na majaribio maarufu ya "Michelson") ilionyesha uhuru wake kutoka kwa harakati za Dunia. Ilibadilika kuwa kasi ya mwanga katika nafasi tupu daima ni mara kwa mara na, ya ajabu kama inaweza kuonekana, kwa mtazamo wa kwanza, huru ya harakati ya chanzo au mpokeaji wa mwanga.
Ugunduzi wa Michelson haungeweza kuelezewa kutoka kwa maoni ya nadharia za mwili zilizokuwepo wakati huo. Kwanza, kutoka kwa kanuni ya uhusiano wa Galileo inafuata kwamba ikiwa mifumo miwili ya kuratibu inasonga kwa kila mmoja kwa usawa na kwa usawa, i.e., katika lugha ya mechanics ya kitamaduni, mifumo hiyo haina nguvu, basi sheria zote za asili zitakuwa sawa kwao. Kwa kuongezea, haijalishi ni mifumo ngapi kama hiyo (mbili au zaidi), hakuna njia ya kuamua ni ipi kati yao kasi inaweza kuzingatiwa kuwa kamili. Pili, kwa mujibu wa mechanics ya classical, kasi ya mifumo ya inertial inaweza kubadilishwa jamaa moja hadi nyingine, yaani, kujua kasi ya mwili (hatua ya nyenzo) katika mfumo mmoja wa inertial, mtu anaweza kuamua kasi ya mwili huu katika mfumo mwingine wa inertial. , na maadili ya kasi ya mwili huu katika mifumo tofauti ya uratibu wa inertial ni tofauti.
Kwa wazi, nafasi ya pili inapingana na majaribio ya Michelson, kulingana na ambayo, tunarudia, mwanga una kasi ya mara kwa mara bila kujali harakati ya chanzo au mpokeaji wa mwanga, yaani, bila kujali mifumo ya uratibu wa inertial kuhesabu hufanyika.
Upinzani huu ulitatuliwa kwa msaada wa nadharia ya uhusiano - nadharia ya kimwili, sheria za msingi ambazo zilianzishwa na A. Einstein mwaka wa 1905 (nadharia ya kibinafsi au maalum ya relativity) na mwaka wa 1907-1916. (nadharia ya jumla ya uhusiano).
Mwanafizikia mkubwa wa kinadharia Albert Einstein(1879 - 1955) alizaliwa nchini Ujerumani (Ulm). Kuanzia umri wa miaka 14 aliishi Uswizi na familia yake. Alisoma katika Taasisi ya Zurich Polytechnic na, alihitimu mwaka wa 1900, alifundisha katika shule za miji ya Schafhausen na Winterthur. Mnamo 1902, alifanikiwa kupata nafasi kama mtaalam katika Ofisi ya Patent ya Shirikisho huko Bern, ambayo ilimfaa zaidi kifedha. Miaka ya kazi katika ofisi (kutoka 1902 hadi 1909) ilikuwa miaka ya shughuli za kisayansi zenye matunda sana kwa Einstein. Wakati huu, aliunda nadharia maalum ya uhusiano, alitoa nadharia ya hisabati ya mwendo wa Brownian, ambayo, kwa njia, ilibaki bila kuelezewa kwa karibu miaka 80, iliendeleza dhana ya quantum ya mwanga, ilifanya utafiti katika fizikia ya takwimu na idadi. ya kazi zingine.
Ni mnamo 1909 tu ambapo mafanikio makubwa ya kisayansi ya Einstein tayari yalijulikana sana, yalithaminiwa (mbali kabisa), na alichaguliwa profesa katika Chuo Kikuu cha Zurich, na mnamo 1911 - katika Chuo Kikuu cha Ujerumani huko Prague. Mnamo 1912, Einstein alichaguliwa kuwa mkuu wa idara katika Taasisi ya Zurich Polytechnic na akarudi Zurich. Mnamo 1913, Einstein alichaguliwa kuwa mshiriki wa Chuo cha Sayansi cha Prussia na Bavaria, na alihamia Berlin, ambapo aliishi hadi 1933, akiwa mkurugenzi wa Taasisi ya Fizikia na profesa katika Chuo Kikuu cha Berlin. Katika kipindi hiki cha wakati, aliunda nadharia ya jumla ya uhusiano (uwezekano mkubwa zaidi kukamilika, tangu alianza kuifanyia kazi mnamo 1907), aliendeleza nadharia ya quantum ya mwanga, na kufanya tafiti zingine kadhaa. Mnamo 1921, Einstein alipewa Tuzo la Nobel kwa kazi yake katika uwanja wa fizikia ya kinadharia, haswa kwa ugunduzi wa sheria za athari ya picha ya umeme (jambo linalohusisha kutolewa kwa elektroni kutoka kwa kigumu au kioevu kama matokeo ya hatua ya athari ya picha. mionzi ya sumakuumeme).
Mnamo 1933, kwa sababu ya kushambuliwa kwake na wanaitikadi wa Ufashisti wa Ujerumani kama mtu wa umma - mpiganaji dhidi ya vita na Myahudi, Einstein aliondoka Ujerumani, na baadaye, kama ishara ya kupinga ufashisti, alikataa uanachama katika Chuo cha Ujerumani. Sayansi. Einstein alitumia sehemu nzima ya mwisho ya maisha yake huko Princeton (USA), akifanya kazi katika Taasisi ya Utafiti wa Msingi ya Princeton.
Nadharia ya uhusiano inategemea ukweli kwamba dhana za nafasi na wakati, tofauti na mechanics ya Newton, sio kamili. Nafasi na wakati, kulingana na Einstein, zimeunganishwa kikaboni na maada na kila mmoja. Tunaweza kusema kwamba kazi ya nadharia ya uhusiano inakuja kwa kuamua sheria za nafasi ya nne-dimensional, kuratibu tatu ambazo ni kuratibu za kiasi cha tatu-dimensional (x, y, z), na kuratibu ya nne ni wakati. (t).
Kudumu kwa kasi ya mwanga, kuthibitishwa na uzoefu, hutulazimisha kuachana na dhana ya wakati kabisa.
Kasi ya mwanga, sawa, kama tunavyojua, kwa thamani kubwa - 300,000 km / s, ni kikomo. Kasi ya kitu chochote haiwezi kuwa juu zaidi.
Mnamo 1905, Einstein alichanganya dhana za nafasi na wakati. Miaka kumi na moja baadaye, aliweza kuonyesha kwamba nguvu ya uvutano ya Newtonia ni dhihirisho la muungano huu wa ujasiri kwa maana ya kwamba nguvu ya uvutano ya Newton ina maana ya kuwepo kwa mkunjo katika kipindi kimoja cha muda.
Einstein alifikia hitimisho kwamba nafasi halisi sio ya Euclidean, kwamba mbele ya miili inayounda uwanja wa mvuto, sifa za upimaji wa nafasi na wakati huwa tofauti kuliko kutokuwepo kwa miili na uwanja wanaounda. Kwa hiyo, kwa mfano, jumla ya pembe za pembetatu ni kubwa kuliko π, wakati unapita polepole zaidi. Einstein alitoa tafsiri ya kimwili ya nadharia ya N.I. Lobachevsky. Misingi ya nadharia ya jumla ya uhusiano inaonyeshwa katika usawa wa uwanja wa mvuto uliopatikana na Einstein.
Ikiwa nadharia maalum ya uhusiano haikuthibitishwa tu kwa majaribio, wakati wa uundaji na uendeshaji wa viongeza kasi vya microparticle na athari za nyuklia, lakini tayari imekuwa chombo muhimu kwa mahesabu yanayofanana, basi kwa nadharia ya jumla ya uhusiano hali ni tofauti.
Kuchelewa katika uwanja wa uthibitishaji wa majaribio wa uhusiano wa jumla kunatokana na udogo wa athari zinazoweza kufikiwa kwa uchunguzi Duniani na ndani ya mfumo wa Jua, na usahihi wa kulinganisha wa mbinu zinazolingana za unajimu.
Mwanzilishi wa nadharia ya quantum ni mwanafizikia maarufu wa Ujerumani, mwanachama wa Chuo cha Sayansi cha Berlin, Mwanachama wa Heshima wa Chuo cha Sayansi cha USSR. Max Planck (1858-1947). Planck alisoma katika Vyuo Vikuu vya Munich na Berlin, akisikiliza mihadhara ya Helmholtz, Kirchhoff na wanasayansi wengine mashuhuri. Alifanya kazi hasa Kiel na Berlin. Kazi kuu za Planck, ambazo ziliandika jina lake katika historia ya sayansi, zinahusiana na nadharia ya mionzi ya joto.
Hatua ya uamuzi ilichukuliwa na Planck mnamo 1900, wakati alipendekeza mbinu mpya (isiyoendana kabisa na maoni ya kitamaduni): kuzingatia nishati ya mionzi ya sumakuumeme kama dhamana ya kipekee ambayo inaweza kupitishwa tu kwa sehemu tofauti, ingawa ndogo (quanta). . Kama sehemu hiyo (quantum) ya nishati, Planck alipendekeza thamani E = hv, erg ni sehemu (quantum) ya nishati ya mionzi ya umeme, sec -1 ni mzunguko wa mionzi, h=6.62*10 -27 erg*sec - isiyobadilika, ambayo baadaye ilipokea jina la Planck's constant au wingi wa hatua wa Planck.
Dhana ya Planck ilifanikiwa sana, au bora zaidi, nzuri zaidi. Planck sio tu imeweza kupata equation kwa mionzi ya joto ambayo inalingana na uzoefu, lakini mawazo yake yakawa msingi wa nadharia ya quantum - mojawapo ya nadharia za kina zaidi za kimwili, ambazo sasa ni pamoja na mechanics ya quantum, takwimu za quantum, na nadharia ya uwanja wa quantum.
Muundo wa jambo. Nadharia ya quantum
Fizikia ya atomiki kama sayansi huru iliibuka kwa msingi wa ugunduzi wa mionzi ya elektroni na mionzi. Elektroni - chembe ndogo iliyo na chaji hasi na misa ya takriban 9 * 10 -28 g - moja ya vitu kuu vya kimuundo - iligunduliwa na mwanafizikia maarufu wa Kiingereza. Joseph John Thomson (1856 - 1940), mwanachama (1884) na
Rais (1915 - 1920) wa Jumuiya ya Kifalme ya London, mwanachama wa heshima wa kigeni wa Chuo cha Sayansi cha USSR.
Mnamo 1896, wanafizikia wa Ufaransa Pierre Curie, Marie Sklodowska-Curie na A. Becquerel waligundua kwanza mionzi ya chumvi ya uranium. Jambo la mionzi, ambalo hatimaye lilikanusha wazo la kutogawanyika (kutobadilika) kwa atomi, linajumuisha mabadiliko ya hiari ya viini vya atomiki visivyo na msimamo ndani ya viini vya vitu vingine (atomi zingine), ambayo hufanyika kama matokeo ya mionzi ya nyuklia. Ilibadilika pia (hii ilikuwa muhimu sana kwa dawa) kwamba mionzi iliyogunduliwa na Becquerel inaweza kupenya ndani ya maada na kwa hivyo ilikuwa njia ya kupata picha, kwa mfano, za viungo vya ndani vya mwanadamu.
Pierre Curie na mkewe Marie Skłodowska-Curie pia walishughulikia masuala ya mionzi na vipengele vingine. Waligundua vitu vipya mnamo 1898: polonium na radium. Ilibainika kuwa mionzi ya mionzi inaweza kuwa ya aina mbili: ama kiini cha kipengele cha mionzi hutoa chembe ya alpha (kiini cha atomi ya heliamu yenye chaji chanya 2e) au chembe ya beta (elektroni iliyo na chaji hasi -e) . Katika visa vyote viwili, atomi ya kitu chenye mionzi hubadilika kuwa chembe ya kitu kingine (hii inategemea dutu ya asili ya mionzi na aina ya mionzi ya mionzi).
Katika utafiti wa radioactivity, kazi ya pamoja ya mwanafizikia maarufu wa Kiingereza Ernest Rutherford na mwanakemia maarufu wa Kiingereza ilikuwa muhimu sana. Frederica Soddy (1877 - 1956), uliofanywa mwaka 1899-1907. Walitumia uranium, thoriamu na actinium kama vitu vya awali vya mionzi. Isotopu zinazojulikana ziligunduliwa, i.e. aina za kitu kimoja cha kemikali ambacho kina mali sawa ya kemikali na huchukua nafasi sawa katika jedwali la mara kwa mara la vitu vya Mendeleev, lakini hutofautiana katika wingi wa atomi.
E. Rutherford, mwanachama wa Royal Society ya London, mwanachama wa heshima wa Chuo cha Sayansi cha USSR, alizaliwa mwaka wa 1871 huko New Zealand katika familia ya mkulima mdogo, wa nne wa watoto 12. Alihitimu kutoka Chuo Kikuu cha New Zealand (Christchurch). Mnamo 1894 alihamia Uingereza na akakubaliwa katika Maabara ya Cavendish katika Chuo Kikuu cha Cambridge, ambapo alianza utafiti chini ya uongozi wa J. J. Thomson. Rutherford alitumia muda mwingi wa maisha yake (pamoja na usumbufu fulani alipokuwa akifanya kazi katika Vyuo Vikuu vya Montreal na Manchester) huko Cambridge, akiwa mkurugenzi wa Maabara ya Cavendish kutoka 1919. Alifundisha idadi kubwa ya wanafizikia waliohitimu sana.
Kulingana na majaribio, Rutherford alifikia hitimisho kwamba atomi zina viini - chembechembe zilizo na chaji chanya, saizi ambayo (takriban 10 -12 cm) ni ndogo sana ikilinganishwa na saizi ya atomi (karibu 10 -8 cm), lakini wingi wa atomi. chembe iko karibu kabisa kujilimbikizia katika msingi wake,
Chembe α hubadilisha kwa ghafla mwelekeo wa njia yake inapogonga kiini.
Ugunduzi wa viini vya atomiki lilikuwa tukio kubwa sana katika maendeleo ya fizikia ya atomiki. Lakini mfano wa sayari wa Rutherford wa atomi uligeuka kuwa hauendani na nguvu za umeme za Maxwell.
Mfano uliofuata wa Bohr wa atomi ulitokana na nadharia ya quantum. Mmoja wa wanafizikia wakubwa wa karne ya 20. - Dane Niels Bohr(1885 - 1962) alizaliwa na kuhitimu kutoka Chuo Kikuu cha Copenhagen. Alifanya kazi katika Chuo Kikuu cha Cambridge chini ya uongozi wa J. J. Thomson na katika Chuo Kikuu cha Manchester chini ya uongozi wa Rutherford. Mnamo 1916 alichaguliwa kuwa mkuu wa idara ya fizikia ya kinadharia katika Chuo Kikuu cha Copenhagen, kutoka 1920 na hadi mwisho wa maisha yake aliongoza Taasisi ya Fizikia ya Kinadharia ambayo aliunda huko Copenhagen, ambayo sasa ina jina lake. Mnamo 1943, wakati wa kukaliwa kwa Denmark na Wanazi, Bohr, alipoona kwamba kulipiza kisasi kulitayarishwa dhidi yake, kwa msaada wa shirika la Resistance, wakiongozwa kwa mashua hadi Uswidi, kisha wakahamia Merika. Baada ya mwisho wa vita alirudi Copenhagen.
Mfano wa atomi iliyoundwa na Bohr ulitokana na modeli ya sayari ya Rutherford ya atomi na nadharia ya quantum ya muundo wa atomiki iliyoanzishwa na yeye mwenyewe mnamo 1913.
Mnamo 1924, moja ya matukio makubwa zaidi katika historia ya fizikia yalitokea: mwanafizikia wa Kifaransa Louis de Broglie(1892 - 1983) aliweka mbele wazo la mali ya wimbi la jambo, na hivyo kuweka msingi wa mechanics ya quantum. Alidai kuwa mali ya mawimbi, pamoja na yale ya mwili, ni ya asili katika aina zote za maada: elektroni, protoni, molekuli na hata miili ya macroscopic.
Ukuaji zaidi wa mechanics ya quantum - mwelekeo huu mpya wenye matunda yasiyo ya kawaida - ulipatikana haswa mwishoni mwa miaka ya 20 - mapema miaka ya 30 kupitia kazi za wanafizikia maarufu - Max Kuzaliwa (Ujerumani, 1882 - 1970), Werner Heisenberg (Ujerumani, 1901 - 1976), Viwanja vya Dirac (Uingereza, b. 1902), Erwin Schrödinger (Austria, 1887 - 1961), pamoja na Wolfgang Pauli (Uswisi, 1900 - 1958), Enrico Fermi (Italia, 1901 - 1954), Vladimir Alexandrovich Fok (1898 - 1974) na wengine wengi.
Sehemu tofauti za mechanics ya quantum ni pamoja na fizikia ya atomiki, nadharia ya mionzi, nadharia ya muundo wa molekuli (ambayo wakati mwingine huitwa kemia ya quantum), nadharia ya vitu vikali, nadharia ya mwingiliano wa chembe za msingi, nadharia ya muundo wa chembe za msingi. kiini cha atomiki, nk.
Katika mechanics ya quantum kuna uhusiano unaoitwa kutokuwa na uhakika ulioanzishwa na Heisenberg. Usemi wa kihesabu wa uhusiano wa kutokuwa na uhakika ni rahisi sana:
ambapo Δx ni kutokuwa sahihi katika kuamua kuratibu kwa elektroni; Δp - usahihi katika kuamua kasi ya elektroni; h ni mara kwa mara ya Planck.
Kutoka kwa usemi huu ni wazi kwamba haiwezekani kuamua wakati huo huo nafasi ya elektroni katika nafasi na kasi yake. Hakika, ikiwa Δx ni ndogo sana, i.e. nafasi ya elektroni katika nafasi inajulikana kwa kiwango cha juu cha usahihi, basi Δp ni kubwa kiasi na, kwa hiyo, ukubwa wa kasi unaweza kuhesabiwa kwa kiwango cha chini cha usahihi kwamba katika mazoezi inapaswa kuzingatiwa kama kiasi kisichojulikana. Na kinyume chake, ikiwa Δp ni ndogo na kwa hiyo kasi ya elektroni inajulikana, basi Δx ni kubwa; na, kwa hiyo, nafasi ya elektroni katika nafasi haijulikani. Bila shaka, kanuni ya kutokuwa na uhakika ni halali kwa chembe yoyote, si tu elektroni.
Kutoka kwa mtazamo wa mechanics ya classical, uhusiano wa kutokuwa na uhakika ni upuuzi. Kutoka kwa mtazamo wa "akili ya kawaida" inaonekana, angalau, ya ajabu sana, na haiwezekani kufikiria jinsi hii yote inaweza kuwa "kweli".
Lakini hatupaswi kusahau kwamba tunaishi katika macrocosm, katika ulimwengu wa miili mikubwa ambayo tunaona kwa macho yetu wenyewe (au hata kwa msaada wa darubini) na tunaweza kupima ukubwa wao, wingi, kasi ya harakati na mengi zaidi. Kinyume chake, ulimwengu mdogo hauonekani kwetu; hatuwezi kupima moja kwa moja saizi ya elektroni au nishati yake. Ili kufikiria vizuri matukio ya microworld, sisi daima tunataka kujenga mfano wa kutosha wa mitambo, na hii wakati mwingine imewezekana kufanya. Kumbuka, kwa mfano, kielelezo cha sayari cha Rutherford cha atomi. Ni kwa kiasi fulani sawa na Mfumo wa jua, ambayo katika kesi hii ni mfano wa mitambo kwa ajili yetu. Kwa hivyo, mfano wa sayari ya atomi hugunduliwa kwa urahisi.
Lakini kwa vitu vingi na matukio ya microworld haiwezekani kujenga mfano wa mitambo, na kwa hiyo masharti ya mechanics ya quantum mara nyingi huonekana kwa shida kubwa. Jaribu, kwa mfano, kujenga mfano wa mitambo ya elektroni ambayo ina mali ya chembe-wimbi, au mfano wa mitambo ambayo inaelezea kwa nini haiwezekani kuamua wakati huo huo wingi wake na kasi kwa elektroni. Ndio maana katika visa hivi mkazo unapaswa kuwa "kuelewa" na sio "kufikiria."
Mmoja wa wanafizikia wakuu wa Soviet alisema vizuri juu ya suala hili Lev Davidovich Landau(1908 - 1968): "Mafanikio makubwa zaidi ya fikra za mwanadamu ni kwamba mwanadamu anaweza kuelewa mambo ambayo hawezi kufikiria tena."
Kwa kile ambacho kimesemwa, tunaweza kuongeza kwamba kanuni ya kutokuwa na uhakika (uhusiano wa kutokuwa na uhakika) ni nafasi ya msingi ya mechanics ya quantum.
Mwanafizikia maarufu wa Kiingereza, mwanafunzi wa Rutherford James Chadwick aligundua nyutroni, chembe ya upande wowote inayoingia kwenye kiini cha atomi pamoja na protoni na ikachukua nafasi hiyo muhimu katika uundaji wa njia za kutumia nishati ya nyuklia.
Baada ya ugunduzi wa elektroni, protoni, photoni na, hatimaye, mwaka wa 1932, neutroni, kuwepo kwa idadi kubwa ya chembe mpya za msingi ilianzishwa - jumla ya 350. Miongoni mwao: positron, kama antiparticle ya elektroni; mesoni - microparticles zisizo imara (hizi ni pamoja na μ-mesons, π ± -mesoni na nzito π 0 -mesons); aina mbalimbali za hyperons - microparticles zisizo imara na molekuli kubwa kuliko wingi wa neutroni; chembe za resonance kuwa na maisha mafupi sana (takriban 10 -22 ... 10 -24 s); chembe ya neutrino-imara, isiyo na malipo ya umeme, inaonekana ikiwa na uzito wa sifuri, na upenyezaji wa karibu wa ajabu; antineutrino - antiparticle ya neutrino, tofauti na neutrino katika ishara ya malipo ya lepton, nk.
Hivi sasa, chembe za msingi zinaeleweka kama "vifaa vya ujenzi" vya Ulimwengu, ambayo kila kitu tunachojua katika maumbile kinaweza kujengwa. Ulimwengu wa chembe za msingi ni ngumu, na nadharia ya chembe za msingi iko mwanzoni mwa ukuaji wake. Labda miaka ijayo italeta mambo mengi mapya ndani yake.
Kemia
Kemia ni mali ya sayansi ya asili. Katika nyanja yake kuna mabadiliko ya dutu za kemikali, ambazo ni mkusanyiko wa atomi zinazofanana (vipengele) na vitu ngumu zaidi vinavyojumuisha molekuli zinazofanana. Kemia ya kisasa inahusiana kwa karibu na sayansi zingine za asili, haswa fizikia. Kwa hivyo, sayansi kama vile kemia ya mwili, biokemia, jiokemia, n.k. ilionekana na ilikuzwa sana. Kemia pia imegawanywa katika isokaboni, mada ambayo ni dutu ambazo molekuli zake hazina kaboni, na kikaboni, wigo ambao ni pamoja na vitu ambavyo molekuli lazima iwe na kaboni.
Kutoka hatua za kwanza za maendeleo yake, kemia inahusishwa kwa karibu na uzalishaji. Muda mrefu kabla ya enzi mpya, michakato kama vile madini, rangi ya nguo, mavazi ya ngozi na zingine, ambazo kwa muda mrefu zilizingatiwa kuwa kemikali, ziliibuka.
Nyuma katika nusu ya pili ya karne ya 17. Mwanafizikia na mwanakemia maarufu wa Kiingereza R. Boyle alitoa pengine ufafanuzi wa kwanza wa kisayansi wa kipengele cha kemikali, akaweka msingi wa uchanganuzi wa kemikali, na akaonyesha kutopatana kwa alkemia.
Mnamo 1748 M. V. Lomonosov kwa majaribio iligundua sheria ya uhifadhi wa wingi katika athari za kemikali. Baadaye kidogo, lakini kwa kujitegemea, sheria hiyo hiyo ilianzishwa A. Lavoisier - mmoja wa waanzilishi wa kemia.
Jukumu muhimu sana katika maendeleo ya kemia ni la mwanasayansi wa Kiingereza John Dalton (1766 - 1844) - muumbaji, kama wanasema wakati mwingine, wa atomi ya kemikali. Mnamo 1803, alianzisha sheria ya uwiano kadhaa, akaanzisha wazo la "uzito wa atomiki" na akaamua maadili yake kwa vitu vingine, akichukua uzani wa atomiki wa kitu nyepesi zaidi, hidrojeni, kama moja. Mwanasayansi wa Italia Amadeo Avogadro(1776 - 1856) na mwanasayansi wa Ufaransa Andre Marie Ampere(1775 - 1836) mwanzoni mwa karne ya 19. ilianzisha wazo la molekuli inayojumuisha atomi zilizounganishwa kwa kila mmoja na nguvu za kemikali. Kisha mwanasayansi wa Uswidi Jens Jacob Berzelius(1779 - 1848), ambaye alifanya mengi kama kemia ya majaribio, aliandaa jedwali sahihi zaidi la uzani wa atomiki kuliko Dalton aliweza kufanya, ambayo tayari inajumuisha vitu 46, na kuanzisha ishara za vitu ambavyo vinatumika sasa. Aligundua vipengele vipya visivyojulikana kwake: cesium (Cs), selenium (Se), thorium (Th). Berzelius pia aliunda nadharia ya electrochemical, kwa msingi ambao alijenga uainishaji wa vipengele na misombo.
Kemia wa Ufaransa Charles Frederic Gerard(1816 - 1856) katikati ya karne ya 19. ilipendekeza nadharia inayoitwa ya aina, ambayo ilikuwa mfumo wa uainishaji wa misombo ya kikaboni, na pia ilianzisha wazo la mfululizo wa homologous - vikundi vya misombo ya kikaboni inayohusiana, ambayo ilikuwa muhimu katika uainishaji wa misombo ya kikaboni tu, bali pia. majibu yaliyomo ndani yao.
Katikati ya karne ya 19. ugunduzi mwingine muhimu ulifanywa. Mkemia wa Kiingereza Edward Frankland(1825 - 1899) ilianzisha dhana ya valence - uwezo wa atomi ya kipengele fulani cha kemikali kuchanganya na atomi nyingine. Pia alianzisha neno "valency". Ilibadilika kuwa atomi za dutu moja zinaweza kuunganishwa na atomi za vitu vingine tu kwa idadi iliyoainishwa madhubuti. Reactivity (valence) ya hidrojeni ilichukuliwa kama kitengo cha valency. Kwa mfano, mchanganyiko wa kaboni na hidrojeni - methane 2 CH 4 inaonyesha kuwa kaboni ni tetravalent.
Kemia maarufu wa Kirusi Alexander Mikhailovich Butlerov(1828 - 1886) mnamo 1861 iliunda nadharia ya muundo wa kemikali wa maada. Kulingana na nadharia hii, mali ya kemikali ya dutu imedhamiriwa na muundo wake na mpangilio (asili) wa vifungo vya atomi kwenye molekuli ya dutu hii.
Kama ilivyoelezwa kwa undani hapo juu, mwanakemia bora wa Kirusi D. I. Mendeleev mnamo 1869 aligundua sheria ya upimaji ya vitu vya kemikali na kuunda Mfumo wa Vipengee wa Periodic - jedwali ambalo vitu 63 vya kemikali vilivyojulikana wakati huo viligawanywa kwa vikundi na vipindi kulingana na mali zao (aliambatanisha jukumu maalum kwa uzani wa atomiki na valency. ) Inapaswa kuzingatiwa haswa kubadilika kwa Mendeleev kama mwanasayansi (karatasi zaidi ya 500 alizoandika zilishughulikia maswala ya nadharia ya suluhisho, teknolojia ya kemikali, fizikia, metrology, hali ya hewa, kilimo, uchumi na wengine wengi) na hamu yake ya mara kwa mara katika maswala ya viwanda, hasa kemikali. Jina la D.I. Mendeleev limewekwa katika historia ya sayansi.
Jina Kijerumani Ivanovich Hess (1802 - 1850), mwanasayansi wa Kirusi mwenye asili ya Ujerumani, anajulikana sana kwa kazi yake katika uwanja wa thermokemia - sayansi ambayo inahusika na athari za joto zinazoambatana na athari za kemikali. Hess alianzisha sheria ambayo ina jina lake, ambayo inafuata kwamba wakati mchakato wa kemikali wa mviringo unafanywa, wakati dutu za kemikali zinazohusika zinazoshiriki katika mmenyuko ziko katika muundo wa awali mwishoni mwa mchakato, jumla ya athari ya joto ya joto. majibu ni sifuri.
Utafiti wa Hess katika uwanja wa thermochemistry uliendelea na mwanasayansi wa Ufaransa Pierre Eugene Marcelin Berthelot(1827 - 1907), ambaye pia alifanya kazi katika maswala ya kemia ya kikaboni, kemia ya kemikali na wengine wengine, duka la dawa la Denmark. Hans Peter Thomsen(1826 - 1909) na wanasayansi wa Kirusi Nikolai Nikolaevich Beketov(1827 - 1911), ambaye pia alifanya kazi katika uwanja wa kemia ya chuma.
Nusu ya pili ya karne ya 19. iliwekwa alama na kazi katika uwanja wa kemia ya umeme, kama matokeo ambayo duka la dawa la Uswidi Svanet na Agosti Arrhenius(1859 - 1927) nadharia ya kutengana kwa elektroliti iliundwa. Wakati huo huo, fundisho la suluhisho - mchanganyiko wa vitu viwili au zaidi vilivyosambazwa sawasawa katika kutengenezea kwa namna ya atomi, ioni au molekuli - liliendelezwa zaidi. Karibu vinywaji vyote ni suluhisho. Hii, kwa njia, ni "siri" ya kinachojulikana kama "maji ya sumaku". Katika suala hili, majina ya D. yanapaswa kutajwa. I. Mendeleev, mwanakemia wa kimwili wa Uholanzi Van't Hoffe, mwanakemia wa kimwili wa Kirusi N. S. Kurnakov.
Katika karne ya 19 Athari za vichocheo, ambazo ni muhimu sana kwa mazoezi - vitu vinavyoongeza kiwango cha mmenyuko, lakini, mwishowe, usishiriki ndani yake, ilifafanuliwa. Mwishoni mwa karne ya 19. K. Guldberg Na P. Waage sheria ya hatua ya wingi iligunduliwa, kulingana na ambayo kiwango cha mmenyuko wa kemikali ni sawia na mkusanyiko wa vitu vinavyohusika katika nguvu sawa na nambari zao za stoichiometric katika equation ya mmenyuko katika swali. Kutoka kwa sheria ya hatua ya wingi inafuata kwamba majibu daima hutokea kwa pande zote mbili (kutoka kushoto kwenda kulia na kutoka kulia kwenda kushoto). Wakati usawa wa kemikali unafikiwa, mmenyuko unaendelea, lakini muundo wa mchanganyiko wa kukabiliana unabakia (kwa joto fulani) bila kubadilika. Kwa hivyo, usawa wa kemikali ni asili ya nguvu.
Kwa karne ya 20 Hasa sifa ni kasi ya juu ya maendeleo ya sayansi ya kemikali, ambayo inahusiana kwa karibu na mafanikio makubwa katika fizikia, na ukuaji wa haraka wa sekta ya kemikali.
Iligunduliwa kuwa nambari ya atomiki ya kitu cha kemikali kwenye jedwali la upimaji ni sawa na nambari, kama ilivyotajwa hapo juu, kwa malipo ya kiini cha atomiki cha kitu hicho, au, ni nini sawa, kwa idadi ya elektroni kwenye ganda la ganda. chembe. Kwa hivyo, nambari ya atomiki ya kitu inapoongezeka, idadi ya elektroni za nje kwenye atomi huongezeka, na hii hufanyika na marudio ya mara kwa mara ya miundo sawa ya elektroniki ya nje. Hii inaelezea upimaji wa kemikali, pamoja na mali nyingi za kimwili za vipengele vilivyoanzishwa na Mendeleev.
Maendeleo ya mechanics ya quantum imefanya iwezekanavyo kuanzisha asili ya dhamana ya kemikali - mwingiliano wa atomi, ambayo huamua mchanganyiko wao katika molekuli na fuwele. Kwa ujumla, inapaswa kuwa alisema kuwa maendeleo ya kemia katika karne ya 20. kwa kuzingatia mafanikio ya fizikia, haswa katika uwanja wa muundo wa maada.
Katika karne ya 20 Sekta ya kemikali ilikua kwa kasi isiyo na kifani. Mara ya kwanza, teknolojia ya kemikali ilitegemea hasa kutenga vitu rahisi zaidi vinavyohitajika kwa matumizi ya vitendo kutoka kwa vitu vya asili vya ngumu. Kwa mfano, metali kutoka kwa ores, chumvi mbalimbali kutoka kwa misombo ngumu zaidi. Uzalishaji wa vitu vinavyoitwa kati (sulfuriki, hidrokloriki na asidi ya nitriki, amonia, alkali, soda, nk) kwa ajili ya uzalishaji wa bidhaa za mwisho za kemikali imekuwa na hutumiwa sana. Kisha, usanisi wa bidhaa changamano za kemikali, ikiwa ni pamoja na zile ambazo hazina mlinganisho asilia, kama vile ultra-safi, ultra-nguvu, sugu ya joto, sugu ya joto, semiconductor, n.k., zikazidi kutumika. Uzalishaji wa nyingi za yao inahitaji kuundwa kwa joto la juu sana au la chini sana, shinikizo la juu, mashamba ya umeme na magnetic na mengine, kama wanavyoitwa mara nyingi, hali kali.
Uzalishaji na matumizi ya polima - dutu ambazo molekuli zinajumuisha idadi kubwa sana ya miundo ya kurudia - zimeenea; Uzito wa molekuli ya polima inaweza kufikia mamilioni mengi. Polima imegawanywa katika asili (biopolymers: protini, asidi nucleic, nk), ambayo seli za viumbe hai hujengwa, na synthetic, kwa mfano polyethilini, polyamides, resini za epoxy, nk Polima ni msingi wa uzalishaji wa plastiki. , nyuzi za kemikali na nyenzo nyingine nyingi muhimu. Ikumbukwe kwamba utafiti katika uwanja wa athari za mnyororo na mwanakemia na mwanafizikia bora wa Soviet ni wa muhimu sana kwa maendeleo ya kemia ya polima (pamoja na matawi mengine mengi ya tasnia ya kemikali). N. N. Semenova na mwanasayansi maarufu wa Marekani S. Hinshelwood.
Teknolojia ya kemikali isokaboni, haswa utengenezaji wa mbolea za kemikali kwa kilimo, na teknolojia ya kemikali ya kikaboni, kama vile usafishaji wa mafuta, gesi asilia na makaa ya mawe, utengenezaji wa rangi na dawa, na vile vile utengenezaji wa polima za syntetisk zilizotajwa hapo juu; wamepata maendeleo makubwa.
Ingawa bidhaa za kwanza za polima (phenoplasts - plastiki zinazotumiwa kama nyenzo za kimuundo zinazostahimili kutu, na vitu kama mpira) zilipatikana mwishoni mwa karne ya 19, maoni ya kimsingi juu ya asili na mali ya polima yaliundwa sio zamani sana - takriban mwanzoni mwa 40s20 V. Ilikuwa wakati huu kwamba wazo la usanisi wa vitu vya polymeric pia liliundwa. Ilibainika kuwa moja ya masharti kuu ya uzalishaji mzuri wa polima ni usafi wa juu sana wa vitu vya kuanzia (monomers), kwani uwepo wa hata kiwango kidogo sana cha molekuli za kigeni (vichafuzi) vinaweza kukatiza mchakato wa upolimishaji na kuacha. ukuaji wa molekuli za polima.
Mwanzoni mwa miaka ya 40 ya karne ya 20. Nyenzo zote kuu za polymer ziliundwa (polystyrene, kloridi ya polyvinyl, polyamides na polyesters, polyacrylates na kioo kikaboni), uzalishaji ambao katika miaka iliyofuata ulipata kiwango kikubwa sana. Kisha, katika miaka ya 30, chini ya uongozi wa msomi Sergei Vasilievich Lebedev(1874 - 1934) uzalishaji mkubwa wa mpira wa synthetic uliundwa. Karibu wakati huo huo, polima za organosilicon ziligunduliwa, mali muhimu ambayo ni sifa nzuri za dielectric, na teknolojia ya uzalishaji wao ilitengenezwa; sifa kuu kwa hili ni ya msomi Kuzma Andrianovich Andrianov(1904 - 1978). Maendeleo ya N.N. Nadharia ya Semenov ya athari za mnyororo inahusishwa na utaratibu wa upolimishaji mkali. Radikali huria katika kemia hueleweka kama chembe tendaji zinazojitegemea kinetically (atomi au vikundi vya atomiki) zenye elektroni ambazo hazijaoanishwa, kwa mfano H, CH 3, C 6 H 5.
Baadaye ilibainika kuwa mali ya polima imedhamiriwa sio tu na muundo wa kemikali na saizi ya molekuli, lakini pia kwa kiwango kikubwa na muundo wa mnyororo wa Masi. Kwa mfano, ikawa kwamba tofauti kati ya mali ya mpira wa synthetic na mpira wa asili imedhamiriwa si kwa muundo wa kemikali na ukubwa wa molekuli, lakini kwa muundo wao. Katika hafla hii, duka la dawa maarufu la Soviet Valentin Alekseevich Kargin(1907 - 1969) aliandika: "Ikiwa katika kipindi cha kwanza cha maendeleo ya kemia ya polima tahadhari kuu ililipwa kwa ukubwa na muundo wa kemikali wa molekuli zinazosababisha, basi baada ya muda muundo wa mnyororo wa molekuli ulianza kuvutia maslahi ya kuongezeka. Baada ya yote, makundi ya Masi yaliyojumuishwa ndani yake yanaweza kupangwa kwa njia tofauti kuhusiana na kila mmoja, na kutengeneza idadi kubwa ya fomu za isomeric. Kwa hiyo, kwa mfano, ikiwa makundi yoyote ya upande yameunganishwa kwenye mlolongo wa valences kuu, basi wanaweza kupatikana mara kwa mara au kwa kawaida, kwa moja au kwa pande tofauti za molekuli ya mnyororo, na wanaweza kuunda usanidi tofauti. Kwa hivyo, kwa muundo sawa, muundo wa kemikali wa mnyororo unaweza kuwa tofauti sana, na hii inathiri sana sifa za polima.
Mbali na polima zinazohitajika kwa matumizi ya vitendo kwa idadi kubwa sana, kama vile plastiki, nyuzi, filamu, raba na raba, ambazo sasa zinazalishwa kwa kiwango kikubwa, polima ambazo zina kipekee, wakati mwingine mali zisizotarajiwa, pia zimekuwa muhimu sana. kwa mfano: uwezo wa kuwepo kwa joto la juu, wakati wa kudumisha nguvu zinazohitajika, kuwa na mali ya semiconductor au conductivity ya umeme, photosensitivity, shughuli za kisaikolojia, nk Matarajio mapya mapana yanafungua, kwa mfano, kupata damu ya bandia kulingana na polima za physiologically kazi, kupata dyes, surfactants, electrolytes na wengine wengi.
Kama inavyoonekana kutoka hapo juu, utengenezaji na utumiaji mkubwa wa polima zilizo na mali anuwai ni moja wapo ya mafanikio makubwa ya kemia katikati ya karne ya 20.
Biolojia
Neno "biolojia" lilianzishwa mnamo 1802. J.B. Lamarck Na G. R. Treviranus kujitegemea kwa kila mmoja.
Masomo ya kwanza ambayo yanaweza kuchukuliwa kuwa asili ya biolojia ya kisasa yanarudi nyakati za kale. Inajulikana kuwa mwanasayansi wa kale wa Kigiriki na daktari Hippocrates, ambaye aliishi katika karne ya 5 - 4. BC, anachukuliwa kuwa daktari maarufu wa Ugiriki ya Kale, baba wa dawa za kisayansi na wakati huo huo mwangalizi mkali wa matukio ya kibiolojia. Mwanasayansi wa kale wa Kigiriki ambaye aliishi zaidi ya nusu karne baadaye Aristotle, ambaye maslahi yake yalifunika matawi yote ya ujuzi yaliyokuwepo wakati wake, labda, zaidi ya yote, kwa maneno ya kisasa, yalishughulikia masuala ya biolojia. Kwa hali yoyote, alionyesha kupendezwa sana na biolojia inayoelezea, utafiti wa mimea na wanyama, utaratibu wao, fiziolojia na embryology.
Mwanasayansi bora wa kale wa Kirumi na daktari Galen(takriban 130 - 200) anajulikana zaidi kama daktari bora. Katika kazi yake ya kitamaduni "Kwenye Sehemu za Mwili wa Mwanadamu," maelezo ya anatomiki na ya kisaikolojia ya mwili wa mwanadamu kwa ujumla yalitolewa kwa mara ya kwanza. Galen alitoa muhtasari wa mawazo kuhusu mwili wa binadamu ambayo yalikuwa yamefanywa kabla yake, akaweka misingi ya kuchunguza magonjwa na matibabu yao, na kuanzisha majaribio ya wanyama katika vitendo.
Katika maendeleo zaidi ya biolojia, tahadhari nyingi zililipwa kwa mimea mbalimbali ya dawa. Kama inavyoonekana kutoka hapo juu, mwanzoni mwa maendeleo yake, biolojia ilihusishwa sana na dawa. Katika karne ya 16 na nusu ya kwanza ya karne ya 17. kazi za ujazo nyingi zilionekana, haswa ensaiklopidia juu ya zoolojia: mwanasayansi wa Uswizi K. Gesner"Historia ya Wanyama" katika juzuu tano, mfululizo wa monographs (katika juzuu kumi na tatu) na mtaalamu wa wanyama wa Kiitaliano. U. Aldrovani na wengine wengi.
Wakati wa Renaissance, maendeleo makubwa yalifanywa katika anatomy ya mwili wa mwanadamu. Katika suala hili, ni muhimu kutambua mafanikio ya mwanasayansi wa asili wa Flemish A. Vesalius, mmoja wa wa kwanza kuanza kujifunza mwili wa mwanadamu kwa njia ya mgawanyiko na aliteswa kwa hili na kanisa. Mnamo 1543, Vesalius alichapisha kazi yake "Juu ya Muundo wa Mwili wa Binadamu," ambayo, haswa, alionyesha kutokubaliana kwa maoni ya Galen katika uwanja wa mzunguko wa damu na akakaribia kumalizia juu ya uwepo wa mzunguko wa mapafu. Heshima ya ugunduzi wa mwisho huu ni ya mwanasayansi wa Uhispania Miguel Servet(1509 au 1511 - 1553) na kwa kujitegemea kwake kwa mwanasayansi wa Italia R. Columbus(1559).
Mwanasayansi maarufu wa Kiingereza na daktari William Harvey(1578 - 1657) ndiye mwanzilishi wa fiziolojia ya kisasa na embryology, ambaye alitoa maelezo ya mzunguko wa kimfumo na wa mapafu, na katika kazi yake "Utafiti wa Anatomiki wa harakati ya moyo na damu katika wanyama" (1628) alielezea fundisho la jumla. mzunguko wa damu katika wanyama.
Uumbaji katika karne ya 17. darubini ilifanya iwezekane kuanzisha muundo wa seli za wanyama na mimea, kuona ulimwengu wa vijidudu, seli nyekundu za damu (seli nyekundu za damu - seli zisizo za nyuklia zinazobeba oksijeni kutoka kwa mapafu kwenda kwa tishu na dioksidi kaboni kutoka kwa tishu hadi viungo vya kupumua), harakati ya damu katika capillaries na mengi zaidi.
Hapo juu tulizungumza kwa undani juu ya uumbaji katika nusu ya kwanza ya karne ya 18. Mwanasayansi wa Uswidi K. Linnaeus kinachojulikana kama binary (na jina mara mbili - kwa jenasi na spishi) mfumo wa uainishaji wa mimea na wanyama. Ingawa Linnaeus alitambua kutobadilika kwa ulimwengu, mfumo wake ulikuwa na jukumu kubwa katika maendeleo ya biolojia. Inapaswa pia kuzingatiwa utafiti wa mwanasayansi wa Kifaransa Georges Louis Leclerc Buffon(1707 - 1788), ambaye aliunda "Historia ya Asili", katika juzuu 36 ambazo maelezo ya wanyama, wanadamu, madini hupewa, na historia ya Dunia pia imeainishwa. Mawazo ya Buffon juu ya historia ya Dunia yalikuwa na dhana juu ya ujamaa wa aina sawa za wanyama.
Mwingereza mwanasayansi wa mali Joseph Priestley (1733 - 1804), ambaye alifanya majaribio na mimea, alionyesha kuwa mimea ya kijani hutoa gesi muhimu kwa kupumua na, kinyume chake, inachukua gesi ambayo inaingilia kupumua. Mimea, kulingana na Priestley, inaonekana kusahihisha hewa iliyoharibiwa na kupumua. wanasayansi wa Ufaransa A. Lavoisier, P. Laplace Na A. Seguin kuamua mali ya oksijeni na jukumu lake katika mchakato wa mwako na kupumua. daktari wa Uholanzi J. Ingenhouse na wanasayansi wa Uswizi J. Senebier Na N. Saussure mwisho wa 18 - mwanzo wa karne ya 19. ilianzisha jukumu la mwanga wa jua katika mchakato wa kutolewa kwa oksijeni na majani ya kijani.
Jean Baptiste Lamarck aliamini kwamba ngazi ya viumbe ni matokeo ya mageuzi ya viumbe hai kutoka chini hadi juu. Aliamini kwamba sababu ya mageuzi ni mali ya asili ya viumbe hai - tamaa ya ukamilifu. Kwa ajili ya mazingira ya nje na athari zake kwa viumbe hai, basi, kulingana na Lamarck, athari hiyo ipo na hutokea ama kwa ushawishi wa moja kwa moja wa mazingira, ambayo ni tabia ya mimea na viumbe vya chini, au kwa nguvu, au, kinyume chake. mazoezi dhaifu sana ya viungo fulani, katika kesi hii wanyama wa juu.
Kwa wakati ambapo Lamarck aliishi na kufanya kazi, maoni yake juu ya maendeleo ya mimea na wanyama yalikuwa ya maendeleo. Kuhusu uhalalishaji wa mageuzi, kufichua sababu zinazoisababisha, Lamarck hakutoa maelezo kwa hili, akijiwekea kikomo kwenye marejeleo ya matamanio fulani yasiyoeleweka (na ya kimsingi) ya uboreshaji wa viumbe.
Mwanasayansi bora wa Ufaransa Louis Pasteur (1822-1895) anachukuliwa kuwa mwanzilishi wa microbiology ya kisasa, immunology na stereochemistry. Alikanusha nadharia ya kizazi cha hiari cha vijidudu na kugundua asili ya Fermentation (mchakato ambao hufanyika bila ufikiaji wa hewa chini ya ushawishi wa vijidudu). Lakini kazi za Pasteur katika uwanja wa dawa, na vile vile katika kilimo na tasnia ya chakula, ni maarufu zaidi.
Pasteur aligundua jukumu la vijidudu katika magonjwa ya kuambukiza ya wanyama na wanadamu, alitengeneza chanjo maalum ambazo zote huzuia aina hii ya ugonjwa wa kuambukiza (kuunda kinga) na zinalenga kusaidia mwili katika mapambano dhidi ya ugonjwa wa kuambukiza.
Kiini cha jambo hilo, kwa ufupi, kinajikita katika zifuatazo. Katika mamalia, haswa katika wanyama wenye damu ya joto, kinga inaweza kujidhihirisha kwa njia mbili. Katika kesi moja, kinachojulikana kama antibodies huundwa katika damu dhidi ya protini za kigeni, hatari - antijeni. Kwa kukabiliana na kuanzishwa kwa antijeni (zinaweza kuwa sio tu protini za kigeni, lakini pia molekuli nyingine kubwa), baada ya muda fulani (wiki moja hadi mbili) antibodies huonekana kwenye damu - protini maalum za kundi la immunoglobulins, hasa kisheria. tu kwa antijeni ambayo ilisababisha kuonekana kwao. Kila molekuli ya kingamwili ina vituo viwili vya kazi vinavyofanana, vinavyowawezesha kuunganisha molekuli mbili za antijeni. Kingamwili hutengenezwa katika lymphocyte B, na uwezo uliopatikana wa kuunda aina fulani ya kingamwili (kinga) hubakia katika mwili kwa miaka, mara nyingi katika maisha yote. Katika hali nyingine, kutofautiana kati ya seli za kiumbe kimoja (mwenyeji wa mpokeaji) na seli za viumbe vingine (wafadhili) hutokea. Kwa njia, ni kutokubaliana kwa seli za viumbe viwili tofauti ambayo mara nyingi ni sababu ya matatizo na kushindwa kwa upandikizaji - kupandikiza viungo na tishu kutoka kwa mnyama mmoja au mtu hadi mwingine. Hivyo, mali ya manufaa ya mwili - uwezo wa kuunda kinga (kupinga hatua ya mawakala hatari) katika kesi ya kupandikiza husababisha matatizo makubwa.
Mwanasaikolojia wa mmea wa Kirusi na mwanasaikolojia Dmitry Iosifovich Ivanovsky(1864-1920), ambaye kwanza aligundua virusi vya mosaic ya tumbaku, ndiye mwanzilishi wa virology - sayansi ambayo inasoma muundo na mali ya virusi, utambuzi na matibabu ya magonjwa yanayosababishwa nao.
Katika opus yake kubwa, On the Origin of Species by Means of Natural Selection (1859) Charles Robert Darwin(1809 - 1882) aliweka mbele mambo makuu matatu yanayoamua mageuzi ya maisha duniani: kutofautiana, urithi na uteuzi wa asili. Nadharia ya Darwin, inayotokana na mambo haya matatu, inaonekana kuwa ya kusadikisha na isiyoweza kukanushwa unaposoma kitabu chake hivi kwamba inaonekana kuwa ya ajabu kwamba hakuna aliyesema hapo awali. Unakumbuka kwa hiari maneno ya hapo juu ya mwanafalsafa na mwandishi wa zamani wa Uigiriki Plutarch juu ya maelezo ya wazi na ya kueleweka ya Archimedes, na kisha inakuwa dhahiri kwamba kutoweza kupingwa na ushawishi wa hoja za Darwin sio chochote zaidi ya matokeo ya fikra na kazi kubwa ya kazi yao. mwandishi.
Mwanasayansi maarufu duniani, Mwingereza Charles Robert Darwin alizaliwa Uingereza katika mji mdogo wa Shrewsbury karibu na London katika familia ya daktari. Darwin mwenyewe alisema hivi juu ya wasifu wake: "Nilisoma, kisha nikasafiri kote ulimwenguni, kisha nikasoma tena: hapa kuna tawasifu yangu."
Darwin alianza kupendezwa na botania na zoolojia, na vile vile kemia, katika utoto wake, lakini hatima iliamuru vinginevyo: kwanza alisoma katika Chuo Kikuu cha Cambridge kama daktari, na kisha, bila kuhisi mvuto wowote wa mazoezi ya matibabu, chini ya shinikizo kutoka kwake. baba alihamishia Kitivo cha Theolojia chuo kikuu hichohicho. Mnamo 1831, Darwin alihitimu kutoka Chuo Kikuu cha Cambridge, akapokea digrii ya bachelor, na kilichobaki ni kutawazwa kuwa kasisi.
Lakini kwa wakati huu, rafiki wa Darwin huko Cambridge, Profesa wa Biolojia Henslow, baada ya kupokea idhini ya Darwin, alimpendekeza kama mwanasayansi wa asili kwenye meli ya Beagle, ambayo, chini ya amri ya Kapteni R. Fitzroy, ilikuwa ya kuzunguka ulimwengu hasa kwa madhumuni ya kijiografia. .
Labda hii ndiyo ilikuwa hatua kuu ya mabadiliko katika maisha yake. Safari hiyo ilidumu kuanzia 1831 hadi 1836. Inafafanuliwa vizuri sana katika kitabu cha Darwin “A Naturalist’s Voyage Around the World on the Beagle.”
Njia ya Beagle, iliyoanzia Devonport mnamo Desemba 27, 1831, ilivuka Bahari ya Atlantiki hadi mji wa Bahia, ulioko Kusini mwa Ulimwengu, kwenye pwani ya mashariki ya Brazili. Hapa Beagle alibakia hadi Machi 12, 1832, kisha akahamia kusini kando ya pwani ya Atlantiki. Mnamo Julai 26, 1832, msafara huo ulifika mji mkuu wa Uruguay, Montevideo, na hadi Mei 1834, ambayo ni, karibu miaka miwili, ulifanya kazi kwenye pwani ya mashariki ya Amerika Kusini. Wakati huu, Tierra del Fuego ilitembelewa mara mbili, na Visiwa vya Falkland mara mbili. Darwin pia alifanya safari za ardhi. Mnamo Mei 12, 1834, Beagle ilielekea kusini, ikapitia Mlango-Bahari wa Magellan na mwishoni mwa Juni 1834 ilifika mwambao wa magharibi wa Amerika Kusini. Msafara huo ulibaki kwenye pwani ya Pasifiki ya Amerika Kusini hadi Septemba 1835, ambayo ni zaidi ya mwaka mmoja, wakati ambapo Darwin alienda kwenye safari za ardhi, haswa, alivuka Cordillera. Mnamo Septemba 1835, Beagle aliondoka Amerika Kusini, akielekea Visiwa vya Galapagos. Kufuatia hili, msafara huo ulihamia kusini-magharibi, ukafika Visiwa vya Ushirikiano, kisha Visiwa vya Urafiki, na mnamo Desemba 20, 1835, ulitia nanga kwenye Ghuba ya Visiwa karibu na kisiwa cha kaskazini cha New Zealand. Safari ya msafara ilikuwa zaidi kuelekea Australia, pwani ya kusini ambayo ilipitishwa kutoka Sydney, kupitia Tasmania, hadi Ghuba ya King George katika sehemu ya kusini-magharibi. Kutoka hapo msafara huo ulielekea kaskazini-magharibi na kufika Visiwa vya Cocos. Kisha Beagle akabadili njia, akielekea kisiwa cha Mauritius, akazunguka Rasi ya Tumaini Jema, akatembelea kisiwa cha St. Helena, na mnamo Agosti 1, 1836 akang'oa nanga huko Bahia, akikamilisha mzunguko wake. Mnamo Oktoba 1836, Beagle alirudi Uingereza.
Nyenzo ambazo Darwin alileta kutoka kwa safari yake ya miaka mitano kuzunguka ulimwengu zilikuwa kubwa na tofauti. Kulikuwa na mimea na makusanyo, idadi kubwa ya rekodi tofauti na mengi zaidi.
Miaka 23 ilipita tangu Darwin arudi kutoka katika safari yake ya kuzunguka ulimwengu hadi kuchapishwa kwa kitabu chake “The Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Races in the Struggle for Life.” Wakati huo huo, mnamo 1839, kazi ya kwanza ya kisayansi ya Darwin, "Shajara ya Utafiti," ilichapishwa; mnamo 1842, alichapisha kazi juu ya muundo na usambazaji wa miamba ya matumbawe, ambayo Darwin alithibitisha kwa hakika kwamba msingi wa miamba sio volkano za zamani. , kama ilivyofikiriwa hapo awali, na amana za matumbawe ambazo ziko chini ya maji kwa sababu ya kufifia kwa sakafu ya bahari. Mnamo 1842-1844. Darwin alichapisha nadharia ya msingi ya mageuzi katika Insha zake.
Baada ya kurudi kutoka kwa safari yake ya kuzunguka ulimwengu, Darwin alihama kutoka London hadi mji wa Down karibu na London, ambapo alinunua shamba ndogo, ambapo aliishi hadi mwisho wa siku zake. Darwin alioa kabla ya kuhama, na familia yake ilikuwa na watoto wengi.
Kwa hiyo, kazi kuu ya Darwin, “The Origin of Species by Natural Selection, au Uhifadhi wa Mifugo Inayopendelewa Katika Mapambano ya Uhai” (kwa ufupi, “The Origin of Species”), ilichapishwa mnamo Novemba 1859. Kitabu hicho kwa kusadikisha, pamoja na idadi kubwa ya mifano, huweka mawazo ya mwandishi, ambayo yalipindua kabisa mawazo yaliyopo hapo awali kuhusu kutobadilika kwa aina za maisha ya mimea na wanyama duniani. Hata kabla ya kitabu hicho kuchapishwa, Darwin aliandika hivi: “Pole kwa pole nilikuja kutambua kwamba Agano la Kale, pamoja na kwamba lilihusisha na Mungu hisia ya mtawala mwenye kulipiza kisasi, halikuwa lenye kutegemeka kuliko vile vitabu vitakatifu vya Wahindu au imani za Wahindu. mshenzi fulani... Kwa hiyo kidogo kidogo ikaingia ndani kukawa kutokuamini katika nafsi yangu, na mwishowe nikawa kafiri kabisa.”
Aliamini, kwanza, kwamba ulimwengu wa mimea na wanyama una sifa ya kutofautiana, yaani, aina mbalimbali za sifa na mali katika viumbe binafsi na mabadiliko katika sifa hizi na mali kwa sababu mbalimbali. Tofauti, kwa hiyo, ni msingi wa mageuzi, kiungo cha kwanza cha mageuzi. Aliamini, pili, kwamba urithi ni sababu ambayo sifa na mali za viumbe (ikiwa ni pamoja na mpya) zinaweza kupitishwa kwa vizazi vijavyo. Na hatimaye, tatu, uteuzi huo wa asili hufungua njia kwa viumbe hivyo ambavyo vinachukuliwa zaidi kwa hali ya maisha, kwa mazingira ya nje, na, kinyume chake, "hutupa kando" viumbe visivyobadilishwa.
Kwa hivyo, nguzo tatu huunda msingi wa mageuzi ya viumbe vya mimea na wanyama duniani: kutofautiana, urithi na uteuzi wa asili.
Nadharia ya kimaada ya Darwin ya mageuzi, Darwinism, ilikuwa hatua ya kimapinduzi katika maendeleo ya sayansi.
Kuchapishwa kwa kitabu cha Darwin On the Origin of Species kulipendezwa sana. Nakala zote 1,250 za toleo la kwanza ziliuzwa kwa siku moja. Toleo la pili - nakala 3,000 - pia ziliuzwa mara moja.
Tuma kazi yako nzuri katika msingi wa maarifa ni rahisi. Tumia fomu iliyo hapa chini
Wanafunzi, wanafunzi waliohitimu, wanasayansi wachanga wanaotumia msingi wa maarifa katika masomo na kazi zao watakushukuru sana.
Nyaraka zinazofanana
mtihani, umeongezwa 12/10/2011
Nadharia ya maendeleo kama babu wa falsafa ya sayansi, hatua na maalum ya malezi yake. Asili na asili ya teknolojia, uhusiano wa sayansi na uboreshaji wake. Shida kuu za malezi ya falsafa ya sayansi. Kagua masuala yenye utata falsafa ya teknolojia.
muhtasari, imeongezwa 05/03/2014
Maendeleo ya sayansi. Muundo na kazi za sayansi. Msingi na kutumika katika sayansi. Kazi za sayansi. Ushawishi wa sayansi kwenye upande wa nyenzo maisha ya jamii. Sayansi na teknolojia. Ushawishi wa sayansi kwenye nyanja ya kiroho ya jamii. Sayansi na maendeleo ya binadamu.
muhtasari, imeongezwa 12/01/2006
Jukumu na umuhimu wa sayansi kwa jamii na maendeleo ya kitamaduni ubinadamu. Ushawishi wa sayansi kwenye mtazamo wa ulimwengu watu wa kisasa, mawazo yao kuhusu Mungu na uhusiano wake na ulimwengu. Ukuzaji wa mtindo maalum wa fikra unaotokana na upekee wa karne ya 20.
wasilisho, limeongezwa 06/24/2015
Sifa kuu za sayansi ambazo huitofautisha na aina zingine za shughuli za kibinadamu na za kiroho. Ukosefu wa mwingiliano kati ya sayansi na mazoezi na athari yake mbaya katika maendeleo ya sayansi ya zamani. Mawazo ya kifalsafa ndio msingi wa sayansi katika nyakati za zamani.
muhtasari, imeongezwa 11/01/2011
Sayansi na teknolojia kama aina ya shughuli na taasisi ya kijamii. Jukumu la sayansi katika kuunda picha ya ulimwengu. Wazo la teknolojia, mantiki ya maendeleo yake. Sayansi na teknolojia. Umuhimu wa kijamii na kitamaduni wa kisasa mapinduzi ya kisayansi na kiteknolojia. Mtu na TechnoWorld.
muhtasari, imeongezwa 01/27/2014
Mwelekeo wa mwanadamu wa sayansi katika historia. Dhana ya mitambo na mwelekeo wa kibinadamu. Fizikia kama sayansi ya paradigmatic ya karne ya 20 na vipimo vya wanadamu. Sayansi kama aina ya shughuli ya kibinafsi. Ulimwengu wa kweli, mipaka na mwelekeo wa binadamu wa sayansi.
muhtasari, imeongezwa 11/02/2007
Shida za falsafa ya sayansi, sifa zake katika anuwai zama za kihistoria. Vigezo vya kisayansi na maarifa ya kisayansi. Mapinduzi ya kisayansi kama urekebishaji wa misingi ya sayansi. Asili hatua ya kisasa maendeleo ya sayansi. Aina za taasisi za shughuli za kisayansi.