Наука в XIX веке
Основы для бурного развития науки в XX веке были заложены в веке XIX, создавшем предпосылки для будущих изобретений. Открытия были сделаны во многих областях, технический прогресс неудержимо продвигался.
Развитие отношений между странами, развитие торговли, освоение труднодоступных географических районов дали большое количество новых фактических сведений.
Спектроскопия, первую установку для которой соорудил немецкий мастер-оптик И. Фраунгофер в начале XIX века, нашла применение в астрономии, физике, химии и способствовала дальнейшему развитию этих наук. Продолжив исследования Фраунгофера, немецкие ученые Г. Р. Кирхгоф и Р.В. Бунзен заложили основы спектрального анализа.
Исходя из запросов промышленности, транспорта, строительства начинают развиваться теоретическая и прикладная механика, термодинамика, оптика и др.
Возведение крупных инженерных сооружений, производство машин большой мощности и скорости требовали от конструкторов учета динамических нагрузок, свойств упругости физических тел, сопротивления материалов, а также проблем гидромеханики и гидравлики.
Распространение паровых двигателей способствовало развитию термодинамики, а именно учения о теплоте как движущей силе. Механическая теория теплоты и проблема превращения тепловой энергии в механическую получила окончательное оформление в трудах Юлиуса Роберта Майера – немецкого естествоиспытателя.
Термин «энергия» впервые применил в 1860-е годы У. Томсон. Математическое выражение закона сохранения и превращения энергии дал Гельмгольц в 1847 г.
Все виды энергии – механическая, тепловая, электрическая, магнетизм, как было установлено, переходят друг в друга.
М. Фарадей открыл понятие электромагнитной индукции, что позволило создать электродвигатель.
Дж. Максвелл в 1865 г разработал теорию электромагнетизма – это значило, что передавать энергию можно с помощью электромагнитных волн. Через 20 лет на основании этого открытия Г. Герц доказал, что у электромагнитных волн есть своя скорость. Открытие Герца стало основой для создания беспроводного телеграфа.
В XIX веке появилась астрофизика, у истоков которой стоял астроном И. Цёлльнер. Позже были проведены исследования Солнца и изучен его химический состав.
Важные открытия были сделаны в области медицины и биологии – заложены основы эндокринологии, микробиологии, иммунологии. Был открыт возбудитель туберкулеза, изучена бацилла сибирской язвы. Роберт Кох за открытие туберкулезной палочки получил Нобелевскую премию.
В XIX веке была заложена база для появления первых компьютеров, прообразом которых были станки с программным управлением. Открытие было сделано французским изобретателем Ж. Жаккаром. Он придумал ткацкий станок, необычный для того времени. Его особенность состояла в том, что использовавшиеся в нем перфокарты задавали направление нитям будущей узорчатой ткани.
Важнейшие открытия были сделаны в области машиностроения. В конце XIX века были изобретены тепловой двигатель и двигатель внутреннего сгорания.
Российские научные открытия конца XIX века
Во второй половине XIX века российская наука совершила большой скачок вперед. Российские достижения в области науки имеют большое значение и многие из них используются до настоящего времени.
Из выдающихся русских инженеров надо отметить И.В. Романова –изобретателя первого в мире электромобиля. Этот четырехколесный экипаж был представлен в Санкт-Петербурге в 1899 г. Рассчитан он был на двух пассажиров, а особенностью его был диаметр передних колес, превышавший диаметр задних. Скорость электромобиля составляла 39 км в час, а его батарея позволяла пройти без подзарядки 60 км. Электромобиль Романова стал прообразом будущего троллейбуса.
С лампой накаливания связано имя Эдисона, но он лампу не изобрел, а только усовершенствовал изобретение члена Русского технического общества А.Н. Лодыгина, который предложил в 1870 г. применять в лампах нить накаливания из вольфрама, закрученную в спираль.
Рисунок 1. Русские выдающиеся изобретатели XIX века. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Собственную лампу в 1876 г продемонстрировал П.Н. Яблочков, отличавшуюся большим сроком службы по сравнению с зарубежными аналогами.
Что касается изобретения радио, то вопрос остается спорным, потому что в каждой стране есть свой изобретатель и каждому можно приписать его создание.
Таким российским ученым является А.С. Попов. Аргументы в его пользу:
- Попов впервые 7 мая 1895 г продемонстрировал прием и передачу радиосигналов на расстоянии;
- Он первым на практике применил приемник;
- Он первым послал радиограмму.
Все эти события произошли до того, как Маркони оформил патент на изобретение радио.
Тимченко и Любимов в 1893 г создали особый механизм, получивший название «улитка», благодаря которому удавалось в стробоскопе прерывисто менять очередность кадров. Позже «улитка» легла в основу кинетоскопа. Тимченко разрабатывал кинетоскоп вместе с инженером Фрейденбергом, а его демонстрация прошла на съезде русских врачей и естествоиспытателей в 1894 г.
Один из первых в мире самолетов в 1882-1885 гг. построил русский морской офицер А.Ф. Можайский, на несколько десятков лет опередивший братьев Райт из Америки. Проект Можайского свернули из-за недостатка финансирования.
Мировую славу получила монография «Русский чернозем» В.В. Докучаева, положившая начало современному почвоведению. Докучаев, в 1892 г., сформулировал инновационный план борьбы с засухами. Идеи ученого оказали большое влияние на развитие лесоведения, мелиорации, гидрогеологии.
Невозможно переоценить российские достижения в области медицины – И.М. Сеченов, русский физиолог организовал физиологическую лабораторию и разработал лекционный курс «О животном электричестве». Широкую известность получил И.П. Павлов, создавший учение о высшей нервной деятельности животных и человека. Его разработками являются новые принципы физиологического исследования – познание организма как единого целого.
Русский механик-самоучка Ф. Блинов в 1888 г. изобрел гусеничный трактор, а Н. Славянов – электросварку.
В 1869 г Д.И. Менделеев открыл периодическую систему элементов.
Среди российских ученых и народных умельцев XIX века можно назвать ещё целую яркую плеяду звезд, известных всему миру своими открытиями.
Европейские научные открытия XIX века
Ведущими европейскими странами в области науки были Франция, Германия, Англия. Во второй половине XIX века ученые этих стран сделали немало важных открытий и изобретений. Англичанин Дж. Томсон в 1897 г открыл электрон – первую элементарную частицу. Материальность мира была поставлена под вопрос, поскольку атом, считавшийся неделимой частицей, оказалось, состоял из более мелких частиц. О том, что существует элементарная частица, Томсон объявил на заседании Лондонского королевского общества. Электрон был обнаружен при прохождении электрического тока через разряженные газы.
Под вопросом было понимание закона сохранения энергии в результате того, что супруги Кюри и француз А. Беккерель обнаружили произвольное излучение энергии некоторыми химическими элементами.
С развитием науки стали стремительно развиваться новые техники и технологии. Динамо-машины давали электрическую энергию, что положительно влияло на развитие производства и транспорта.
Был сконструирован новый класс моторов, работающих на жидком топливе – авторами этих моторов были немецкие изобретатели Н. Отто и Р. Дизель. Первыми такие моторы применили в автомобиле Г. Даймлер и К. Бенц. Немецкая компания Клозе-Шульцер использовала их в первом дизельном локомотиве.
Бурильные установки и дисковые врубовые машины с электрическим приводом нашли свое применение в горнодобыче.
В быт человека вошли такие новинки как телефон А.Г. Белла, трамвай и метро в Лондоне.
Военная авиация делала свои первые шаги – для разведки и бомбометания начали использовать самолеты.
Француз Ж. Фуко в 1852 г изобрел гироскоп. В это же десятилетие появились планер, шприц, целлулоид, подводный телеграфный кабель, нефтяная скважина.
