19-й век заложил основы для развития науки 20-го столетия и создал предпосылки для многих будущих изобретений и технологических нововведений, которыми мы пользуемся в настоящее время. Научные открытия 19 века были сделаны во многих областях и оказали большое влияние на дальнейшее развитие. Технический прогресс неудержимо продвигался. Кому же мы благодарны за те комфортные условия, в которых сейчас живет современное человечество?
Научные открытия 19 века: Физика и электротехника
Джеймс Кларк Максвелл
Ключевой особенностью в развитии науки этого периода времени является широкое применение электричества во всех отраслях производства. И люди уже не могли отказаться от использования электричества, ощутив его существенные преимущества. Много научных открытий 19 века было совершено в этой области физики. В то время ученые начали плотно изучать электромагнитные волны и их влияние на различные материалы. Началось внедрение электричества в медицину.
В 19-м веке в сфере электротехники работали такие известные ученые, как француз Андре-Мари Ампер, два англичанина Майкл Фарадей и Джеймс Кларк Максвелл, американцы Джозеф Генри и Томас Эдисон.
В 1831 году Майкл Фарадей заметил, что если медная проволока движется в магнитном поле, пересекая силовые линии, то в ней возникает электрический ток . Так появилось понятие электромагнитной индукции. Это открытие создало почву для изобретения электродвигателей.
В 1865 году Джеймс Кларк Максвелл разработал электромагнитную теорию света. Он предположил существование электромагнитных волн, посредством которых передается электрическая энергия в пространстве. В 1883 году Генрих Герц доказал существование этих волн. Он также определил, что скорость их распространения — 300 тыс. км/сек. На основе этого открытия Гульельмо Маркони и А. С. Попов создали беспроводный телеграф — радио. Это изобретение стало основой для современных технологий беспроводной передачи информации, радио и телевидения, в том числе всех видов мобильной связи, в основе работы которых лежит принцип передачи данных посредствам электромагнитных волн.
Химия
Д.И. Менделев — учёный, который сделал много научных открытий 19 века
В области химии в 19 веке самым значительным было открытие Д.И. Менделеевым Периодического закона . На основе этого открытия была разработана таблица химических элементов, которую Менделеев увидел во сне. В соответствии с этой таблицей он предположил, что существуют еще неизвестные тогда химические элементы. Предсказанные химические элементы скандий, галлий и германий впоследствии были открыты в период с 1875 по 1886 гг.
Астрономия
ХІХ ст. было веком становления и стремительного развития еще одной области науки — астрофизики . Астрофизика — это раздел астрономии, который изучает свойства небесных тел. Этот термин появился в середине 60-х годов 19-го века. У истоков ее стоял немецкий профессор Лейпцигского университета астроном Иоганн Карл Фридрих Цёлльнер. Главные методы исследования, используемые в астрофизике — это фотометрия, фотография и спектральный анализ. Одним из изобретателей спектрального анализа является Кирхгоф. Он проводил первые исследования спектра Солнца. В результате этих исследований в 1859 г. ему удалось получить рисунок солнечного спектра и более точно определить химический состав Солнца.
Медицина и Биология
С приходом 19 века наука начинает развиваться с невиданной доселе скоростью . Научных открытий совершается столько, что трудно детально их отследить. Медицина и биология в этом не отстают. Самый значительный вклад в этой области сделали немецкий микробиолог Роберт Кох, французы медик Клод Берна́р и химик-микробиолог Луи Пастер.
Бернар заложил основы эндокринологии — науки о функциях и строении желез внутренней секреции. Луи Пастер стал одним из основоположников иммунологии и микробиологии. В честь этого ученого названа технология пастеризации - это способ термической обработки в основном жидких продуктов. Эта технология применяется для уничтожения вегетативных форм микроорганизмов для увеличения срока хранения пищевых продуктов, например пива и молока.
Роберт Кох открыл возбудителя туберкулёза, бациллу сибирской язвы и холерный вибрион . За открытие туберкулезной палочки он был награжден Нобелевской премией.
Компьютеры
Хотя считается, что первый компьютер появился в 20 веке, но уже в XIX веке были построены первые прообразы современных станков с числовым программным управлением. Жозеф Мари Жаккар, французский изобретатель, в 1804 году придумал способ программирования работы ткацкого станка. Суть изобретения состояла в том, что нитью можно было управлять, используя перфокарты с отверстиями в определенных местах, в которых предполагалось нанести нить на ткань.
Машиностроение и промышленность
Уже в начале 19-го века начался постепенный переворот в машиностроении. Оливер Эванс был одним из первых, кто в 1804 году в Филадельфии (США) продемонстрировал автомобиль с паровым двигателем.
В конце 18-го столетия появились и первые токарные станки. Их разрабатывал английский механик Генри Модсли.
С помощью таких станков удалось заменить ручной труд, когда было необходимо производить обработку металла с большой точностью.
В 19 веке был открыт принцип работы теплового двигателя и изобретен двигатель внутреннего сгорания, что послужило толчком к развитию более скоростных средств передвижения : паровозов, пароходов и самоходных машин, которые мы сейчас называем автомобилями.
Также начали развиваться железные дороги. В 1825 году в Англии Георг Стефенсон простроил первую железную дорогу. Она обеспечивала железнодорожную связь городов Стоктон и Дарлингтон. В 1829 проложили ветку, которая связала Ливерпуль и Манчестер . Если в 1840 году общая протяженность железных дорог составляла 7700 км, то к концу 19-го века это уже было 1 080 000 км.
19-й век — это век промышленной революции, век электричества, век железных дорог. Он оказал существенное влияние на культуру и мировоззрение человечества, в корне изменил систему ценностей человека. Появление первых электродвигателей, изобретение телефона и телеграфа, радио и нагревательных приборов, а также лампы накаливания — все эти научные открытия 19 века перевернули жизнь людей того времени.
Вопрос 01. Объясните причины быстрого развития физики и других естественных наук в XIX в.
Ответ. Открытия в области естественных наук сразу находило практическое воплощение в новых изобретениях, которые сразу приносили славу (а также деньги), что стимулировало учёных на новые открытия и молодёжь на занятие наукой. Исследования стали требовать вложений, однако благодаря открытиям и бизнес, и государства, были заинтересованы в спонсировании именно естественных наук.
Вопрос 02. Заполните в тетради таблицу «Важнейшие научные открытия в XIX - начале XX в.». Графы таблицы: научная область, год открытия, фамилия учёного, содержание и значение открытия.
Вопрос 03. Подготовьте сообщение о каком-либо открытии. Используйте также текст документа. Какими, по вашему мнению, качествами должен обладать учёный?
Ответ. Чарльз Дарвин шёл к своему открытию долгие годы. Он путешествовал на корабле английского военно морского флота, на котором совершил кругосветное путешествие и сделал как натуралист множество наблюдений, ведь плавание продолжалось пять лет. Например, на Галапагосских островах (в Тихом океане) он изучал вьюрков. Он заметил, что при примерно одинаковой форме тела множество видов вьюрков обладают разной формой и размером клюва. Он предположил, что они произошли от одного предка, но со временем развитие разделило их на разные виды. Вернувшись, он стал изучать селекцию домашних животных, на основе которой появляются новые породы. Особенно интересовали его голуби. Самые разные расцветки этих птиц люди получали, выбирая из потомства только особей с нужными ими качествами. Дарвин предположил, что то же самое делает и природа: отбирает нужные ей качества и давая возможность организмам только с этими качествами оставлять потомство. Выводы он закрепил на примере растений. Таким образом родилась эволюционная теория Дарвина, которую он опубликовал в 1859 году. Но это был не конец истории. Далее Дарвину пришлось до конца жизни выдерживать жесточайшую полемику с противниками своей теории.
Чарльз Дарвин умел собирать материал, делать из него выводы, до которых не додумались другие, знал, как подтвердить эти выводы. У него было трудолюбие для разработки его теории, решимость для её публикации, упорство для её отстаивания и достаточное время жизни для проявления вышеперечисленных качеств. Именно это, по-моему, нужно первооткрывателям (хотя универсального набора качеств, характерных для них всех, полагаю, не существует).
Вопрос 04. Охарактеризуйте успехи медицины на рубеже XIX-XX вв. Подумайте, в чём причины этих успехов.
Ответ. Медицина в XIX века разработала вакцины от множества заболеваний, выяснила связь общественной гигиены и эпидемий. Всё это позволило гораздо лучше бороться со многими массовыми заболеваниями, заложило основы полной или почти полной победы над ними в ХХ веке. В хирургии была открыта анестезия, появился рентгеновский аппарат. Благодаря этим и многим другим открытиям раны, ранее считавшиеся смертельными теперь поддавались лечению. Во многом причины этих успехов кроются во взаимодействии с другими естественными науками. Появление микробиологии и вакцины от бешенства было бы не возможно без развития микроскопов (соответственно, оптики), рентгеновский аппарат назван именем физика потому, что был бы не возможен без его открытия, работа химиков позволяла создавать новые лекарства и т. д.
Девятнадцатый век стал эпохой прорывов человечества в науке. Этот век создал основу для научных прорывов века двадцатого.
Прорывы девятнадцатого столетия были сделаны во многих областях науки и оказали огромное влияние на дальнейшее развитие человечества.
Одно из главных открытий (изобретений) того века было изобретение электричества и лампочки. Ощутив все преимущества использования электроэнергии, человечество так и не смогло от неё отказаться.
Именно достижение в такой отрасли науки как физика сделали возможным появление электрического света. Изучением такого явления как электромагнитные волны занимались ещё в конце восемнадцатого столетия, тот же М. Ломоносов.
Термин электричество означает физическое явление, при котором двинуться и взаимодействуют между собой электрические заряды. Термин введён английским учёным-испытателем Уильямом Гилбертом ещё в шестнадцатом веке.
В эпоху девятнадцатого века, изучением электричества занимались: Томас Эдисон, Дж. Генри, Александр Ладыгин.
Учёный и изобретатель Майкл Фарадей во время эксперимента определил, что медная проволока находящиеся в магнитном поле пересекает силовые линии, тогда в ней начинает возникать электрический ток.
Наконец в тысяча восемьсот семьдесят третьем А. Лодыгин, - русский электротехник и физик продемонстрировал своё изобретение. Электрическая лампочка (лампа). Изобретение Лодыгина, это немного вытянутую колбу, внутри которой на двух медных проволоках, укреплен маленький стержень из ретортного угля. Электрический ток проходил непосредственно через оправу, таким образом лампа давала свет.
Но изобретение не могло работать дольше 40 минут в день. После России, - Франция, Германия, Англия, тоже занялись проектированием ламп подобного типа. Уже в 90-е годы девятнадцатого столетия германскими учёными был создан образец, - лампа которая может работать несколько часов. В это же время Эдисон сделал тоже самое в Соединенных штатах. В России к сожалению по началу к этому изобретению отнеслись с недоверием. Поэтому западные страны в развитии науки электричества продвинулся более вперёд России.
Именно благодаря электричеству стало возможным изобретение телефона Дж. Белла во второй половине 70-х годов, в Англии. И изобретение радио, русским ученым Поповым. Кстати историки и учёные до сих пор спорят, кто же первый изобрёл радио? Маркони или Попов. Именно радио и телеграф широко применялись на полях Первой, а затем Второй мировой войн.
На рубеже девятнадцатого и двадцатого века, европейские страны готовились к грядущей войне. За пол столетия (девятнадцатого века) предшествующие войне, человечество изобретает новое вооружение массового поражения, пулемёты, пушки большого калибра, автоматические винтовки. Поэтому научные прорывы касались не только созидания, но и разрушения и уничтожения людей. Поэт А. Ахматова, писала в дневнике «двадцатый век начался с 1914 года», то есть с началом войны мир (Европа) очнулась от дремоты. И сразу человечество попало в кошмар первой мировой. После Первой мировой через 21 год, последовала Вторая, - ещё более жестокая и кровавая.
Только после двух страшных мировых войн человечество осознало до какой степени опасны «мировые военные конфликты».
Именно прорыв в науке электричества сделал возможным прорывы в других науках (связанных с физикой) в двадцатом столетии.
Конечно же обо всех открытиях 19-го века мы рассказать не сможем, но сможем Вам поведать о самых важных достижениях этого столетия.
В этом веке было заложены основы для развития научных отраслей на следующий 20 век. Технический прогресс продвигался большими шагами, кому же мы должны быть благодарны за то что имеем на сегодняшний день?
Физика и электроника
Ключевой особенностью в этой области можно обозначить старание применить электричество во всем, во всех производствах, исследованиях, и просто жизни людей. Последние ощутив явные преимущества уже не могли от него отказаться. В те времена ученые начали обращать внимание на электромагнитные волны и влияние их на материалы.
1831 год Фарадей замечает, что медная проволока движущаяся через магнитное поле создаваемое силовыми линиями в ней –появляется электричество . Благодаря этому появилось понятие электромагнитной индукции. Это помогло, а точнее стало фундаментом для изобретения электродвигателей.
1865 год, Кларк Максвелл был уверен что свет, это электромагнитные волны . Дальше он предложил их существование. А уже Герц в 1833 году сумел доказать их существование, также была определена их скорость 300 тысяч километров в час. Эти исследования стали основой для открытия радио. Хотя бизнес форум тогда решил, что в эту разработку лучше не вкладывать деньги, они были ошарашены, когда Герц все же нашел инвесторов на эти научные исследования.
Химия
Самым важным открытием в этой области стала идея Менделеева, в результате был открыт периодический закон . После этого была создана всем известная таблица, она была придумана Менделеевым во сне. Интересно что все предсказанные им элементы в последующее время были открыты.
Астрономия
В этой области стала развиваться наука об изучении свойств небесных тел – Астрофизика .
Биология и Медицина
С началом 19-го века вся наука начинает стремительно развиваться. Научных открытий настолько много что их практически невозможно отследить. Были заложены исследования различных желез и органов человека: эндокринология, микробиология, иммунология. Некоторые технологии применяются и сейчас для длительного сохранения продуктов.
Компьютеры
И хотя первый компьютер был создан в 20 веке, но уже тогда были построены первые прообразы станков с числовым управлением. Уже был запрограммирован ткацкий станок, а точнее можно было управлять действиями нити за счет специальных перфокарт. Делалось это для того, чтобы изображение было только там где оно нужно.
Машиностроение
В 1804 году был показан первый автомобиль на паровом двигателе . В конце 18-го года стали появляться первые токарные станки. При их помощи удалось заменить тяжелый людской труд на механический. Был изобретен бензиновый двигатель. Стремительно развивались железные дороги и автомобилестроение.
В индустриальной цивилизации, утвердившейся в Европе в XIX столетии, главной ценностью стали считать научно-технический прогресс. И это не случайно. Как отметил П.Сорокин, «лишь только один XIX в. принес открытий и изобретений больше, чем все предшествующие столетия вместе взятые».
XIX век был воплощением неслыханного технического прогресса, были сделаны научные и технические открытия, которые привели к изменению образа жизни людей: его начало ознаменовалось освоением силы пара , созданием паровых машин и двигателей, которые позволили осуществить промышленный переворот, перейти от мануфактурного производства к промышленному, фабричному.
Научные открытия в области физики, химии, биологии, астрономии, геологии, медицины следовали одно за другим. Вслед за открытием Майклом Фарадеем явления электромагнитной дуги, Джеймс Максвелл предпринимает исследование электромагнитных полей, разрабатывает электромагнитную теорию света. Анри Беккерель, Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри, изучая явление радиоактивности, поставили под вопрос прежнее понимание закона сохранения энергии.
Физическая наука проделала путь от атомной теории материи Джона Дальтона - к раскрытию сложной структуры атома. После обнаружения Дж.Дж. Томпсоном в 1897 г. первой элементарной частицы электрона последовали планетарные теории строения атома Эрнеста Резерфорда и Нильса Бора. Развиваются междисциплинарные исследования - физическая химия, биохимия, химическая фармакология. Подлинную революцию в науке произвели труды великого ученого-натуралиста Чарльза Дарвина «Происхождение видов» и «Происхождение человека», которые иначе, чем христианское учение, трактовали возникновение мира и человека.
Достижения в области биологии и химии дали мощный толчок развитию медицины. Французский бактериолог Луи Пастер разработал метод предохранительных прививок против бешенства и других заразных болезней. Немецкий микробиолог Роберт Кох и его ученики открыли возбудителей туберкулеза, брюшного тифа, дифтерита и других болезней, создали против них лекарства. В арсенале врачей появились новые лекарственные препараты и инструменты. Врачи стали применять аспирин и пирамидон, был изобретен стетоскоп, открыты рентгеновские лучи. Если XVII-XVIII вв. были эпохой ветряных мельниц, то с конца XVIII в. начинается эпоха пара. В 1784 г. Дж. Уатт изобрел паровой двигатель. А уже в 1803 в. появляется первый автомобиль с паровым двигателем.
Джеймс Кларк Максвелл. Большим достижением науки XIX в. была выдвинутая английским ученым Д. Максвеллом электромагнитная теория света (1865 г.), которая обобщила исследования и теоретические выводы многих физиков разных стран в отраслях электромагнетизма, термодинамики и оптики.
Максвелл хорошо известен тем, что сформулировал четыре уравнения, которые явились выражением основных законов электричества и магнетизма. Эти две области широко исследовались до Максвелла на протяжении многих лет, и было хорошо известно, что они взаимосвязаны. Однако хотя уже были открыты различные законы электричества и они были истинными для специфических условий, до Максвелла не существовало ни одной общей и единообразной теории.
Чарльз Дарвин (1809 - 1882). XIX век стал временем торжества эволюционной теории . Чарльз Дарвин одним из первых осознал и наглядно продемонстрировал, что все виды живых организмов эволюционируют во времени от общих предков. Основной движущей силой эволюции Дарвин назвал естественный отбор и неопределённую изменчивость.
Пьер-Симон Лаплас. Лаплас является одним из создателей теории вероятностей ; развил и систематизировал результаты, полученные другими математиками, упростил методы доказательства.
Наибольшее количество исследований Лапласа относится к небесной механике. Он стремился все видимые движения небесных тел объяснить, опираясь на закон всемирного тяготения Ньютона. Он определил величину сжатия Земли у полюсов. В 1780г. Лаплас предложил новый способ вычисления орбит небесных тел. Пришел к выводу, что кольцо Сатурна не может быть сплошным, иначе оно было бы неустойчивым. Предсказал сжатие Сатурна у полюсов; установил законы движения спутников Юпитера.
Джон Дальтон. Первым ученым, который добился значительных успехов в новом направлении развития химии, стал английский химик Джон Дальтон, который вошел в историю химии как первооткрыватель закона кратных отношений и создатель основ атомной теории . Дж. Дальтон показал, что каждый элемент природы составляет совокупность атомов, строго одинаковых между собой и обладающих единым атомным весом. Благодаря этой теории в химию проникли идеи системного развития процессов.
Все свои теоретические выводы он получил на основе сделанного им самим открытия, что два элемента могут соединяться друг с другом в разных соотношениях, но при этом каждая новая комбинация элементов представляет собой новое соединение. Полагал, что все атомы каждого отдельного элемента одинаковы и характеризуются тем, что обладают определенным весом, который он назвал атомным весом. Рассуждая таким образом, Дальтон составил первую таблицу относительных атомных весов водорода, азота, углерода, серы и фосфора, приняв за единицу атомную массу водорода. Эта таблица была самой важной работой Дальтона.
Компьютеры. Хотя считается, что первый компьютер появился в 20 веке, но уже в XIX веке были построены первые прообразы современных станков с числовым программным управлением.
Машиностроение и промышленность. Автомобили Русско-Балтийского завода - научное открытие 19 века. Уже в начале 19-го века начался постепенный переворот в машиностроении. Оливер Эванс был одним из первых, кто в 1804 году в Филадельфии (США) продемонстрировал автомобиль с паровым двигателем.
В конце 18-го столетия появились и первые токарные станки. Их разрабатывал английский механик Генри Модсли. Начали развиваться железные дороги. В 1825 году в Англии Георг Стефенсон простроил первую железную дорогу.
