Наука и техника XIX века

Вопросы: 1. Математика. Гаусс, Гамильтон, Мёбиус, Лобачевский, Ковалевская. 2. Исследование теплоты и энергии. Джоуль, Ленц, Гельмгольц, Клазузиус, Карно, Больцман. 3. Электричество. Эрстед, Ампер, Ом, Фарадей, Максвелл, Герц. 4. Химия. Дальтон, Гей-Люссак, Авогадро, Менделеев, Бутлеров. 5. Биология. Дарвин, Геккель, Пастер, Сеченов, Мендель.

Литература: Азимов А. Путеводитель по науке. От египетских пирамид до космических станций. М., Виргинский В.С. Очерки истории науки и техники XVI-XIX вв. М., Виргинский В.С, Хотеенков В.Ф. Очерки истории науки и техники гг. М., Григорьев В.И. Наука и техника в контексте культуры. М., Кефели И.Ф. История науки и техники. СПб., Кирилин В.А. Страницы истории науки и техники. М., Косарева Л.М. Рождение науки Нового времени из духа культуры. М., Мандрыка А.П. Взаимосвязь механики и техники (1770 – 1970). Л., Механика и цивилизация XVII – XIX вв. М., Соломатин В.А. История науки. М., Шухардин С.В. История науки и техники: Учеб.пособие. Ч.1. М., 1974.

1. Математика В XIX веке эволюционное развитие математики было нарушено: появляются многочисленные нестандартные структуры с необычными свойствами: неевклидовы и многомерные геометрии, кватернионы и т.п.; объектами математического исследования всё больше становятся нечисловые объекты; возникает и получает широкое развитие математическая логика; появляется предельно абстрактная теория множеств.

Гаусс ( ) Построил основы неевклидовой геометрии. Разрешил проблему построения правильных многоугольников. Создал новую науку – высшую геодезию. Вывел теорию поверхностей Создал математическую теорию потенциала.

Уильям Гамильтон ( ) Разработал гамильтонову механику на основе принципа наименьшего действия. Ввёл понятие векторного поля и создал основы векторного анализа. Открыл кватернионы (новые числа, состоящие из 3-х мнимых единиц).

Мёбиус ( ) Установил существование односторонних поверхностей и в связи с этим стал знаменит как изобретатель листа Мёбиуса (ленты Мёбиуса) Эшер. «Относительность», 1953

Н.И. Лобачевский ( ) Неевклидова геометрия: «На плоскости через точку, не лежащую на данной прямой, проходит более чем одна прямая, не пересекающая данную».

Софья Ковалевская ( ) Первая в России и Европе женщина-профессор. Открыла третий классический случай разрешимости задачи о вращении твёрдого тела вокруг неподвижной точки (теоретически доказала, что вечный двигатель возможен)

2. Исследование теплоты и энергии Карно ( ) вывел условия, при которых КПД достигает максимального значения. Ввел основные понятия термодинамики: идеальная тепловая машина, идеальный цикл (цикл Карно), обратимость и необратимость термодинамических процессов.

Джоуль ( ) Изучал природу тепла и обнаружил её связь с механической работой. Разработал первый закон термодинамики (закон сохранения энергии для термодинамических процессов).

Э.Х. Ленц ( ) «Закон Джоуля и Ленца»: количество теплоты, выделяемое током в проводнике, пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению проводника

Гельмгольц ( ) Сформулировал законы сохранения энергии в химических процессах и ввел понятие свободной энергии – энергии, которую необходимо сообщить телу для приведения его в термодинамическое равновесие с окружающей средой

Клаузиус ( ) Открыл второй закон термодинамики: «Невозможен процесс, единственным результатом которого являлась бы передача тепла от более холодного тела к более горячему». Ввел понятие энтропии (мера необратимого рассеивания энергии). Сформулировал гипотезу тепловой смерти Вселенной: все различные формы энергии переходят в конечном итоге в тепловую, после чего становятся невозможны никакие процессы.

Больцман ( ) Основал статистическую физику (как из движений частиц системы складывается усреднённая эволюция системы в целом). Постоянная Больцмана, определяющая связь между температурой и энергией:

3. Электричество Эрстед ( ) Доказал взаимосвязь электрических и магнитных явлений.

Ампер ( ) Установил правило для определения направления действия магнитного поля (правило Ампера). Закон Ампера: параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных – отталкиваются. Теорема о циркуляции магнитного поля. Открыл магнитный эффект соленоида (катушки с током).

Ом ( ) Закон Ома: закон, определяющий связь напряжения с силой тока и сопротивлением проводника.

Фарадей ( ) Обнаружил и дал математическое описание явления электромагнитной индукции – возникновения электродвижущей силы в проводнике, находящемся под действием изменяющегося магнитного поля. Открыл законы электролиза, основал новую науку – электрохимию.

Максвелл ( ) Заложил основы современной классической электродинамики (уравнения Максвелла). Ввёл понятия тока смещения и электромагнитного поля. Пришёл к выводу, что магнетизм имеет вихревую природу, а электрический ток – поступательную.

Герц ( ) Осуществил экспериментальное подтверждение электромагнитной теории света. Доказал существование электромагнитных волн. Результаты, полученные Герцем, легли в основу развития радио. Вибратор Герца

4. Химия Дальтон ( ) Открыл причины цветовой слепоты (дальтонизм). Основал атомную теорию строения вещества. Первым рассчитал атомные веса (массы) ряда элементов.

Гей-Люссак ( ) Получил новые элементы, названные впоследствии бором и йодом. Открыл закон теплового расширения газов.

Авогадро ( ) Закон Авогадро: число молекул в грамм- молекуле любого вещества одинаково. Число Авогадро: N A = 6, (18)·10 23 моль 1 В 1 см³ идеального газа при нормальных условиях содержится 2,68675·10 19 молекул

Д.И. Менделеев ( ) Периодический закон химических элементов. Нашёл общее уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева- Клайперона). Открыл «температуру абсолютного кипения жидкостей» (критическую температуру).

Бутлеров ( ) Создал теорию химического строения органических веществ. 1)Атомы в молекулах соединяются в определенном порядке в соответствии с их валентностью (углерод четырехвалентен!). 2)Свойства веществ зависят не только от их качественного и количественного состава, но и от строения их молекул (изомерия).

5. Биология Дарвин ( ) Основоположник эволюционного учения. Основной движущей силой эволюции назвал естественный отбор

Геккель ( ) Сформулировал биогенетический закон, согласно которому в индивидуальном развитии организма как бы воспроизводятся основные этапы его эволюции. Построил первое генеалогическое древо животного царства. Автор терминов питекантроп, филогенез и экология

Пастер ( ) Доказал микробную теорию инфекционных болезней. Доказал несостоятельность теории самозарождения микроорганизмов.

Сеченов ( ) Выявил физиологические основы психических процессов (рефлексы). Открыл процесс центрального торможения

Мендель ( ) Открыл законы наследования признаков (основал генетику).