Революція в природознавстві
Наприкінці 19 і початку 20 століття в природознавстві були зроблені найбільші відкриття, які докорінно змінили наші уявлення про картину миру. Насамперед це відкриття, зв'язані з будовою речовини, і відкриття взаємозв'язку речовини й енергії. Якщо раніше останніми неподільними частками матерії, своєрідними цеглинками, з яких складається природа, уважалися атоми, то наприкінці минулого століття були відкриті електрони, що входять до складу атомів. Пізніше була встановлена будова ядер атомів, що складаються із протонів (позитивно заряджених часток) і нейтронів (позбавлених заряду часток).
Відповідно до першої моделі атома, побудованої англійським ученим Ернестом Резерфордом (1871-1937), атом уподібнювався мініатюрній сонячній системі, у якій навколо ядра обертаються електрони. Така система була, однак, нестійкої: обертові електрони, втрачаючи свою енергію, зрештою повинні були впасти на ядро. Але досвід показує, що атоми є досить стійкими утвореннями й для їхнього руйнування потрібні величезні сили. У зв'язку із цим колишня модель будови атома була значно вдосконалена видатним датським фізиком Нільсом Бором (1885-1962), що припустив, що при обертанні по так званих стаціонарних орбітах електрони не випромінюють енергію. Така енергія випромінюється або поглинається у вигляді кванта, або порції енергії, тільки при переході електрона з однієї орбіти на іншу.
Значно змінилися також погляди на енергію. Якщо раніше передбачалося, що енергія випромінюється безупинно, то ретельно поставлені експерименти переконали фізиків, що вона може випускатися окремими квантами. Про це свідчить, наприклад, явище фотоефекта, коли кванти енергії видимого світла викликають електричний струм. Це явище, як відомо, використовується у фотоекспонометрах, якими користуються у фотографії для визначення витримки при експозиції.
В 30-е роки XX в. було зроблено інше найважливіше відкриття, що показало, що елементарні частки речовини, наприклад, електрони володіють не тільки корпускулярними, але й хвильовими властивостями. Таким шляхом було доведено експериментально, що між речовиною й полем не існує непрохідної границі: у певних умовах елементарні частки речовини виявляють хвильові властивості, а частки поля - властивості корпускул. Це явище одержало назву дуалізму хвилі й частки - уявлення, що ніяк не укладалася в рамки звичайного здорового глузду. До цього фізики дотримувалися переконання, що речовина, що складається з різноманітних матеріальних часток, може мати лише корпускулярні властивості, а енергія поля - хвильовими властивостями. Сполука в одному об'єкті корпускулярних і хвильових властивостей зовсім виключалося. Але під тиском незаперечних експериментальних результатів учені змушені були визнати, що мікрочастинки одночасно володіють як властивостями корпускул, так і хвиль.
В 1925-1927 р. для пояснення процесів, що відбуваються у світі дрібних часток матерії - мікросвіті, була створена нова хвильова, або квантова механіка. Остання назва й затвердилося за новою наукою. Згодом виникли й різноманітні інші квантові теорії: квантова електродинаміка, теорія елементарних часток і інші, які досліджують закономірності руху мікросвіту.
Інша фундаментальна теорія сучасної фізики - теорія відносності, яка у корені змінила наукові уявлення про простір і час. ............
