Единая физическая картина мира. Физика и научно-технический прогресс

На­ча­ло XIX века про­шло под де­ви­зом «Со­зда­ние элек­тро­маг­нит­ной кар­ти­ны мира». К этому вре­ме­ни стало ясно, что при­чи­ной всех, даже ме­ха­ни­че­ских, вза­и­мо­дей­ствий яв­ля­ет­ся элек­тро­маг­нит­ное вза­и­мо­дей­ствие между за­ря­жен­ны­ми ча­сти­ца­ми, вхо­дя­щи­ми в со­став ато­мов и мо­ле­кул.

М. Фа­ра­дей по­ло­жил ос­но­ву этому. Он объ­еди­нил все из­вест­ные до него элек­тро­маг­нит­ные тео­рии и со­здал тео­рию элек­три­че­ских и маг­нит­ных полей, вы­ска­зав пред­по­ло­же­ние о том, что это еди­ное элек­тро­маг­нит­ное поле.

Макс­велл при­дал ма­те­ма­ти­че­скую ак­ку­рат­ность этому вы­во­ду М. Фа­ра­дея. Он со­здал урав­не­ния элек­тро­маг­нит­но­го поля в ин­те­граль­ной и диф­фе­рен­ци­аль­ной фор­мах. От­крыл су­ще­ство­ва­ние элек­тро­маг­нит­ных волн.

В се­ре­дине XIX века фи­зи­ка была очень тесно свя­за­на с тех­ни­кой. Фа­ра­дей со­здал пер­вый элек­тро­дви­га­тель. Якоби со­здал элек­тро­мо­тор, пре­вра­ща­ю­щий элек­три­че­скую энер­гию в ме­ха­ни­че­скую энер­гию. Были со­зда­ны теп­ло­вые дви­га­те­ли, элек­тро­ак­ку­му­ля­то­ры, элек­три­че­ские лам­поч­ки и ге­не­ра­то­ры элек­три­че­ской энер­гии.

В 1881 году была со­зда­на Меж­ду­на­род­ная Си­сте­ма Еди­ниц фи­зи­че­ских ве­ли­чин (СИ).

В 1887 году Г. Гер­цем было от­кры­то яв­ле­ние фо­то­эф­фек­та, позже А. Г. Сто­ле­тов ис­сле­до­вал дан­ное яв­ле­ние.

В XX веке уси­лия фи­зи­ков со­сре­до­то­чи­лись на стро­е­нии ато­мов, спек­трах из­лу­че­ния и стро­е­нии атом­но­го ядра. За счет этих зна­ний по­яви­лась воз­мож­ность по­лу­че­ния но­во­го вида энер­гии – внут­ри­ядер­ной энер­гии.

Также раз­ви­лась кван­то­вая элек­тро­ди­на­ми­ка, что при­ве­ло к со­зда­нию ла­зе­ров, ко­то­рые нашли ши­ро­кое при­ме­не­ние в окру­жа­ю­щей нас жизни. Тео­рия элек­тро­про­вод­но­сти на ос­но­ве кван­то­вой ме­ха­ни­ки при­ве­ла к от­кры­тию за­ко­но­мер­но­стей элек­тро­про­вод­но­сти твер­дых тел и по­лу­про­вод­ни­ков. Были со­зда­ны на­но­тех­но­ло­гии. Было более четко объ­яс­не­но рож­де­ние все­лен­ной (Рис. 1).

Рис. 1

Про­бле­мы фи­зи­ки XXI века:

1. За­вер­ше­ние клас­си­фи­ка­ции эле­мен­тар­ных ча­стиц, умень­шив число фун­да­мен­таль­ных и уста­но­вив за­ко­ны их вза­и­мо­дей­ствия.

2. Со­зда­ние ла­зе­ров с боль­шей мощ­но­стью и рас­ши­ре­ние диа­па­зо­на этих ла­зе­ров.

3. По­лу­че­ние эле­мен­тов с по­ряд­ко­вым но­ме­ром 114 и 126 – ост­ро­ва ста­биль­но­сти ато­мов.

4. Раз­ви­тие на­но­тех­но­ло­гий.

5. Ре­ше­ние про­блем вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ной плаз­мы (Т~10⁹ К) и осво­е­ние тер­мо­ядер­но­го син­те­за.