Глубокие социальные изменения, происшедшие в XVIII в. (Великая французская революция и Промышленный переворот в Англии), направили науку и технику по пути ее современного развития.
Век революций
Французская революция поставила разум во главу человеческих взаимоотношений. Одним из следствий этого было пробуждение интереса к вычислительной технике и математике. Идеи французов вдохновили английского математика Чарлза Беббиджа (1792-1871) на проект создания первой вычислительной машины («аналитической машины»).
Промышленный переворот выдвинул новые проблемы. Техника того периода определялась широким потреблением каменного угля и железа и усовершенствованием парового двигателя Томасом Ньюкоменом (1663-1729) и Джеймсом Уаттом. Промышленность обогатилась механическим двигателем потенциально неограниченной мощности, и на передний край науки были вынесены вопросы о природе силы и энергии. Промышленный переворот породил и нужду в понимании природы свойств материалов, что подтолкнуло развитие химии. Человечество стояло на пороге радикальных изменений в науке и технике.
Пробудился интерес к исследованию форм движения материи, отличных от механического, в частности к электричеству. Майкл Фарадей (1791-1867) развил идею электромагнитного поля для описания движения под воздействием электрических сил и показал возможность создания электрогенераторов и двигателей. Все возрастающее число электростанций позволило производить электроэнергию и передавать ее любому потребителю – будь то промышленное предприятие или жилой дом. Промышленность все больше нуждалась в новых источниках сырья, поэтому развивалась внешняя торговля. Новые промышленные товары находили сбыт на зарубежных рынках.
Ученые занялись разработкой законов термодинамики – раздела физики, исследующего теплоперенос и преобразование тепла. Сади Карно (1796-1832) математически обосновал теплоперенос в паровой машине, созданной Уаттом. Джеймс Джоуль (1818-1899) определил механический эквивалент тепла – количество тепла, произведенное данным количеством механической энергии, – и установил взаимосвязь разных форм энергии между собой. Так сложился принцип сохранения энергии, основной закон физики о том, что энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую.
Математически идеи Фарадея о силовых линиях пространства оформил Джеймс Клерк Максвелл (1831—1879) в уравнениях электромагнитного поля» Он доказал, что свет – род электромагнитных колебаний, и предположил возможность существования иных типов волн помимо световых. Один из таких типов колебаний, радиоволны, в 1887 г, был обнаружен Генрихом Герцем (1857-1894).
Новая химия, основания которой заложил Антуан Лавуазье (1743—1794), особенно успешно развивалась в Германии усилиями Юстуса Либиха (1803-1873), получившего первоначальное образование в Париже. Либиха сменил Август Гофман (1818-1892). Его ученик, англичанин Уильям Перкин (1838-1907), в возрасте 18 лет синтезировал анилиновый краситель мовеин. Производство его из каменноугольной смолы – начало современной химии красителей. Русский ученый Н. Зинин (1812-1880) в 1842 г. синтезировал анилин.
Современная наука
Вслед за открытием Герцем радиоволн Вильгельм Рентген (1845-1923) обнаружил в 1895 г. электромагнитное излучение с весьма малыми длинами волн, названное Х-лучами. Для физиков это открытие было неожиданным. Начались поиски других видов излучений. В 1896 г. Антуан Беккерель (1852-1908) наблюдал незнакомый род лучей, испускаемых ураном. Через год Мария Склодовская-Кюри (1867-1934) и ее муж Пьер Кюри (1859-1906) убедились, что открытые ими элементы, радий и полоний, представляют собой более мощные источники радиоактивного излучения. Их изыскания велись одновременно с большой группой работ, в которых изучалось протекание электрического тока в газах. Кульминацией работ этого направления было открытие в 1897 г. электрона Джозефом Джоном Томсоном (1856-1940), которое в конечном итоге привело к созданию электроннолучевых трубок, электронных ламп и электроники в целом.
Успехи атомной теории дали ученым новые орудия исследования. Эрнест Резерфорд (1871-1937) использовал радиоактивность для анализа строения атома и превращений в нем, показав также возможность расщепления атома с освобождением, к добру или во зло, атомной энергии.
Молекулы живого организма
Лоренс Брэгг (1890-1971) совместно с отцом, Уильямом Брэггом (1862-1942), разработал способ определения структуры молекул с помощью рентгеновских лучей. Сотрудники лаборатории Брэггов Джеймс Уотсон (род. 1928) и Фрэнсис Крик (род. 1916) выяснили структуру молекулы вещества, определяющего одну из важнейших функций живого организма – передачу наследственной информации. В 1953 г. они установили, что молекула этого вещества, дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), представляет собой двойную спираль. Со временем возникла генная инженерия, которая, в числе прочего, позволила вывести новые урожайные сорта сельскохозяйственных культур для обеспечения продуктами питания все возрастающего населения планеты.