Науката през XIX век – Част 1
Още през XVII и XVIII век много учени започват да се придържат към метод за решаване на проблеми, станал известен по-късно като „научния метод“. Според мнозина учени следването на този метод е единственият правилен начин да се достигне до еднозначно решение: 1) да се наблюдава; 2) да се изработи хипотеза, от която да се правят проверими предвиждания; 3) да се планират и извършват експерименти, които да предоставят неопровержими доказателства.
В началото на XIX век учените откриват, че съществува повече от един ползотворен подход към проблема. Независимо от подходите, с които науката прониква в непознатите територии, тя започва да се самокоригира. Много разумно звучащи теории са отхвърлени заради други, понякога с право, друг път – не съвсем. Случва се и тези отхвърлени теории по-късно отново да се върнат към живот.
Индустриалната революция, най-широкообхватната последица от научните открития, напълно преобразява начина, по който хората живеят и работят през XIX век. Започнала през XVIII век в Англия с изобретения, които механизират производството на текстил, индустриалната революция достига своя разгар през XIX век, когато парният двигател (създаден от Джеймс Уат) намира все повече приложения в промишлеността и транспорта.
Това е период, който е белязан от мир и революции, на национализъм в Европа и др. Първите години на века са белязани от войните на Наполеон Бонапарт (1769–1821). Недостигът на храна, високите цени и безработицата, създават условия за революция. Много държави обръщат гръб на гражданските права, на които е символ Френската революция. В началото на 1848 г. са появява „Манифест на комунистическата партия“ на Карл Маркс (1818–1883) и Фридрих Енгелс (1820–1895), който допълнително разпалва надигащото се недоволство.
През това време под влиянието на индустриализацията и истеричен глад за евтини суровини се засилва световния империализъм. През XIX век възниква нов вид съюз, международен интелектуален съюз на търсачите на истината, които прекрачват националните граници и преодоляват преградите от противопоставянето на една нация срещу друга.
През 30-те години науката започва да играе важна роля в обществото с провеждането на лекции и запознаването на хората с важни за бъдещето идеи. През 1859 г. Чарлс Дарвин (1809–1882) публикува своят труд „Произход на видовете“. Навсякъде започват да се появяват асоциации и дружества на хора, които се интересуват от наука. През 1831 г. е учредена Британската асоциация на научен напредък, а през 1840 г. Уилям Хюел (1794 –1866) предлага думата учен на мястото на естествоизпитател, с която нарича членовете й.
С времето експерименталните подходи и методите стават много по-сложни. За първи път се появява нуждата от учени професионалисти, които работят само това. Науката се превръща в професия. Все повече жени и мъже се препитават от научната си дейност, а самата наука започва да играе все по-важна роля в общественото съзнание. Физиците откриват нови начини за овладяване на енергията; напредъкът в биологията отваря пътя към важни открития в медицината и др. Учените се разделят на теоретици и експериментатори особено при физическите науки. Йохан Кеплер (1571–1630), германски математик и астроном, от XVII век, е последовател на Тихо Брахе (датски астроном и алхимик, който също работи за утвърждаването на хелиоцентричния строеж на Вселената), събрал данни, от които Кеплер извежда заключенията си. Йохан Кеплер, който не само че е един от стожерите на съвременната наука, но се възприема като един от първите автори, които правят опити в полето на научната фантастика. През 1609 г. авторът пише „Сънищата“, вдъхновен и Коперниковата теория за хелиоцентричния строеж на Вселената. Разбира се, ясно е, че по това време няма достатъчно натрупан опит да се създаде история, включваща характери с психологическа правдоподобност, но не това е важно, когато излиза произведението. Авторът описва Луната въз основа на наблюдение, предшестващо астрономическата употреба на телескопа.
През XIX век нараства сложността на науката – не само в отделните дисциплини като химия, физика, астрономия и др. Между науките започват да се очертават фиксирани граници и мултидисциплинарните подходи на учени като Рене Декарт (1596–1650) и др. отстъпват пред по-специализираните методи. Подобна научна специализация само в една област е свързана и със сложността, която всяка една от науките започва да придобива вследствие на появяващите се нови открития и експерименти. За да може един човек да направи значимо откритие, е необходимо да навлезе по-дълбоко в определена област или дисциплина. През 1799 г. Алесандро Волта (1745–1827) сглобява своя „волтов стълб“, или първата използваема батерия. Ханс Кристиан Йорстед (1777–1850) случайно открива, че електричеството и магнетизмът са свързани. Той публикува откритието си през 1820 г.
С всяко научно откритие, с все по-настъпателното навлизане в човешката природа и заобикалящия ни свят, идеята за божествения ни произход, поддържана от религията, започва да се разклаща. Това, разбира се, не се случва през XIX век, но тогава става все по-осезаемо. Още древногръцкият философ Епикур смята, че физическият свят – живият свят, човешкото общество и моралът, според който живеем, до един са се появили като спонтанни явления, неизискващи обяснение посредством божествена намеса, добронамерен монарх и др. Епикур следва идеите на друг философ (Демокрит), че душите и темпераментите са просто две лица на едно и също: празноти и атоми.
Тогава се появява и незавършената поема De Rerum Natura („За природата на нещата“) на Тит Лукреций Кар. В нея той предвижда съвременната физика с твърдението, че всичко е създадено от различни комбинации на ограничен набор невидими частици, които се движат в празното пространство. Проумял е съвременната представа, че Вселената няма творец, Провидението е измислица и в битието няма нито край, нито цел, а само безконечно сътворение и разрушение, управлявано от случайността. Успял е да предвиди тезата на Дарвин, че природата постоянно експериментира и тези същества, които успяват да се приспособят и размножат, ще процъфтяват.
През XIX век се появява и романът на Мери Шели (1797–1851) „Франкенщайн“ (1818) като отговор на внезапните промени, разтърсили колективната психика на западната цивилизация. Тя получава прозрението си, слушайки разговорите на Пърси Шели и Байрон за съживяването на „спагетите“ (оставени да ферментират) в експериментите на д-р Дарвин (Еразъм Дарвин, дядо на Ч. Дарвин). Вероятно самата Мери Шели е чула да цитират абзац от произведението на Лукреций, в което той говори за пораждане на малки червейчета в гниеща растителна маса. В своето въведение към романа М. Шели пише, че е била вдъхновена именно от откритията на Луиджи Галвани (1737–1798) за електричеството и цитира Еразъм Дарвин (1731–1802) и вижданията му за реанимация на труп.
Развитието на науката провокира и появата на произведения, които през XX век ще задълбочат връзката си с нея, разкриващи отношенията между технологиите и човека, в едно близко и далечно бъдеще. През XIX век Чарлс Дарвин и Алфред Уолъс (1823–1913) извеждат една поредица от принципи, обясняващи произхода на видовете, която ще даде убедително обяснение за еволюцията и за огромното разнообразие от живи организми. Законите на генетиката на Грегор Мендел (1822–1884), често наричан баща на генетиката, предлагат нови прозрения за това как характерните особености се предават от едно поколение на друго.
Настъпва гибелта на алхимията и нейната мистичност. В края на века химиците вече на говорят за мистериозна група вещества, известни на предшествениците им като „неизмерими“. Едно от най-големите противоречия на епохата е свързано с теорията за еволюцията, според която разнообразните видове в природата са произлезли от общи предшественици чрез естествен подбор.
Кратък преглед на физическите науки
Английският физик и химик Джон Далтон (1766–1844) възкресява древната идея за атома, която споменава в свой труд през 1803 г. Посредством апарат, който самият той построява в домашни условия, претегля различните елементи, от които е съставен въздухът, и стига до някои важни заключения. Той открива, че теглото на една газова смес е равно на сумарното тегло на отделните газове. Ученият е наясно с работата на Робърт Бойл (1627–1691, считан за основоположник на модерната химия) върху газовете и тази нова информация още по-силно подкрепя идеята, че газовете са съставени от мънички, неделими частици. В чест на Демокрит (доразвил идеята на Левкип, че между атомите съществува единствено празно пространство и че всички неща са създадени от атоми, които се движат според механичните закони на природата) Далтон нарича тези мънички частици „атоми“. За разлика от Демокрит, който смята, че атомите на различните вещества се различават по форма, Далтон забелязва, че те е различават и по тегло. През 1808 г. той публикува идеите си в книгата „Нова система на химическата философия“, в която заявява, че атомът е основната градивна единица на химическия елемент и всеки атом има собствено специално тегло.
Докато Далтон разгръща своите научни идеи, имащи голямо значение за развитието на науката, Алесандро Волта (1745–1827) е на прага на изобретяването на електрическата батерия. Батерията на Волта може да произвежда постоянен ток, а физиците и химиците започват да я използват при анализа на веществата.
Друг учен, който проправя път на изследванията на Волта, е Луиджи Галвани (1737–1798). Един ден му хрумнала идеята да се опита да възбуди мускулите на отрязани жабешки крачета чрез искра от електрическа машина. При контакта жабешките крачета потрепват. Той публикува резултатите си през 1971 г. и предизвиква малка революция. Когато Волта прочита труда на Галвани „Коментари“, повтаря експериментите му и провежда опит върху себе си. Волта разбира, че металите не са само проводници, а самите те произвеждат електричество. Тогава той разбира, че предположенията на Галвани[1] за „животинското електричество“ не са съвсем оправдани. Жабешките крачета потрепват не от това електричество, а от метала.
Изобретяването на волтовия стълб поставя началото не само на изследванията на електричеството, но и дава на химията революционен инструмент за откриване на нови елементи и изследване на същността на химическите връзки. Хъмфри Дейви (1778–1829) започва да мисли как да използва този стълб за решение на някои проблеми в химията. Той вярва, че електричеството може да се използва, за да се разкъсат връзките между съставните части от съединенията и да се получат още неоткрити елементи. Пак той изследва зеленикавия газ, наричан тогава „оксимуриева киселина“, а през 1810 г. открива елемента хлор. Негов помощник става Майкъл Фарадей.
До 1830 г. броят на известните елементи е нараснал на 54. Дмитрий Менделеев (1834–1907) е ученият, който се опитва да сложи ред в хаоса от все по-големия брой открити химични елементи. Започва работа по създаването на периодична таблица, в която атомното тегло нараства от горния ляв ъгъл до долния десен, а групите от елементи са подредени в колони. Докато Далтон, Дейви и Менделеев революционализират неорганичната химия, друга една област започва да се преустройва из основи. През 1807 г. Йонс Берцелиус (1779–1848) назовава група вещества, съдържащи се в живите организми, „органични“, а останалите „неорганични“. Така се ражда органичната химия.
XIX век е изключително ползотворен за химията. Два важни инструмента – електричеството и спектроскопията – предоставят на химиците начин да видоизменят и анализират веществата и преобразяват науката им така, както телескопът – астрономията и микроскопът – биологията. Периодичната таблица на Менделеев започва да подрежда елементите и подготвя почвата за великия стремителен напредък в химията и физиката, който предстои в края на този и началото на следващия век. Раждането на органичната химия открива огромен индустриален потенциал за приложната химия, включително и производството на бои и материали. Атомизмът отваря пътя и към едно от големите постижения на века: вникването в природата на топлината и термодинамиката – област, която е била забулена в мистерия от векове.
Използвана литература
Ридли, Мат. Еволюция на всичко. София: Сиела, 2018.
Спангенбърг, Рей; Моузър, Даян К. История на науката. Том 2. София: Рива, 2007.
Към Част 2 –
[1] Галвани смята, че жабешките крачета, макар и на умъртвено животно, запазват нещо като вродено „животинско електричество“.
Tags: история на науката
