Важнейшие достижения физики рубежа XX – XXI вв.
1) Создание Эйнштейном специальной и общей теории относительности. Теория относительности Эйнштейна показала ограниченность ньютоновской системы. Все величины, формулы, которыми оперировал Ньютон в свете теории относительности утратили свой статус абсолютности, постоянства, неизменности при любых условиях. Эйнштейн показал, что даже в крошечной массе может обнаружиться огромная энергетика, если эта масса достигает скорости света, равной 100 км/с. Следовательно, огромная энергия может быть в ничтожной массе. Таким образом, мир подчиняется не только формулам Ньютона, но и формуле Эйнштейна E = mv². Ньютоновская физика считается верной, но к ограниченному кругу явлений (в связи с открытиями в мегамире).
2) Создание квантовой теории (открытия в микромире). Основоположники: английский физик Эрнст Резерфорд, немецкий ученый Марк Планк и датский ученый Нильс Бор. Квантовая теория – результат наблюдения за субатомными (внутриатомными) явлениями, до которых можно разделить любой дискретный субъект. Кванты – наименьшие частицы вещества, поля, энергии, света. Кванты постоянно находятся в состоянии превращения из состояния вещества в состояние поля (кванты часто сравниваются с кентаврами). Главная проблема квантовой теории состоит в том, что кванты характеризуются свойствами, состоящими в способности изменяться не только в результате усиленного воздействия магнитных полей, но и в зависимости от класса тех приборов, которые используются для наблюдения за ними. В связи с этим, предсказание их поведения является очень трудным, практически невозможным, поэтому применяются методы теории вероятностей и квантовой статистики, но и они не дают надежных результатов. Отсюда появление принципа неопределенности (как стороны бытия) – нельзя установить законы для поведения квантовых частиц, поскольку последнее характеризуется случайностью. По мнению других физиков, законы все же будут установлены, но на данный момент не хватает информации.
Астрофизика – физика мегамира. Важнейшее достижение – создание модели расширяющейся Вселенной – концепция, пришедшая на смену классической теории стационарной Вселенной – Ньютон считал, что движутся отдельные космические объекты, сама Вселенная неподвижна, стационарна, неизменна. В 1922 г. русский ученый А.А. Фридман высказал мнение о подвижности Вселенной, основанное на математических расчетах, со своей историей, прошлым и будущим, что она своего рода живой организм. Первоначально большинство физиков не поддержало эту идею, однако, со временем астрономические наблюдения убеждали в истинности концепции расширяющейся Вселенной, в результате эта концепция была поддержана. Наблюдения Э. Хаббла позволили экспериментально в 1925 г. установить, что все видимые галактики двигаются, причем скорость возрастает. Эту концепцию поддержал А. Эйнштейн. Отсюда возникла концепция Большого Взрыва (который, по некоторым оценкам, мог иметь место 15 – 20 млрд. лет назад). Однако, вопреки концепции Большого Взрыва, расширение Вселенной не замедляется, а наоборот – ускоряется, что ставит перед наукой новую проблему (с ней пытаются совместить теорию «темной энергии»).
Создание ЭВМ – компьютеры проникли во все сферы жизни, созданы системы телекоммуникации (Интернет – создан в 70-е гг.).
Сегодня физическая наука продолжает развиваться, причем развивается она на основах, заложенных открытиями А. Эйнштейна (теория относительности) и Н. Бора (квантовая теория).
«Голубая мечта» современной физики:
1) Найти суперсилу, которая объединяет все известные взаимодействия (гравитационное, электромагнитное, внутриатомное – большое и малое).
2) Найти элементарный квант, к которому можно свести все разнообразие квантов Вселенной.