Все о Великобритании

После столь крутого подъема в математике и механике наблюдается определенный спад. Исключение составляют труды Б. Тейлора и К. Маклорена по анализу бесконечно малых величин. На первый план выдвигаются химия, биология, науки о Земле. Английская химия XVIII века представлена такими учеными европейского уровня, как Дж. Блэк, Г. Кавендиш, Дж. Пристли и др. Блэк открыл двуокись углерода; Пристли и Кавендиш выделили кислород. Дж. Дальтон опубликовал «Новую систему химической философии», в которой изложил начала атомной теории. Позднее, основываясь на этой теории, он открыл закон кратных отношений. М. Фарадей открыл законы электролиза. В биологии активно развивались анатомия и физиология. В медицине большое внимание было уделено поиску способов борьбы с инфекциями (Э. Дженнер, Дж. Прингл). Дж. Нидхем отстаивал идею изменяемости видов. Весьма значительными были в XVIII веке успехи в астрономии. Дж. Брадлей открыл аберрацию света. В. Гершель впервые построил мощные телескопы; ему принадлежит открытие Урана, его спутников и спутников Сатурна. Результаты Гершеля по изучению строения Млечного Пути заложили начало звездной астрономии. Представления о Земле значительно расширили три кругосветных плавания Дж. Кука.

Усиление дифференциации естествознания привело к появлению научных обществ: 1707 год — математическое общество, 1721-й — ботаническое общество, 1788-й — Линнеевское общество, 1775 год — бирмингемское «Лунное общество».

В этот период Великобритания становится родиной машин. Хорошо известна паровая машина Дж. Уатта (патент 1784 года). Несколько ранее, в 1733 году, Дж. Уайет сконструировал прядильную машину, а Дж. Кей — ткацкий станок. В 1802 году Саймингтон построил пароход с кормовым гребным винтом. В 1803–1804 годах Р. Тревитик построил паровоз, в 1825-м Дж. Стефенсон — первую железную дорогу с паровой тягой.

В XIX веке быстрый прогресс промышленности и сельского хозяйства создал предпосылки для развития всех областей естествознания, и английская наука вышла на передовые рубежи.

Английские физики внесли решающий вклад во все отрасли этой науки. Дж. Джоуль опытным путем нашел механический эквивалент теплоты и тем самым обосновал закон сохранения энергии. У. Ранкин и У. Томсон разработали принципы теории тепловых процессов. Дж. Джоуль и Дж. К. Максвелл заложили основы молекулярно-кинетической теории тепловых явлений. Т. Юнг возродил волновую теорию света. Дж. Гершель обнаружил инфракрасное излучение. Дж. Рэлей создал основы молекулярной оптики. Томсон, Стокс и Рейнольдс многое сделали для развития гидродинамики. Принципиальное развитие классической механики связано с работами У. Гамильтона. Величайшим достижением было открытие М. Фарадеем и Дж. К. Максвеллом электромагнитного поля и основных законов электродинамики. Из уравнений Максвелла следовал вывод о существовании электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света, и вскоре они действительно были обнаружены немецким ученым Г. Герцем.

Лондон. Музей естествознания

Математика этого периода развивалась в Англии в тесной связи с проблемами теоретической физики. Начало современной математической физики было положено трудами Дж. Грина. Дальнейшие успехи в этой области связаны с именами Стокса, Томсона, Максвелла, Рэлея и др. В исследованиях Гамильтона было дано строгое обоснование алгебры комплексных чисел. Дж. Буль построил алгебру логики. Ч. Беббидж разработал идею математической вычислительной машины, осуществленную лишь в XX веке.

Значительные успехи были достигнуты в астрономии. Дж. Адамс теоретически предсказал положение планеты Нептун. У Парсонс (лорд Росс) положил начало внегалактической астрономии. Н. Локьер открыл спектр гелия. Дж. Дарвин разработал теорию приливной эволюции системы Земля — Луна.

Химики значительно продвинулись в понимании строения химических соединений. Э. Франкленд ввел понятие валентности. У Рамзай (совместно с М. Траверсом) открыл инертные газы.

Сохранилась традиция экспедиций. Систематические исследования полярных областей провели У. Парри, Дж. Росс и Дж. К. Росс. В ходе этих исследований они открыли северный магнитный полюс. С кругосветной экспедицией «Челленджера» в 1872–1876 годах связывают возникновение океанографии. Широкую известность приобрели путешествия по Африке Д. Ливингстона.

В биологии и геологии шло накопление фактов, служащих доказательством идей эволюции. Вершиной английской и мировой науки в этом направлении стало эволюционное учение Ч. Дарвина. Его горячим защитником в Великобритании был Т. Гексли. Достигнутые успехи дали импульс развитию новых областей, таких как гистология и эмбриология. Ч. Шеррингтон выполнил цикл работ по физиологии центральной нервной системы, удостоенный позднее Нобелевской премии.

Нобелевскими премиями были отмечены многие работы, выполненные в Британии в XX веке. С конца XIX века ведущую роль среди физических лабораторий начинает играть Кавендишская лаборатория в Кембридже, в разное время возглавлявшаяся Дж. К. Максвеллом, Рэлеем, Дж. Томсоном, Э. Резерфордом. Она быстро завоевала мировой авторитет, и через нее в первые десятилетия XX века прошли физики из многих стран мира. В этот период был получен целый ряд принципиальных для естествознания результатов. Ч. Баркла открыл характеристическое рентгеновское излучение элементов (Нобелевская премия 1917 года); Г. Мозли установил важнейшие закономерности атомных рентгеновских спектров; Резерфорд разработал планетарную модель атома; Ф. Содди ввел понятие об изотопах (Нобелевская премия 1921 года), а разработанный Томсоном и Астоном масс-спектрограф дал возможность обнаружить и разделить изотопы химических элементов (за открытие с помощью масс-спектрографа явления изотопии Астон был удостоен Нобелевской премии 1922 года; Дж. Дж. Томсон получил Нобелевскую премию в 1906 году за открытие электрона); ионизационная камера Вильсона стала мощным орудием исследования в физике элементарных частиц. Работы Резерфорда и Содди по радиоактивности привели к созданию теории радиоактивного распада, открытию атомного ядра и к первым опытам по искусственному расщеплению ядер. Дж. Кокрофт и Э. Уолтон создали ускоритель элементарных частиц и осуществили расщепление ядер протонами. Дж. Чедвик открыл нейтрон.

Новое направление науки XX века — физика космических лучей. П. Блэкетт обнаружил ливни электронов и позитронов (Нобелевская премия 1948 года); С. Пауэлл с помощью метода толстослойных эмульсий открыл р-мезоны (Нобелевская премия 1950 года); Г. Рочестер и Г. Батлер обнаружили в космическом излучении гипероны и К-мезоны.

В 1920-х годах У. Г. Брэгг и У Л. Брэгг разработали и применили методы рентгеноструктурного анализа кристаллов; Дж. Берналл проводил работы по рентгеноструктурному анализу сложных веществ.

В теоретической физике на первом месте стоят работы П. Дирака по основам квантовой статистики, релятивистской теории электрона и квантовой электродинамике. Значительный вклад в теорию твердого тела внесли Н. Пайерлс, Н. Мотт, А. Вильсон. Английская математика развивается в нескольких направлениях: математическая логика и основания математики (Б. Рассел и А. Уайтхед), теория чисел и теория функций (Г. Харди, Дж. Литтлвуд), математическая статистика (Р. Фишер).

В химии значительные успехи достигнуты в понимании закономерностей цепных реакций (С. Хиншелвуд; Нобелевская премия 1956 года совместно с Н. Н. Семеновым). С Кембриджем и Оксфордом связаны значительные успехи в области биохимии. Подробно изучены витамины (Ф. Хопкинс, Нобелевская премия 1929 года по медицине совместно с

X. Эйкманом) и процессы ферментации (А. Гарден; Нобелевская премия 1929 года по химии совместно с X. Эйлер-Хельпиным). Среди работ, оказавших большую услугу медицине, — открытие пенициллина А. Флемингом (Нобелевская премия 1945 года). В Кембридже обосновался и эмигрировавший из Германии X. Кребс, исследовавший цикл трикарбоновых кислот (Нобелевская премия 1953 года). А. Тодд установил строение витамина B₁₂ (Нобелевская премия 1957 года). Ф. Сенгер провел полное исследование строения белка инсулина (Нобелевская премия 1958 года). В Оксфорде Д. Кроуфт-Ходжкин с помощью рентгеноструктурного анализа определила пространственную конфигурацию B₁₂ (Нобелевская премия 1964 года). Наивысшего успеха английские биохимики добились в изучении строения белков и нуклеиновых кислот. Дж. Кендрю и М. Перуц установили полную структуру молекул гемоглобина и миоглобина (Нобелевская премия 1962 года). В том же году Нобелевской премией по физиологии и медицине отмечены работы Ф. Крика и М. Уилкинса по созданию модели строения ДНК (совместно с Дж. Уотсоном, США).

Наука в лицах

АДАМС ДЖОН КАУЧ (Adams John Couch) (1819–1892). Английский астроном и математик. Анализируя особенности движении Урана, он пришел к выводу, что они обусловлены возмущающим действием неизвестной планеты. Адамс рассчитал элементы ее эллиптической

Адамс Джон Кауч

Сент-Джонз-колледж Кембриджского университета

орбиты, массу и гелиоцентрическую долготу. Аналогичные расчеты выполнил примерно в то же время французский астроном У. Леверье. На основании этих данных И. Галле в сентябре 1846 года открыл новую планету, названную Нептуном. Адамсу принадлежит также ряд работ по теории движения Луны. Он рассчитал орбиту метеорного потока Леонид с учетом возмущения, вносимого планетами; показал, что этот поток имеет кометную орбиту. Математические работы Адамса связаны с решением задач небесной механики и посвящены численному интегрированию дифференциальных уравнений движения. Разработанный им метод до сих пор является одним из основных в этой области.