Современная наука возникла в конце XVI в. под влиянием интеллектуального обновления, вызванного Возрождением. В то время как астрономическая наука развивалась очень быстро, науки о равновесии и движении статика и динамика – создавались медленно. Известно, что Ньютон был первым, кто превратил динамику в однородную доктрину и своим знаменитым законом всемирного тяготения открыл для этой новой науки огромные возможности применения и проверки. B XVIII и XIX вв. очень многие геометры, астрономы и физики развивали принципы Ньютона и механика дошла до таких вершин красоты и рациональной гармонии, что физическая сторона этой науки. была почти забыта. В частности, всю механику стали выводить из одного принципа – принципа наименьшего действия, выдвинутого сперва Мопертюи, а затем в несколько другом виде Гамильтоном и имеющего исключительно изящную и лаконучную математическую форму.
Благодаря проникновению в акустику, гидродинамику, оптику и в явления капиллярности, механика некоторое время как бы преобладала над всеми этими областями. Труднее было ей вобрать в себя новую область науки, возникшую в XIX в., – термодинамику. Если один из двух основных принципов этой науки – принцип сохранения энергии – может быть легко объъяснен на основании понятий механики, то этого нельзя сказать о втором – о возрастании энтропии. Работы Клаузиуса и Больцмана по изучению аналогии термодинамических величин с некоторыми величинами, играющими роль в периодических движениях, работы, которые и сейчас вполне современны, не смогли все-таки связать обе точки зрения. Но замечательная кинетическая теория газов Максвелла и Больцмана и более общая доктрина – так называемая статистическая механика Больцмана и Гиббса показали, что динамика, если дополнить ее понятиями теории вероятности, позволяет интерпретировать основные положения термодинамики.
Начиная с XVII в., наука 0 свете – оптика – привлекала внимание исследователей. Наиболее обычные явления (прямолинейное распространение, отражение, преломление), образующие нашу современную геометрическую оптику, были, естественно, изучены первыми. Многие ученые, в частности Декарт и Гюйгенс, работали над установлением законов этих явлений, а Ферма обобщил их, выведя синтетический принцип, носящий его имя, который, будучи выражен в терминах современной математики, напоминает по форме принцип наименьшего действия. Гюйгенс склонялся к волновой теории света, но Ньютон, чувствуя в основных законах геометрической оптики глубокую аналогию с динамикой материальной точки, творцом которой он являлся, развил корпускулярную теорию света, так назы-
ваемую теорию испускания, и смог даже с помощью несколько искусственных гипотез объяснить явления, которые сейчас считаются областью волновой оптики (кольца Ньютона).
В начале XIX в. идеи Гюйгенса начали превалировать над идеями Ньютона. Опыты по интерференции света, впервые поставленные Юнгом, было трудно и практически невозможно интерпретировать, исходя из корпускулярной теории. Френель развил тогда свою замечательную теорию упругого распространения световых волн, и с этого момента доверие к концепции Ньютона стало непрерывно уменьшаться. Одним из больших успехов Френеля было объяснение прямолинейного распространения света, интерпретация которого в теории испускания была чисто интуитивной. Когда две теории, основанные на идеях, кажущихся совершенно различными, объясняют с одинаковым изяществом одну и ту же экспериментально доказанную истину, то всегда возникает вопрос, действительно ли противоположны обе точки зрения и не является ли эта противоположность лишь следствием того, что наши усилия синтезировать их оказались недостаточными. Такой вопрос не поднимался в эпоху Френеля : представление о корпускулах света было признано наивным и отброшено.
XIX в. увидел рождение совершенно новой области физики, которая произвела грандиозный переворот как в наших представлениях о природе вещей, так и в нашей промышленности, а именно науки об электричестве. Мы не будем напоминать здесь, как она создавалась работами Вольта, Ампера, Лапласа, Фарадея и других исследователей. Важно только сказать, что Максвелл сумел обобщить в исключительно точных математических формулах результаты, полученные его предшественниками, и показать, что всю оптику можно рассматривать как часть электромагнетизма. Работы Герца и в еще большей степени работы Г. Лоренца усовершенствовали теорию Максвелла; кроме того, Лоренц ввел в нее понятие о прерывности электричества, разработанное ранее Дж. Томсоном и так блестяще подтвержденное опытом. Правда, развитие элеқтромагнитной теории показало нереальность представлений Френеля об упругом эфире и этим как бы отделило оптику от механики. Но многие физики после самого Максвелла пытались еще в конце прошлого века найти механическое объяснение электромагнитного эфира и объяснить таким образом не только новые представления оптики с точки зрения динамики, но и объяснить с помощью этих представлений все электрические и магнитные явления.
Таким образом, в конце века появилась надежда на близкий и полный синтез всей физики.
