دسته: پادکست علمی و صنعتی

علم وانقلاب صنعتی

از دیرباز این تصور رایج بوده است که ظهور علم مدرن و انقلاب صنعتی ارتباط نزدیکی با هم دارند. نشان دادن تأثیر مستقیم اکتشافات علمی بر ظهور صنعت نساجی یا حتی صنعت متالورژی در بریتانیای کبیر، خانه انقلاب صنعتی، دشوار است، اما قطعاً شباهتی در نگرش در علم و صنعت نوپا وجود داشت . مشاهدات دقیق و تعمیم دقیق که منجر به استفاده عملی می‌شود از ویژگی‌های صنعتگران و تجربی‌گرایان به طور یکسان در قرن هجدهم بود. یک نقطه تماس مستقیم شناخته شده است: یعنی،علاقه جیمز وات به کارایی موتور بخار نیوکامن ، علاقه ای که از کار او به عنوان یک سازنده ابزار علمی رشد کرد و منجر به توسعه خازن جداگانه او شد که موتور بخار را به یک منبع انرژی صنعتی موثر تبدیل کرد. اما به طور کلی، انقلاب صنعتی بدون کمک علمی مستقیم پیش رفت. با این حال، تأثیر بالقوه علم اهمیت اساسی داشت.

آنچه علم در قرن هجدهم ارائه کرد این امید بود که مشاهده و آزمایش دقیق ممکن است تولید صنعتی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.

در برخی مناطق این کار را انجام داد. سفالگرجوزایا ودگوود کسب و کار موفق خود را بر اساس مطالعه دقیق خاک رس و لعاب و با اختراع ابزارهایی مانند پیرومتر که با آن فرآیندهای به کار گرفته شده را اندازه گیری و کنترل می کرد، بنا کرد. با این حال، تا نیمه دوم قرن نوزدهم بود که علم توانست کمک واقعاً قابل توجهی به صنعت ارائه کند. پس از آن بود که علم متالورژی خیاطی فولادهای آلیاژی بر اساس مشخصات صنعتی را مجاز کرد، علم شیمیاجازه ساخت مواد جدیدی مانند رنگ های آنیلین را داد که از اهمیت صنعتی اساسی برخوردار بودند و الکتریسیته و مغناطیس در دینام و موتور الکتریکی مهار شدند. تا آن دوره علم احتمالاً بیشتر از صنعت سود می برد تا برعکس. این موتور بخار بود که مشکلاتی را ایجاد کرد که از طریق جستجو برای نظریه قدرت بخار منجر به ایجاد ترمودینامیک شد. مهمتر از همه، از آنجایی که صنعت به ماشین آلات پیچیده تر و پیچیده تر نیاز دارد ، ماشین ابزارصنعت برای ارائه آن توسعه یافت و در این فرآیند ساخت ابزارهای ظریف تر و دقیق تر برای علم را ممکن ساخت. همانطور که علم از دنیای روزمره به دنیای اتم ها و مولکول ها، جریان های الکتریکی و میدان های مغناطیسی، میکروب ها و ویروس ها، و سحابی ها و کهکشان ها تبدیل شد، ابزارها به طور فزاینده ای تنها ارتباط با پدیده ها را فراهم کردند. تلسکوپ انکساری بزرگی که توسط ساعت پیچیده برای رصد سحابی ها هدایت می شد، به همان اندازه که لوکوموتیو بخار و کشتی بخار محصول صنایع سنگین قرن نوزدهم بودند.

انقلاب صنعتی یک اثر مهم دیگر بر توسعه علم مدرن داشت. چشم انداز به کارگیری علم برای مشکلات صنعت به تحریک حمایت عمومی از علم کمک کرد. اولین مکتب علمی بزرگ جهان مدرن،École Polytechnique در پاریس، در سال 1794 تأسیس شد تا نتایج علم را در خدمت فرانسه قرار دهد. تأسیس نمرات بیشترمدارس فنی در قرن 19 و 20 گسترش گسترده دانش علمی را تشویق کردند و فرصت بیشتری برای پیشرفت علمی فراهم کردند. دولت‌ها، در درجات مختلف و با نرخ‌های مختلف، با اعطای کمک‌های مالی به دانشمندان، با تأسیس مؤسسات تحقیقاتی، و با اعطای افتخارات و پست‌های رسمی به دانشمندان بزرگ، حمایت مستقیم‌تر از علم را آغاز کردند. در پایان قرن نوزدهم فیلسوف طبیعی به دنبال علایق خصوصی خود جای خود را به دانشمند حرفه ای با نقش عمومی داده بود.

راشورش رمانتیک

شاید به ناچار، پیروزی مکانیک نیوتنی واکنشی را برانگیخت، واکنشی که پیامدهای مهمی برای توسعه بیشتر علم داشت. منشأ آن بسیار زیاد و پیچیده است، و در اینجا می‌توان تنها بر یک مورد تمرکز کرد، آن چیزی که با فیلسوف آلمانی مرتبط است.امانوئل کانت . کانت اعتماد نیوتنی را به چالش کشید که دانشمند می تواند مستقیماً با موجودات محسوسی مانند اتم ها، ذرات نور یا الکتریسیته سر و کار داشته باشد. در عوض، کانت اصرار داشت، تنها چیزی که ذهن انسان می تواند بداند این استنیروها . این اصل معرفت‌شناختی ، کانتی‌ها را از تصور نیروهایی که در ذرات خاص و تغییرناپذیر تجسم یافته‌اند، رها کرد. همچنین تاکید جدیدی بر فضای بین ذرات داشت. در واقع، اگر کسی ذرات را به طور کامل حذف کند، تنها فضای حاوی نیرو باقی می ماند. از این دو ملاحظات، استدلال های قوی، اول، برای دگرگونی و حفظ نیروها و دوم، براینظریه میدان به عنوان بازنمایی واقعیت چیزی که این دیدگاه را رمانتیک می کند این است که ایده شبکه ای از نیروها در فضا، کیهان را به وحدتی گره می زند که در آن همه نیروها به همه نیروها مرتبط هستند، به طوری که جهان جنبه یک ارگانیسم کیهانی به خود می گیرد. کل بزرگتر از مجموع تمام اجزای آن بود و راه رسیدن به حقیقت، تفکر در کل بود، نه تحلیل.

چه رمانتیک ها ، یافیلسوفان طبیعت ، همانطور که خود را می نامیدند، می توانستند ببینند که از دید همکاران نیوتنی آنها پنهان است.هانس کریستین اورستد . او باور نداشت که هیچ ارتباطی بین نیروهای طبیعت وجود ندارد. او استدلال کرد که میل شیمیایی ، الکتریسیته، گرما، مغناطیس و نور باید به سادگی مظاهر متفاوتی از نیروهای اساسی جاذبه و دافعه باشند. در سال 1820 او نشان داد که الکتریسیته و مغناطیس با هم مرتبط هستند، زیرا عبور جریان الکتریکی از یک سیم بر سوزن مغناطیسی مجاور تأثیر می گذارد. این کشف اساسی توسط کاوش و مورد بهره برداری قرار گرفتمایکل فارادی که تمام عمر علمی خود را صرف تبدیل یک نیرو به نیروی دیگر کرد. فارادی با تمرکز بر الگوهای نیروهای تولید شده توسط جریان‌های الکتریکی و آهن‌ربا، پایه‌های نظریه میدان را پایه‌ریزی کرد، که در آن انرژی یک سیستم در سراسر سیستم پخش می‌شود و در ذرات واقعی یا فرضی محلی نمی‌شود.

دگرگونی نیرو لزوماً مسئله بقای نیرو را مطرح کرد. آیا وقتی انرژی الکتریکی به انرژی مغناطیسی یا گرما یا نور یا میل شیمیایی یا نیروی مکانیکی تبدیل می شود چیزی از بین می رود؟ فارادی، دوباره، یکی از پاسخ‌های اولیه را در دو قانون الکترولیز خود، بر اساس مشاهدات تجربی ارائه کرد که مقادیر کاملاً خاصی از «نیروی» الکتریکی مقادیر کاملاً مشخصی از مواد شیمیایی را تجزیه می‌کنند. این کار توسط که ازجیمز پرسکات ژول ،رابرت مایر وهرمان فون هلمهولتز ، که هر یک از آنها به تعمیمی با اهمیت اساسی برای تمام علوم رسیدند، اصلحفظ انرژی .

فیلسوفان طبیعت عمدتاً تجربی گرایان بودند که دگرگونی نیروها را با دستکاری هوشمندانه تجربی ایجاد کردند. کاوش در ماهیت نیروهای عنصری نیز از توسعه سریع ریاضیات بهره مند شد. در قرن نوزدهم مطالعه گرما به علم ترمودینامیک تبدیل شد که کاملاً مبتنی بر تجزیه و تحلیل ریاضی بود. نظریه جسمی نور نیوتنی جایگزین شدنظریه پیچیدگی پیچیده ریاضی آگوستین-ژان فرنل ؛ و پدیده های الکتریسیته و مغناطیس توسط ویلیام تامسون به شکل ریاضی مختصر تقطیر شد.لرد کلوین ) وجیمز کلرک ماکسول . در پایان قرن، به لطف اصل بقای انرژی و قانون دوم ترمودینامیک ، به نظر می رسید که جهان فیزیکی از نظر اشکال پیچیده اما دقیق ریاضی که تبدیلات مکانیکی مختلف را در برخی از اترهای زیرین توصیف می کند، کاملاً قابل درک باشد .

دنیای زیر میکروسکوپی مواداتم ها در قرن نوزدهم به طور مشابه قابل درک شدند. شروع بابا فرض اساسی جان دالتون مبنی بر اینکه گونه های اتمی صرفاً از نظر وزن با یکدیگر تفاوت دارند، شیمیدانان توانستند تعداد فزاینده ای از عناصر را شناسایی کرده و قوانینی را برای توصیف برهمکنش آنها ایجاد کنند. نظم با چیدمان عناصر بر اساس وزن اتمی و واکنش آنها برقرار شد. نتیجه این شدجدول تناوبی ، ابداع شده توسطدیمیتری مندلیف ، که دلالت بر این داشت که نوعی ساختار زیراتمی زیربنای کیفیت های عنصری است. این ساختار می‌تواند کیفیت‌هایی را ایجاد کند، بنابراین پیش‌گویی فیلسوفان مکانیک قرن هفدهم را برآورده می‌کند، که در دهه 1870 نشان داده شد.ژوزف-آشیل لو بل وJacobus van’t Hoff که مطالعاتش روی مواد شیمیایی آلی همبستگی بین آرایش اتم ها یا گروه های اتم در فضا و خواص شیمیایی و فیزیکی خاص را نشان داد.