Толчок этому движению в новейшей истории физики дало, как известно, изобретение парового двигателя[11].
«Люди, работавшие в XVII и XVIII столетиях над его созданием, — писал Энгельс, — не подозревали, что они создают орудие, которое в большей мере, чем что-либо другое, будет революционизировать общественные отношения во всем мире…»
Но тот же паровой двигатель заставил физиков сосредоточиться на вопросах теории теплоты, вопросах взаимного превращения тепла и механической работы.
Внимание лучших умов физической теории — Карно, Майера, Гельмгольца, Томсона-Кельвина и других — было привлечено к этим проблемам. Открытие в 1824 году второго начала термодинамики Сади Карно вышло непосредственно из его работ над усовершенствованием парового двигателя. То был образец прямого воздействия техники и социально-экономических общественных сил на прогресс теоретического естествознания. (У нас не будет в дальнейшем недостатка и в примерах обратной связи, обратного сцепления событий в физике и в технике.)
Итак, ход событий в области промышленной революции подталкивал физиков по пути развития общей теории превращения энергии — термодинамики. Но сама термодинамика могла быть понята лишь на основе проникновения в мир скрытых, глубинных движений атомных частиц, и первым, кто осознал это еще задолго до появления самих слов «энергия» и «термодинамика», был наш гениальный Ломоносов…
Ломоносов еще в XVIII веке рассматривал «нечувствительные частицы» (атомы) и их беспорядочные «коловратные» (вращательные) и поступательные движения как причину явлений теплоты, как подоснову для теории материи. В 1859 году Клерк Максвелл математически расшифровал картину движений молекул в газе. Переворот в теплотехнике, произведенный двигателем внутреннего сгорания, потребовал дальнейшего углубления кинетической, то есть исходящей из движений атомов, модели вещества. Людвиг Больцманн в Мюнхене и Уилард Гиббс в Америке продолжили эти исследования, выведя из молекулярного хаоса основные закономерности жидкостей и газов. Больцманн и Гиббс показали, что в основе учения о теплоте лежат теоремы статистической механики, то есть механики гигантского роя сталкивающихся друг с другом в беспорядке и упруго отскакивающих частиц.
Продвигаясь в глубь строения вещества с другого фланга, от вопросов теории электромагнитного поля, Гендрик-Антон Лоренц в Лейдене (Голландия) сделал новый решающий шаг. Перед взором теоретиков предстали заряженные частички, еще в две тысячи раз более легкие, чем самый легкий — водородный атом! Крукс в Англии и Столетов в России ставили опыты над движением этих частиц в трубках с выкачанным воздухом. Стоней в 1891 году назвал их электронами. 1895–1896 годы принесли знаменитые открытия Рентгена (окончившего
