Введение к работе
Актуальность исследования
Круг тех проблем, которые являются объектом интенсивного Осуждения в обширной литературе, посвященной анализу различных :торон научного творчества Бора в общем контексте истории юзникновения и развития квантовых представлений. - можно условно эазделить на две большие группы. Первая из них включает Рассмотрение истории формирования и эволюции первоначальной юдели атома Бора и анализ роли и места боровской концепти в гаследуюизм развитии квантовой теории. Результаты исследований іанной группы вопросов характеризуются высокой степенью завершенности и отсутствием сколькочіибумь существенных разногласий по отдельным аспектам обсуждаемых проблем. Ко второй руппе относятся вопросы, касающиеся предистории возникновения теории Бора. Здесь наиболее острый интерес традиционно вызывает іроблема истоков основных положений боровской концепции - его знаменитых постулатов. Детальный анализ того процесса, в ходе соторого у Бора, сформировалось представление о стационарных :остояниях атомов и возникло условие частот, дается во многих монографиях и статьях физиков и историков науки. Характерной общей чертой почти всех этих работ является стремление отыскать непосредственного предшественника Бора по саждому из ключевых пунктов его концепции. При этом разные исследователи значительно расходятся как в определении того, у сого именно была заимствована идея, так и в оценке влияния того їли иного предполагаемого предшественника Бора на формирование эго теории. Наличие столь широкого спектра мнений по данному зопросу свидетельствует о том, что он, по существу, является эткрытым, и необходимо искать новые подходы к решению этой іроблемьі. В диссертации используется современная методологическая концепция, согласно которой ученый в процессе создания теории
не обращается непосредственно к эксперименту, а оперирует теми или иными частными теоретическими моделями исследуемой реальности. Поэтому для того, чтобы составить адекватное представление о ходе исследовательской мысли ученого, необходимо в первую очередь зафиксировать, какие именно теоретические схемы стоят за его рассуждениями.
С этих позиций первостепенный интерес представляет те материалы, которые относятся именно к предистории формирования первоначальной теории Бора, где имелись две четко разграниченные линии исследований. Первая из них была связана с изучением механизма энергетических потерь а-частиц в веществе и привела Бора к решению проблемы механической устойчивости атома Резерфорда в основном состоянии. Вторая линия относилась целиком к атомной спектроскопии, где главным образом трудами Ридберга и Ритца были установлены основные спектральные закономерности. Первоначальная теория Бора возникла в результате "пересечения" этих двух линий, до определенного момента существовавших совершенно независимо.
Предварительный этап создания теории Бора и его роль в процессе формулировки ее основных положений изучался в целом ряде работ, среди которых особо следует выделить исследования В.И.Дынич, U.A. Ельяшевича, Л.М.Томильчика, где проблема генезиса постулатов Бора обсуждена с современных методологических позиций.
Однако, совершенно недостаточно была исследована с историке - методологической точки зрения спектроскоскопическая линия предистории создания теории Бора.
В современной историко-научной и физической литературе все доквантовое развитие спектроскопии рассматривается исключительно как период постепенного накопления и систематизации экспериментальных данных, а установленные в ходе этого процесса сериальные законы в атомных спектрах безоговорочно относятся к разряду чисто эмпирических. Между тем подобная трактовка является слишком упрощэнной и не соответствует реальному положению дел. Е действительности доборовский период развития спектроскопии вполне отчетливо подразделяется на два этапа, которые, существенно различаются между собой интенсивностью и
/ровнем теоретических исследований. Завершение этих этапов :вязано соответственно с именами Ридберга и Ритца.
Различие в теоретическом статусе спектроскопических схем Ридберга и Ритца было явно отмечено Бором уже в его эсновополагашэй работе 1913г.. В ней, приводя известное представление для частоты в виде разности двух термов, Бор прямо ссылается на теорию Ридберга, обобщенную Ритцам.
Утверждение о том, что основные результаты Ридберга были обобщены Ритцом, можно прочесть сегодня во многих учебных и монографических изданиях, в которых рассматриваются проблемы атомной спектроскопии. В то же время в литературе до сих пор полностью отсутствуют попытки выяснить, в чем именно заключалось это обобщение и каким образом оно было произведено. Между тем найти правильный ответ на этот вопрос исключительно важно для понимания той ключевой роли, которую сыграло для Бора его знакомство со спектроскопической схемой Ридберга - Ритца. Очевидно, что для этого необходим внимательный анализ оригинапьньк работ Ридберга и Ритца, посвяшенных проблемам атомной спектроскопии. Однако, довольно парадоксальным образом эти работы оказались фактически вне поля зрения как физиков, так и историков науки. В особенности это относится к исследованиям Ритца, степень известности которых совершенна не соответствует их реальному месту в доквантовом периоде истории развития спектроскопии.
Цель и задачи исследования
Целью данной работы является изучение доквантового периода развития спектроскопии в обшем контексте истории физики конца xix и начала хх веков и выявлению его роли в процессе формирования первоначальной теории Бора. При этом поставлены следующие конкретные задачи:
1. Выявить особенности процесса установления основных'
закономерностей в атомных спектрах в доквантовыи период развития
спектроскопии.
-
Оценить характер и значимость вклада, внесенного каждым из исследователей, принимавших участие в этом процессе.
-
Проследить динамику повышения теоретического статуса сериальных закономерностей в линейчатых спектрах на различных
этапах истории спектроскопии в ее доквантовый период.
4. Определить степень и характер влияния спектроскопически* схемы Ридберга - Ритиа на завершение процесса создания Борої первоначальной квантовой теории атома и его спектров.
Метод исследования
Принятый в диссертации метод исследования основывается не изучении оригинальных работ, сыгравших клкневую роль е установлении основных закономерностей в атомных спектрах не различных этапах развития спектроскопии. Анализ проводится с учетом состояния физической науки ко времени написания работ v принятых тогда обшеметодологических установок. При это* используются современные методологические подходы к изучении истории науки.
Научная новизна
Систематическое изучение процесса установления спектральных закономерностей в доквантовый период развития спектроскопии с историко-методологической точки зрения произведено впервые. Оригинальным является проведенный в диссертации анализ основных попыток теоретического обоснования сериальных законов на базе использования классических моделей. В процессе исследования обнаружены новые факты, ранее не отмеченные в литературе, а также установлена неточность и даже ошибочность ряда общэпринятых утверждений, относящихся к кругу проблем, рассмотренных в диссертации.
Основные положения, выносимые на защиту 1. Важнейший доквантовый период развития спектроскопии ( с открытия спектрального анализа до создания Бором его квантовой теории атома и основ теоретической спектроскопии ), в ходе которого происходило накопление эмпирического материала и были установлены основные закономерности в сериальных спектрах атомов, следует подразделять на два этапа. На первом этапе происходил главным образом процесс систематизации
экспериментальных данных и установления спектральных
«г
закономерностей в качестве некоторых первоначальных схем на
'it основе полузмпирического подхода. Для второго этапа характерны
попытки теоретического обоснования этих закономерностей в рамках
і і <
классических представлений, с обобщением теоретических схем первого уровня.
-
Решающую роль в завершении первого этапа сыграли работы Ридберга, который выделил в сериальных формулах спектральные термы, установил их характерную аналитическую структуру в виде > функции определенного вида от целого числа, ввел универсальную спектроскопическую постоянную и дал первоначальную формулировку комбинационного принципа. Программа Ридберга принципиально отличалась от чисто эмпирического подхода Кайзера - Рунге, а установленные им соотношения имели значительно более высокую степень общности и универсальности, чем интерполяционные формулы его основных оппонентов.
-
Завершением второго этапа доквантового периода развития спектроскопии стали исследования Ритца. Первое достижение Ритца состояло в теоретическом выводе на основе упругостной модели атома правильных сериальных формул, включая дополнительные поправки в выражения для спектральных термов, зависящих от целого числа, и в устанолении универсальной применимости этих Формул во всей доступной в то время области оптического спектра. Вторым важнейшим результатом Ритца была формулировка комбинационного принципа в качестве общего спектроскопического закона, обладающего значительной предсказательноьй силой. Для теоретического обоснования этого принципа Ритц применил разработанную им магнитную модель атома, в рамках которой спектральные серии объяснялись как эффект зеемановского і расщепления, обусловленного внутренним магнитным полем, создаваемым искусственно подобранной линейной цепочкой магнитных зарядов.
4. Модель спектральных термов и комбинационный
принцип Ридберга - Ритца сыграли решающую роль при формулировке
Бором его второго постулата - условия частот. Внутренняя логика
формирования первоначальной теории Бора не требовала
заимствования этого условия из теоретических схем, предложенных
ранее другими учеными. Оно было введено Бором непосредственно в
процессе согласования его предварительной чисто механической, не
учитывающей излучения, модели со спектроскопической схемой
Ридберга - Ритца.
Апробация работы Основные результаты диссертации доложены на заседании сектора истории физики и механики Института истории естествознания и техники АН.СССР С РАЮ на 42-ом. 44-ом, 46-ом Пленумах Национального комитета по истории и философии науки и техники (Москва,1990-1992ГГ.); на 22-ой Международной конференции Европейской группы по атомной спектроскопии (ЕГАО (Уппсала, Швеция, 1990г.); на хххш научной конференции аспирантов и молодых специалистов по истории естествознания и техники в Институте истории естествознания и техники АН СССР ( Москва, 1991г.); на научных семинарах лаборатории теоретической физики Института физики АН РБ; на заседаниях методологических семинаров кафедр обшей и теоретической физики физического факультета Белгосуниверситета им.В.И.Ленина С Минск,1990-1992гг.). Результаты опубликованы в 6 работах.
Объем и структура работы
