Även om fysikens historia som en oberoende vetenskap började först på 1600-talet, går dess ursprung tillbaka till den djupaste antiken, då människor började systematisera sin första kunskap om världen omkring dem. Fram till modern tid hörde de till naturfilosofin och innehöll information om mekanik, astronomi och fysiologi. Fysikens verkliga historia började tack vare Galileos och hans elevers experiment. Grunden till denna disciplin lades också av Newton.
Under 1700- och 1800-talen dök nyckelbegrepp upp: energi, massa, atomer, rörelsemängd etc. Under 1900-talet blev den klassiska fysikens begränsningar tydliga (utöver den kvantfysiken, teorin om relativitetsteorin, teorin om mikropartiklar etc. föddes) d.). Naturvetenskapliga kunskaper kompletteras även idag, eftersom forskare står inför många olösta problem och frågor om vår världs och hela universums natur.
Antiquity
Många hedniska religioner i den antika världen var baserade på astrologi och astrologers kunskap. Tack vare deras studier av natthimlen skedde bildandet av optik. Ansamlingen av astronomisk kunskap kunde inte annat än påverka utvecklingen av matematik. Men teoretiskt för att förklara orsakernade gamlas naturfenomen kunde inte. Prästerna tillskrev blixtar och solförmörkelser till gudomlig vrede, som inte hade något med vetenskap att göra.
Samtidigt lärde sig forntida egyptier att mäta längd, vikt och vinkel. Denna kunskap var nödvändig för arkitekter vid byggandet av monumentala pyramider och tempel. Tillämpad mekanik utvecklad. Babylonierna var också starka i det. De började, baserat på sin astronomiska kunskap, använda dagen för att mäta tid.
Forntida kinesisk fysikhistoria började på 700-talet f. Kr. e. Den samlade erfarenheten av hantverk och konstruktion utsattes för vetenskaplig analys, vars resultat presenterades i filosofiska skrifter. Deras mest kända författare är Mo-tzu, som levde på 300-talet f. Kr. e. Han gjorde det första försöket att formulera den grundläggande tröghetslagen. Redan då var kineserna de första som uppfann kompassen. De upptäckte den geometriska optikens lagar och visste om förekomsten av camera obscura. I det himmelska imperiet dök början av teorin om musik och akustik upp, som man länge inte misstänkte i väst.
Antiquity
Fysikens antika historia är mest känd tack vare de grekiska filosoferna. Deras forskning baserades på geometrisk och algebraisk kunskap. Till exempel var pytagoreerna de första som förklarade att naturen lyder matematikens universella lagar. Grekerna såg detta mönster inom optik, astronomi, musik, mekanik och andra discipliner.
Historien om fysikens utveckling presenteras knappast utan verk av Aristoteles, Platon, Archimedes, LucretiusKara och Gerona. Deras verk har överlevt till vår tid i en ganska komplett form. Grekiska filosofer skilde sig från samtida från andra länder genom att de förklarade fysiska lagar inte med mytiska begrepp, utan strikt ur en vetenskaplig synvinkel. Samtidigt gjorde även hellenerna stora misstag. Dessa inkluderar Aristoteles mekanik. Historien om fysikens utveckling som vetenskap har mycket att tacka Hellas tänkare, om så bara för att deras naturfilosofi förblev grunden för internationell vetenskap fram till 1600-talet.
De alexandrinska grekernas bidrag
Demokrit formulerade teorin om atomer, enligt vilken alla kroppar består av odelbara och små partiklar. Empedokles föreslog lagen om materiens bevarande. Arkimedes lade grunden för hydrostatik och mekanik, beskrev teorin om spaken och beräknade storleken på flytkraften hos en vätska. Han blev också författare till termen "tyngdpunkt".
Heron the Alexandrian Greek anses vara en av de största ingenjörerna i mänsklighetens historia. Han skapade en ångturbin, generaliserade kunskaper om luftens elasticitet och gasernas kompressibilitet. Historien om utvecklingen av fysik och optik fortsatte tack vare Euklid, som studerade teorin om speglar och perspektivets lagar.
medeltiden
Efter det romerska imperiets fall kom den antika civilisationens kollaps. Mycket kunskap har glömts bort. Europa stoppade sin vetenskapliga utveckling i nästan tusen år. Kristna kloster har blivit tempel för kunskap och har lyckats bevara några av det förflutnas skrifter. Men framsteg hindrades av kyrkan själv. Hon dämpade filosofinteologisk lära. Tänkare som försökte gå utöver det förklarades kättare och straffades hårt av inkvisitionen.
Mot denna bakgrund övergick företrädet inom naturvetenskapen till muslimerna. Historien om fysikens uppkomst bland araberna är kopplad till översättningen till deras språk av verk av antika grekiska vetenskapsmän. På grundval av dem gjorde östers tänkare flera egna viktiga upptäckter. Till exempel beskrev uppfinnaren Al-Jaziri den första vevaxeln.
Europeisk stagnation varade fram till renässansen. Under medeltiden uppfanns glasögon i den gamla världen och regnbågens utseende förklarades. Den tyske 1400-talsfilosofen Nicholas av Cusa var den första som antydde att universum är oändligt, och därmed långt före sin tid. Några decennier senare blev Leonardo da Vinci upptäckaren av fenomenet kapilläritet och friktionslagen. Han försökte också skapa en evighetsmaskin, men efter att ha misslyckats med denna uppgift började han teoretiskt bevisa om ett sådant projekt var ogenomförbart.
Renaissance
År 1543 publicerade den polske astronomen Nicolaus Copernicus sitt livs huvudverk, "Om himlakropparnas rotation." I denna bok, för första gången i den kristna gamla världen, gjordes ett försök att försvara den heliocentriska modellen av världen, enligt vilken jorden kretsar runt solen, och inte vice versa, som den ptolemaiska geocentriska modellen som antagits av kyrkan föreslog. Många fysiker och deras upptäckter hävdar att de är stora, men det är utseendet på boken "On the rotation of celestial bodies" som anses vara början på en vetenskaplig revolution, som följdes avuppkomsten inte bara av modern fysik, utan av modern vetenskap som helhet.
En annan berömd vetenskapsman i modern tid, Galileo Galilei, är mest känd för sin uppfinning av teleskopet (han uppfann också termometern). Dessutom formulerade han tröghetslagen och relativitetsprincipen. Tack vare upptäckterna av Galileo föddes en helt ny mekanik. Utan honom skulle historien om fysikstudier ha stannat upp länge. Galileo, liksom många av hans vidsynta samtida, var tvungen att motstå trycket från kyrkan och med sin sista kraft försökte försvara den gamla ordningen.
XVII-talet
Det växande intresset för vetenskap fortsatte in på 1600-talet. Den tyske mekanikern och matematikern Johannes Kepler blev upptäckaren av lagarna för planetrörelser i solsystemet (Keplers lagar). Han beskrev sina åsikter i boken "New Astronomy", publicerad 1609. Kepler motsatte sig Ptolemaios och drog slutsatsen att planeterna rör sig i ellipser, och inte i cirklar, som man trodde i antiken. Samma vetenskapsman gjorde ett betydande bidrag till utvecklingen av optik. Han undersökte framsynthet och närsynthet, och klargjorde de fysiologiska funktionerna hos ögats lins. Kepler introducerade begreppen optisk axel och fokus, formulerade teorin om linser.
fransmannen Rene Descartes skapade en ny vetenskaplig disciplin - analytisk geometri. Han föreslog också lagen om ljusets brytning. Descartes huvudverk var boken "Principles of Philosophy", publicerad 1644.
Få fysiker och deras upptäckter är så kända som engelsmannen Isaac Newton. PÅ1687 skrev han en revolutionerande bok, The Mathematical Principles of Natural Philosophy. I den beskrev forskaren lagen om universell gravitation och mekanikens tre lagar (även känd som Newtons lagar). Denna forskare arbetade med färglära, optik, integral- och differentialkalkyl. Fysikens historia, mekanikens lagars historia - allt detta är nära förknippat med Newtons upptäckter.
New Frontiers
1700-talet gav vetenskapen många enastående namn. Leonhard Euler sticker ut bland dem. Denne schweiziske mekaniker och matematiker skrev mer än 800 verk om fysik och sådana avsnitt som matematisk analys, himla mekanik, optik, musikteori, ballistik, etc. Vetenskapsakademien i St. Petersburg erkände honom som sin akademiker, vilket är anledningen till att Euler tillbringade en betydande del av sitt liv i Ryssland. Det var den här forskaren som lade grunden för analytisk mekanik.
Det är intressant att historien om ämnet fysik har utvecklats som vi känner det, inte bara tack vare professionella vetenskapsmän, utan också till amatörforskare, som är mycket mer kända i en helt annan egenskap. Det mest slående exemplet på sådan självlärd var den amerikanske politikern Benjamin Franklin. Han uppfann blixtledaren, gjorde ett stort bidrag till studiet av elektricitet och gjorde ett antagande om dess samband med fenomenet magnetism.
I slutet av 1700-talet skapade italienaren Alessandro Volta den "voltaiska pelaren". Hans uppfinning var det första elektriska batteriet i mänsklighetens historia. Detta århundrade präglades också av utseendet på en kvicksilvertermometer, vars skaparevar Gabriel Fahrenheit. En annan viktig uppfinning var uppfinningen av ångmaskinen, som ägde rum 1784. Det gav upphov till nya produktionsmedel och omstrukturering av industrin.
Tillämpade upptäckter
Om historien om fysikens början utvecklades utifrån att vetenskapen var tvungen att förklara orsaken till naturfenomen, så förändrades situationen avsevärt på 1800-talet. Nu har hon fått ett nytt kall. Från fysiken började kräva kontroll av naturkrafter. I detta avseende började inte bara experimentell, utan också tillämpad fysik utvecklas snabbt. André-Marie Ampères "Newton of Electricity" introducerade ett nytt koncept för elektrisk ström. Michael Faraday arbetade i samma område. Han upptäckte fenomenet elektromagnetisk induktion, lagarna för elektrolys, diamagnetism och blev författare till sådana termer som anod, katod, dielektrikum, elektrolyt, paramagnetism, diamagnetism, etc.
Nya delar av vetenskapen har dykt upp. Termodynamik, elasticitetsteori, statistisk mekanik, statistisk fysik, radiofysik, elasticitetsteori, seismologi, meteorologi - de utgjorde alla en enda modern bild av världen.
På 1800-talet uppstod nya vetenskapliga modeller och koncept. Thomas Young underbyggde lagen om bevarande av energi, James Clerk Maxwell föreslog sin egen elektromagnetiska teori. Den ryske kemisten Dmitry Mendeleev blev författare till det periodiska systemet av element som avsevärt påverkade hela fysiken. Under seklets andra hälft dök elektrotekniken och förbränningsmotorn upp. De blev frukterna av tillämpad fysik, fokuserade på att lösa vissa problem.tekniska uppgifter.
Rethinking Science
Under 1900-talet flyttade fysikens historia, kort sagt, till det stadium då krisen för redan väletablerade klassiska teoretiska modeller började. De gamla vetenskapliga formlerna började motsäga de nya uppgifterna. Forskare har till exempel funnit att ljusets hastighet inte beror på en till synes orubblig referensram. Vid sekelskiftet upptäcktes fenomen som krävde en detaljerad förklaring: elektroner, radioaktivitet, röntgenstrålar.
På grund av de ackumulerade mysterierna har en revidering av den gamla klassiska fysiken ägt rum. Nyckelhändelsen i denna regelbundna vetenskapliga revolution var underbyggandet av relativitetsteorin. Dess författare var Albert Einstein, som först berättade för världen om det djupa sambandet mellan rum och tid. En ny gren av teoretisk fysik växte fram - kvantfysik. Flera världsberömda vetenskapsmän deltog i dess bildande på en gång: Max Planck, Max Bohn, Erwin Schrödinger, Paul Ehrenfest och andra.
Modern Challenges
Under andra hälften av 1900-talet flyttade historien om fysikens utveckling, vars kronologi fortsätter idag, till ett fundament alt nytt stadium. Denna period präglades av rymdutforskningens blomstrande. Astrofysiken har gjort ett aldrig tidigare skådat språng. Rymdteleskop, interplanetära sonder, detektorer för utomjordisk strålning dök upp. En detaljerad studie av fysiska data för olika kroppar på solplaneten började. Med hjälp av modern teknik har forskare upptäckt exoplaneter och nya armaturer, bl.ainklusive radiogalaxer, pulsarer och kvasarer.
Rymden fortsätter att vara fylld av många olösta mysterier. Gravitationsvågor, mörk energi, mörk materia, accelerationen av universums expansion och dess struktur studeras. Expanderar på Big Bang-teorin. Den data som kan erhållas under markförhållanden är oproportionerligt liten jämfört med hur mycket arbete forskare har i rymden.
De viktigaste problemen som fysiker står inför idag inkluderar flera grundläggande utmaningar: utvecklingen av en kvantversion av gravitationsteorin, generaliseringen av kvantmekaniken, enandet av alla kända interaktionskrafter till en teori, sökandet efter "finjustering". of the Universe", såväl som de exakta definitionsfenomenen mörk energi och mörk materia.
