Vaikka fysiikan historia itsenäisenä tieteenä alkoi vasta 1600-luvulla, sen juuret juontavat juurensa syvimpään antiikin aikaan, jolloin ihmiset alkoivat systematisoida ensimmäisiä tietojaan ympäröivästä maailmasta. Nykyaikaan asti ne kuuluivat luonnonfilosofiaan ja sisälsivät tietoa mekaniikasta, tähtitiedestä ja fysiologiasta. Fysiikan todellinen historia alkoi Galileon ja hänen oppilaidensa kokeiden ansiosta. Myös tämän tieteenalan perustan loi Newton.
1700- ja 1800-luvuilla ilmaantui avainkäsitteitä: energia, massa, atomit, liikemäärä jne. 1900-luvulla klassisen fysiikan rajoitukset tulivat selväksi (sen lisäksi kvanttifysiikka, teoria suhteellisuusteoria, mikrohiukkasten teoria jne. syntyivät). d.). Luonnontieteellinen tieto täydentyy tänäkin päivänä, kun tutkijoiden edessä on monia ratkaisemattomia ongelmia ja kysymyksiä maailmamme ja koko maailmankaikkeuden luonteesta.
Antiikki
Monet muinaisen maailman pakanalliset uskonnot perustuivat astrologiaan ja astrologien tietoon. Optiikan muodostuminen tapahtui yötaivaan tutkimusten ansiosta. Tähtitieteellisen tiedon kertyminen ei voinut muuta kuin vaikuttaa matematiikan kehitykseen. Kuitenkin teoriassa selittää syytantiikin luonnonilmiöt eivät voineet. Papit pitivät salaman ja auringonpimennyksen syynä Jumalan vihaa, jolla ei ollut mitään tekemistä tieteen kanssa.
Samaan aikaan muinaiset egyptiläiset oppivat mittaamaan pituuden, painon ja kulman. Tämä tieto oli välttämätöntä arkkitehdeille monumentaalisten pyramidien ja temppelien rakentamisessa. Sovellettu mekaniikka kehitetty. Babylonialaiset olivat myös vahvoja siinä. He alkoivat käyttää päivää ajan mittaamiseen tähtitieteellisen tietämyksensä perusteella.
Muinaisen Kiinan fysiikan historia alkoi 7. vuosisadalla eKr. e. Kertynyt kokemus käsityöstä ja rakentamisesta alistettiin tieteelliselle analyysille, jonka tulokset esiteltiin filosofisissa kirjoituksissa. Heidän kuuluisin kirjailijansa on Mo-tzu, joka asui 4. vuosisadalla eKr. e. Hän teki ensimmäisen yrityksen muotoilla inertian peruslakia. Silloinkin kiinalaiset keksivät kompassin ensimmäisinä. He löysivät geometrisen optiikan lait ja tiesivät camera obscuran olemassaolosta. Taivaalliseen imperiumiin ilmestyi musiikin ja akustiikan teorian alku, jota lännessä ei pitkään aikaan epäilty.
Antiikki
Fysiikan muinainen historia tunnetaan parhaiten kreikkalaisten filosofien ansiosta. Heidän tutkimuksensa perustui geometriseen ja algebralliseen tietoon. Esimerkiksi pythagoralaiset olivat ensimmäisiä, jotka julistivat, että luonto noudattaa matematiikan yleisiä lakeja. Kreikkalaiset näkivät tämän mallin optiikassa, tähtitiedessä, musiikissa, mekaniikassa ja muilla aloilla.
Fysiikan kehityshistoriaa tuskin esitellään ilman Aristoteleen, Platonin, Arkhimedesen ja Lucretiuksen teoksiaKara ja Gerona. Heidän teoksensa ovat säilyneet aikamme melko täydellisessä muodossa. Kreikkalaiset filosofit erosivat muiden maiden aikalaisista siinä, että he selittivät fyysisiä lakeja ei myyttisillä käsitteillä, vaan tiukasti tieteellisestä näkökulmasta. Samaan aikaan helleenit tekivät myös suuria virheitä. Näihin kuuluu Aristoteleen mekaniikka. Fysiikan kehityksen historia tieteenä on paljon velkaa Hellaksen ajattelijoille jo pelkästään siksi, että heidän luonnonfilosofiansa säilyi kansainvälisen tieteen perustana 1600-luvulle asti.
Aleksandriankreikkalaisten panos
Demokritos muotoili atomiteorian, jonka mukaan kaikki kappaleet koostuvat jakamattomista ja pienistä hiukkasista. Empedocles ehdotti aineen säilymislakia. Arkhimedes loi perustan hydrostaattiselle ja mekaniikalle hahmotellen vivun teoriaa ja laskemalla nesteen nostevoiman suuruuden. Hänestä tuli myös termin "painopiste" kirjoittaja.
Aleksandriankreikkalaista Heronia pidetään yhtenä ihmiskunnan historian suurimmista insinööreistä. Hän loi höyryturbiinin, yleisti tietoa ilman joustavuudesta ja kaasujen kokoonpuristuvuudesta. Fysiikan ja optiikan kehityshistoria jatkui peilien teoriaa ja perspektiivin lakeja tutkineen Eukleideen ansiosta.
Keskiaika
Rooman v altakunnan kaatumisen jälkeen muinainen sivilisaatio romahti. Paljon tietoa on unohdettu. Eurooppa pysäytti tieteellisen kehityksensä lähes tuhanneksi vuodeksi. Kristillisistä luostareista on tullut tiedon temppeleitä, ja ne ovat onnistuneet säilyttämään osan menneisyyden kirjoituksista. Edistymistä esti kuitenkin kirkko itse. Hän hillitsi filosofianteologinen oppi. Ajattelijat, jotka yrittivät mennä sen pidemmälle, julistettiin harhaoppiseksi ja inkvisitio rankaisi niitä ankarasti.
Tätä taustaa vasten luonnontieteiden ensisijaisuus siirtyi muslimeille. Fysiikan syntyhistoria arabien keskuudessa liittyy antiikin kreikkalaisten tiedemiesten töiden kääntämiseen heidän kielelleen. Niiden perusteella idän ajattelijat tekivät useita tärkeitä omia löytöjä. Esimerkiksi keksijä Al-Jaziri kuvaili ensimmäistä kampiakselia.
Euroopan pysähtyneisyys kesti renessanssiin asti. Keskiajalla lasit keksittiin vanhassa maailmassa ja sateenkaaren ulkonäkö selitettiin. 1400-luvun saksalainen filosofi Nikolai Cusalainen oli ensimmäinen, joka ehdotti, että maailmankaikkeus on ääretön ja huomattavasti aikaansa edellä. Muutama vuosikymmen myöhemmin Leonardo da Vincistä tuli kapillaarisuusilmiön ja kitkan lain löytäjä. Hän yritti myös luoda ikuisen liikekoneen, mutta epäonnistuttuaan selviytymään tästä tehtävästä, hän alkoi teoreettisesti todistaa tällaisen projektin epäkäytännöllisyyttä.
Renessanssi
Puolalainen tähtitieteilijä Nicolaus Copernicus julkaisi vuonna 1543 elämänsä pääteoksen "Taivaankappaleiden pyörimisestä". Tässä kirjassa, ensimmäistä kertaa kristillisessä vanhassa maailmassa, yritettiin puolustaa heliosentristä maailmanmallia, jonka mukaan maa kiertää Auringon ympäri, eikä päinvastoin, kuten Ptolemaioksen geosentrinen malli omaksui. kirkko ehdotti. Monet fyysikot ja heidän löytönsä väittävät olevansa mahtavia, mutta kirjan "Taivaankappaleiden pyörimisestä" ilmestymistä pidetään tieteellisen vallankumouksen alkuna, jota seurasiei vain modernin fysiikan, vaan koko modernin tieteen ilmaantuminen.
Toinen kuuluisa nykyajan tiedemies, Galileo Galilei, tunnetaan parhaiten kaukoputken keksinnöstään (hän keksi myös lämpömittarin). Lisäksi hän muotoili hitauslain ja suhteellisuusperiaatteen. Galileon löytöjen ansiosta syntyi täysin uusi mekaniikka. Ilman häntä fysiikan tutkimuksen historia olisi pysähtynyt pitkään. Galileon, kuten monien hänen avarakatseisten aikalaistensa, täytyi vastustaa kirkon painetta yrittäen viimeisin voimin puolustaa vanhaa järjestystä.
XVII vuosisata
Kasvava kiinnostus tieteeseen jatkui 1600-luvulla. Saksalaisesta mekaniikasta ja matemaatikko Johannes Kepleristä tuli planeettojen liikkeen lakien löytäjä aurinkokunnassa (Keplerin lait). Hän esitti näkemyksensä kirjassa "New Astronomy", joka julkaistiin vuonna 1609. Kepler vastusti Ptolemaiosta ja päätteli, että planeetat liikkuvat ellipseissä eivätkä ympyröissä, kuten antiikissa uskottiin. Sama tiedemies antoi merkittävän panoksen optiikan kehittämiseen. Hän tutki kaukonäköisyyttä ja likinäköisyyttä ja selvitti silmän linssin fysiologisia toimintoja. Kepler esitteli optisen akselin ja tarkennuksen käsitteet, muotoili linssien teorian.
Ranskalainen Rene Descartes loi uuden tieteenalan - analyyttisen geometrian. Hän ehdotti myös valon taittumisen lakia. Descartesin pääteos oli vuonna 1644 julkaistu kirja "Filosofian periaatteet".
Harvat fyysikot ja heidän löytönsä ovat yhtä kuuluisia kuin englantilainen Isaac Newton. ATVuonna 1687 hän kirjoitti vallankumouksellisen kirjan The Mathematical Principles of Natural Philosophy. Siinä tutkija hahmotteli yleismaailmallisen gravitaatiolain ja kolme mekaniikan lakia (tunnetaan myös nimellä Newtonin lakeja). Tämä tiedemies työskenteli väriteorian, optiikan, integraali- ja differentiaalilaskennan parissa. Fysiikan historia, mekaniikan lakien historia - kaikki tämä liittyy läheisesti Newtonin löytöihin.
Uudet rajat
1700-luku antoi tieteelle monia merkittäviä nimiä. Leonhard Euler erottuu joukosta. Tämä sveitsiläinen mekaanikko ja matemaatikko kirjoitti yli 800 teosta fysiikasta ja sellaisista osista kuin matemaattinen analyysi, taivaanmekaniikka, optiikka, musiikin teoria, ballistiikka jne. Pietarin tiedeakatemia tunnusti hänet akateemioksi, minkä vuoksi Euler vietti merkittävän osan hänen elämästään Venäjällä. Tämä tutkija loi perustan analyyttiselle mekaniikalle.
On mielenkiintoista, että fysiikan aineen historia on kehittynyt sellaisena kuin me sen tunnemme, ei vain ammattitutkijoiden, vaan myös amatööritutkijoiden ansiosta, jotka ovat paljon kuuluisempia täysin eri ominaisuudessa. Silmiinpistävin esimerkki sellaisesta itseoppimisesta oli amerikkalainen poliitikko Benjamin Franklin. Hän keksi salamanvarren, antoi suuren panoksen sähkön tutkimukseen ja teki oletuksen sen yhteydestä magnetismin ilmiöön.
1700-luvun lopulla italialainen Alessandro Volta loi "voltaic pilarin". Hänen keksintönsä oli ensimmäinen sähköakku ihmiskunnan historiassa. Tälle vuosisadalle oli myös tunnusomaista elohopealämpömittarin ilmestyminen, jonka luojaoli Gabriel Fahrenheit. Toinen tärkeä keksintö oli höyrykoneen keksintö, joka tapahtui vuonna 1784. Se synnytti uusia tuotantovälineitä ja teollisuuden rakennemuutosta.
Sovelletut löydöt
Jos fysiikan alun historia kehittyi sillä pohjalla, että tieteen piti selittää luonnonilmiöiden syyt, niin 1800-luvulla tilanne muuttui merkittävästi. Nyt hänellä on uusi kutsumus. Fysiikasta alettiin vaatia luonnonvoimien hallintaa. Tässä suhteessa ei vain kokeellinen, vaan myös sovellettu fysiikka alkoi kehittyä nopeasti. André-Marie Ampèren "Newton of Electricity" esitteli uuden käsitteen sähkövirrasta. Michael Faraday työskenteli samalla alueella. Hän löysi sähkömagneettisen induktion ilmiön, elektrolyysin, diamagnetismin lait ja hänestä tuli sellaisten termien kirjoittaja kuin anodi, katodi, dielektrisyys, elektrolyytti, paramagnetismi, diamagnetismi jne.
Uusia tieteen osa-alueita on syntynyt. Termodynamiikka, elastisuusteoria, tilastomekaniikka, tilastollinen fysiikka, radiofysiikka, elastisuusteoria, seismologia, meteorologia - ne kaikki muodostivat yhden modernin kuvan maailmasta.
1800-luvulla syntyi uusia tieteellisiä malleja ja käsitteitä. Thomas Young perusteli energian säilymisen lakia, James Clerk Maxwell ehdotti omaa sähkömagneettista teoriaansa. Venäläisestä kemististä Dmitri Mendeleevistä tuli jaksollisen elementtijärjestelmän kirjoittaja, joka vaikutti merkittävästi koko fysiikkaan. Vuosisadan toisella puoliskolla ilmestyi sähkötekniikka ja polttomoottori. Niistä tuli soveltavan fysiikan hedelmiä, jotka keskittyivät tiettyjen ongelmien ratkaisemiseen.tekniset tehtävät.
Tieteen uudelleenajattelua
1900-luvulla fysiikan historia lyhyesti sanottuna siirtyi vaiheeseen, jolloin jo vakiintuneiden klassisten teoreettisten mallien kriisi alkoi. Vanhat tieteelliset kaavat alkoivat olla ristiriidassa uuden tiedon kanssa. Esimerkiksi tutkijat ovat havainneet, että valon nopeus ei riipu horjumattom alta vaikuttavasta viitekehyksestä. Vuosisadan vaihteessa löydettiin ilmiöitä, jotka vaativat yksityiskohtaista selitystä: elektronit, radioaktiivisuus, röntgensäteet.
Kertyneiden mysteerien vuoksi vanhaan klassiseen fysiikkaan on tehty versio. Tämän säännöllisen tieteellisen vallankumouksen avaintapahtuma oli suhteellisuusteorian perustelut. Sen kirjoittaja oli Albert Einstein, joka kertoi ensimmäisenä maailmalle avaruuden ja ajan välisestä syvästä yhteydestä. Syntyi uusi teoreettisen fysiikan haara - kvanttifysiikka. Sen muodostamiseen osallistui samanaikaisesti useita maailmankuuluja tiedemiehiä: Max Planck, Max Bohn, Erwin Schrödinger, Paul Ehrenfest ja muut.
Modernit haasteet
1900-luvun jälkipuoliskolla fysiikan kehityshistoria, jonka kronologia jatkuu nykyään, siirtyi täysin uuteen vaiheeseen. Tätä ajanjaksoa leimasi avaruustutkimuksen kukoistaminen. Astrofysiikka on tehnyt ennennäkemättömän harppauksen. Avaruusteleskoopit, planeettojenväliset luotaimet, maan ulkopuolisen säteilyn ilmaisimet ilmestyivät. Alkoi aurinkoplaneetan eri kappaleiden fyysisten tietojen yksityiskohtainen tutkimus. Nykytekniikan avulla tiedemiehet ovat löytäneet eksoplaneettoja ja uusia valoja, mukaan lukienmukaan lukien radiogalaksit, pulsarit ja kvasaarit.
Avaruus on edelleen täynnä monia ratkaisemattomia mysteereitä. Gravitaatioa altoja, pimeää energiaa, pimeää ainetta, maailmankaikkeuden laajenemiskiihtyvyyttä ja sen rakennetta tutkitaan. Alkuräjähdysteorian laajentaminen. Maanpäällisissä olosuhteissa saatava data on suhteettoman vähän verrattuna siihen, kuinka paljon tutkijoilla on avaruudessa työtä.
Fyysikkojen tämän päivän keskeisiin ongelmiin kuuluu useita perustavanlaatuisia haasteita: gravitaatioteorian kvanttiversion kehittäminen, kvanttimekaniikan yleistäminen, kaikkien tunnettujen vuorovaikutusvoimien yhdistäminen yhdeksi teoriaksi, "hienosäädön" etsiminen. maailmankaikkeudesta", sekä pimeän energian ja pimeän aineen tarkka määritelmä.
