Bár a fizika, mint önálló tudomány története csak a 17. században kezdődött, eredete a legmélyebb ókorba nyúlik vissza, amikor az emberek elkezdték rendszerezni az őket körülvevő világról szerzett első ismereteiket. A modern időkig a természetfilozófiához tartoztak, és tartalmaztak információkat a mechanikáról, csillagászatról és fiziológiáról. A fizika igazi története Galilei és tanítványai kísérleteinek köszönhetően kezdődött. Ennek a tudományágnak az alapjait is Newton rakta le.
A 18. és 19. században megjelentek a kulcsfogalmak: energia, tömeg, atomok, lendület, stb. A 20. században világossá váltak a klasszikus fizika korlátai (rajta kívül a kvantumfizika, a megszületett a relativitáselmélet, a mikrorészecskék elmélete stb.). d.). A természettudományos ismeretek ma is kiegészülnek, hiszen a kutatóknak számos megoldatlan problémával és kérdéssel kell szembenézniük világunk és az egész univerzum természetével kapcsolatban.
Antikvitás
Az ókori világ számos pogány vallása az asztrológián és az asztrológusok tudásán alapult. Az éjszakai égbolt tanulmányozásának köszönhetően az optika kialakulása megtörtént. A csillagászati ismeretek felhalmozódása nem tehetett mást, mint a matematika fejlődését. Azonban elméletileg megmagyarázni az okokata régiek természeti jelenségei nem tudták. A papok a villámlást és a napfogyatkozást az isteni haragnak tulajdonították, aminek semmi köze a tudományhoz.
Ugyanakkor az ókori egyiptomiak megtanulták mérni a hosszúságot, a súlyt és a szöget. Ez a tudás szükséges volt az építészeknek a monumentális piramisok és templomok építésénél. Alkalmazott mechanika alakult ki. A babilóniaiak is erősek voltak benne. Csillagászati ismereteik alapján a napot kezdték használni az idő mérésére.
Az ókori kínai fizika története az ie 7. században kezdődött. e. A kézműves és építőiparban felhalmozott tapasztalatokat tudományos elemzésnek vetették alá, melynek eredményeit filozófiai írásokban mutatták be. Leghíresebb szerzőjük Mo-tzu, aki a Kr.e. IV. században élt. e. Ő tette először kísérletet a tehetetlenség alaptörvényének megfogalmazására. Már akkor a kínaiak voltak az elsők, akik feltalálták az iránytűt. Felfedezték a geometriai optika törvényeit, és tudtak a camera obscura létezéséről. Az Égi Birodalomban megjelentek a zeneelmélet és az akusztika kezdetei, amelyekre Nyugaton sokáig nem is gyanakodtak.
Antikvitás
A fizika ókori története leginkább a görög filozófusoknak köszönhetően ismert. Kutatásuk geometriai és algebrai ismereteken alapult. Például a püthagoreusok voltak az elsők, akik kijelentették, hogy a természet engedelmeskedik a matematika egyetemes törvényeinek. A görögök ezt a mintát az optikában, a csillagászatban, a zenében, a mechanikában és más tudományágakban látták.
A fizika fejlődéstörténetét aligha mutatjuk be Arisztotelész, Platón, Arkhimédész és Lucretius művei nélkülKara és Gerona. Munkáik meglehetősen teljes formában fennmaradtak napjainkig. A görög filozófusok abban különböztek a más országokból származó kortársaktól, hogy a fizikai törvényeket nem mitikus fogalmakkal magyarázták, hanem szigorúan tudományos szempontból. Ugyanakkor a hellének is nagy hibákat követtek el. Ezek közé tartozik Arisztotelész mechanikája is. A fizika mint tudomány fejlődésének története sokat köszönhet Hellas gondolkodóinak, már csak azért is, mert természetfilozófiájuk a 17. századig a nemzetközi tudomány alapja maradt.
Az alexandriai görögök hozzájárulása
Démokritosz megfogalmazta az atomok elméletét, amely szerint minden test oszthatatlan és apró részecskékből áll. Empedoklész javasolta az anyag megmaradásának törvényét. Archimedes lefektette a hidrosztatika és a mechanika alapjait, felvázolva a kar elméletét és kiszámítva a folyadék felhajtóerejének nagyságát. Ő lett a "súlypont" kifejezés szerzője is.
Alexandriai Gémet az emberiség történetének egyik legnagyobb mérnökeként tartják számon. Gőzturbinát alkotott, általánosított ismereteket a levegő rugalmasságáról és a gázok összenyomhatóságáról. A fizika és az optika fejlődésének története Euklidésznek köszönhetően folytatódott, aki a tükrök elméletét és a perspektíva törvényeit tanulmányozta.
Középkor
A Római Birodalom bukása után az ókori civilizáció összeomlott. Sok tudás feledésbe merült. Európa csaknem ezer évre leállította tudományos fejlődését. A keresztény kolostorok a tudás templomaivá váltak, és sikerült megőrizniük a múlt írásainak egy részét. A fejlődést azonban maga az egyház akadályozta. A lány alávetette a filozófiátteológiai doktrína. Azokat a gondolkodókat, akik megpróbáltak túllépni ezen, eretnekeknek nyilvánították, és az inkvizíció szigorúan megbüntette.
E háttér előtt a természettudományok elsőbbsége a muszlimokra szállt át. A fizika arabok körében való megjelenésének története az ókori görög tudósok munkáinak nyelvükre történő fordításához kapcsolódik. Ezek alapján a keleti gondolkodók több fontos saját felfedezést tettek. Például Al-Jaziri feltaláló leírta az első főtengelyt.
Az európai stagnálás a reneszánszig tartott. A középkorban az óvilágban feltalálták a szemüveget, és megmagyarázták a szivárvány megjelenését. A 15. századi német filozófus, Kusai Miklós volt az első, aki felvetette, hogy a világegyetem végtelen, és messze megelőzi korát. Néhány évtizeddel később Leonardo da Vinci lett a kapilláris jelenség és a súrlódási törvény felfedezője. Megpróbált egy örökmozgót is létrehozni, de mivel nem tudott megbirkózni ezzel a feladattal, elkezdte elméletileg bizonyítani egy ilyen projekt kivitelezhetetlenségét.
Reneszánsz
1543-ban Nicolaus Kopernikusz lengyel csillagász kiadta élete fő művét "Az égitestek forgásáról". Ebben a könyvben a keresztény óvilágban először próbálták megvédeni azt a heliocentrikus világmodellt, amely szerint a Föld a Nap körül kering, és nem fordítva, ahogyan azt a Ptolemaioszi geocentrikus modell is átvett. egyház javasolta. Sok fizikus és felfedezéseik nagyszerűnek mondják magukat, de az „Az égitestek forgásáról” című könyv megjelenését tekintik egy tudományos forradalom kezdetének, amit követettnemcsak a modern fizika megjelenése, hanem a modern tudomány egésze.
A modern idők másik híres tudósa, Galileo Galilei leginkább a távcső feltalálásáról ismert (a hőmérőt is ő találta fel). Emellett megfogalmazta a tehetetlenség törvényét és a relativitás elvét. A Galilei felfedezéseinek köszönhetően egy teljesen új mechanika született. Nélküle a fizika tanulmányozásának története sokáig megrekedt volna. Galileinak, mint sok széles látókörű kortársának, ellenállnia kellett az egyház nyomásának, és utolsó erejével igyekezett megvédeni a régi rendet.
XVII. század
A tudomány iránti növekvő érdeklődés a 17. században is folytatódott. Johannes Kepler német mechanikus és matematikus lett a bolygómozgás törvényeinek felfedezője a Naprendszerben (Kepler törvényei). Nézeteit az 1609-ben megjelent "New Astronomy" című könyvben ismertette. Kepler szembehelyezkedett Ptolemaiosszal, és arra a következtetésre jutott, hogy a bolygók ellipszisben mozognak, nem pedig körökben, ahogyan azt az ókorban hitték. Ugyanez a tudós jelentősen hozzájárult az optika fejlesztéséhez. A távollátást és a rövidlátást vizsgálta, tisztázva a szemlencse élettani funkcióit. Kepler bevezette az optikai tengely és a fókusz fogalmát, megfogalmazta a lencsék elméletét.
A francia Rene Descartes új tudományágat hozott létre – az analitikus geometriát. Javasolta a fénytörés törvényét is. Descartes fő műve a "Filozófia alapelvei" című könyv volt, amelyet 1644-ben adtak ki.
Kevés fizikus és felfedezéseik olyan híresek, mint az angol Isaac Newton. NÁL NÉL1687-ben forradalmi könyvet írt The Mathematical Principles of Natural Philosophy címmel. Ebben a kutató felvázolta az egyetemes gravitáció törvényét és a mechanika három törvényét (más néven Newton-törvényeket). Ez a tudós színelmélettel, optikával, integrál- és differenciálszámítással foglalkozott. A fizika története, a mechanika törvényeinek története – mindez szorosan összefügg Newton felfedezéseivel.
Új határok
A 18. század számos kiemelkedő nevet adott a tudománynak. Leonhard Euler kiemelkedik közülük. Ez a svájci szerelő és matematikus több mint 800 művet írt a fizikáról és olyan részekről, mint a matematikai elemzés, égi mechanika, optika, zeneelmélet, ballisztika stb. A Szentpétervári Tudományos Akadémia elismerte őt akadémikusának, ezért Euler egy életének jelentős részét Oroszországban. Ez a kutató volt az, aki lerakta az analitikus mechanika alapjait.
Érdekes, hogy a fizika tantárgy története az általunk ismert módon alakult, nemcsak hivatásos tudósoknak, hanem amatőr kutatóknak is köszönhetően, akik egészen más minőségben sokkal híresebbek. Az ilyen autodidakta nevelés legszembetűnőbb példája Benjamin Franklin amerikai politikus volt. Feltalálta a villámhárítót, nagymértékben hozzájárult az elektromosság tanulmányozásához, és feltételezést fogalmazott meg a mágnesesség jelenségével való kapcsolatáról.
A 18. század végén az olasz Alessandro Volta megalkotta a „voltaikus oszlopot”. Az ő találmánya volt az első elektromos akkumulátor az emberiség történetében. Ezt a századot jellemezte a higanyhőmérő megjelenése is, melynek megalkotójaGabriel Fahrenheit volt. Egy másik fontos találmány a gőzgép feltalálása volt, amelyre 1784-ben került sor. Ez új termelési eszközöket és az ipar szerkezetátalakítását eredményezte.
Alkalmazott felfedezések
Ha a fizika kezdetének története azon az alapon alakult ki, hogy a természeti jelenségek okát a tudománynak kellett megmagyaráznia, akkor a 19. században a helyzet jelentősen megváltozott. Most új hívása van. A fizika elkezdte követelni a természeti erők irányítását. E tekintetben nemcsak a kísérleti, hanem az alkalmazott fizika is rohamos fejlődésnek indult. André-Marie Ampère "Az elektromosság Newtonja" című művében az elektromos áram új fogalmát vezették be. Michael Faraday ugyanezen a területen dolgozott. Felfedezte az elektromágneses indukció jelenségét, az elektrolízis, a diamágnesesség törvényeit, és olyan kifejezések szerzője lett, mint az anód, katód, dielektrikum, elektrolit, paramágnesesség, diamágnesesség stb.
Új tudományágak jelentek meg. Termodinamika, rugalmasságelmélet, statisztikai mechanika, statisztikus fizika, radiofizika, rugalmasságelmélet, szeizmológia, meteorológia – ezek mind egyetlen modern képet alkottak a világról.
A 19. században új tudományos modellek és koncepciók jelentek meg. Thomas Young alátámasztotta az energiamegmaradás törvényét, James Clerk Maxwell saját elektromágneses elméletét javasolta. Dmitrij Mengyelejev orosz kémikus lett az egész fizikát jelentősen befolyásoló periodikus elemrendszer szerzője. A század második felében megjelent az elektrotechnika és a belsőégésű motor. Az alkalmazott fizika gyümölcsei lettek, amelyek bizonyos problémák megoldására összpontosítottak.technológiai feladatok.
A tudomány újragondolása
A 20. században a fizika története röviden arra a szakaszra lépett, amikor a már jól bevált klasszikus elméleti modellek válsága elkezdődött. A régi tudományos képletek ellentmondani kezdtek az új adatoknak. A kutatók például azt találták, hogy a fénysebesség nem függ egy látszólag megingathatatlan vonatkoztatási rendszertől. A századfordulón részletes magyarázatot igénylő jelenségeket fedeztek fel: elektronok, radioaktivitás, röntgensugárzás.
A felgyülemlett rejtélyek miatt megtörtént a régi klasszikus fizika revíziója. Ennek a rendszeres tudományos forradalomnak a kulcseseménye a relativitáselmélet megalapozása volt. Szerzője Albert Einstein volt, aki először mesélt a világnak a tér és az idő közötti mély kapcsolatról. Megjelent az elméleti fizika új ága - a kvantumfizika. Megalakításában egyszerre több világhírű tudós vett részt: Max Planck, Max Bohn, Erwin Schrödinger, Paul Ehrenfest és mások.
Modern kihívások
A 20. század második felében a fizika fejlődéstörténete, melynek kronológiája ma is tart, alapvetően új szakaszba lépett. Ezt az időszakot az űrkutatás virágzása jellemezte. Az asztrofizika soha nem látott ugrást tett. Megjelentek az űrteleszkópok, a bolygóközi szondák, a földönkívüli sugárzás detektorai. Megkezdődött a napbolygó különböző testeinek fizikai adatainak részletes tanulmányozása. A modern technológia segítségével a tudósok exobolygókat és új világítótesteket fedeztek fel, többek közöttbeleértve a rádiógalaxisokat, pulzárokat és kvazárokat.
Az űr továbbra is tele van sok megfejtetlen rejtéllyel. Vizsgálják a gravitációs hullámokat, a sötét energiát, a sötét anyagot, az Univerzum tágulásának gyorsulását és szerkezetét. Az ősrobbanás elméletének bővítése. A földi körülmények között megszerezhető adatok aránytalanul kicsik ahhoz képest, hogy a tudósok mennyi munkájuk van az űrben.
A fizikusok előtt álló kulcsproblémák napjainkban számos alapvető kihívást foglalnak magukban: a gravitációs elmélet kvantumváltozatának kidolgozása, a kvantummechanika általánosítása, az összes ismert kölcsönhatási erő egyetlen elméletté való egyesítése, a "finomhangolás" keresése. az Univerzum", valamint a sötét energia és a sötét anyag jelenségeinek pontos meghatározása.
