Αν και η ιστορία της φυσικής ως ανεξάρτητης επιστήμης ξεκίνησε μόλις τον 17ο αιώνα, οι απαρχές της χρονολογούνται από τη βαθύτερη αρχαιότητα, όταν οι άνθρωποι άρχισαν να συστηματοποιούν τις πρώτες τους γνώσεις για τον κόσμο γύρω τους. Μέχρι τη σύγχρονη εποχή, ανήκαν στη φυσική φιλοσοφία και περιλάμβαναν πληροφορίες για τη μηχανική, την αστρονομία και τη φυσιολογία. Η πραγματική ιστορία της φυσικής ξεκίνησε χάρη στα πειράματα του Γαλιλαίου και των μαθητών του. Επίσης, τα θεμέλια αυτής της πειθαρχίας έθεσε ο Νεύτωνας.
Τον 18ο και 19ο αιώνα, εμφανίστηκαν βασικές έννοιες: ενέργεια, μάζα, άτομα, ορμή, κ.λπ. γεννήθηκαν η σχετικότητα, η θεωρία των μικροσωματιδίων κ.λπ.) δ.). Η γνώση της φυσικής επιστήμης συμπληρώνεται ακόμη και σήμερα, καθώς οι ερευνητές αντιμετωπίζουν πολλά άλυτα προβλήματα και ερωτήματα σχετικά με τη φύση του κόσμου μας και ολόκληρου του σύμπαντος.
Αρχαιότητα
Πολλές παγανιστικές θρησκείες του αρχαίου κόσμου βασίστηκαν στην αστρολογία και στη γνώση των αστρολόγων. Χάρη στις μελέτες τους για τον νυχτερινό ουρανό, έγινε ο σχηματισμός της οπτικής. Η συσσώρευση αστρονομικών γνώσεων δεν θα μπορούσε παρά να επηρεάσει την ανάπτυξη των μαθηματικών. Ωστόσο, θεωρητικά για να εξηγήσουμε τους λόγουςτα φυσικά φαινόμενα των αρχαίων δεν μπορούσαν. Οι ιερείς απέδωσαν τους κεραυνούς και τις εκλείψεις ηλίου στη θεϊκή οργή, η οποία δεν είχε καμία σχέση με την επιστήμη.
Ταυτόχρονα, οι αρχαίοι Αιγύπτιοι έμαθαν να μετρούν το μήκος, το βάρος και τη γωνία. Αυτή η γνώση ήταν απαραίτητη για τους αρχιτέκτονες στην κατασκευή μνημειακών πυραμίδων και ναών. Αναπτύχθηκε η εφαρμοσμένη μηχανική. Οι Βαβυλώνιοι ήταν επίσης δυνατοί σε αυτό. Αυτοί, με βάση τις αστρονομικές τους γνώσεις, άρχισαν να χρησιμοποιούν την ημέρα για να μετρούν το χρόνο.
Η αρχαία κινεζική ιστορία της φυσικής ξεκίνησε τον 7ο αιώνα π. Χ. μι. Η συσσωρευμένη εμπειρία στη χειροτεχνία και τις κατασκευές υποβλήθηκε σε επιστημονική ανάλυση, τα αποτελέσματα της οποίας παρουσιάστηκαν σε φιλοσοφικά κείμενα. Ο πιο διάσημος συγγραφέας τους είναι ο Mo-tzu, ο οποίος έζησε τον 4ο αιώνα π. Χ. μι. Έκανε την πρώτη προσπάθεια να διατυπώσει τον θεμελιώδη νόμο της αδράνειας. Ακόμη και τότε, οι Κινέζοι ήταν οι πρώτοι που επινόησαν την πυξίδα. Ανακάλυψαν τους νόμους της γεωμετρικής οπτικής και γνώριζαν την ύπαρξη της κάμερας obscura. Στην Ουράνια Αυτοκρατορία, εμφανίστηκαν οι απαρχές της θεωρίας της μουσικής και της ακουστικής, που για πολύ καιρό δεν ήταν ύποπτες στη Δύση.
Αρχαιότητα
Η αρχαία ιστορία της φυσικής είναι περισσότερο γνωστή χάρη στους Έλληνες φιλοσόφους. Η έρευνά τους βασίστηκε σε γεωμετρικές και αλγεβρικές γνώσεις. Για παράδειγμα, οι Πυθαγόρειοι ήταν οι πρώτοι που δήλωσαν ότι η φύση υπακούει στους παγκόσμιους νόμους των μαθηματικών. Οι Έλληνες είδαν αυτό το πρότυπο στην οπτική, την αστρονομία, τη μουσική, τη μηχανική και άλλους κλάδους.
Η ιστορία της ανάπτυξης της φυσικής δύσκολα παρουσιάζεται χωρίς τα έργα του Αριστοτέλη, του Πλάτωνα, του Αρχιμήδη, του ΛουκρήτιουΚάρα και Χιρόνα. Τα έργα τους έχουν διασωθεί ως τις μέρες μας σε μια αρκετά ολοκληρωμένη μορφή. Οι Έλληνες φιλόσοφοι διέφεραν από τους σύγχρονους από άλλες χώρες στο ότι εξηγούσαν τους φυσικούς νόμους όχι με μυθικές έννοιες, αλλά αυστηρά από επιστημονική άποψη. Ταυτόχρονα, οι Έλληνες έκαναν και μεγάλα λάθη. Αυτά περιλαμβάνουν τη μηχανική του Αριστοτέλη. Η ιστορία της ανάπτυξης της φυσικής ως επιστήμης οφείλει πολλά στους στοχαστές της Ελλάδας, έστω και μόνο επειδή η φυσική τους φιλοσοφία παρέμεινε η βάση της διεθνούς επιστήμης μέχρι τον 17ο αιώνα.
Συμβολή των Αλεξανδρινών Ελλήνων
Ο Δημόκριτος διατύπωσε τη θεωρία των ατόμων, σύμφωνα με την οποία όλα τα σώματα αποτελούνται από αδιαίρετα και μικροσκοπικά σωματίδια. Ο Εμπεδοκλής πρότεινε τον νόμο της διατήρησης της ύλης. Ο Αρχιμήδης έθεσε τα θεμέλια της υδροστατικής και της μηχανικής, περιγράφοντας τη θεωρία του μοχλού και υπολογίζοντας το μέγεθος της δύναμης άνωσης ενός ρευστού. Έγινε επίσης ο συγγραφέας του όρου "κέντρο βάρους".
Ο Ήρων ο Αλεξανδρινός Έλληνας θεωρείται ένας από τους μεγαλύτερους μηχανικούς στην ανθρώπινη ιστορία. Δημιούργησε έναν ατμοστρόβιλο, γενίκευσε τις γνώσεις για την ελαστικότητα του αέρα και τη συμπιεστότητα των αερίων. Η ιστορία της ανάπτυξης της φυσικής και της οπτικής συνεχίστηκε χάρη στον Ευκλείδη, ο οποίος μελέτησε τη θεωρία των κατόπτρων και τους νόμους της προοπτικής.
Μεσαίωνας
Μετά την πτώση της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας ήρθε η κατάρρευση του αρχαίου πολιτισμού. Πολλές γνώσεις έχουν ξεχαστεί. Η Ευρώπη σταμάτησε την επιστημονική της ανάπτυξη για σχεδόν χίλια χρόνια. Τα χριστιανικά μοναστήρια έχουν γίνει ναοί της γνώσης και έχουν καταφέρει να διατηρήσουν μερικά από τα γραπτά του παρελθόντος. Ωστόσο, η πρόοδος παρεμποδίστηκε από την ίδια την εκκλησία. Υπέταξε τη φιλοσοφίαθεολογικό δόγμα. Οι στοχαστές που προσπάθησαν να το ξεπεράσουν κηρύχθηκαν αιρετικοί και τιμωρήθηκαν αυστηρά από την Ιερά Εξέταση.
Σε αυτό το πλαίσιο, η πρωτοκαθεδρία στις φυσικές επιστήμες πέρασε στους Μουσουλμάνους. Η ιστορία της εμφάνισης της φυσικής μεταξύ των Αράβων συνδέεται με τη μετάφραση στη γλώσσα τους των έργων αρχαίων Ελλήνων επιστημόνων. Στη βάση τους, οι στοχαστές της Ανατολής έκαναν αρκετές δικές τους σημαντικές ανακαλύψεις. Για παράδειγμα, ο εφευρέτης Al-Jaziri περιέγραψε τον πρώτο στροφαλοφόρο άξονα.
Η ευρωπαϊκή στασιμότητα κράτησε μέχρι την Αναγέννηση. Κατά τον Μεσαίωνα, τα γυαλιά εφευρέθηκαν στον Παλαιό Κόσμο και εξηγήθηκε η εμφάνιση του ουράνιου τόξου. Ο Γερμανός φιλόσοφος του 15ου αιώνα Nicholas of Cusa ήταν ο πρώτος που πρότεινε ότι το σύμπαν είναι άπειρο, και επομένως πολύ μπροστά από την εποχή του. Λίγες δεκαετίες αργότερα, ο Λεονάρντο ντα Βίντσι έγινε ο ανακάλυψε το φαινόμενο της τριχοειδούς και του νόμου της τριβής. Προσπάθησε επίσης να δημιουργήσει μια μηχανή διαρκούς κίνησης, αλλά αφού απέτυχε να αντεπεξέλθει σε αυτό το έργο, άρχισε να αποδεικνύει θεωρητικά το ανέφικτο ενός τέτοιου έργου.
Αναγέννηση
Το 1543, ο Πολωνός αστρονόμος Νικόλαος Κοπέρνικος δημοσίευσε το κύριο έργο της ζωής του, «Σχετικά με την περιστροφή των ουράνιων σωμάτων». Σε αυτό το βιβλίο, για πρώτη φορά στον Χριστιανικό Παλαιό Κόσμο, έγινε μια προσπάθεια υπεράσπισης του ηλιοκεντρικού μοντέλου του κόσμου, σύμφωνα με το οποίο η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο και όχι το αντίστροφο, όπως υιοθετήθηκε από το Πτολεμαϊκό γεωκεντρικό μοντέλο. πρότεινε η εκκλησία. Πολλοί φυσικοί και οι ανακαλύψεις τους ισχυρίζονται ότι είναι σπουδαίες, αλλά είναι η εμφάνιση του βιβλίου «On the rotation of ουράνια σώματα» που θεωρείται η αρχή μιας επιστημονικής επανάστασης, την οποία ακολούθησεεμφάνιση όχι μόνο της σύγχρονης φυσικής, αλλά της σύγχρονης επιστήμης στο σύνολό της.
Ένας άλλος διάσημος επιστήμονας της σύγχρονης εποχής, ο Galileo Galilei, είναι περισσότερο γνωστός για την εφεύρεση του τηλεσκοπίου (εφηύρε επίσης το θερμόμετρο). Επιπλέον, διατύπωσε το νόμο της αδράνειας και την αρχή της σχετικότητας. Χάρη στις ανακαλύψεις του Γαλιλαίου, γεννήθηκε μια εντελώς νέα μηχανική. Χωρίς αυτόν, η ιστορία της μελέτης της φυσικής θα είχε σταματήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ο Γαλιλαίος, όπως πολλοί από τους ευρείς συγχρόνους του, έπρεπε να αντισταθεί στην πίεση της εκκλησίας, προσπαθώντας με την τελευταία της δύναμη να υπερασπιστεί την παλιά τάξη πραγμάτων.
XVII αιώνα
Το αυξανόμενο ενδιαφέρον για την επιστήμη συνεχίστηκε μέχρι τον 17ο αιώνα. Ο Γερμανός μηχανικός και μαθηματικός Γιοχάνες Κέπλερ έγινε ο ανακαλυπτής των νόμων της κίνησης των πλανητών στο ηλιακό σύστημα (νόμοι του Κέπλερ). Περιέγραψε τις απόψεις του στο βιβλίο «New Astronomy», που δημοσιεύτηκε το 1609. Ο Κέπλερ αντιτάχθηκε στον Πτολεμαίο, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι οι πλανήτες κινούνται σε ελλείψεις και όχι σε κύκλους, όπως πίστευαν στην αρχαιότητα. Ο ίδιος επιστήμονας συνέβαλε σημαντικά στην ανάπτυξη της οπτικής. Διερεύνησε την υπερμετρωπία και τη μυωπία, διευκρινίζοντας τις φυσιολογικές λειτουργίες του φακού του ματιού. Ο Κέπλερ εισήγαγε τις έννοιες του οπτικού άξονα και της εστίασης, διατύπωσε τη θεωρία των φακών.
Ο Γάλλος Rene Descartes δημιούργησε έναν νέο επιστημονικό κλάδο - την αναλυτική γεωμετρία. Πρότεινε επίσης το νόμο της διάθλασης του φωτός. Το κύριο έργο του Ντεκάρτ ήταν το βιβλίο «Αρχές της Φιλοσοφίας», που εκδόθηκε το 1644.
Λίγοι φυσικοί και οι ανακαλύψεις τους είναι τόσο διάσημοι όσο ο Άγγλος Isaac Newton. ΣΤΟΤο 1687, έγραψε ένα επαναστατικό βιβλίο, Οι Μαθηματικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας. Σε αυτό, ο ερευνητής περιέγραψε το νόμο της παγκόσμιας έλξης και τους τρεις νόμους της μηχανικής (γνωστοί και ως νόμοι του Νεύτωνα). Αυτός ο επιστήμονας εργάστηκε στη θεωρία των χρωμάτων, την οπτική, τον ολοκληρωτικό και διαφορικό λογισμό. Η ιστορία της φυσικής, η ιστορία των νόμων της μηχανικής - όλα αυτά συνδέονται στενά με τις ανακαλύψεις του Νεύτωνα.
Νέα Σύνορα
Ο 18ος αιώνας έδωσε στην επιστήμη πολλά εξαιρετικά ονόματα. Ανάμεσά τους ξεχωρίζει ο Leonhard Euler. Αυτός ο Ελβετός μηχανικός και μαθηματικός έγραψε περισσότερα από 800 έργα για τη φυσική και τομείς όπως η μαθηματική ανάλυση, η ουράνια μηχανική, η οπτική, η θεωρία της μουσικής, η βαλλιστική κ.λπ. Η Ακαδημία Επιστημών της Αγίας Πετρούπολης τον αναγνώρισε ως ακαδημαϊκό της, γι' αυτό και ο Euler πέρασε ένα σημαντικό μέρος της ζωής του στη Ρωσία. Ήταν αυτός ο ερευνητής που έθεσε τα θεμέλια για την αναλυτική μηχανική.
Είναι ενδιαφέρον ότι η ιστορία του θέματος της φυσικής έχει αναπτυχθεί όπως την ξέρουμε, χάρη όχι μόνο σε επαγγελματίες επιστήμονες, αλλά και σε ερασιτέχνες ερευνητές, οι οποίοι είναι πολύ πιο διάσημοι με εντελώς διαφορετική ιδιότητα. Το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα τέτοιου αυτοδίδακτου ήταν ο Αμερικανός πολιτικός Μπέντζαμιν Φράνκλιν. Εφηύρε το αλεξικέραυνο, συνέβαλε πολύ στη μελέτη του ηλεκτρισμού και έκανε μια υπόθεση για τη σύνδεσή του με το φαινόμενο του μαγνητισμού.
Στα τέλη του 18ου αιώνα, ο Ιταλός Alessandro Volta δημιούργησε τον «βολταϊκό πυλώνα». Η εφεύρεσή του ήταν η πρώτη ηλεκτρική μπαταρία στην ανθρώπινη ιστορία. Αυτός ο αιώνας σημαδεύτηκε επίσης από την εμφάνιση ενός υδραργύρου θερμομέτρου, ο δημιουργός του οποίουήταν ο Γκάμπριελ Φαρενάιτ. Μια άλλη σημαντική εφεύρεση ήταν η εφεύρεση της ατμομηχανής, η οποία έλαβε χώρα το 1784. Αφορμή για νέα μέσα παραγωγής και την αναδιάρθρωση της βιομηχανίας.
Εφαρμοσμένες ανακαλύψεις
Αν η ιστορία της αρχής της φυσικής αναπτύχθηκε με βάση ότι η επιστήμη έπρεπε να εξηγήσει την αιτία των φυσικών φαινομένων, τότε τον 19ο αιώνα η κατάσταση άλλαξε σημαντικά. Τώρα έχει μια νέα κλήση. Από τη φυσική άρχισε να απαιτεί τον έλεγχο των φυσικών δυνάμεων. Από αυτή την άποψη, όχι μόνο η πειραματική, αλλά και η εφαρμοσμένη φυσική άρχισε να αναπτύσσεται γρήγορα. Ο «Newton of Electricity» του André-Marie Ampère εισήγαγε μια νέα έννοια του ηλεκτρικού ρεύματος. Στην ίδια περιοχή εργαζόταν και ο Michael Faraday. Ανακάλυψε το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, τους νόμους της ηλεκτρόλυσης, του διαμαγνητισμού και έγινε ο συγγραφέας όρων όπως άνοδος, κάθοδος, διηλεκτρικό, ηλεκτρολύτης, παραμαγνητισμός, διαμαγνητισμός κ.λπ.
Έχουν εμφανιστεί νέοι τομείς της επιστήμης. Θερμοδυναμική, θεωρία ελαστικότητας, στατιστική μηχανική, στατιστική φυσική, ραδιοφυσική, θεωρία ελαστικότητας, σεισμολογία, μετεωρολογία - όλα σχημάτισαν μια ενιαία σύγχρονη εικόνα του κόσμου.
Τον 19ο αιώνα, εμφανίστηκαν νέα επιστημονικά μοντέλα και έννοιες. Ο Thomas Young τεκμηρίωσε το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, ο James Clerk Maxwell πρότεινε τη δική του ηλεκτρομαγνητική θεωρία. Ο Ρώσος χημικός Ντμίτρι Μεντελέεφ έγινε ο συγγραφέας του περιοδικού συστήματος στοιχείων που επηρέασε σημαντικά ολόκληρη τη φυσική. Στο δεύτερο μισό του αιώνα εμφανίστηκαν η ηλεκτροτεχνική και η μηχανή εσωτερικής καύσης. Έγιναν οι καρποί της εφαρμοσμένης φυσικής, επικεντρωμένης στην επίλυση ορισμένων προβλημάτων.τεχνολογικές εργασίες.
Επανεξετάζοντας την Επιστήμη
Τον 20ο αιώνα, η ιστορία της φυσικής, εν ολίγοις, πέρασε στο στάδιο όπου ξεκίνησε η κρίση των ήδη καθιερωμένων κλασικών θεωρητικών μοντέλων. Οι παλιοί επιστημονικοί τύποι άρχισαν να έρχονται σε αντίθεση με τα νέα δεδομένα. Για παράδειγμα, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η ταχύτητα του φωτός δεν εξαρτάται από ένα φαινομενικά ακλόνητο πλαίσιο αναφοράς. Στις αρχές του αιώνα, ανακαλύφθηκαν φαινόμενα που απαιτούσαν λεπτομερή εξήγηση: ηλεκτρόνια, ραδιενέργεια, ακτίνες Χ.
Λόγω των συσσωρευμένων μυστηρίων, πραγματοποιήθηκε μια αναθεώρηση της παλιάς κλασικής φυσικής. Το βασικό γεγονός σε αυτή την τακτική επιστημονική επανάσταση ήταν η τεκμηρίωση της θεωρίας της σχετικότητας. Ο συγγραφέας του ήταν ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο οποίος μίλησε για πρώτη φορά στον κόσμο για τη βαθιά σύνδεση μεταξύ χώρου και χρόνου. Ένας νέος κλάδος της θεωρητικής φυσικής εμφανίστηκε - η κβαντική φυσική. Αρκετοί παγκοσμίου φήμης επιστήμονες συμμετείχαν ταυτόχρονα στον σχηματισμό του: Max Planck, Max Bohn, Erwin Schrödinger, Paul Ehrenfest και άλλοι.
Σύγχρονες Προκλήσεις
Στο δεύτερο μισό του 20ου αιώνα, η ιστορία της ανάπτυξης της φυσικής, η χρονολογία της οποίας συνεχίζεται σήμερα, πέρασε σε ένα θεμελιωδώς νέο στάδιο. Αυτή η περίοδος σημαδεύτηκε από την άνθηση της εξερεύνησης του διαστήματος. Η αστροφυσική έχει κάνει ένα άνευ προηγουμένου άλμα. Εμφανίστηκαν διαστημικά τηλεσκόπια, διαπλανητικοί ανιχνευτές, ανιχνευτές εξωγήινης ακτινοβολίας. Ξεκίνησε μια λεπτομερής μελέτη των φυσικών δεδομένων διαφόρων σωμάτων του ηλιακού πλανήτη. Με τη βοήθεια της σύγχρονης τεχνολογίας, οι επιστήμονες ανακάλυψαν εξωπλανήτες και νέα φωτιστικά σώματα, μεταξύ των οποίωνσυμπεριλαμβανομένων ραδιογαλαξιών, πάλσαρ και κβάζαρ.
Το Διάστημα συνεχίζει να είναι γεμάτο με πολλά άλυτα μυστήρια. Μελετώνται βαρυτικά κύματα, σκοτεινή ενέργεια, σκοτεινή ύλη, η επιτάχυνση της διαστολής του Σύμπαντος και η δομή του. Επέκταση στη θεωρία του Big Bang. Τα δεδομένα που μπορούν να ληφθούν σε επίγειες συνθήκες είναι δυσανάλογα μικρά σε σύγκριση με το πόση δουλειά έχουν οι επιστήμονες στο διάστημα.
Τα βασικά προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι φυσικοί σήμερα περιλαμβάνουν πολλές θεμελιώδεις προκλήσεις: η ανάπτυξη μιας κβαντικής εκδοχής της βαρυτικής θεωρίας, η γενίκευση της κβαντικής μηχανικής, η ενοποίηση όλων των γνωστών δυνάμεων αλληλεπίδρασης σε μια θεωρία, η αναζήτηση για λεπτή ρύθμιση του Σύμπαντος», καθώς και τον ακριβή ορισμό των φαινομένων της σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης.
