Deși istoria fizicii ca știință independentă a început abia în secolul al XVII-lea, originile ei datează din cea mai profundă antichitate, când oamenii au început să-și sistematizeze primele cunoștințe despre lumea din jurul lor. Până în vremurile moderne, ele aparțineau filosofiei naturale și includeau informații despre mecanică, astronomie și fiziologie. Adevărata istorie a fizicii a început datorită experimentelor lui Galileo și studenților săi. De asemenea, temelia acestei discipline a fost pusă de Newton.
În secolele al XVIII-lea și al XIX-lea au apărut concepte cheie: energie, masă, atomi, impuls etc. În secolul XX au devenit clare limitările fizicii clasice (pe lângă aceasta, fizica cuantică, teoria s-au născut relativitatea, teoria microparticulelor etc.). d.). Cunoștințele de științe naturale sunt completate și astăzi, deoarece cercetătorii se confruntă cu multe probleme și întrebări nerezolvate despre natura lumii noastre și a întregului univers.
Antichitate
Multe religii păgâne ale lumii antice se bazau pe astrologie și pe cunoștințele astrologilor. Datorită studiilor lor asupra cerului nopții, a avut loc formarea opticii. Acumularea de cunoștințe astronomice nu a putut decât să afecteze dezvoltarea matematicii. Cu toate acestea, teoretic pentru a explica motivelefenomenele naturale ale anticilor nu puteau. Preoții atribuiau fulgerele și eclipsele de soare mâniei divine, care nu avea nimic de-a face cu știința.
În același timp, egiptenii antici au învățat să măsoare lungimea, greutatea și unghiul. Aceste cunoștințe au fost necesare pentru arhitecți în construcția piramidelor și templelor monumentale. Mecanica aplicată dezvoltată. Babilonienii erau și ei puternici în ea. Ei, pe baza cunoștințelor lor astronomice, au început să folosească ziua pentru a măsura timpul.
Istoria antică chineză a fizicii a început în secolul al VII-lea î. Hr. e. Experiența acumulată în meșteșuguri și construcții a fost supusă analizei științifice, ale cărei rezultate au fost prezentate în scrieri filozofice. Cel mai faimos autor al lor este Mo-tzu, care a trăit în secolul al IV-lea î. Hr. e. El a făcut prima încercare de a formula legea fundamentală a inerției. Chiar și atunci, chinezii au fost primii care au inventat busola. Au descoperit legile opticii geometrice și au știut despre existența camerei obscure. În Imperiul Celest au apărut începuturile teoriei muzicii și acusticii, care multă vreme nu au fost bănuite în Occident.
Antichitate
Istoria antică a fizicii este cel mai bine cunoscută datorită filozofilor greci. Cercetările lor s-au bazat pe cunoștințe geometrice și algebrice. De exemplu, pitagoreicii au fost primii care au declarat că natura respectă legile universale ale matematicii. Grecii au văzut acest model în optică, astronomie, muzică, mecanică și alte discipline.
Istoria dezvoltării fizicii este cu greu prezentată fără lucrările lui Aristotel, Platon, Arhimede, LucretiusKara și Gerona. Lucrările lor au supraviețuit până în vremurile noastre într-o formă destul de completă. Filosofii greci se deosebeau de contemporanii din alte țări prin aceea că explicau legile fizice nu cu concepte mitice, ci strict din punct de vedere științific. În același timp, elenii au făcut și greșeli majore. Acestea includ mecanica lui Aristotel. Istoria dezvoltării fizicii ca știință datorează mult gânditorilor din Hellas, chiar dacă numai pentru că filosofia lor naturală a rămas baza științei internaționale până în secolul al XVII-lea.
Contribuția grecilor alexandrini
Democrit a formulat teoria atomilor, conform căreia toate corpurile constau din particule indivizibile și minuscule. Empedocle a propus legea conservării materiei. Arhimede a pus bazele hidrostaticii și mecanicii, conturând teoria pârghiei și calculând mărimea forței de flotabilitate a unui fluid. De asemenea, a devenit autorul termenului „centrul de greutate”.
Heron grecul alexandrin este considerat unul dintre cei mai mari ingineri din istoria omenirii. A creat o turbină cu abur, a generalizat cunoștințele despre elasticitatea aerului și compresibilitatea gazelor. Istoria dezvoltării fizicii și opticii a continuat datorită lui Euclid, care a studiat teoria oglinzilor și legile perspectivei.
Evul Mediu
După căderea Imperiului Roman a venit prăbușirea civilizației antice. Multe cunoștințe au fost uitate. Europa și-a oprit dezvoltarea științifică timp de aproape o mie de ani. Mănăstirile creștine au devenit temple ale cunoașterii și au reușit să păstreze unele dintre scrierile trecutului. Cu toate acestea, progresul a fost împiedicat de biserica însăși. Ea a supus filozofiadoctrina teologică. Gânditorii care au încercat să depășească ea au fost declarați eretici și aspru pedepsiți de Inchiziție.
În acest context, primatul în științele naturii a trecut la musulmani. Istoria apariției fizicii în rândul arabilor este legată de traducerea în limba lor a lucrărilor oamenilor de știință greci antici. Pe baza lor, gânditorii Orientului au făcut propriile lor câteva descoperiri importante. De exemplu, inventatorul Al-Jaziri a descris primul arbore cotit.
Stagnarea europeană a durat până la Renaștere. În Evul Mediu, ochelarii au fost inventați în Lumea Veche și a fost explicată aspectul curcubeului. Filosoful german din secolul al XV-lea Nicolae de Cusa a fost primul care a sugerat că universul este infinit și, prin urmare, cu mult înaintea timpului său. Câteva decenii mai târziu, Leonardo da Vinci a devenit descoperitorul fenomenului capilarității și al legii frecării. De asemenea, a încercat să creeze o mașină cu mișcare perpetuă, dar nereușind să facă față acestei sarcini, a început să demonstreze teoretic imposibilitatea unui astfel de proiect.
Renaștere
În 1543, astronomul polonez Nicolaus Copernic a publicat principala lucrare a vieții sale, „Despre rotația corpurilor cerești”. În această carte, pentru prima dată în Lumea Veche creștină, s-a încercat apărarea modelului heliocentric al lumii, conform căruia Pământul se învârte în jurul Soarelui, și nu invers, ca modelul geocentric ptolemeic adoptat de către a sugerat biserica. Mulți fizicieni și descoperirile lor pretind că sunt grozave, dar apariția cărții „Despre rotația corpurilor cerești” este considerată începutul unei revoluții științifice, care a fost urmată deapariția nu numai a fizicii moderne, ci și a științei moderne în ansamblu.
Un alt om de știință celebru al timpurilor moderne, Galileo Galilei, este cel mai bine cunoscut pentru invenția sa a telescopului (el a inventat și termometrul). În plus, a formulat legea inerției și principiul relativității. Datorită descoperirilor lui Galileo, s-a născut o mecanică complet nouă. Fără el, istoria studiului fizicii s-ar fi blocat mult timp. Galileo, la fel ca mulți dintre contemporanii săi cu o minte largă, a trebuit să reziste presiunii bisericii, încercând cu ultimele ei forțe să apere vechea ordine.
secolul XVII
Interesul tot mai mare pentru știință a continuat în secolul al XVII-lea. Mecanicul și matematicianul german Johannes Kepler a devenit descoperitorul legilor mișcării planetare în sistemul solar (legile lui Kepler). El și-a prezentat punctele de vedere în cartea „Noua astronomie”, publicată în 1609. Kepler s-a opus lui Ptolemeu, ajungând la concluzia că planetele se mișcă în elipse, și nu în cercuri, așa cum se credea în antichitate. Același om de știință a adus o contribuție semnificativă la dezvoltarea opticii. El a investigat hipermetropia și miopia, elucidând funcțiile fiziologice ale cristalinului ochiului. Kepler a introdus conceptele de axă optică și focalizare, a formulat teoria lentilelor.
Francezul Rene Descartes a creat o nouă disciplină științifică - geometria analitică. El a propus și legea refracției luminii. Principala lucrare a lui Descartes a fost cartea „Principii ale filosofiei”, publicată în 1644.
Puțini fizicieni și descoperirile lor sunt la fel de faimoși ca englezul Isaac Newton. LAÎn 1687, a scris o carte revoluționară, Principiile matematice ale filosofiei naturale. În ea, cercetătorul a conturat legea gravitației universale și cele trei legi ale mecanicii (cunoscute și sub numele de legile lui Newton). Acest om de știință a lucrat la teoria culorilor, optică, calcul integral și diferențial. Istoria fizicii, istoria legilor mecanicii - toate acestea sunt strâns legate de descoperirile lui Newton.
Noi frontiere
Secolul al XVIII-lea a dat științei multe nume remarcabile. Leonhard Euler se remarcă printre ei. Acest mecanic și matematician elvețian a scris peste 800 de lucrări despre fizică și secțiuni precum analiză matematică, mecanică cerească, optică, teoria muzicii, balistică etc. Academia de Științe din Sankt Petersburg l-a recunoscut drept academicianul lor, motiv pentru care Euler a petrecut o perioadă de timp. parte semnificativă a vieții sale în Rusia. Acest cercetător a fost cel care a pus bazele mecanicii analitice.
Este interesant că istoria materiei de fizică s-a dezvoltat așa cum o cunoaștem, datorită nu numai oamenilor de știință profesioniști, ci și cercetătorilor amatori, care sunt mult mai celebri într-o cu totul altă calitate. Cel mai izbitor exemplu de astfel de autodidact a fost politicianul american Benjamin Franklin. El a inventat paratrăsnetul, a adus o mare contribuție la studiul electricității și a făcut o presupunere cu privire la legătura acesteia cu fenomenul magnetismului.
La sfârșitul secolului al XVIII-lea, italianul Alessandro Volta a creat „stâlpul voltaic”. Invenția sa a fost prima baterie electrică din istoria omenirii. Acest secol a fost marcat și de apariția unui termometru cu mercur, al cărui creatora fost Gabriel Fahrenheit. O altă invenție importantă a fost invenția mașinii cu abur, care a avut loc în 1784. A dat naștere la noi mijloace de producție și la restructurarea industriei.
Descoperiri aplicate
Dacă istoria începutului fizicii s-a dezvoltat pe baza faptului că știința trebuia să explice cauza fenomenelor naturale, atunci în secolul al XIX-lea situația s-a schimbat semnificativ. Acum are o nouă chemare. Din fizică a început să ceară controlul forțelor naturale. În acest sens, nu numai fizica experimentală, ci și fizica aplicată a început să se dezvolte rapid. „Newton of Electricity” al lui André-Marie Ampère a introdus un nou concept de curent electric. Michael Faraday a lucrat în aceeași zonă. El a descoperit fenomenul inducției electromagnetice, legile electrolizei, diamagnetismului și a devenit autorul unor termeni precum anod, catod, dielectric, electrolit, paramagnetism, diamagnetism etc.
Au apărut noi secțiuni ale științei. Termodinamică, teoria elasticității, mecanică statistică, fizică statistică, radiofizică, teoria elasticității, seismologie, meteorologie - toate au format o singură imagine modernă a lumii.
În secolul al XIX-lea, au apărut noi modele și concepte științifice. Thomas Young a fundamentat legea conservării energiei, James Clerk Maxwell și-a propus propria sa teorie electromagnetică. Chimistul rus Dmitri Mendeleev a devenit autorul sistemului periodic de elemente care au influențat semnificativ întreaga fizică. În a doua jumătate a secolului au apărut ingineria electrică și motorul cu ardere internă. Au devenit fructele fizicii aplicate, concentrate pe rezolvarea anumitor probleme.sarcini tehnologice.
Regândirea științei
În secolul al XX-lea, istoria fizicii, pe scurt, a trecut la stadiul în care a început criza modelelor teoretice clasice deja bine stabilite. Vechile formule științifice au început să contrazică noile date. De exemplu, cercetătorii au descoperit că viteza luminii nu depinde de un cadru de referință aparent de neclintit. La începutul secolului au fost descoperite fenomene care necesitau o explicație detaliată: electroni, radioactivitate, raze X.
Datorită misterelor acumulate, a avut loc o revizuire a vechii fizicii clasice. Evenimentul cheie în această revoluție științifică obișnuită a fost fundamentarea teoriei relativității. Autorul său a fost Albert Einstein, care a spus pentru prima dată lumii despre legătura profundă dintre spațiu și timp. A apărut o nouă ramură a fizicii teoretice - fizica cuantică. Mai mulți oameni de știință de renume mondial au luat parte simultan la formarea sa: Max Planck, Max Bohn, Erwin Schrödinger, Paul Ehrenfest și alții.
Provocări moderne
În a doua jumătate a secolului al XX-lea, istoria dezvoltării fizicii, a cărei cronologie continuă și astăzi, a trecut într-o etapă fundamental nouă. Această perioadă a fost marcată de înflorirea explorării spațiale. Astrofizica a făcut un s alt fără precedent. Au apărut telescoape spațiale, sonde interplanetare, detectoare de radiații extraterestre. A început un studiu detaliat al datelor fizice ale diferitelor corpuri ale planetei solare. Cu ajutorul tehnologiei moderne, oamenii de știință au descoperit exoplanete și noi lumini, inclusivinclusiv radiogalaxii, pulsari și quasari.
Spațiul continuă să fie plin de multe mistere nerezolvate. Sunt studiate undele gravitaționale, energia întunecată, materia întunecată, accelerația expansiunii Universului și structura acestuia. Extinderea teoriei Big Bang. Datele care pot fi obținute în condiții terestre sunt disproporționat de mici în comparație cu cât de multă muncă au oamenii de știință în spațiu.
Problemele cheie cu care se confruntă fizicienii astăzi includ câteva provocări fundamentale: dezvoltarea unei versiuni cuantice a teoriei gravitaționale, generalizarea mecanicii cuantice, unificarea tuturor forțelor de interacțiune cunoscute într-o singură teorie, căutarea „ajustării fine”. Universului”, precum și definirea exactă a fenomenelor de energie întunecată și materie întunecată.
