Nors fizikos, kaip savarankiško mokslo, istorija prasidėjo tik XVII amžiuje, jos ištakos siekia giliausią senovę, kai žmonės pradėjo sisteminti pirmąsias žinias apie juos supantį pasaulį. Iki šių dienų jie priklausė gamtos filosofijai ir apėmė informaciją apie mechaniką, astronomiją ir fiziologiją. Tikroji fizikos istorija prasidėjo Galilėjaus ir jo mokinių eksperimentų dėka. Be to, šios disciplinos pamatą padėjo Niutonas.
XVIII–XIX amžiuje atsirado pagrindinės sąvokos: energija, masė, atomai, impulsas ir kt. XX amžiuje išryškėjo klasikinės fizikos ribotumai (be jos, kvantinė fizika, fizikos teorija). gimė reliatyvumo teorija, mikrodalelių teorija ir kt.). d.). Gamtos mokslų žinios papildo ir šiandien, tyrėjams susiduriant su daugybe neišspręstų problemų ir klausimų apie mūsų pasaulio ir visos visatos prigimtį.
Antika
Daugelis senovės pasaulio pagoniškų religijų buvo pagrįstos astrologija ir astrologų žiniomis. Jų naktinio dangaus studijų dėka susiformavo optika. Astronominių žinių kaupimas negalėjo nepaveikti matematikos raidos. Tačiau teoriškai paaiškinti priežastissenovės gamtos reiškiniai negalėjo. Žaibus ir saulės užtemimus kunigai priskyrė Dievo rūstybei, kuri neturėjo nieko bendra su mokslu.
Tuo pačiu metu senovės egiptiečiai išmoko matuoti ilgį, svorį ir kampą. Šios žinios buvo reikalingos architektams statant monumentalias piramides ir šventyklas. Sukurta taikomoji mechanika. Joje stiprūs buvo ir babiloniečiai. Jie, remdamiesi savo astronominėmis žiniomis, laikui matuoti pradėjo naudoti dieną.
Senovės Kinijos fizikos istorija prasidėjo VII amžiuje prieš Kristų. e. Sukaupta amatų ir statybos patirtis buvo atlikta mokslinei analizei, kurios rezultatai buvo pateikti filosofiniuose raštuose. Žymiausias jų autorius yra Mo-tzu, gyvenęs IV amžiuje prieš Kristų. e. Jis pirmą kartą bandė suformuluoti pagrindinį inercijos dėsnį. Jau tada kinai pirmieji išrado kompasą. Jie atrado geometrinės optikos dėsnius ir žinojo apie camera obscura egzistavimą. Dangaus imperijoje atsirado muzikos ir akustikos teorijos užuomazgos, kurios ilgą laiką nebuvo įtariamos Vakaruose.
Antika
Senovės fizikos istorija geriausiai žinoma graikų filosofų dėka. Jų tyrimai buvo pagrįsti geometrinėmis ir algebrinėmis žiniomis. Pavyzdžiui, pitagoriečiai pirmieji paskelbė, kad gamta paklūsta universaliems matematikos dėsniams. Graikai matė šį modelį optikoje, astronomijoje, muzikoje, mechanikoje ir kitose disciplinose.
Fizikos raidos istorija vargu ar pristatoma be Aristotelio, Platono, Archimedo, Lukrecijaus darbųKara ir Gerona. Jų darbai išliko iki mūsų laikų gana išbaigta forma. Graikų filosofai nuo amžininkų iš kitų šalių skyrėsi tuo, kad fizinius dėsnius aiškino ne mitinėmis sąvokomis, o griežtai moksliniu požiūriu. Tuo pat metu helenai padarė ir didelių klaidų. Tai apima Aristotelio mechaniką. Fizikos, kaip mokslo, raidos istorija daug skolinga Hellaso mąstytojams, jau vien todėl, kad jų prigimtinė filosofija išliko tarptautinio mokslo pagrindu iki XVII a.
Aleksandrijos graikų indėlis
Demokritas suformulavo atomų teoriją, pagal kurią visi kūnai susideda iš nedalomų ir mažyčių dalelių. Empedoklis pasiūlė materijos tvermės dėsnį. Archimedas padėjo hidrostatikos ir mechanikos pagrindus, išdėstydamas svirties teoriją ir apskaičiuodamas skysčio plūdrumo jėgos dydį. Jis taip pat tapo termino „svorio centras“autoriumi.
Geronas Aleksandrijos graikas laikomas vienu didžiausių inžinierių žmonijos istorijoje. Sukūrė garo turbiną, apibendrino žinias apie oro elastingumą ir dujų suspaudžiamumą. Fizikos ir optikos raidos istorija tęsėsi Euklido, kuris studijavo veidrodžių teoriją ir perspektyvos dėsnius, dėka.
Viduramžiai
Žlugus Romos imperijai, žlugo senovės civilizacija. Daug žinių buvo pamiršta. Europa beveik tūkstančiui metų sustabdė savo mokslo plėtrą. Krikščionių vienuolynai tapo žinių šventyklomis ir sugebėjo išsaugoti kai kuriuos praeities raštus. Tačiau pažangą stabdė pati bažnyčia. Ji sutramdė filosofijąteologinė doktrina. Mąstytojai, kurie bandė tai peržengti, buvo paskelbti eretikais ir griežtai nubausti inkvizicijos.
Atsižvelgiant į tai, gamtos mokslų pirmenybė atiteko musulmonams. Fizikos atsiradimo tarp arabų istorija yra susijusi su senovės graikų mokslininkų darbų vertimu į jų kalbą. Remdamiesi jais, Rytų mąstytojai padarė keletą svarbių savo atradimų. Pavyzdžiui, išradėjas Al-Jaziri aprašė pirmąjį alkūninį veleną.
Europos sąstingis tęsėsi iki Renesanso. Viduramžiais Senajame pasaulyje buvo išrasti akiniai ir paaiškinta vaivorykštės išvaizda. XV amžiaus vokiečių filosofas Nikolajus Kuzietis pirmasis pasiūlė, kad visata yra begalinė ir gerokai lenkia savo laiką. Po kelių dešimtmečių Leonardo da Vinci tapo kapiliarumo fenomeno ir trinties dėsnio atradėju. Jis taip pat bandė sukurti amžinąjį variklį, tačiau, nesusidorojęs su šia užduotimi, pradėjo teoriškai įrodinėti tokio projekto neįgyvendinamumą.
Renesansas
1543 m. lenkų astronomas Nikolajus Kopernikas paskelbė pagrindinį savo gyvenimo veikalą „Apie dangaus kūnų sukimąsi“. Šioje knygoje pirmą kartą krikščionių senajame pasaulyje buvo bandoma apginti heliocentrinį pasaulio modelį, pagal kurį Žemė sukasi aplink Saulę, o ne atvirkščiai, kaip buvo priimtas Ptolemėjo geocentrinis modelis. pasiūlė bažnyčia. Daugelis fizikų ir jų atradimų teigia esantys puikūs, tačiau būtent knygos „Apie dangaus kūnų sukimąsi“pasirodymas laikomas mokslo revoliucijos pradžia, po kurios sekėne tik šiuolaikinės fizikos, bet ir viso šiuolaikinio mokslo atsiradimas.
Kitas garsus šių laikų mokslininkas Galilėjus Galilėjus yra geriausiai žinomas dėl savo teleskopo išradimo (jis taip pat išrado termometrą). Be to, jis suformulavo inercijos dėsnį ir reliatyvumo principą. „Galileo“atradimų dėka gimė visiškai nauja mechanika. Be jo fizikos studijų istorija būtų ilgam sustojusi. Galilėjus, kaip ir daugelis jo plačių pažiūrų amžininkų, turėjo atsispirti bažnyčios spaudimui, iš paskutinių jėgų stengdamasis apginti senąją tvarką.
XVII amžius
Augantis susidomėjimas mokslu tęsėsi ir XVII a. Vokiečių mechanikas ir matematikas Johannesas Kepleris tapo planetų judėjimo Saulės sistemoje dėsnių (Keplerio dėsnių) atradėju. Savo pažiūras jis išdėstė knygoje „Naujoji astronomija“, išleistoje 1609 m. Kepleris priešinosi Ptolemėjui, darydamas išvadą, kad planetos juda elipsėmis, o ne apskritimais, kaip buvo tikima senovėje. Tas pats mokslininkas svariai prisidėjo prie optikos kūrimo. Jis tyrė toliaregystę ir trumparegystę, išsiaiškino fiziologines akies lęšiuko funkcijas. Kepleris pristatė optinės ašies ir fokusavimo sąvokas, suformulavo lęšių teoriją.
Prancūzas Rene Descartes sukūrė naują mokslo discipliną – analitinę geometriją. Jis taip pat pasiūlė šviesos lūžimo dėsnį. Pagrindinis Dekarto darbas buvo knyga „Filosofijos principai“, išleista 1644 m.
Nedaug fizikų ir jų atradimų yra tokie garsūs kaip anglas Izaokas Niutonas. AT1687 m. jis parašė revoliucinę knygą „Matematiniai gamtos filosofijos principai“. Joje mokslininkas išdėstė visuotinės gravitacijos dėsnį ir tris mechanikos dėsnius (taip pat žinomus kaip Niutono dėsniai). Šis mokslininkas dirbo su spalvų teorija, optika, integraliniais ir diferencialiniais skaičiavimais. Fizikos istorija, mechanikos dėsnių istorija – visa tai glaudžiai susiję su Niutono atradimais.
Naujos sienos
XVIII amžius mokslui suteikė daug puikių vardų. Tarp jų išsiskiria Leonhardas Euleris. Šis šveicarų mechanikas ir matematikas parašė daugiau nei 800 fizikos darbų ir tokių skyrių kaip matematinė analizė, dangaus mechanika, optika, muzikos teorija, balistika ir kt. Sankt Peterburgo mokslų akademija pripažino jį savo akademiku, todėl Euleris praleido reikšminga jo gyvenimo dalis Rusijoje. Būtent šis tyrinėtojas padėjo pagrindus analitinei mechanikai.
Įdomu tai, kad fizikos dalyko istorija susiklostė tokia, kokia ją žinome, dėka ne tik profesionalių mokslininkų, bet ir tyrėjų mėgėjų, kurie yra daug žinomesni visiškai kitokiomis pareigomis. Ryškiausias tokio savamokslio pavyzdys buvo amerikiečių politikas Benjaminas Franklinas. Jis išrado žaibolaidį, labai prisidėjo tiriant elektros energiją ir padarė prielaidą apie jos ryšį su magnetizmo reiškiniu.
XVIII amžiaus pabaigoje italas Alessandro Volta sukūrė „voltinį stulpą“. Jo išradimas buvo pirmoji elektros baterija žmonijos istorijoje. Šis šimtmetis pasižymėjo ir gyvsidabrio termometro atsiradimu, kurio kūrėjasbuvo Gabrielis Farenheitas. Kitas svarbus išradimas buvo garo mašinos išradimas, kuris įvyko 1784 m. Tai paskatino naujas gamybos priemones ir pramonės restruktūrizavimą.
Taikomi atradimai
Jei fizikos pradžios istorija vystėsi remiantis tuo, kad mokslas turėjo paaiškinti gamtos reiškinių priežastį, tai XIX amžiuje padėtis iš esmės pasikeitė. Dabar ji turi naują pašaukimą. Iš fizikos pradėjo reikalauti gamtos jėgų valdymo. Šiuo atžvilgiu pradėjo sparčiai vystytis ne tik eksperimentinė, bet ir taikomoji fizika. André-Marie Ampère'o „Elektros niutonas“pristatė naują elektros srovės sampratą. Michaelas Faradėjus dirbo toje pačioje srityje. Jis atrado elektromagnetinės indukcijos reiškinį, elektrolizės, diamagnetizmo dėsnius ir tapo tokių terminų kaip anodas, katodas, dielektrikas, elektrolitas, paramagnetizmas, diamagnetizmas ir kt. autoriumi.
Atsirado naujų mokslo skyrių. Termodinamika, tamprumo teorija, statistinė mechanika, statistinė fizika, radiofizika, elastingumo teorija, seismologija, meteorologija – visa tai sudarė vieną šiuolaikinį pasaulio vaizdą.
XIX amžiuje atsirado naujų mokslinių modelių ir koncepcijų. Thomas Youngas pagrindė energijos tvermės dėsnį, Jamesas Clerkas Maxwellas pasiūlė savo elektromagnetinę teoriją. Rusijos chemikas Dmitrijus Mendelejevas tapo periodinės elementų sistemos, reikšmingai paveikusios visą fiziką, autoriumi. Antroje amžiaus pusėje atsirado elektrotechnika ir vidaus degimo variklis. Jie tapo taikomosios fizikos, orientuotos į tam tikrų problemų sprendimą, vaisiais.technologinės užduotys.
Permąstyti mokslą
XX amžiuje fizikos istorija, trumpai tariant, persikėlė į stadiją, kai prasidėjo jau nusistovėjusių klasikinių teorinių modelių krizė. Senosios mokslinės formulės pradėjo prieštarauti naujiems duomenims. Pavyzdžiui, mokslininkai išsiaiškino, kad šviesos greitis nepriklauso nuo iš pažiūros nepajudinamos atskaitos sistemos. Amžiaus sandūroje buvo aptikti reiškiniai, kuriems reikėjo išsamaus paaiškinimo: elektronai, radioaktyvumas, rentgeno spinduliai.
Dėl susikaupusių paslapčių įvyko senosios klasikinės fizikos peržiūra. Pagrindinis šios nuolatinės mokslo revoliucijos įvykis buvo reliatyvumo teorijos pagrindimas. Jo autorius buvo Albertas Einšteinas, kuris pirmasis pasauliui papasakojo apie gilų erdvės ir laiko ryšį. Atsirado nauja teorinės fizikos šaka – kvantinė fizika. Jį formuojant vienu metu dalyvavo keli pasaulinio garso mokslininkai: Maxas Planckas, Maxas Bohnas, Erwinas Schrödingeris, Paulas Ehrenfestas ir kiti.
Šiuolaikiniai iššūkiai
XX amžiaus antroje pusėje fizikos raidos istorija, kurios chronologija tęsiasi ir šiandien, persikėlė į iš esmės naują etapą. Šis laikotarpis buvo pažymėtas kosmoso tyrinėjimų klestėjimu. Astrofizika padarė precedento neturintį šuolį. Atsirado kosminiai teleskopai, tarpplanetiniai zondai, nežemiškos spinduliuotės detektoriai. Pradėtas detalus įvairių Saulės planetos kūnų fizinių duomenų tyrimas. Šiuolaikinių technologijų pagalba mokslininkai atrado egzoplanetas ir naujus šviesulius, įskaitantįskaitant radijo galaktikas, pulsarus ir kvazarus.
Kosmosas ir toliau kupinas daugybės neįmintų paslapčių. Tiriamos gravitacinės bangos, tamsioji energija, tamsioji medžiaga, Visatos plėtimosi pagreitis ir jos sandara. Plėsti Didžiojo sprogimo teoriją. Duomenys, kuriuos galima gauti antžeminėmis sąlygomis, yra neproporcingai maži, palyginti su tuo, kiek daug mokslininkų dirba kosmose.
Pagrindinės problemos, su kuriomis šiandien susiduria fizikai, yra keli esminiai iššūkiai: kvantinės gravitacinės teorijos versijos sukūrimas, kvantinės mechanikos apibendrinimas, visų žinomų sąveikos jėgų sujungimas į vieną teoriją, „tikslaus derinimo“paieška. Visatos“, taip pat tiksliai apibrėžti tamsiosios energijos ir tamsiosios materijos reiškinius.
