Lai gan fizikas kā neatkarīgas zinātnes vēsture aizsākās tikai 17. gadsimtā, tās pirmsākumi meklējami visdziļākajā senatnē, kad cilvēki sāka sistematizēt savas pirmās zināšanas par apkārtējo pasauli. Līdz mūsdienām tie piederēja dabas filozofijai un ietvēra informāciju par mehāniku, astronomiju un fizioloģiju. Īstā fizikas vēsture aizsākās, pateicoties Galileo un viņa studentu eksperimentiem. Arī šīs disciplīnas pamatu lika Ņūtons.
18. un 19. gadsimtā parādījās galvenie jēdzieni: enerģija, masa, atomi, impulss utt. 20. gadsimtā kļuva skaidri klasiskās fizikas ierobežojumi (papildus kvantu fizika, teorija par radās relativitāte, mikrodaļiņu teorija utt.). d.). Dabaszinātņu zināšanas tiek papildinātas arī mūsdienās, jo pētnieki saskaras ar daudzām neatrisinātām problēmām un jautājumiem par mūsu pasaules un visa Visuma dabu.
Senatne
Daudzas senās pasaules pagānu reliģijas balstījās uz astroloģiju un astrologu zināšanām. Pateicoties viņu pētījumiem par nakts debesīm, notika optikas veidošanās. Astronomijas zināšanu uzkrāšana varēja tikai ietekmēt matemātikas attīstību. Tomēr teorētiski, lai izskaidrotu iemeslusseno cilvēku dabas parādības nevarēja. Priesteri zibens un saules aptumsumus attiecināja uz dievišķajām dusmām, kurām nebija nekāda sakara ar zinātni.
Tajā pašā laikā senie ēģiptieši mācījās izmērīt garumu, svaru un leņķi. Šīs zināšanas bija nepieciešamas arhitektiem monumentālu piramīdu un tempļu celtniecībā. Izstrādāta lietišķā mehānika. Arī babilonieši tajā bija spēcīgi. Viņi, pamatojoties uz savām astronomiskajām zināšanām, sāka izmantot dienu laika mērīšanai.
Senās Ķīnas fizikas vēsture aizsākās 7. gadsimtā pirms mūsu ēras. e. Uzkrātā pieredze amatniecībā un celtniecībā tika pakļauta zinātniskai analīzei, kuras rezultāti tika izklāstīti filozofiskajos rakstos. Viņu slavenākais autors ir Mo-tzu, kurš dzīvoja 4. gadsimtā pirms mūsu ēras. e. Viņš veica pirmo mēģinājumu formulēt inerces pamatlikumu. Pat tad ķīnieši bija pirmie, kas izgudroja kompasu. Viņi atklāja ģeometriskās optikas likumus un zināja par camera obscura esamību. Debesu impērijā parādījās mūzikas un akustikas teorijas aizsākumi, par kuriem Rietumos ilgu laiku nebija aizdomas.
Senatne
Senā fizikas vēsture ir vislabāk zināma, pateicoties grieķu filozofiem. Viņu pētījumi balstījās uz ģeometriskām un algebriskām zināšanām. Piemēram, pitagorieši bija pirmie, kas paziņoja, ka daba pakļaujas universālajiem matemātikas likumiem. Grieķi redzēja šo modeli optikā, astronomijā, mūzikā, mehānikā un citās disciplīnās.
Fizikas attīstības vēsture diez vai tiek prezentēta bez Aristoteļa, Platona, Arhimēda, Lukrēcija darbiemKara un Džerona. Viņu darbi ir saglabājušies līdz mūsdienām diezgan pilnīgā formā. Grieķu filozofi no citu valstu laikabiedriem atšķīrās ar to, ka fizikālos likumus skaidroja nevis ar mītiskiem jēdzieniem, bet gan strikti no zinātniskā viedokļa. Tajā pašā laikā hellēņi pieļāva arī pamatīgas kļūdas. Tie ietver Aristoteļa mehāniku. Fizikas kā zinātnes attīstības vēsture ir daudz parādā Hellas domātājiem, kaut vai tāpēc, ka viņu dabas filozofija palika starptautiskās zinātnes pamatā līdz pat 17. gadsimtam.
Aleksandrijas grieķu ieguldījums
Demokrits formulēja atomu teoriju, saskaņā ar kuru visi ķermeņi sastāv no nedalāmām un sīkām daļiņām. Empedokls ierosināja matērijas saglabāšanas likumu. Arhimēds ielika hidrostatikas un mehānikas pamatus, izklāstot sviras teoriju un aprēķinot šķidruma peldspējas lielumu. Viņš arī kļuva par termina "smaguma centrs" autoru.
Aleksandrijas grieķis Herons tiek uzskatīts par vienu no lielākajiem inženieriem cilvēces vēsturē. Viņš radīja tvaika turbīnu, vispārināja zināšanas par gaisa elastību un gāzu saspiežamību. Fizikas un optikas attīstības vēsture turpinājās, pateicoties Eiklidam, kurš pētīja spoguļu teoriju un perspektīvas likumus.
Viduslaiki
Pēc Romas impērijas sabrukuma notika senās civilizācijas sabrukums. Daudzas zināšanas ir aizmirstas. Eiropa apturēja savu zinātnes attīstību gandrīz tūkstoš gadus. Kristiešu klosteri ir kļuvuši par zināšanu tempļiem, un tiem ir izdevies saglabāt dažus pagātnes rakstus. Taču progresu kavēja pati baznīca. Viņa pakļāva filozofijuteoloģiskā doktrīna. Domātājus, kuri mēģināja iet tālāk par to, inkvizīcija pasludināja par ķeceriem un bargi sodīja.
Uz šī fona dabaszinātņu prioritāte pārgāja musulmaņiem. Arābu fizikas parādīšanās vēsture ir saistīta ar sengrieķu zinātnieku darbu tulkošanu viņu valodā. Pamatojoties uz tiem, Austrumu domātāji veica vairākus nozīmīgus savus atklājumus. Piemēram, izgudrotājs Al-Jaziri aprakstīja pirmo kloķvārpstu.
Eiropas stagnācija ilga līdz Renesanses laikam. Viduslaikos Vecajā pasaulē izgudroja brilles un skaidroja varavīksnes izskatu. 15. gadsimta vācu filozofs Nikolajs no Kūzas bija pirmais, kas ierosināja, ka Visums ir bezgalīgs un līdz ar to apsteidz savu laiku. Dažas desmitgades vēlāk Leonardo da Vinči kļuva par kapilaritātes fenomena un berzes likuma atklājēju. Viņš arī mēģināja izveidot mūžīgo kustību mašīnu, taču, nespējot tikt galā ar šo uzdevumu, viņš sāka teorētiski pierādīt šāda projekta nepraktiskumu.
Renesanse
1543. gadā poļu astronoms Nikolajs Koperniks publicēja sava mūža galveno darbu "Par debess ķermeņu rotāciju". Šajā grāmatā pirmo reizi kristiešu vecajā pasaulē tika mēģināts aizstāvēt pasaules heliocentrisko modeli, saskaņā ar kuru Zeme griežas ap Sauli, nevis otrādi, kā to pieņēma Ptolemaja ģeocentriskais modelis. baznīca ieteica. Daudzi fiziķi un viņu atklājumi pretendē uz lieliskiem, taču tieši grāmatas "Par debess ķermeņu rotāciju" parādīšanās tiek uzskatīta par zinātniskas revolūcijas sākumu, kam sekojane tikai mūsdienu fizikas, bet arī visas mūsdienu zinātnes parādīšanās.
Cits slavens mūsdienu zinātnieks Galileo Galilejs ir vislabāk pazīstams ar savu teleskopa izgudrojumu (viņš arī izgudroja termometru). Turklāt viņš formulēja inerces likumu un relativitātes principu. Pateicoties Galileo atklājumiem, radās pilnīgi jauna mehānika. Bez viņa fizikas studiju vēsture būtu apstājusies uz ilgu laiku. Galileo, tāpat kā daudziem viņa plašās domāšanas laikabiedriem, nācās pretoties baznīcas spiedienam, ar pēdējiem spēkiem cenšoties aizstāvēt veco kārtību.
XVII gadsimts
Pieaugošā interese par zinātni turpinājās arī 17. gadsimtā. Vācu mehāniķis un matemātiķis Johanness Keplers kļuva par planētu kustības likumu atklājēju Saules sistēmā (Keplera likumi). Savus uzskatus viņš izklāstīja grāmatā "Jaunā astronomija", kas izdota 1609. gadā. Keplers iebilda pret Ptolemaja, secinot, ka planētas pārvietojas elipsēs, nevis apļos, kā tika uzskatīts senatnē. Tas pats zinātnieks sniedza nozīmīgu ieguldījumu optikas attīstībā. Viņš pētīja tālredzību un tuvredzību, noskaidrojot acs lēcas fizioloģiskās funkcijas. Keplers ieviesa optiskās ass un fokusa jēdzienus, formulēja lēcu teoriju.
Francis Renē Dekarts radīja jaunu zinātnes disciplīnu - analītisko ģeometriju. Viņš arī ierosināja gaismas laušanas likumu. Galvenais Dekarta darbs bija 1644. gadā izdotā grāmata "Filozofijas principi".
Daži fiziķi un viņu atklājumi ir tik slaveni kā anglis Īzaks Ņūtons. AT1687. gadā viņš uzrakstīja revolucionāru grāmatu Dabas filozofijas matemātiskie principi. Tajā pētnieks izklāstīja universālās gravitācijas likumu un trīs mehānikas likumus (pazīstami arī kā Ņūtona likumi). Šis zinātnieks strādāja pie krāsu teorijas, optikas, integrāļiem un diferenciāļiem. Fizikas vēsture, mehānikas likumu vēsture – tas viss ir cieši saistīts ar Ņūtona atklājumiem.
Jaunas robežas
18. gadsimts zinātnei deva daudz izcilu nosaukumu. Viņu vidū izceļas Leonhards Eilers. Šis Šveices mehāniķis un matemātiķis uzrakstīja vairāk nekā 800 darbus par fiziku un tādām sadaļām kā matemātiskā analīze, debesu mehānika, optika, mūzikas teorija, ballistika utt. Sanktpēterburgas Zinātņu akadēmija viņu atzina par savu akadēmiķi, tāpēc Eilers pavadīja nozīmīga viņa dzīves daļa Krievijā. Tieši šis pētnieks lika pamatus analītiskajai mehānikai.
Interesanti, ka fizikas priekšmeta vēsture ir attīstījusies tā, kā mēs to zinām, pateicoties ne tikai profesionāliem zinātniekiem, bet arī pētniekiem amatieriem, kuri ir daudz slavenāki pavisam citā statusā. Spilgtākais šādas autodidakta piemērs bija amerikāņu politiķis Bendžamins Franklins. Viņš izgudroja zibensnovedēju, sniedza lielu ieguldījumu elektrības izpētē un izdarīja pieņēmumu par tā saistību ar magnētisma fenomenu.
18. gadsimta beigās itālis Alesandro Volta izveidoja “volta pīlāru”. Viņa izgudrojums bija pirmais elektriskais akumulators cilvēces vēsturē. Šis gadsimts iezīmējās arī ar dzīvsudraba termometra parādīšanos, kura radītājsbija Gabriels Fārenheits. Vēl viens svarīgs izgudrojums bija tvaika dzinēja izgudrojums, kas notika 1784. gadā. Tas radīja jaunus ražošanas līdzekļus un rūpniecības pārstrukturēšanu.
Lietišķie atklājumi
Ja fizikas pirmsākumu vēsture veidojās uz tā pamata, ka zinātnei bija jāskaidro dabas parādību cēlonis, tad 19. gadsimtā situācija būtiski mainījās. Tagad viņai ir jauns aicinājums. No fizikas sāka pieprasīt dabas spēku kontroli. Šajā sakarā strauji sāka attīstīties ne tikai eksperimentālā, bet arī lietišķā fizika. André-Marie Ampère "Elektrības Ņūtons" ieviesa jaunu elektriskās strāvas koncepciju. Michael Faraday strādāja tajā pašā jomā. Viņš atklāja elektromagnētiskās indukcijas fenomenu, elektrolīzes, diamagnētisma likumus un kļuva par tādu terminu kā anods, katods, dielektriķis, elektrolīts, paramagnētisms, diamagnētisms utt autoru.
Ir parādījušās jaunas zinātnes sadaļas. Termodinamika, elastības teorija, statistiskā mehānika, statistiskā fizika, radiofizika, elastības teorija, seismoloģija, meteoroloģija - tie visi veidoja vienotu mūsdienu pasaules ainu.
19. gadsimtā radās jauni zinātniskie modeļi un koncepcijas. Tomass Jangs pamatoja enerģijas nezūdamības likumu, Džeimss Klerks Maksvels ierosināja savu elektromagnētisko teoriju. Krievu ķīmiķis Dmitrijs Mendeļejevs kļuva par periodiskas elementu sistēmas autoru, kas būtiski ietekmēja visu fiziku. Gadsimta otrajā pusē parādījās elektrotehnika un iekšdedzes dzinējs. Tie kļuva par lietišķās fizikas augļiem, koncentrējoties uz noteiktu problēmu risināšanu.tehnoloģiskie uzdevumi.
Pārdomāt zinātni
Īsāk sakot, 20. gadsimtā fizikas vēsture pārcēlās uz posmu, kad sākās jau labi iedibināto klasisko teorētisko modeļu krīze. Vecās zinātniskās formulas sāka būt pretrunā ar jaunajiem datiem. Piemēram, pētnieki ir atklājuši, ka gaismas ātrums nav atkarīgs no šķietami nesatricināmas atskaites sistēmas. Gadsimtu mijā tika atklātas parādības, kurām bija nepieciešams detalizēts skaidrojums: elektroni, radioaktivitāte, rentgena stari.
Uzkrāto noslēpumu dēļ ir notikusi vecās klasiskās fizikas pārskatīšana. Galvenais notikums šajā regulārajā zinātniskajā revolūcijā bija relativitātes teorijas pamatojums. Tās autors bija Alberts Einšteins, kurš pirmais pasaulei pastāstīja par telpas un laika dziļo saikni. Radās jauna teorētiskās fizikas nozare - kvantu fizika. Tās veidošanā piedalījušies uzreiz vairāki pasaulslaveni zinātnieki: Makss Planks, Makss Bons, Ervīns Šrēdingers, Pols Ērenfests un citi.
Mūsdienu izaicinājumi
20. gadsimta otrajā pusē fizikas attīstības vēsture, kuras hronoloģija turpinās arī mūsdienās, pārgāja principiāli jaunā posmā. Šis periods iezīmējās ar kosmosa izpētes uzplaukumu. Astrofizika ir veikusi nebijušu lēcienu. Parādījās kosmosa teleskopi, starpplanētu zondes, ārpuszemes starojuma detektori. Sākās detalizēta Saules planētas dažādu ķermeņu fizisko datu izpēte. Ar moderno tehnoloģiju palīdzību zinātnieki ir atklājuši eksoplanētas un jaunus gaismekļus, t.sktostarp radio galaktikas, pulsāri un kvazāri.
Kosmoss joprojām ir pilns ar daudziem neatrisinātiem noslēpumiem. Tiek pētīti gravitācijas viļņi, tumšā enerģija, tumšā matērija, Visuma izplešanās paātrinājums un tā uzbūve. Lielā sprādziena teorijas paplašināšana. Dati, ko var iegūt sauszemes apstākļos, ir nesamērīgi mazi, salīdzinot ar to, cik daudz darba ir zinātniekiem kosmosā.
Pamatproblēmas, ar kurām saskaras fiziķi mūsdienās, ir vairāki fundamentāli izaicinājumi: gravitācijas teorijas kvantu versijas izstrāde, kvantu mehānikas vispārināšana, visu zināmo mijiedarbības spēku apvienošana vienā teorijā, "precīzās regulēšanas" meklēšana. Visuma”, kā arī precīzas tumšās enerģijas un tumšās matērijas parādību definīcijas.
