Kuigi füüsika kui iseseisva teaduse ajalugu sai alguse alles 17. sajandil, ulatub selle päritolu sügavaimasse antiikajast, mil inimesed hakkasid süstematiseerima oma esimesi teadmisi ümbritseva maailma kohta. Kuni tänapäevani kuulusid need loodusfilosoofia alla ja sisaldasid teavet mehaanika, astronoomia ja füsioloogia kohta. Füüsika tegelik ajalugu sai alguse tänu Galileo ja tema õpilaste katsetele. Samuti pani sellele distsipliinile aluse Newton.
18. ja 19. sajandil ilmusid põhimõisted: energia, mass, aatomid, impulss jne. 20. sajandil selgusid klassikalise füüsika piirangud (lisaks sellele kvantfüüsika, teooria sündisid relatiivsusteooria, mikroosakeste teooria jne). d.). Loodusteaduslikud teadmised täienevad ka tänapäeval, sest teadlastel on palju lahendamata probleeme ja küsimusi meie maailma ja kogu universumi olemuse kohta.
Antiik
Paljud iidse maailma paganlikud religioonid põhinesid astroloogial ja astroloogide teadmistel. Tänu nende öötaeva uuringutele sai teoks optika. Astronoomiliste teadmiste kogumine ei saanud muud kui mõjutada matemaatika arengut. Küll aga teoreetiliselt põhjuste selgitamiseksvanarahva loodusnähtused ei saanud. Preestrid omistasid välgu ja päikesevarjutuse jumaliku vihale, millel polnud teadusega mingit pistmist.
Samas õppisid muistsed egiptlased mõõtma pikkust, kaalu ja nurka. Need teadmised olid arhitektidele vajalikud monumentaalsete püramiidide ja templite ehitamisel. Arenenud rakendusmehaanika. Ka babüloonlased olid selles tugevad. Nad hakkasid oma astronoomiliste teadmiste põhjal kasutama päeva aja mõõtmiseks.
Vana-Hiina füüsika ajalugu sai alguse 7. sajandil eKr. e. Kogunenud käsitöö- ja ehituskogemus viidi läbi teaduslikule analüüsile, mille tulemused esitati filosoofilistes kirjutistes. Nende kuulsaim autor on Mo-tzu, kes elas 4. sajandil eKr. e. Ta tegi esimese katse sõnastada põhiline inertsiseadus. Juba siis olid hiinlased esimesed, kes kompassi leiutasid. Nad avastasid geomeetrilise optika seadused ja teadsid camera obscura olemasolust. Taevaimpeeriumis tekkisid muusika ja akustika teooria alged, mida läänes pikka aega ei kahtlustatud.
Antiik
Füüsika iidset ajalugu tuntakse kõige paremini tänu Kreeka filosoofidele. Nende uurimistöö põhines geomeetrilistel ja algebralistel teadmistel. Näiteks pütagoorlased kuulutasid esimestena, et loodus järgib matemaatika universaalseid seadusi. Kreeklased nägid seda mustrit optikas, astronoomias, muusikas, mehaanikas ja muudes teadusharudes.
Füüsika arengulugu on vaev alt esitatud ilma Aristotelese, Platoni, Archimedese ja Lucretiuse teostetaKara ja Gerona. Nende tööd on meie ajani säilinud üsna terviklikul kujul. Kreeka filosoofid erinesid teiste maade kaasaegsetest selle poolest, et nad selgitasid füüsikaseadusi mitte müütiliste kontseptsioonidega, vaid rangelt teaduslikust vaatenurgast. Samal ajal tegid ka hellenid suuri vigu. Nende hulka kuuluvad Aristotelese mehaanika. Füüsika kui teaduse arengulugu võlgneb palju Hellase mõtlejatele, juba ainuüksi seetõttu, et nende loodusfilosoofia jäi kuni 17. sajandini rahvusvahelise teaduse aluseks.
Aleksandria kreeklaste panus
Demokritos sõnastas aatomite teooria, mille kohaselt kõik kehad koosnevad jagamatutest ja pisikestest osakestest. Empedocles pakkus välja aine jäävuse seaduse. Archimedes pani aluse hüdrostaatikale ja mehaanikale, visandades kangi teooria ja arvutades vedeliku üleslükkejõu suuruse. Temast sai ka termini "raskuskese" autor.
Aleksandria kreeklast Heronit peetakse inimkonna ajaloo üheks suurimaks inseneriks. Ta lõi auruturbiini, üldistas teadmisi õhu elastsuse ja gaaside kokkusurutavuse kohta. Füüsika ja optika arengulugu jätkus tänu Eukleidsele, kes uuris peeglite teooriat ja perspektiiviseadusi.
Keskaeg
Pärast Rooma impeeriumi langemist toimus iidse tsivilisatsiooni kokkuvarisemine. Paljud teadmised on unustatud. Euroopa peatas oma teaduse arengu peaaegu tuhandeks aastaks. Kristlikest kloostritest on saanud teadmiste templid ja neil on õnnestunud säilitada osa mineviku kirjutisi. Edasiminekut takistas aga kirik ise. Ta alistas filosoofiateoloogiline doktriin. Mõtlejad, kes püüdsid sellest kaugemale minna, kuulutati ketseriteks ja inkvisitsioon karistati neid karmilt.
Selle taustal läks loodusteaduste ülimuslikkus üle moslemitele. Füüsika tekkimise ajalugu araablaste seas on seotud Vana-Kreeka teadlaste tööde tõlkimisega nende keelde. Nende põhjal tegid idamaade mõtlejad mitmeid olulisi avastusi. Näiteks kirjeldas leiutaja Al-Jaziri esimest väntvõlli.
Euroopa stagnatsioon kestis kuni renessansini. Keskajal leiutati Vanas Maailmas prillid ja selgitati vikerkaare välimust. 15. sajandi saksa filosoof Nicholas of Cusa oli esimene, kes väitis, et universum on lõpmatu ja seega oma ajast ees. Mõnikümmend aastat hiljem sai Leonardo da Vinci kapillaarsuse fenomeni ja hõõrdeseaduse avastajaks. Ta püüdis luua ka igiliikurit, kuid kuna ta ei saanud selle ülesandega hakkama, hakkas ta teoreetiliselt tõestama sellise projekti teostamatust.
Renessanss
Aastal 1543 avaldas Poola astronoom Nicolaus Copernicus oma elu põhiteose "Taevakehade pöörlemisest". Selles raamatus püüti esmakordselt kristlikus Vanas Maailmas kaitsta heliotsentrilist maailmamudelit, mille kohaselt Maa tiirleb ümber Päikese, mitte vastupidi, nagu Ptolemaiose geotsentriline mudel, mille võttis vastu soovitas kirik. Paljud füüsikud ja nende avastused väidavad end olevat suurepärased, kuid just raamatu "Taevakehade pöörlemisest" ilmumist peetakse teadusrevolutsiooni alguseks, millele järgnesmitte ainult kaasaegse füüsika, vaid kogu moodsa teaduse esilekerkimine.
Teine kuulus tänapäeva teadlane Galileo Galilei on tuntud oma teleskoobi leiutamise poolest (ta leiutas ka termomeetri). Lisaks sõnastas ta inertsiseaduse ja relatiivsusprintsiibi. Tänu Galileo avastustele sündis täiesti uus mehaanika. Ilma temata oleks füüsika uurimise ajalugu pikaks ajaks soiku jäänud. Galileo, nagu paljud tema laia silmaringiga kaasaegsed, pidi kiriku survele vastu seista, püüdes oma viimase jõuga kaitsta vana korda.
XVII sajand
Kasvav huvi teaduse vastu jätkus 17. sajandil. Päikesesüsteemi planeetide liikumise seaduste (Kepleri seadused) avastajaks sai saksa mehaanik ja matemaatik Johannes Kepler. Ta kirjeldas oma seisukohti 1609. aastal ilmunud raamatus "New Astronomy". Kepler oli Ptolemaiosele vastu, jõudes järeldusele, et planeedid liiguvad ellipsides, mitte ringides, nagu antiikajal usuti. Sama teadlane andis olulise panuse optika arendamisse. Ta uuris kaugnägelikkust ja lühinägelikkust, selgitades silmaläätse füsioloogilisi funktsioone. Kepler tutvustas optilise telje ja fookuse mõisteid, sõnastas läätsede teooria.
Prantslane Rene Descartes lõi uue teadusliku distsipliini – analüütilise geomeetria. Ta pakkus välja ka valguse murdumise seaduse. Descartes'i põhiteos oli 1644. aastal ilmunud raamat "Filosoofia põhimõtted".
Vähesed füüsikud ja nende avastused on sama kuulsad kui inglane Isaac Newton. AT1687. aastal kirjutas ta revolutsioonilise raamatu "Loodusfilosoofia matemaatilised põhimõtted". Selles tõi teadlane välja universaalse gravitatsiooni seaduse ja kolm mehaanikaseadust (tuntud ka kui Newtoni seadused). See teadlane töötas värviteooria, optika, integraal- ja diferentsiaalarvutuse kallal. Füüsika ajalugu, mehaanikaseaduste ajalugu – kõik see on tihed alt seotud Newtoni avastustega.
Uued piirid
18. sajand andis teadusele palju silmapaistvaid nimesid. Nende hulgast paistab silma Leonhard Euler. See Šveitsi mehaanik ja matemaatik kirjutas üle 800 teose füüsikast ja sellistest osadest nagu matemaatiline analüüs, taevamehaanika, optika, muusikateooria, ballistika jne. Peterburi Teaduste Akadeemia tunnistas teda oma akadeemikuks, mistõttu Euler veetis olulise osa tema elust Venemaal. Just see teadlane pani aluse analüütilisele mehaanikale.
Huvitav on see, et füüsika aine ajalugu on arenenud nii, nagu me seda teame, mitte ainult tänu professionaalsetele teadlastele, vaid ka amatööruurijatele, kes on palju kuulsamad hoopis teistsugusel ametikohal. Ilmekaim näide sellisest iseõppijast oli Ameerika poliitik Benjamin Franklin. Ta leiutas piksevarda, andis suure panuse elektri uurimisse ja tegi oletuse selle seose kohta magnetismi nähtusega.
18. sajandi lõpus lõi itaallane Alessandro Volta "voltaic samba". Tema leiutis oli esimene elektriaku inimkonna ajaloos. Seda sajandit iseloomustas ka elavhõbedatermomeetri ilmumine, mille loojaoli Gabriel Fahrenheit. Teine oluline leiutis oli aurumasina leiutamine, mis toimus 1784. aastal. See tõi kaasa uued tootmisvahendid ja tööstuse ümberstruktureerimise.
Rakenduslikud avastused
Kui füüsika alguse ajalugu kujunes välja selle alusel, et teadus pidi selgitama loodusnähtuste põhjust, siis 19. sajandil muutus olukord oluliselt. Nüüd on tal uus kutsumus. Füüsikast hakati nõudma loodusjõudude kontrolli. Sellega seoses hakkas kiiresti arenema mitte ainult eksperimentaalne, vaid ka rakendusfüüsika. André-Marie Ampère'i "Elektri Newton" tutvustas uut elektrivoolu kontseptsiooni. Michael Faraday töötas samas piirkonnas. Ta avastas elektromagnetilise induktsiooni fenomeni, elektrolüüsi ja diamagnetismi seadused ning sai selliste terminite autoriks nagu anood, katood, dielektrik, elektrolüüt, paramagnetism, diamagnetism jne.
Tekkinud on uued teadusharud. Termodünaamika, elastsusteooria, statistiline mehaanika, statistiline füüsika, radiofüüsika, elastsuse teooria, seismoloogia, meteoroloogia – need kõik moodustasid ühtse kaasaegse maailmapildi.
19. sajandil tekkisid uued teaduslikud mudelid ja kontseptsioonid. Thomas Young põhjendas energia jäävuse seadust, James Clerk Maxwell pakkus välja oma elektromagnetilise teooria. Kogu füüsikat oluliselt mõjutanud perioodilise elementide süsteemi autor sai vene keemik Dmitri Mendelejev. Sajandi teisel poolel ilmusid elektrotehnika ja sisepõlemismootor. Need said rakendusfüüsika viljadeks, keskendudes teatud probleemide lahendamisele.tehnoloogilised ülesanded.
Teaduse ümbermõtestamine
20. sajandil liikus füüsika ajalugu lühid alt faasi, mil algas juba väljakujunenud klassikaliste teoreetiliste mudelite kriis. Vanad teadusvalemid hakkasid uute andmetega vastuollu minema. Näiteks on teadlased leidnud, et valguse kiirus ei sõltu näiliselt kõigutamatust tugiraamist. Sajandivahetusel avastati üksikasjalikku selgitamist nõudvad nähtused: elektronid, radioaktiivsus, röntgenikiirgus.
Kuhjunud saladuste tõttu on toimunud vana klassikalise füüsika revideerimine. Selle korrapärase teadusrevolutsiooni võtmesündmuseks oli relatiivsusteooria põhjendamine. Selle autor oli Albert Einstein, kes esimest korda rääkis maailmale ruumi ja aja sügavast seosest. Tekkis uus teoreetilise füüsika haru – kvantfüüsika. Selle moodustamises osalesid korraga mitu maailmakuulsat teadlast: Max Planck, Max Bohn, Erwin Schrödinger, Paul Ehrenfest jt.
Moodsad väljakutsed
20. sajandi teisel poolel liikus füüsika arengulugu, mille kronoloogia jätkub tänapäevalgi, põhimõtteliselt uude etappi. Seda perioodi iseloomustas kosmoseuuringute õitseng. Astrofüüsika on teinud enneolematu hüppe. Ilmusid kosmoseteleskoobid, planeetidevahelised sondid, maavälise kiirguse detektorid. Algas Päikese planeedi erinevate kehade füüsiliste andmete üksikasjalik uurimine. Kaasaegse tehnoloogia abil on teadlased avastanud eksoplaneete ja uusi valgustiid, shsealhulgas raadiogalaktikad, pulsarid ja kvasarid.
Kosmos on jätkuv alt tulvil palju lahendamata saladusi. Uuritakse gravitatsioonilaineid, tumeenergiat, tumeainet, Universumi paisumise kiirendust ja selle ehitust. Suure Paugu teooria laiendamine. Maapealsetes tingimustes saadavad andmed on ebaproportsionaalselt väikesed võrreldes teadlaste kosmosetööga.
Põhiprobleemid, millega füüsikud praegu silmitsi seisavad, hõlmavad mitmeid põhimõttelisi väljakutseid: gravitatsiooniteooria kvantversiooni väljatöötamine, kvantmehaanika üldistamine, kõigi teadaolevate interaktsioonijõudude ühendamine üheks teooriaks, "peenhäälestuse" otsimine. universumist", samuti tumeenergia ja tumeaine nähtuste täpne määratlus.
