Hoci sa história fyziky ako samostatnej vedy začala až v 17. storočí, jej počiatky siahajú až do najhlbšieho staroveku, keď si ľudia začali systematizovať svoje prvé poznatky o svete okolo seba. Až do novoveku patrili do prírodnej filozofie a zahŕňali informácie o mechanike, astronómii a fyziológii. Skutočná história fyziky sa začala vďaka experimentom Galilea a jeho študentov. Základ tejto disciplíny položil Newton.
V 18. a 19. storočí sa objavili kľúčové pojmy: energia, hmotnosť, atómy, hybnosť atď. V 20. storočí sa ukázali obmedzenia klasickej fyziky (okrem nej kvantová fyzika, teória tzv. sa zrodila relativita, teória mikročastíc atď.).d.). Prírodovedné poznatky sa dopĺňajú aj dnes, keďže výskumníci čelia mnohým nevyriešeným problémom a otázkam o povahe nášho sveta a celého vesmíru.
Staroveky
Mnohé pohanské náboženstvá starovekého sveta boli založené na astrológii a znalostiach astrológov. Vďaka ich štúdiám nočnej oblohy došlo k formovaniu optiky. Hromadenie astronomických poznatkov nemohlo ovplyvniť rozvoj matematiky. Teoreticky však vysvetliť dôvodyprírodné javy staroveku nemohli. Kňazi pripisovali blesky a zatmenia slnka božskému hnevu, čo nemalo nič spoločné s vedou.
V tom istom čase sa starí Egypťania naučili merať dĺžku, hmotnosť a uhol. Tieto znalosti boli potrebné pre architektov pri stavbe monumentálnych pyramíd a chrámov. Vyvinutá aplikovaná mechanika. Silní v nej boli aj Babylončania. Na základe svojich astronomických znalostí začali používať deň na meranie času.
Staroveká čínska história fyziky sa začala v 7. storočí pred Kristom. e. Nahromadené skúsenosti v remeslách a stavebníctve boli podrobené vedeckej analýze, ktorej výsledky boli prezentované vo filozofických spisoch. Ich najznámejším autorom je Mo-tzu, ktorý žil v 4. storočí pred Kristom. e. Urobil prvý pokus sformulovať základný zákon zotrvačnosti. Už vtedy boli Číňania prví, ktorí vynašli kompas. Objavili zákony geometrickej optiky a vedeli o existencii camery obscury. V Nebeskej ríši sa objavili počiatky teórie hudby a akustiky, ktoré na Západe dlho nikto netušil.
Staroveky
Staroveká história fyziky je najznámejšia vďaka gréckym filozofom. Ich výskum bol založený na geometrických a algebraických poznatkoch. Napríklad Pythagorejci boli prví, ktorí vyhlásili, že príroda sa riadi univerzálnymi zákonmi matematiky. Gréci videli tento vzor v optike, astronómii, hudbe, mechanike a iných disciplínach.
História vývoja fyziky sa sotva prezentuje bez diel Aristotela, Platóna, Archimeda, LucretiaKara a Gerona. Ich diela prežili až do našich čias v celkom ucelenej podobe. Grécki filozofi sa od súčasníkov z iných krajín odlišovali tým, že fyzikálne zákony vysvetľovali nie mýtickými pojmami, ale striktne z vedeckého hľadiska. V tom istom čase urobili veľké chyby aj Heléni. Medzi ne patrí mechanika Aristotela. História vývoja fyziky ako vedy vďačí za mnohé mysliteľom z Hellasu, už len preto, že ich prírodná filozofia zostala základom medzinárodnej vedy až do 17. storočia.
Príspevok alexandrijských Grékov
Democritus sformuloval teóriu atómov, podľa ktorej sa všetky telá skladajú z nedeliteľných a malých častíc. Empedokles navrhol zákon zachovania hmoty. Archimedes položil základy hydrostatiky a mechaniky, načrtol teóriu páky a vypočítal veľkosť vztlakovej sily tekutiny. Stal sa tiež autorom pojmu „ťažisko“.
Alexandrijský Grék Heron je považovaný za jedného z najväčších inžinierov v histórii ľudstva. Vytvoril parnú turbínu, zovšeobecnil poznatky o pružnosti vzduchu a stlačiteľnosti plynov. História vývoja fyziky a optiky pokračovala vďaka Euklidovi, ktorý študoval teóriu zrkadiel a zákony perspektívy.
Stredovek
Po páde Rímskej ríše prišiel kolaps starovekej civilizácie. Veľa vedomostí bolo zabudnutých. Európa zastavila svoj vedecký rozvoj na takmer tisíc rokov. Kresťanské kláštory sa stali chrámami poznania a podarilo sa im zachovať niektoré spisy z minulosti. Pokroku však bránila samotná cirkev. Pokorila filozofiuteologickej doktríny. Mysliteľov, ktorí sa to pokúsili prekročiť, vyhlásili za heretikov a inkvizícia ich prísne potrestala.
V tomto kontexte prešli prvenstvo v prírodných vedách na moslimov. História vzniku fyziky medzi Arabmi je spojená s prekladom diel starovekých gréckych vedcov do ich jazyka. Na ich základe urobili myslitelia Východu niekoľko vlastných dôležitých objavov. Napríklad vynálezca Al-Jaziri opísal prvý kľukový hriadeľ.
Európska stagnácia trvala až do renesancie. Počas stredoveku boli v Starom svete vynájdené okuliare a bol vysvetlený vzhľad dúhy. Nemecký filozof Mikuláš Kuzanský z 15. storočia ako prvý naznačil, že vesmír je nekonečný, a teda ďaleko predbehol svoju dobu. O niekoľko desaťročí neskôr sa Leonardo da Vinci stal objaviteľom fenoménu vzlínavosti a zákona trenia. Pokúsil sa tiež vytvoriť perpetum mobile, ale keďže sa mu nepodarilo vyrovnať sa s touto úlohou, začal teoreticky dokazovať neuskutočniteľnosť takéhoto projektu.
Renesancia
V roku 1543 publikoval poľský astronóm Mikuláš Koperník hlavné dielo svojho života „O rotácii nebeských telies“. V tejto knihe bol po prvý raz v kresťanskom starom svete urobený pokus obhajovať heliocentrický model sveta, podľa ktorého sa Zem točí okolo Slnka a nie naopak, ako bol ptolemaiovský geocentrický model prijatý cirkev navrhol. Mnohí fyzici a ich objavy tvrdia, že sú skvelé, no práve objavenie sa knihy „O rotácii nebeských telies“sa považuje za začiatok vedeckej revolúcie, po ktorej nasledovalvznik nielen modernej fyziky, ale modernej vedy ako celku.
Ďalší slávny vedec modernej doby, Galileo Galilei, je známy najmä svojim vynálezom ďalekohľadu (vynašiel aj teplomer). Okrem toho sformuloval zákon zotrvačnosti a princíp relativity. Vďaka objavom Galilea sa zrodila úplne nová mechanika. Bez neho by sa história štúdia fyziky nadlho zastavila. Galileo, podobne ako mnohí jeho súčasníci so širokým zmýšľaním, musel odolávať tlaku cirkvi a z posledných síl sa snažil brániť starý poriadok.
XVII. storočie
Rastúci záujem o vedu pokračoval až do 17. storočia. Objaviteľom zákonov pohybu planét v slnečnej sústave (Keplerove zákony) sa stal nemecký mechanik a matematik Johannes Kepler. Svoje názory načrtol v knihe „Nová astronómia“, ktorá vyšla v roku 1609. Kepler oponoval Ptolemaiovi a dospel k záveru, že planéty sa pohybujú po elipsách a nie v kruhoch, ako sa verilo v staroveku. Ten istý vedec významne prispel k rozvoju optiky. Skúmal ďalekozrakosť a krátkozrakosť, objasnil fyziologické funkcie očnej šošovky. Kepler predstavil koncepty optickej osi a ohniska, sformuloval teóriu šošoviek.
Francúz Rene Descartes vytvoril novú vedeckú disciplínu – analytickú geometriu. Navrhol aj zákon lomu svetla. Hlavným dielom Descarta bola kniha „Principles of Philosophy“, vydaná v roku 1644.
Máloktorý fyzik a jeho objavy sú tak známe ako Angličan Isaac Newton. ATV roku 1687 napísal revolučnú knihu The Mathematical Principles of Natural Philosophy. V ňom výskumník načrtol zákon univerzálnej gravitácie a tri zákony mechaniky (známe aj ako Newtonove zákony). Tento vedec pracoval na teórii farieb, optike, integrálnom a diferenciálnom počte. História fyziky, história zákonov mechaniky - to všetko je úzko spojené s objavmi Newtona.
New Frontiers
18. storočie dalo vede veľa vynikajúcich mien. Medzi nimi vyniká Leonhard Euler. Tento švajčiarsky mechanik a matematik napísal viac ako 800 prác z fyziky a sekcií ako matematická analýza, nebeská mechanika, optika, hudobná teória, balistika atď. Petrohradská akadémia vied ho uznala za svojho akademika, a preto Euler strávil významnú časť svojho života v Rusku. Bol to tento výskumník, ktorý položil základy analytickej mechaniky.
Je zaujímavé, že história predmetu fyzika sa vyvinula tak, ako ju poznáme, a to nielen vďaka profesionálnym vedcom, ale aj amatérskym výskumníkom, ktorí sú oveľa známejší v úplne inej funkcii. Najvýraznejším príkladom takéhoto samouka bol americký politik Benjamin Franklin. Vynašiel bleskozvod, významne prispel k štúdiu elektriny a vyslovil predpoklad o jej súvislosti s fenoménom magnetizmu.
Na konci 18. storočia vytvoril Talian Alessandro Volta „voltaický stĺp“. Jeho vynález bol prvou elektrickou batériou v histórii ľudstva. Toto storočie bolo poznačené aj objavením sa ortuťového teplomera, ktorého tvorcabol Gabriel Fahrenheit. Ďalším dôležitým vynálezom bol vynález parného stroja, ktorý sa uskutočnil v roku 1784. Dala vzniknúť novým výrobným prostriedkom a reštrukturalizácii priemyslu.
Aplikované objavy
Ak sa história počiatkov fyziky vyvíjala na základe toho, že veda musela vysvetliť príčinu prírodných javov, tak v 19. storočí sa situácia výrazne zmenila. Teraz má nové povolanie. Od fyziky sa začalo vyžadovať ovládanie prírodných síl. V tomto smere sa začala rýchlo rozvíjať nielen experimentálna, ale aj aplikovaná fyzika. „Newton of Electricity“André-Marie Ampère predstavil nový koncept elektrického prúdu. Michael Faraday pracoval v rovnakej oblasti. Objavil fenomén elektromagnetickej indukcie, zákony elektrolýzy, diamagnetizmu a stal sa autorom pojmov ako anóda, katóda, dielektrikum, elektrolyt, paramagnetizmus, diamagnetizmus atď.
Vznikli nové časti vedy. Termodynamika, teória pružnosti, štatistická mechanika, štatistická fyzika, rádiofyzika, teória pružnosti, seizmológia, meteorológia – to všetko tvorilo jeden moderný obraz sveta.
V 19. storočí vznikli nové vedecké modely a koncepty. Thomas Young zdôvodnil zákon zachovania energie, James Clerk Maxwell navrhol vlastnú elektromagnetickú teóriu. Autorom periodickej sústavy prvkov, ktorá výrazne ovplyvnila celú fyziku, sa stal ruský chemik Dmitrij Mendelejev. V druhej polovici storočia sa objavila elektrotechnika a spaľovací motor. Stali sa plodmi aplikovanej fyziky, zameranej na riešenie určitých problémov.technologické úlohy.
Rethinking Science
V 20. storočí sa dejiny fyziky skrátka posunuli do štádia, keď začala kríza už zabehnutých klasických teoretických modelov. Staré vedecké vzorce začali odporovať novým údajom. Vedci napríklad zistili, že rýchlosť svetla nezávisí od zdanlivo neotrasiteľného referenčného rámca. Na prelome storočí boli objavené javy, ktoré si vyžadovali podrobné vysvetlenie: elektróny, rádioaktivita, röntgenové žiarenie.
Vzhľadom na nahromadené záhady došlo k revízii starej klasickej fyziky. Kľúčovou udalosťou tejto pravidelnej vedeckej revolúcie bolo potvrdenie teórie relativity. Jej autorom bol Albert Einstein, ktorý ako prvý svetu povedal o hlbokom spojení medzi priestorom a časom. Vznikol nový odbor teoretickej fyziky – kvantová fyzika. Na jeho vzniku sa podieľalo niekoľko svetoznámych vedcov naraz: Max Planck, Max Bohn, Erwin Schrödinger, Paul Ehrenfest a ďalší.
Moderné výzvy
V druhej polovici 20. storočia sa história vývoja fyziky, ktorej chronológia pokračuje dodnes, posunula do zásadne novej etapy. Toto obdobie bolo poznačené rozkvetom vesmírneho výskumu. Astrofyzika urobila bezprecedentný skok. Objavili sa vesmírne teleskopy, medziplanetárne sondy, detektory mimozemského žiarenia. Začalo sa podrobné štúdium fyzikálnych údajov rôznych telies slnečnej planéty. S pomocou moderných technológií vedci objavili exoplanéty a nové svietidlá, vrátanevrátane rádiových galaxií, pulzarov a kvazarov.
Vesmír je aj naďalej plný mnohých nevyriešených záhad. Študujú sa gravitačné vlny, temná energia, temná hmota, zrýchlenie rozpínania vesmíru a jeho štruktúra. Rozširovanie teórie veľkého tresku. Údaje, ktoré možno získať v pozemských podmienkach, sú neúmerne malé v porovnaní s tým, koľko práce majú vedci vo vesmíre.
Kľúčové problémy, ktorým fyzici dnes čelia, zahŕňajú niekoľko základných výziev: vývoj kvantovej verzie gravitačnej teórie, zovšeobecnenie kvantovej mechaniky, zjednotenie všetkých známych interakčných síl do jednej teórie, hľadanie „jemného ladenia“. vesmíru“, ako aj presnú definíciu javov temnej energie a temnej hmoty.
