اگرچه تاریخ فیزیک به عنوان یک علم مستقل تنها در قرن هفدهم آغاز شد، اما ریشه های آن به عمیق ترین دوران باستان برمی گردد، زمانی که مردم شروع به نظام مند کردن اولین دانش خود در مورد دنیای اطراف خود کردند. تا زمان مدرن، آنها به فلسفه طبیعی تعلق داشتند و شامل اطلاعاتی در مورد مکانیک، نجوم و فیزیولوژی بودند. تاریخ واقعی فیزیک به لطف آزمایشات گالیله و شاگردانش آغاز شد. همچنین پایه و اساس این رشته توسط نیوتن گذاشته شد.
در قرن 18 و 19 مفاهیم کلیدی ظاهر شد: انرژی، جرم، اتم، تکانه و غیره. در قرن بیستم، محدودیت های فیزیک کلاسیک روشن شد (علاوه بر آن، فیزیک کوانتومی، نظریه نسبیت، نظریه ریز ذرات و غیره متولد شدند). دانش علوم طبیعی حتی امروزه نیز در حال تکمیل است، زیرا محققان با بسیاری از مسائل و سوالات حل نشده در مورد ماهیت جهان ما و کل جهان مواجه هستند.
باستان
بسیاری از ادیان بت پرست جهان باستان بر اساس طالع بینی و دانش ستاره شناسان استوار بودند. به لطف مطالعات آنها در مورد آسمان شب، شکل گیری اپتیک اتفاق افتاد. انباشت دانش نجومی نمی تواند بر توسعه ریاضیات تأثیر بگذارد. با این حال، از نظر تئوری برای توضیح دلایلپدیده های طبیعی پیشینیان نمی توانستند. کاهنان صاعقه و خورشید گرفتگی را به خشم الهی نسبت دادند که ربطی به علم نداشت.
در همان زمان، مصریان باستان اندازه گیری طول، وزن و زاویه را یاد گرفتند. این دانش برای معماران در ساخت اهرام و معابد تاریخی ضروری بود. مکانیک کاربردی توسعه یافته است. بابلی ها نیز در آن قوی بودند. آنها بر اساس دانش نجومی خود، شروع به استفاده از روز برای اندازه گیری زمان کردند.
تاریخ فیزیک باستان چین در قرن هفتم قبل از میلاد آغاز شد. ه. تجربه انباشته در صنایع دستی و ساخت و ساز مورد تجزیه و تحلیل علمی قرار گرفت که نتایج آن در نوشته های فلسفی ارائه شد. مشهورترین نویسنده آنها مو-تزو است که در قرن چهارم قبل از میلاد می زیسته است. ه. او اولین تلاش را برای تدوین قانون اساسی اینرسی انجام داد. حتی در آن زمان، چینی ها اولین کسانی بودند که قطب نما را اختراع کردند. آنها قوانین اپتیک هندسی را کشف کردند و از وجود دوربین تاریک آگاهی داشتند. در امپراتوری آسمانی، آغاز تئوری موسیقی و آکوستیک ظاهر شد که برای مدت طولانی در غرب مورد سوء ظن نبود.
باستان
تاریخ باستانی فیزیک بیشتر به لطف فیلسوفان یونان شناخته شده است. تحقیقات آنها بر اساس دانش هندسی و جبری بود. به عنوان مثال، فیثاغورثی ها اولین کسانی بودند که اعلام کردند طبیعت از قوانین جهانی ریاضیات پیروی می کند. یونانیان این الگو را در اپتیک، نجوم، موسیقی، مکانیک و سایر رشته‌ها دیدند.
تاریخ توسعه فیزیک به سختی بدون آثار ارسطو، افلاطون، ارشمیدس، لوکرتیوس ارائه می شود.کارا و جرونا آثار آنها به صورت کاملاً کامل تا زمان ما باقی مانده است. تفاوت فیلسوفان یونان با معاصران سایر کشورها در این است که قوانین فیزیکی را نه با مفاهیم اسطوره ای، بلکه کاملاً از دیدگاه علمی توضیح می دهند. در همان زمان، یونانی ها نیز اشتباهات بزرگی مرتکب شدند. اینها شامل مکانیک ارسطو است. تاریخ توسعه فیزیک به عنوان یک علم مدیون متفکران هلاس است، حتی به این دلیل که فلسفه طبیعی آنها تا قرن هفدهم اساس علم بین المللی باقی ماند.
کمک یونانیان اسکندریه
دموکریتوس تئوری اتم ها را تدوین کرد که بر اساس آن همه اجسام از ذرات تقسیم ناپذیر و ریز تشکیل شده اند. امپدوکلس قانون بقای ماده را پیشنهاد کرد. ارشمیدس پایه های هیدرواستاتیک و مکانیک را بنا نهاد و نظریه اهرم را ترسیم کرد و مقدار نیروی شناوری سیال را محاسبه کرد. او همچنین نویسنده اصطلاح "مرکز ثقل" شد.
هرون یونانی اسکندریه یکی از بزرگترین مهندسان تاریخ بشر به شمار می رود. او یک توربین بخار ایجاد کرد و دانشی را در مورد خاصیت ارتجاعی هوا و تراکم پذیری گازها تعمیم داد. تاریخ توسعه فیزیک و اپتیک به لطف اقلیدس ادامه یافت که نظریه آینه ها و قوانین پرسپکتیو را مطالعه کرد.
قرون وسطی
پس از سقوط امپراتوری روم، فروپاشی تمدن باستان رخ داد. بسیاری از دانش فراموش شده است. اروپا تقریباً هزار سال توسعه علمی خود را متوقف کرد. صومعه های مسیحی به معابد دانش تبدیل شده اند و توانسته اند برخی از نوشته های گذشته را حفظ کنند. با این حال، خود کلیسا مانع پیشرفت شد. او فلسفه را زیر پا گذاشتدکترین الهیاتی متفکرانی که سعی می کردند از آن فراتر بروند، بدعت گذار اعلام شدند و توسط تفتیش عقاید به شدت مجازات شدند.
در این زمینه، اولویت در علوم طبیعی به مسلمانان رسید. تاریخ پیدایش فیزیک در میان اعراب با ترجمه آثار دانشمندان یونان باستان به زبان آنها مرتبط است. بر اساس آنها، متفکران شرق چندین اکتشاف مهم خود را انجام دادند. به عنوان مثال، مخترع الجزیری اولین میل لنگ را توصیف کرد.
رکود اروپا تا رنسانس ادامه داشت. در قرون وسطی، عینک در دنیای قدیم اختراع شد و ظاهر رنگین کمان توضیح داده شد. فیلسوف آلمانی قرن پانزدهم، نیکلاس کوزا، اولین کسی بود که پیشنهاد کرد جهان بی نهایت است، و بنابراین بسیار جلوتر از زمان خود است. چند دهه بعد، لئوناردو داوینچی کاشف پدیده مویینگی و قانون اصطکاک شد. او همچنین سعی کرد یک ماشین حرکت دائمی بسازد، اما پس از اینکه نتوانست با این کار کنار بیاید، شروع به اثبات تئوری غیر عملی بودن چنین پروژه ای کرد.
رنسانس
در سال 1543، ستاره شناس لهستانی، نیکلاس کوپرنیک، اثر اصلی زندگی خود را با عنوان "درباره چرخش اجرام آسمانی" منتشر کرد. در این کتاب، برای اولین بار در دنیای قدیم مسیحی، تلاش شد تا از مدل هلیومرکزی جهان دفاع شود که بر اساس آن، زمین به دور خورشید می چرخد و نه برعکس، همانطور که مدل زمین مرکزی بطلمیوسی اتخاذ شد. کلیسا پیشنهاد کرد بسیاری از فیزیکدانان و اکتشافات آنها ادعای بزرگی دارند، اما ظهور کتاب «درباره چرخش اجرام آسمانی» است که سرآغاز یک انقلاب علمی تلقی می شود که به دنبال آنظهور نه تنها فیزیک مدرن، بلکه علم مدرن به عنوان یک کل.
یکی دیگر از دانشمندان مشهور دوران مدرن، گالیله گالیله، بیشتر به خاطر اختراع تلسکوپش شناخته شده است (او دماسنج را نیز اختراع کرد). علاوه بر این، او قانون اینرسی و اصل نسبیت را تدوین کرد. به لطف اکتشافات گالیله، مکانیک کاملاً جدیدی متولد شد. بدون او، تاریخ مطالعه فیزیک برای مدت طولانی متوقف می شد. گالیله، مانند بسیاری از هم عصران خود، مجبور بود در برابر فشار کلیسا مقاومت کند و با آخرین نیروی خود سعی کند از نظم قدیمی دفاع کند.
قرن هفدهم
علاقه فزاینده به علم تا قرن هفدهم ادامه یافت. یوهانس کپلر، مکانیک و ریاضیدان آلمانی، کاشف قوانین حرکت سیارات در منظومه شمسی (قوانین کپلر) شد. او نظرات خود را در کتاب «نجوم جدید» که در سال 1609 منتشر شد، بیان کرد. کپلر با بطلمیوس مخالفت کرد و به این نتیجه رسید که سیارات به شکل بیضی حرکت می کنند، و نه در دایره، همانطور که در دوران باستان اعتقاد داشتند. همین دانشمند سهم بسزایی در توسعه اپتیک داشت. او دوربینی و نزدیک بینی را بررسی کرد و عملکرد فیزیولوژیکی عدسی چشم را روشن کرد. کپلر مفاهیم محور نوری و فوکوس را معرفی کرد، تئوری لنزها را فرموله کرد.
رنه دکارت فرانسوی یک رشته علمی جدید ایجاد کرد - هندسه تحلیلی. او همچنین قانون شکست نور را پیشنهاد کرد. اثر اصلی دکارت کتاب "اصول فلسفه" بود که در سال 1644 منتشر شد.
تعداد کمی از فیزیکدانان و اکتشافات آنها به اندازه اسحاق نیوتن انگلیسی مشهور هستند. ATاو در سال 1687 کتابی انقلابی به نام «اصول ریاضی فلسفه طبیعی» نوشت. در آن، محقق قانون گرانش جهانی و سه قانون مکانیک (همچنین به عنوان قوانین نیوتن شناخته می شود) را تشریح کرد. این دانشمند روی تئوری رنگ، اپتیک، حساب انتگرال و دیفرانسیل کار کرد. تاریخ فیزیک، تاریخ قوانین مکانیک - همه اینها ارتباط نزدیکی با اکتشافات نیوتن دارد.
مرزهای جدید
قرن هجدهم اسامی برجسته بسیاری به علم داد. لئونارد اویلر در میان آنها برجسته است. این مکانیک و ریاضیدان سوئیسی بیش از 800 اثر در زمینه فیزیک و بخشهایی مانند آنالیز ریاضی، مکانیک آسمان، اپتیک، تئوری موسیقی، بالستیک و غیره نوشت. آکادمی علوم سن پترزبورگ او را به عنوان آکادمیک خود شناخت، به همین دلیل اویلر هزینه ای را صرف کرد. بخش مهمی از زندگی او در روسیه است. این محقق بود که پایه و اساس مکانیک تحلیلی را بنا نهاد.
جالب است که تاریخ موضوع فیزیک آنطور که ما می شناسیم توسعه یافته است، نه تنها به لطف دانشمندان حرفه ای، بلکه به لطف محققان آماتور، که در ظرفیتی کاملاً متفاوت بسیار مشهورتر هستند. بارزترین نمونه از این خودآموختگان، سیاستمدار آمریکایی بنجامین فرانکلین بود. او صاعقه گیر را اختراع کرد، کمک زیادی به مطالعه الکتریسیته کرد و فرضیه ای در مورد ارتباط آن با پدیده مغناطیس ایجاد کرد.
در پایان قرن هجدهم، الساندرو ولتا ایتالیایی "ستون ولتایی" را ایجاد کرد. اختراع او اولین باتری الکتریکی در تاریخ بشر بود. این قرن همچنین با ظهور دماسنج جیوه ای مشخص شد که خالق آن بودگابریل فارنهایت بود. اختراع مهم دیگر اختراع ماشین بخار بود که در سال 1784 اتفاق افتاد. به ابزارهای جدید تولید و تجدید ساختار صنعت منجر شد.
اکتشافات کاربردی
اگر تاریخ آغاز فیزیک بر این اساس توسعه یافت که علم باید علت پدیده های طبیعی را توضیح دهد، در قرن نوزدهم وضعیت به طور قابل توجهی تغییر کرد. حالا او تماس جدیدی دارد. از فیزیک شروع به درخواست کنترل نیروهای طبیعی شد. در این راستا، نه تنها فیزیک تجربی، بلکه فیزیک کاربردی نیز به سرعت شروع به توسعه کرد. «نیوتن الکتریسیته» اثر آندره ماری آمپر مفهوم جدیدی از جریان الکتریکی را معرفی کرد. مایکل فارادی در همان منطقه کار می کرد. او پدیده القای الکترومغناطیسی، قوانین الکترولیز، دیامغناطیس را کشف کرد و نویسنده عباراتی مانند آند، کاتد، دی الکتریک، الکترولیت، پارامغناطیس، دیامغناطیس و غیره شد.
بخش های جدیدی از علم پدیدار شده است. ترمودینامیک، نظریه کشش، مکانیک آماری، فیزیک آماری، رادیوفیزیک، نظریه کشش، لرزه شناسی، هواشناسی - همه آنها یک تصویر مدرن واحد از جهان را تشکیل دادند.
در قرن نوزدهم، مدل‌ها و مفاهیم علمی جدیدی پدید آمدند. توماس یانگ قانون بقای انرژی را اثبات کرد، جیمز کلرک ماکسول نظریه الکترومغناطیسی خود را ارائه کرد. شیمیدان روسی دیمیتری مندلیف نویسنده سیستم تناوبی عناصر شد که به طور قابل توجهی بر کل فیزیک تأثیر گذاشت. در نیمه دوم قرن، مهندسی برق و موتور احتراق داخلی ظاهر شد. آنها به ثمره فیزیک کاربردی تبدیل شدند و بر حل مسائل خاص متمرکز شدند.وظایف فناورانه.
بازاندیشی علم
در قرن بیستم، به طور خلاصه، تاریخ فیزیک به مرحله ای رسید که بحران مدل های نظری کلاسیک از قبل تثبیت شده آغاز شد. فرمول های علمی قدیمی شروع به تضاد با داده های جدید کردند. به عنوان مثال، محققان دریافته اند که سرعت نور به یک چارچوب مرجع به ظاهر تزلزل ناپذیر بستگی ندارد. در آغاز قرن، پدیده‌هایی کشف شدند که نیاز به توضیح دقیق داشتند: الکترون‌ها، رادیواکتیویته، اشعه ایکس.
به دلیل اسرار انباشته شده، تجدید نظر در فیزیک کلاسیک قدیمی صورت گرفته است. رویداد کلیدی در این انقلاب علمی منظم، اثبات نظریه نسبیت بود. نویسنده آن آلبرت انیشتین بود که برای اولین بار در مورد ارتباط عمیق بین فضا و زمان به جهان گفت. شاخه جدیدی از فیزیک نظری پدید آمد - فیزیک کوانتومی. چندین دانشمند مشهور جهان به طور همزمان در شکل گیری آن شرکت کردند: ماکس پلانک، ماکس بون، اروین شرودینگر، پل ارنفست و دیگران.
چالش های مدرن
در نیمه دوم قرن بیستم، تاریخ توسعه فیزیک، که گاهشماری آن تا امروز ادامه دارد، به مرحله ای اساساً جدید رفت. این دوره با شکوفایی اکتشافات فضایی مشخص شد. اخترفیزیک جهشی بی سابقه داشته است. تلسکوپ های فضایی، کاوشگرهای بین سیاره ای، آشکارسازهای تشعشعات فرازمینی ظاهر شدند. مطالعه دقیق داده های فیزیکی اجرام مختلف سیاره خورشیدی آغاز شد. با کمک فن آوری مدرن، دانشمندان سیارات فراخورشیدی و نورهای جدید از جمله کشف کرده انداز جمله کهکشان های رادیویی، تپ اخترها و اختروش ها.
فضا همچنان مملو از رازهای حل نشده بسیاری است. امواج گرانشی، انرژی تاریک، ماده تاریک، شتاب انبساط کیهان و ساختار آن در حال بررسی هستند. بسط نظریه بیگ بنگ. داده هایی که می توان در شرایط زمینی به دست آورد، در مقایسه با میزان کار دانشمندان در فضا، به طور نامتناسبی کوچک است.
مشکلات کلیدی پیش روی فیزیکدانان امروزی شامل چندین چالش اساسی است: توسعه نسخه کوانتومی نظریه گرانشی، تعمیم مکانیک کوانتومی، اتحاد همه نیروهای برهمکنش شناخته شده در یک نظریه، جستجو برای "تنظیم دقیق". از جهان» و همچنین تعریف دقیق پدیده های انرژی تاریک و ماده تاریک.
