למרות שההיסטוריה של הפיזיקה כמדע עצמאי החלה רק במאה ה-17, מקורותיה מתוארכים לימי קדם העמוקה ביותר, כאשר אנשים החלו לסדר את הידע הראשון שלהם על העולם הסובב אותם. עד לזמנים המודרניים, הם השתייכו לפילוסופיית הטבע וכללו מידע על מכניקה, אסטרונומיה ופיזיולוגיה. ההיסטוריה האמיתית של הפיזיקה החלה הודות לניסויים של גלילאו ותלמידיו. כמו כן, היסוד של דיסציפלינה זו הונחה על ידי ניוטון.
במאה ה-18 וה-19 הופיעו מושגי מפתח: אנרגיה, מסה, אטומים, תנע וכו'. במאה ה-20 התבררו מגבלות הפיזיקה הקלאסית (בנוסף אליה, פיזיקת הקוונטים, תורת תורת היחסות, תורת המיקרו-חלקיקים וכו' נולדו). ד). הידע במדעי הטבע מקבל השלמה גם היום, כאשר חוקרים מתמודדים עם בעיות ושאלות רבות ובלתי פתורות לגבי טבע עולמנו והיקום כולו.
Antiquity
דתות אליליות רבות של העולם העתיק היו מבוססות על אסטרולוגיה וידע של אסטרולוגים. הודות למחקריהם על שמי הלילה, התרחשה היווצרות האופטיקה. הצטברות הידע האסטרונומי לא יכלה אלא להשפיע על התפתחות המתמטיקה. עם זאת, תיאורטית כדי להסביר את הסיבותתופעות הטבע של הקדמונים לא יכלו. הכוהנים ייחסו ברקים וליקויי חמה לזעם האלוהי, שלא היה לו שום קשר למדע.
במקביל, המצרים הקדמונים למדו למדוד אורך, משקל וזווית. ידע זה היה הכרחי לאדריכלים בבניית פירמידות ומקדשים מונומנטליים. מכניקה שימושית פותחה. גם הבבלים היו חזקים בו. הם, בהתבסס על הידע האסטרונומי שלהם, החלו לנצל את היום כדי למדוד זמן.
ההיסטוריה הסינית העתיקה של הפיזיקה החלה במאה ה-7 לפני הספירה. ה. הניסיון המצטבר במלאכה ובבנייה היה נתון לניתוח מדעי, שתוצאותיו הוצגו בכתבים פילוסופיים. המחבר המפורסם ביותר שלהם הוא מו-צו, שחי במאה ה-4 לפני הספירה. ה. הוא עשה את הניסיון הראשון לנסח את החוק היסודי של האינרציה. כבר אז, הסינים היו הראשונים שהמציאו את המצפן. הם גילו את חוקי האופטיקה הגיאומטרית וידעו על קיומה של הקמרה אובסקורה. באימפריה השמימית הופיעו תחילתה של תורת המוזיקה והאקוסטיקה, שבמשך זמן רב לא נחשדו במערב.
Antiquity
ההיסטוריה העתיקה של הפיזיקה ידועה בעיקר בזכות הפילוסופים היוונים. המחקר שלהם התבסס על ידע גיאומטרי ואלגברי. למשל, הפיתגוראים היו הראשונים שהכריזו שהטבע מציית לחוקים האוניברסליים של המתמטיקה. היוונים ראו דפוס זה באופטיקה, אסטרונומיה, מוזיקה, מכניקה ודיסציפלינות אחרות.
ההיסטוריה של התפתחות הפיזיקה כמעט ולא מוצגת ללא יצירותיהם של אריסטו, אפלטון, ארכימדס, לוקרטיוסקארה וג'רונה. יצירותיהם שרדו עד ימינו בצורה שלמה למדי. פילוסופים יווניים נבדלו מבני זמננו ממדינות אחרות בכך שהם הסבירו חוקים פיזיקליים לא באמצעות מושגים מיתיים, אלא אך ורק מנקודת מבט מדעית. במקביל, גם ההלנים עשו טעויות גדולות. אלה כוללים את המכניקה של אריסטו. ההיסטוריה של התפתחות הפיזיקה כמדע חייבת רבות להוגי הלס, ולו רק בגלל שהפילוסופיה הטבעית שלהם נשארה הבסיס של המדע הבינלאומי עד המאה ה-17.
תרומתם של היוונים האלכסנדרוניים
דמוקריטוס ניסח את תורת האטומים, לפיה כל הגופים מורכבים מחלקיקים בלתי ניתנים לחלוקה וזעירים. אמפדוקלס הציע את חוק שימור החומר. ארכימדס הניח את היסודות להידרוסטטיקה ולמכניקה, תוך שהוא מתאר את התיאוריה של המנוף וחישב את גודל כוח הציפה של נוזל. הוא גם הפך למחבר המונח "מרכז הכובד".
הרון היווני האלכסנדרוני נחשב לאחד המהנדסים הגדולים בהיסטוריה האנושית. הוא יצר טורבינת קיטור, ידע כללי על גמישות האוויר והדחיסה של גזים. ההיסטוריה של התפתחות הפיזיקה והאופטיקה נמשכה הודות לאוקלידס, שחקר את תורת המראות וחוקי הפרספקטיבה.
ימי הביניים
לאחר נפילת האימפריה הרומית באה קריסת הציוויליזציה העתיקה. ידע רב נשכח. אירופה עצרה את התפתחותה המדעית במשך כמעט אלף שנים. מנזרים נוצריים הפכו למקדשי ידע והצליחו לשמר חלק מכתבי העבר. עם זאת, הכנסייה עצמה הפריעה את ההתקדמות. היא הכניעה את הפילוסופיהדוקטרינה תיאולוגית. הוגים שניסו לחרוג ממנו הוכרזו ככופרים ונענשו בחומרה על ידי האינקוויזיציה.
על רקע זה, הבכורה במדעי הטבע עברה למוסלמים. ההיסטוריה של הופעת הפיזיקה בקרב הערבים קשורה לתרגום לשפתם של יצירותיהם של מדענים יווניים עתיקים. על בסיסם, הוגי המזרח גילו מספר תגליות חשובות משלהם. לדוגמה, הממציא אל-ג'זירי תיאר את גל הארכובה הראשון.
קיפאון אירופאי נמשך עד לרנסנס. בימי הביניים הומצאו משקפיים בעולם הישן והוסבר מראה הקשת בענן. הפילוסוף הגרמני בן המאה ה-15 ניקולאי מקוזה היה הראשון שהציע שהיקום הוא אינסופי, ובכך הקדים את זמנו בהרבה. כמה עשורים לאחר מכן הפך ליאונרדו דה וינצ'י למגלה תופעת הנימים וחוק החיכוך. הוא גם ניסה ליצור מכונת תנועה מתמדת, אך לאחר שלא הצליח להתמודד עם המשימה הזו, הוא החל להוכיח תיאורטית את חוסר הביצוע של פרויקט כזה.
רנסנס
בשנת 1543 פרסם האסטרונום הפולני ניקולאוס קופרניקוס את יצירת חייו העיקרית, "על סיבוב גרמי שמימיים". בספר זה, לראשונה בעולם הישן הנוצרי, נעשה ניסיון להגן על המודל ההליוצנטרי של העולם, לפיו כדור הארץ סובב סביב השמש, ולא להיפך, כמו המודל הגיאוצנטרי התלמי שאימץ הכנסייה הציעה. פיזיקאים רבים ותגליותיהם טוענים שהם גדולים, אך הופעתו של הספר "על סיבוב גרמי שמיים" היא שנחשבת לתחילתה של מהפכה מדעית, שגררה בעקבותיההופעתה לא רק של הפיזיקה המודרנית, אלא של המדע המודרני בכללותו.
מדען מפורסם נוסף בתקופה המודרנית, גלילאו גליליי, ידוע בעיקר בזכות המצאת הטלסקופ שלו (הוא גם המציא את מד החום). בנוסף, הוא ניסח את חוק האינרציה ואת עקרון היחסות. הודות לתגליותיו של גלילאו, נולדה מכניקה חדשה לחלוטין. בלעדיו, ההיסטוריה של חקר הפיזיקה הייתה נעצרת במשך זמן רב. גלילאו, כמו רבים מבני דורו רחבי האופקים, נאלץ להתנגד ללחץ הכנסייה, בניסיון בכוחה האחרון להגן על הסדר הישן.
XVII century
העניין הגובר במדע נמשך אל המאה ה-17. המכונאי והמתמטיקאי הגרמני יוהנס קפלר הפך למגלה חוקי התנועה הפלנטרית במערכת השמש (חוקי קפלר). הוא תיאר את דעותיו בספר "אסטרונומיה חדשה", שפורסם ב-1609. קפלר התנגד לתלמי, והגיע למסקנה שכוכבי הלכת נעים באליפסות, ולא במעגלים, כפי שהאמינו בעת העתיקה. אותו מדען תרם תרומה משמעותית לפיתוח האופטיקה. הוא חקר רוחק ראייה וקוצר ראייה, והבהיר את התפקודים הפיזיולוגיים של עדשת העין. קפלר הציג את המושגים של ציר אופטי ומיקוד, ניסח את תורת העדשות.
רנה דקארט הצרפתי יצר דיסציפלינה מדעית חדשה - גיאומטריה אנליטית. הוא גם הציע את חוק שבירת האור. יצירתו העיקרית של דקארט הייתה הספר "עקרונות הפילוסופיה", שפורסם ב-1644.
מעטים הפיזיקאים ותגליותיהם מפורסמים כמו האנגלי אייזק ניוטון. בְּב-1687 הוא כתב ספר מהפכני, העקרונות המתמטיים של הפילוסופיה הטבעית. בו התווה החוקר את חוק הכבידה האוניברסלית ואת שלושת חוקי המכניקה (הידועים גם בתור חוקי ניוטון). מדען זה עבד על תורת הצבעים, אופטיקה, חשבון אינטגרלי ודיפרנציאלי. ההיסטוריה של הפיזיקה, ההיסטוריה של חוקי המכניקה - כל זה קשור קשר הדוק עם תגליות ניוטון.
New Frontiers
המאה ה-18 העניקה למדע שמות בולטים רבים. לאונרד אוילר בולט ביניהם. מכונאי ומתמטיקאי שוויצרי זה כתב יותר מ-800 עבודות על פיזיקה וחלקים כמו ניתוח מתמטי, מכניקה שמימית, אופטיקה, תורת המוזיקה, בליסטיקה וכו'. האקדמיה למדעים של סנט פטרבורג הכירה בו כאקדמיה שלהם, וזו הסיבה שאולר השקיע חלק משמעותי מחייו ברוסיה. החוקר הזה הוא שהניח את היסודות למכניקה אנליטית.
מעניין שההיסטוריה של נושא הפיזיקה התפתחה כפי שאנו מכירים אותה, לא רק בזכות מדענים מקצועיים, אלא גם לחוקרים חובבים, המפורסמים הרבה יותר בתפקיד אחר לגמרי. הדוגמה הבולטת ביותר לאוטודידקט כזה היה הפוליטיקאי האמריקאי בנג'מין פרנקלין. הוא המציא את מוט הברק, תרם תרומה רבה לחקר החשמל והניח הנחה לגבי הקשר שלו עם תופעת המגנטיות.
בסוף המאה ה-18, אלסנדרו וולטה האיטלקי יצר את "העמוד הוולטאי". ההמצאה שלו הייתה הסוללה החשמלית הראשונה בהיסטוריה האנושית. מאה זו התאפיינה גם בהופעתו של מדחום כספית, שיצרוהיה גבריאל פרנהייט. המצאה חשובה נוספת הייתה המצאת מנוע הקיטור, שהתרחשה ב-1784. זה הוליד אמצעי ייצור חדשים וארגון מחדש של התעשייה.
תגליות יישומיות
אם ההיסטוריה של ראשית הפיזיקה התפתחה על בסיס שהמדע היה צריך להסביר את הסיבה לתופעות הטבע, אז במאה ה-19 המצב השתנה באופן משמעותי. עכשיו יש לה ייעוד חדש. מהפיסיקה החלו לדרוש שליטה בכוחות הטבע. בהקשר זה, לא רק פיזיקה ניסיונית, אלא גם פיסיקה יישומית החלה להתפתח במהירות. "ניוטון החשמל" של אנדרה-מארי אמפר הציג מושג חדש של זרם חשמלי. מייקל פאראדיי עבד באותו אזור. הוא גילה את תופעת האינדוקציה האלקטרומגנטית, חוקי האלקטרוליזה, דיאמגנטיות והפך למחברם של מונחים כמו אנודה, קתודה, דיאלקטרי, אלקטרוליט, פרמגנטיות, דיאמגנטיות וכו'.
חלקים חדשים במדע הופיעו. תרמודינמיקה, תורת האלסטיות, מכניקה סטטיסטית, פיזיקה סטטיסטית, רדיופיזיקה, תורת הגמישות, סיסמולוגיה, מטאורולוגיה - כולם יצרו תמונה מודרנית אחת של העולם.
במאה ה-19 צצו מודלים ומושגים מדעיים חדשים. תומס יאנג ביסס את חוק שימור האנרגיה, ג'יימס קלרק מקסוול הציע תיאוריה אלקטרומגנטית משלו. הכימאי הרוסי דמיטרי מנדלייב הפך למחבר של המערכת התקופתית של יסודות שהשפיעו באופן משמעותי על הפיזיקה כולה. במחצית השנייה של המאה הופיעו הנדסת חשמל ומנוע הבעירה הפנימית. הם הפכו לפירות של פיזיקה יישומית, שהתמקדו בפתרון בעיות מסוימות.משימות טכנולוגיות.
Rethinking Science
במאה ה-20, ההיסטוריה של הפיזיקה, בקיצור, עברה לשלב שבו החל המשבר של מודלים תיאורטיים קלאסיים מבוססים. הנוסחאות המדעיות הישנות החלו לסתור את הנתונים החדשים. לדוגמה, חוקרים מצאו שמהירות האור אינה תלויה במסגרת ייחוס בלתי ניתנת לערעור לכאורה. בתחילת המאה התגלו תופעות שדרשו הסבר מפורט: אלקטרונים, רדיואקטיביות, קרני רנטגן.
בשל התעלומות המצטברות, התרחשה עדכון של הפיזיקה הקלאסית הישנה. האירוע המרכזי במהפכה מדעית רגילה זו היה הביסוס של תורת היחסות. מחברו היה אלברט איינשטיין, שסיפר לראשונה לעולם על הקשר העמוק בין מרחב וזמן. ענף חדש של הפיזיקה התיאורטית צמח - פיזיקת הקוונטים. כמה מדענים מפורסמים בעולם השתתפו בגיבושו בבת אחת: מקס פלאנק, מקס בוהן, ארווין שרדינגר, פול ארנפסט ואחרים.
אתגרים מודרניים
במחצית השנייה של המאה ה-20 עברה ההיסטוריה של התפתחות הפיזיקה, שהכרונולוגיה שלה נמשכת גם היום, לשלב חדש מיסודו. תקופה זו התאפיינה בפריחה של חקר החלל. האסטרופיזיקה עשתה קפיצת מדרגה חסרת תקדים. הופיעו טלסקופי חלל, בדיקות בין-פלנטריות, גלאים של קרינה מחוץ לכדור הארץ. החל מחקר מפורט של הנתונים הפיזיקליים של גופים שונים של כוכב הלכת השמש. בעזרת הטכנולוגיה המודרנית, מדענים גילו כוכבי לכת וכוכבי תאורה חדשים, כוללכולל גלקסיות רדיו, פולסרים וקוואזרים.
החלל ממשיך להיות גדוש בתעלומות לא פתורות רבות. נחקרים גלי כבידה, אנרגיה אפלה, חומר אפל, האצת התפשטות היקום והמבנה שלו. הרחבת תיאוריית המפץ הגדול. הנתונים שניתן להשיג בתנאים יבשתיים קטנים באופן לא פרופורציונלי בהשוואה לכמות העבודה שיש למדענים בחלל.
בעיות המרכזיות העומדות בפני פיזיקאים כיום כוללות מספר אתגרים מהותיים: פיתוח גרסה קוונטית של תורת הכבידה, הכללה של מכניקת הקוונטים, איחוד כל כוחות האינטראקציה הידועים לתיאוריה אחת, החיפוש אחר "כוונן עדין". של היקום", כמו גם ההגדרה המדויקת של תופעות של אנרגיה אפלה וחומר אפל.
