Sebbene la storia della fisica come scienza indipendente sia iniziata solo nel 17° secolo, le sue origini risalgono alla più profonda antichità, quando le persone iniziarono a sistematizzare le loro prime conoscenze sul mondo che li circondava. Fino ai tempi moderni appartenevano alla filosofia naturale e includevano informazioni sulla meccanica, l'astronomia e la fisiologia. La vera storia della fisica iniziò grazie agli esperimenti di Galileo e dei suoi studenti. Inoltre, le basi di questa disciplina furono gettate da Newton.
Nel 18° e 19° secolo apparvero concetti chiave: energia, massa, atomi, quantità di moto, ecc. Nel 20° secolo divennero evidenti i limiti della fisica classica (oltre ad essa, la fisica quantistica, la teoria della sono nate la relatività, la teoria delle microparticelle, ecc.). d.). La conoscenza delle scienze naturali viene integrata ancora oggi, poiché i ricercatori affrontano molti problemi irrisolti e domande sulla natura del nostro mondo e dell'intero universo.
Antichità
Molte religioni pagane del mondo antico erano basate sull'astrologia e sulla conoscenza degli astrologi. Grazie ai loro studi sul cielo notturno, ebbe luogo la formazione dell'ottica. L'accumulo di conoscenze astronomiche non poteva che influenzare lo sviluppo della matematica. Tuttavia, in teoria per spiegare le ragionii fenomeni naturali degli antichi non potevano. I sacerdoti attribuivano i fulmini e le eclissi solari all'ira divina, che non aveva nulla a che fare con la scienza.
Allo stesso tempo, gli antichi egizi impararono a misurare la lunghezza, il peso e l'angolo. Questa conoscenza era necessaria per gli architetti nella costruzione di piramidi e templi monumentali. Sviluppata la meccanica applicata. Anche i babilonesi ne erano forti. Sulla base delle loro conoscenze astronomiche, iniziarono a usare il giorno per misurare il tempo.
L'antica storia della fisica cinese iniziò nel VII secolo aC. e. L'esperienza accumulata nell'artigianato e nella costruzione è stata sottoposta ad analisi scientifica, i cui risultati sono stati presentati in scritti filosofici. Il loro autore più famoso è Mo-tzu, vissuto nel IV secolo a. C. e. Fece il primo tentativo di formulare la legge fondamentale dell'inerzia. Già allora, i cinesi furono i primi a inventare la bussola. Scoprirono le leggi dell'ottica geometrica e sapevano dell'esistenza della camera oscura. Nel Celeste Impero apparvero gli inizi della teoria della musica e dell'acustica, che per molto tempo non furono sospettati in Occidente.
Antichità
L'antica storia della fisica è meglio conosciuta grazie ai filosofi greci. La loro ricerca si basava su conoscenze geometriche e algebriche. Ad esempio, i Pitagorici furono i primi a dichiarare che la natura obbedisce alle leggi universali della matematica. I greci videro questo modello in ottica, astronomia, musica, meccanica e altre discipline.
La storia dello sviluppo della fisica è difficilmente presentata senza le opere di Aristotele, Platone, Archimede, LucrezioKara e Girona. Le loro opere sono sopravvissute ai nostri tempi in una forma abbastanza completa. I filosofi greci differivano dai contemporanei di altri paesi in quanto spiegavano le leggi fisiche non con concetti mitici, ma rigorosamente da un punto di vista scientifico. Allo stesso tempo, anche gli elleni hanno commesso gravi errori. Questi includono la meccanica di Aristotele. La storia dello sviluppo della fisica come scienza deve molto ai pensatori dell'Ellade, se non altro perché la loro filosofia naturale rimase la base della scienza internazionale fino al XVII secolo.
Contributo dei Greci Alessandrini
Democrito formulò la teoria degli atomi, secondo la quale tutti i corpi sono costituiti da minuscole particelle indivisibili. Empedocle propone la legge di conservazione della materia. Archimede pose le basi dell'idrostatica e della meccanica, delineando la teoria della leva e calcolando l'entità della forza di galleggiamento di un fluido. Divenne anche l'autore del termine "centro di gravità".
Airone il greco alessandrino è considerato uno dei più grandi ingegneri della storia umana. Ha creato una turbina a vapore, conoscenza generalizzata dell'elasticità dell'aria e della comprimibilità dei gas. La storia dello sviluppo della fisica e dell'ottica continua grazie a Euclide, che studiò la teoria degli specchi e le leggi della prospettiva.
Medioevo
Dopo la caduta dell'Impero Romano, arrivò il crollo dell'antica civiltà. Molte conoscenze sono state dimenticate. L'Europa ha interrotto il suo sviluppo scientifico per quasi mille anni. I monasteri cristiani sono diventati templi della conoscenza e sono riusciti a preservare alcuni degli scritti del passato. Tuttavia, il progresso è stato ostacolato dalla chiesa stessa. Ha sottomesso la filosofiadottrina teologica. I pensatori che cercavano di andare oltre furono dichiarati eretici e severamente puniti dall'Inquisizione.
In questo contesto, il primato nelle scienze naturali passò ai musulmani. La storia dell'emergere della fisica tra gli arabi è collegata alla traduzione nella loro lingua delle opere degli scienziati dell'antica Grecia. Sulla base delle loro basi, i pensatori dell'Oriente fecero proprie importanti scoperte. Ad esempio, l'inventore Al-Jaziri descrisse il primo albero a gomiti.
La stagnazione europea durò fino al Rinascimento. Durante il Medioevo, nel Vecchio Mondo furono inventati gli occhiali e fu spiegato l'aspetto dell'arcobaleno. Il filosofo tedesco del XV secolo Nicola di Cusa fu il primo a suggerire che l'universo è infinito, e quindi molto in anticipo sui tempi. Pochi decenni dopo, Leonardo da Vinci divenne lo scopritore del fenomeno della capillarità e della legge di attrito. Ha anche provato a creare una macchina a moto perpetuo, ma non essendo riuscito a far fronte a questo compito, ha iniziato a dimostrare teoricamente l'impraticabilità di un tale progetto.
Rinascimento
Nel 1543, l'astronomo polacco Nicolaus Copernicus pubblicò l'opera principale della sua vita, "Sulla rotazione dei corpi celesti". In questo libro, per la prima volta nel Vecchio Mondo cristiano, si è cercato di difendere il modello eliocentrico del mondo, secondo il quale la Terra ruota attorno al Sole, e non viceversa, come il modello geocentrico tolemaico adottato dal chiesa suggerita. Molti fisici e le loro scoperte affermano di essere grandiosi, ma è l'apparizione del libro "Sulla rotazione dei corpi celesti" ad essere considerata l'inizio di una rivoluzione scientifica, a cui seguìcomparsa non solo della fisica moderna, ma della scienza moderna nel suo insieme.
Un altro famoso scienziato dei tempi moderni, Galileo Galilei, è noto soprattutto per la sua invenzione del telescopio (inventò anche il termometro). Inoltre, ha formulato la legge di inerzia e il principio di relatività. Grazie alle scoperte di Galileo nacque una meccanica completamente nuova. Senza di lui, la storia dello studio della fisica sarebbe rimasta a lungo in stallo. Galileo, come molti dei suoi contemporanei di larghe vedute, dovette resistere alla pressione della chiesa, cercando con le sue ultime forze di difendere il vecchio ordine.
XVII secolo
Il crescente interesse per la scienza continuò nel XVII secolo. Il meccanico e matematico tedesco Johannes Keplero divenne lo scopritore delle leggi del moto planetario nel sistema solare (leggi di Keplero). Ha delineato le sue opinioni nel libro "New Astronomy", pubblicato nel 1609. Keplero si oppose a Tolomeo, concludendo che i pianeti si muovono in ellissi e non in cerchi, come si credeva nell'antichità. Lo stesso scienziato ha dato un contributo significativo allo sviluppo dell'ottica. Ha studiato lungimiranza e miopia, delucidando le funzioni fisiologiche del cristallino dell'occhio. Keplero introdusse i concetti di asse ottico e messa a fuoco, formulò la teoria delle lenti.
Il francese René Descartes ha creato una nuova disciplina scientifica: la geometria analitica. Ha anche proposto la legge di rifrazione della luce. L'opera principale di Cartesio fu il libro "Principi di filosofia", pubblicato nel 1644.
Pochi fisici e le loro scoperte sono famosi quanto l'inglese Isaac Newton. ANel 1687 scrisse un libro rivoluzionario, I principi matematici della filosofia naturale. In esso, il ricercatore ha delineato la legge di gravitazione universale e le tre leggi della meccanica (note anche come leggi di Newton). Questo scienziato ha lavorato sulla teoria dei colori, sull'ottica, sul calcolo integrale e differenziale. La storia della fisica, la storia delle leggi della meccanica: tutto questo è strettamente connesso con le scoperte di Newton.
Nuove frontiere
Il 18° secolo ha dato alla scienza molti nomi eccezionali. Tra questi spicca Leonhard Euler. Questo meccanico e matematico svizzero ha scritto più di 800 opere di fisica e sezioni come analisi matematica, meccanica celeste, ottica, teoria musicale, balistica, ecc. L'Accademia delle scienze di San Pietroburgo lo ha riconosciuto come il loro accademico, motivo per cui Eulero ha trascorso un periodo parte significativa della sua vita in Russia. È stato questo ricercatore a gettare le basi per la meccanica analitica.
È interessante che la storia dell'argomento della fisica si sia sviluppata come la conosciamo, grazie non solo a scienziati professionisti, ma anche a ricercatori dilettanti, che sono molto più famosi in una veste completamente diversa. L'esempio più eclatante di tale autodidatta è stato il politico americano Benjamin Franklin. Inventò il parafulmine, diede un grande contributo allo studio dell'elettricità e fece un'ipotesi sulla sua connessione con il fenomeno del magnetismo.
Alla fine del 18° secolo, l'italiano Alessandro Volta creò il “pilastro voltaico”. La sua invenzione è stata la prima batteria elettrica nella storia umana. Questo secolo è stato segnato anche dalla comparsa di un termometro a mercurio, il cui creatoreera Gabriel Fahrenheit. Un' altra importante invenzione fu l'invenzione della macchina a vapore, avvenuta nel 1784. Ha dato origine a nuovi mezzi di produzione e alla ristrutturazione dell'industria.
Scoperte applicate
Se la storia dell'inizio della fisica si è sviluppata sulla base del fatto che la scienza doveva spiegare la causa dei fenomeni naturali, allora nel 19° secolo la situazione è cambiata in modo significativo. Ora ha una nuova vocazione. Dalla fisica cominciò a pretendere il controllo delle forze naturali. A questo proposito, la fisica non solo sperimentale, ma anche applicata iniziò a svilupparsi rapidamente. "Newton of Electricity" di André-Marie Ampère ha introdotto un nuovo concetto di corrente elettrica. Michael Faraday ha lavorato nella stessa area. Scoprì il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, le leggi dell'elettrolisi, del diamagnetismo e divenne autore di termini come anodo, catodo, dielettrico, elettrolita, paramagnetismo, diamagnetismo, ecc.
Sono emerse nuove sezioni di scienza. Termodinamica, teoria dell'elasticità, meccanica statistica, fisica statistica, radiofisica, teoria dell'elasticità, sismologia, meteorologia: tutti formavano un'unica immagine moderna del mondo.
Nel 19° secolo sorsero nuovi modelli e concetti scientifici. Thomas Young ha sostanziato la legge di conservazione dell'energia, James Clerk Maxwell ha proposto la propria teoria elettromagnetica. Il chimico russo Dmitry Mendeleev divenne l'autore del sistema periodico di elementi che influenzò in modo significativo l'intera fisica. Nella seconda metà del secolo compaiono l'ingegneria elettrica e il motore a combustione interna. Sono diventati i frutti della fisica applicata, concentrata sulla risoluzione di determinati problemi.compiti tecnologici.
Ripensare la scienza
Nel XX secolo, la storia della fisica, insomma, è passata allo stadio in cui è iniziata la crisi dei modelli teorici classici già consolidati. Le vecchie formule scientifiche cominciarono a contraddire i nuovi dati. Ad esempio, i ricercatori hanno scoperto che la velocità della luce non dipende da un quadro di riferimento apparentemente incrollabile. A cavallo del secolo furono scoperti fenomeni che richiedevano una spiegazione dettagliata: elettroni, radioattività, raggi X.
A causa dei misteri accumulati, è avvenuta una revisione della vecchia fisica classica. L'evento chiave di questa regolare rivoluzione scientifica è stata la fondatezza della teoria della relatività. Il suo autore fu Albert Einstein, che per primo parlò al mondo della profonda connessione tra spazio e tempo. È emersa una nuova branca della fisica teorica: la fisica quantistica. Diversi scienziati di fama mondiale hanno preso parte contemporaneamente alla sua formazione: Max Planck, Max Bohn, Erwin Schrödinger, Paul Ehrenfest e altri.
Sfide moderne
Nella seconda metà del 20° secolo, la storia dello sviluppo della fisica, la cui cronologia continua ancora oggi, è passata a una fase fondamentalmente nuova. Questo periodo è stato caratterizzato dal fiorire dell'esplorazione spaziale. L'astrofisica ha fatto un s alto senza precedenti. Apparvero telescopi spaziali, sonde interplanetarie, rivelatori di radiazioni extraterrestri. È iniziato uno studio dettagliato dei dati fisici di vari corpi del pianeta solare. Con l'aiuto della tecnologia moderna, gli scienziati hanno scoperto esopianeti e nuovi luminari, tra cuicomprese radiogalassie, pulsar e quasar.
Lo spazio continua a essere irto di molti misteri irrisolti. Sono allo studio le onde gravitazionali, l'energia oscura, la materia oscura, l'accelerazione dell'espansione dell'Universo e la sua struttura. Approfondimento sulla teoria del Big Bang. I dati che possono essere ottenuti in condizioni terrestri sono sproporzionatamente piccoli rispetto a quanto lavoro hanno gli scienziati nello spazio.
I problemi chiave che i fisici devono affrontare oggi includono diverse sfide fondamentali: lo sviluppo di una versione quantistica della teoria gravitazionale, la generalizzazione della meccanica quantistica, l'unificazione di tutte le forze di interazione conosciute in un'unica teoria, la ricerca del "fine tuning dell'Universo", così come l'esatta definizione dei fenomeni di energia oscura e materia oscura.
