على الرغم من أن تاريخ الفيزياء كعلم مستقلبدأت فقط في القرن السابع عشر ، وتعود أصولها إلى أعمق العصور القديمة ، عندما بدأ الناس في تنظيم معرفتهم الأولى بالعالم من حولهم. حتى العصر الحديث ، كانوا ينتمون إلى الفلسفة الطبيعية ويتضمنون معلومات حول الميكانيكا وعلم الفلك وعلم وظائف الأعضاء. بدأ التاريخ الحقيقي للفيزياء بفضل تجارب جاليليو وطلابه. أيضًا ، وضع نيوتن أساس هذا النظام.
ظهرت المفاهيم الأساسية في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر: الطاقة ، الكتلة ، الذرات ، الزخم ، إلخ. في القرن العشرين ، أصبحت حدود الفيزياء الكلاسيكية واضحة (بالإضافة إلى فيزياء الكم ، نظرية النسبية ، نظرية الجسيمات الدقيقة ، إلخ). يتم استكمال معرفة العلوم الطبيعية اليوم ، حيث يُترك الباحثون مع العديد من المشكلات والأسئلة التي لم يتم حلها حول طبيعة عالمنا والكون بأسره.
العصور القديمة
العديد من الديانات الوثنية في العالم القديمعلى أساس علم التنجيم ومعرفة المنجمين. بفضل دراساتهم لسماء الليل ، تم تشكيل البصريات. لا يمكن لتراكم المعرفة الفلكية إلا أن يؤثر على تطور الرياضيات. ومع ذلك ، لم يتمكن القدماء من الناحية النظرية من تفسير أسباب الظواهر الطبيعية. عزا الكهنة البرق وخسوف الشمس إلى الغضب الإلهي الذي لا علاقة له بالعلم.
في نفس الوقت ، في مصر القديمة ، تعلموا القياسالطول والوزن والزاوية. كانت هذه المعرفة ضرورية للمهندسين المعماريين في بناء الأهرامات والمعابد الضخمة. تم تطوير الميكانيكا التطبيقية. كان البابليون أيضًا أقوياء فيها. بدأوا ، بناءً على معرفتهم الفلكية ، في استخدام اليوم لقياس الوقت.
بدأ تاريخ الفيزياء الصيني القديم في السابعالقرن ما قبل الميلاد ه. خضعت الخبرة المتراكمة في الحرف والبناء لتحليل علمي ، وظهرت نتائجها في الكتابات الفلسفية. أشهر مؤلفها هو مو-تزو ، الذي عاش في القرن الرابع قبل الميلاد. ه. قام بأول محاولة لصياغة القانون الأساسي للقصور الذاتي. حتى ذلك الحين ، كان الصينيون أول من اخترع البوصلة. اكتشفوا قوانين البصريات الهندسية وعرفوا عن وجود الكاميرا المظلمة. في المملكة الوسطى ، ظهرت بدايات نظرية الموسيقى والصوتيات ، والتي لم يشتبه بها الغرب لفترة طويلة.
العصور القديمة
من المعروف أن التاريخ القديم للفيزياءبفضل الفلاسفة اليونانيين. استند بحثهم إلى المعرفة الهندسية والجبرية. على سبيل المثال ، كان الفيثاغوريون أول من أعلن أن الطبيعة تخضع للقوانين العالمية للرياضيات. رأى الإغريق هذا النمط في علم البصريات وعلم الفلك والموسيقى والميكانيكا وغيرها من التخصصات.
يصعب تخيل تاريخ تطور الفيزياءبدون أعمال أرسطو وأفلاطون وأرخميدس ولوكريتيوس كارا وهيرون. لقد نجت أعمالهم حتى عصرنا في شكل كامل إلى حد ما. اختلف الفلاسفة اليونانيون عن معاصريهم من البلدان الأخرى في أنهم شرحوا القوانين الفيزيائية ليس من خلال المفاهيم الأسطورية ، ولكن بشكل صارم من وجهة نظر علمية. في الوقت نفسه ، ارتكب الإغريق أيضًا أخطاء كبيرة. وتشمل هذه ميكانيكا أرسطو. يدين تاريخ تطور الفيزياء كعلم بالكثير لمفكري هيلاس ، لولا حقيقة أن فلسفتهم الطبيعية ظلت أساس العلوم الدولية حتى القرن السابع عشر.
مساهمة من اليونانيين السكندريين
صاغ ديموقريطوس نظرية الذرات ، بحسبالتي تتكون كل الأجسام من جزيئات صغيرة وغير قابلة للتجزئة. اقترح إيمبيدوكليس قانون حفظ المادة. وضع أرخميدس أسس الهيدروستاتيك والميكانيكا ، ووضع الخطوط العريضة لنظرية الرافعة وحساب حجم القوة الطافية للسائل. كما أصبح مؤلف مصطلح "مركز الثقل".
ويعتبر مالك الحزين اليوناني السكندري أحدأعظم المهندسين في تاريخ البشرية. ابتكر توربينات بخارية ، معرفة عامة حول مرونة الهواء وانضغاطية الغازات. استمر تاريخ تطور الفيزياء والبصريات بفضل إقليدس ، الذي درس نظرية المرايا وقوانين المنظور.
العصور الوسطى
بعد سقوط الإمبراطورية الرومانية جاء الانهيارالحضارة القديمة. لقد نسي الكثير من المعرفة. توقفت أوروبا عن تطورها العلمي منذ ما يقرب من ألف عام. أصبحت الأديرة المسيحية معابد المعرفة، والتي تمكنت من الحفاظ على بعض أعمال الماضي. ومع ذلك، أعاقت الكنيسة نفسها التقدم. لقد أخضعت الفلسفة للعقيدة اللاهوتية. تم إعلان المفكرين الذين حاولوا تجاوز حدوده زنادقة ومعاقبتهم بشدة من قبل محاكم التفتيش.
وعلى هذه الخلفية، الأولوية في العلوم الطبيعيةانتقلت إلى المسلمين. يرتبط تاريخ ظهور الفيزياء عند العرب بترجمة أعمال العلماء اليونانيين القدماء إلى لغتهم. وبناءً عليها، قام المفكرون الشرقيون بالعديد من الاكتشافات المهمة الخاصة بهم. على سبيل المثال، وصف المخترع الجزيري أول عمود مرفقي.
استمر الركود الأوروبي حتى عصر النهضة.خلال العصور الوسطى، تم اختراع النظارات في العالم القديم وتم شرح أصل قوس قزح. كان الفيلسوف الألماني نيكولاس الكوزا في القرن الخامس عشر أول من اقترح أن الكون لانهائي، وبالتالي كان متقدمًا على عصره بفارق كبير. وبعد بضعة عقود، أصبح ليوناردو دافنشي مكتشف ظاهرة الشعيرات الدموية وقانون الاحتكاك. لقد حاول أيضًا إنشاء آلة ذات حركة أبدية، ولكن بعد فشله في التعامل مع هذه المهمة، بدأ نظريًا في إثبات عدم إمكانية تطبيق مثل هذا المشروع.
عصر النهضة
في عام 1543، اكتشف عالم الفلك البولندي نيكولاس كوبرنيكوسنشر العمل الرئيسي في حياته "حول دوران الأجرام السماوية". في هذا الكتاب، ولأول مرة في العالم المسيحي القديم، تمت محاولة الدفاع عن نموذج مركزية الشمس للعالم، والذي بموجبه تدور الأرض حول الشمس، وليس العكس، كما يفترض نموذج مركزية الأرض لبطليموس. مقبولة من قبل الكنيسة. يزعم العديد من علماء الفيزياء واكتشافاتهم أنها عظيمة، لكن ظهور كتاب “حول دوران الأجرام السماوية” هو الذي يعتبر بداية الثورة العلمية، التي أعقبها ظهور ليس الفيزياء الحديثة فحسب، بل أيضًا العلوم الحديثة بشكل عام.
عالم حديث مشهور آخر غاليليواشتهر جاليليو باختراعه التلسكوب (وهو أيضًا من اخترع مقياس الحرارة). وبالإضافة إلى ذلك، صاغ قانون القصور الذاتي ومبدأ النسبية. بفضل اكتشافات غاليليو، ولدت ميكانيكا جديدة تماما. بدونه لكان تاريخ دراسة الفيزياء راكدًا لفترة طويلة. كان على جاليليو، مثل العديد من معاصريه واسعي الأفق، أن يقاوم ضغوط الكنيسة التي كانت تحاول بكل قوتها الدفاع عن النظام القديم.
القرن السابع عشر
استمر الاهتمام المتزايد بالعلم وفي القرن السابع عشر. أصبح الميكانيكي وعالم الرياضيات الألماني يوهانس كيبلر مكتشف قوانين حركة الكواكب في النظام الشمسي (قوانين كيبلر). وقد أوجز وجهات نظره في كتاب "علم الفلك الجديد" الذي نشر عام 1609. عارض كيبلر بطليموس، وخلص إلى أن الكواكب تتحرك في شكل بيضاوي، وليس في دوائر، كما كان يعتقد في العصور القديمة. قدم نفس العالم مساهمة كبيرة في تطوير البصريات. درس طول النظر وقصر النظر، واكتشف الوظائف الفسيولوجية لعدسة العين. قدم كيبلر مفاهيم المحور البصري والتركيز وصاغ نظرية العدسات.
أنشأ الفرنسي رينيه ديكارت نظامًا علميًا جديدًا - الهندسة التحليلية. كما اقترح قانون انكسار الضوء. كان العمل الرئيسي لديكارت هو كتاب "مبادئ الفلسفة"، الذي نشر عام 1644.
قليل من الفيزيائيين معروفون واكتشافاتهمتمامًا مثل الإنجليزي إسحاق نيوتن. وفي عام 1687، كتب كتابًا ثوريًا بعنوان المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية. وفيه أوضح الباحث قانون الجاذبية العالمية وقوانين الميكانيكا الثلاثة (المعروفة أيضًا بقوانين نيوتن). عمل هذا العالم على نظرية الألوان والبصريات وحساب التكامل والتفاضل. تاريخ الفيزياء وتاريخ قوانين الميكانيكا - كل هذا يرتبط ارتباطًا وثيقًا باكتشافات نيوتن.
آفاق جديدة
أعطى القرن الثامن عشر للعلم العديد من الأسماء البارزة.ومن بينهم ليونارد أويلر يبرز بشكل خاص. كتب هذا الميكانيكي وعالم الرياضيات السويسري أكثر من 800 عمل في الفيزياء ومجالات مثل التحليل الرياضي، والميكانيكا السماوية، والبصريات، ونظرية الموسيقى، والمقذوفات، وما إلى ذلك. وقد اعترفت به أكاديمية سانت بطرسبرغ للعلوم كأكاديمي لها، ولهذا السبب أمضى أويلر فترة من الزمن. جزء كبير من حياته في روسيا. وكان هذا الباحث هو الذي وضع الأساس للميكانيكا التحليلية.
ومن المثير للاهتمام أن تاريخ موضوع الفيزياء قد تطوربالطريقة التي نعرفها، ليس فقط بفضل العلماء المحترفين، ولكن أيضًا للباحثين الهواة، المعروفين بشكل أفضل بقدرة مختلفة تمامًا. وكان أبرز مثال على مثل هذا الشخص الذي علم نفسه بنفسه هو السياسي الأمريكي بنجامين فرانكلين. لقد اخترع مانعة الصواعق، وقدم مساهمة كبيرة في دراسة الكهرباء وافترض ارتباطها بظاهرة المغناطيسية.
في نهاية القرن الثامن عشر، الإيطالي أليساندروأنشأ فولتا "العمود الفولتية". وأصبح اختراعه أول بطارية كهربائية في تاريخ البشرية. شهد هذا القرن أيضًا إدخال مقياس الحرارة الزئبقي، الذي ابتكره غابرييل فهرنهايت. حدث مهم آخر في مجال الاختراع كان اختراع المحرك البخاري، والذي حدث في عام 1784. وأدى إلى ظهور وسائل إنتاج جديدة وإعادة الهيكلة الصناعية.
الاكتشافات التطبيقية
إذا كان تاريخ بداية الفيزياء تطور على أساسوبما أن العلم كان عليه أن يفسر سبب الظواهر الطبيعية، فقد تغير الوضع بشكل كبير في القرن التاسع عشر. الآن لديها دعوة جديدة. بدأت الفيزياء مطلوبة للسيطرة على القوى الطبيعية. في هذا الصدد، لم تبدأ الفيزياء التجريبية فقط، ولكن أيضا الفيزياء التطبيقية في التطور بسرعة. قدم "نيوتن الكهرباء" أندريه ماري أمبير مفهومًا جديدًا للتيار الكهربائي. عمل مايكل فاراداي في نفس المنطقة. اكتشف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، وقوانين التحليل الكهربائي، وضعف النفاذية المغناطيسية، وأصبح مؤلفًا لمصطلحات مثل الأنود، والكاثود، والعازل الكهربائي، والكهارل، والمغناطيسية المسايرة، والنفاذية المغناطيسية، وما إلى ذلك.
ظهرت فروع جديدة من العلوم.الديناميكا الحرارية، ونظرية المرونة، والميكانيكا الإحصائية، والفيزياء الإحصائية، والفيزياء الإشعاعية، ونظرية المرونة، وعلم الزلازل، والأرصاد الجوية - شكلت جميعها صورة واحدة حديثة للعالم.
في القرن التاسع عشر، ظهرت نماذج علمية جديدةالمفاهيم. أثبت توماس يونغ قانون الحفاظ على الطاقة، واقترح جيمس كليرك ماكسويل نظريته الكهرومغناطيسية. أصبح الكيميائي الروسي ديمتري مندليف مؤلف النظام الدوري للعناصر الذي أثر بشكل كبير على الفيزياء بأكملها. وفي النصف الثاني من القرن ظهرت الهندسة الكهربائية ومحرك الاحتراق الداخلي. لقد أصبحت ثمار الفيزياء التطبيقية، التي تركز على حل بعض المشاكل التكنولوجية.
إعادة النظر في العلوم
في القرن العشرين، مر تاريخ الفيزياء، باختصارإلى المرحلة التي حدثت فيها أزمة في النماذج النظرية الكلاسيكية القائمة بالفعل. بدأت الصيغ العلمية القديمة تتعارض مع البيانات الجديدة. على سبيل المثال، وجد الباحثون أن سرعة الضوء لا تعتمد على إطار مرجعي يبدو غير قابل للاهتزاز. في مطلع القرن، تم اكتشاف الظواهر التي تتطلب شرحا مفصلا: الإلكترونات، النشاط الإشعاعي، الأشعة السينية.
ونظرا للأسرار المتراكمة، أمراجعة للفيزياء الكلاسيكية القديمة. كان الحدث الرئيسي في هذه الثورة العلمية القادمة هو إثبات النظرية النسبية. كان مؤلفها ألبرت أينشتاين، الذي أخبر العالم لأول مرة عن العلاقة العميقة بين المكان والزمان. لقد ظهر فرع جديد من الفيزياء النظرية - فيزياء الكم. شارك في تشكيلها العديد من العلماء المشهورين عالميًا: ماكس بلانك، ماكس بون، إروين شرودنغر، بول إهرنفيست وآخرين.
التحديات الحديثة
في النصف الثاني من القرن العشرين، تاريخ التنميةانتقلت الفيزياء، التي يستمر التسلسل الزمني لها اليوم، إلى مرحلة جديدة بشكل أساسي. كانت هذه الفترة بمثابة ذروة استكشاف الفضاء. حققت الفيزياء الفلكية قفزة غير مسبوقة. ظهرت التلسكوبات الفضائية والمسابير بين الكواكب وأجهزة الكشف عن الإشعاع خارج كوكب الأرض. بدأت دراسة مفصلة للبيانات الفيزيائية للأجسام المختلفة لكوكب الشمس. باستخدام التكنولوجيا الحديثة، اكتشف العلماء الكواكب الخارجية والنجوم الجديدة، بما في ذلك المجرات الراديوية والنجوم النابضة والكوازارات.
الفضاء لا يزال يؤوي الكثيرالأسرار التي لم تحل. تتم دراسة موجات الجاذبية والطاقة المظلمة والمادة المظلمة وتسارع توسع الكون وبنيته. يتم توسيع نظرية الانفجار الكبير. إن البيانات التي يمكن الحصول عليها في الظروف الأرضية صغيرة بشكل غير متناسب مقارنة بكمية العمل الذي يقوم به العلماء في الفضاء.
القضايا الرئيسية التي تواجه الفيزيائييناليوم، تتضمن العديد من التحديات الأساسية: تطوير نسخة كمومية من نظرية الجاذبية، وتعميم ميكانيكا الكم، وتوحيد جميع قوى التفاعل المعروفة في نظرية واحدة، والبحث عن "الضبط الدقيق للكون"، والتحديد الدقيق لظاهرة الطاقة المظلمة والظلام. موضوع.
