على الرغم من أن تاريخ الفيزياء كعلم مستقل لم يبدأ إلا في القرن السابع عشر ، إلا أن أصوله تعود إلى أعمق العصور القديمة ، عندما بدأ الناس في تنظيم معرفتهم الأولى عن العالم 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 الانضباط.
في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ، ظهرت مفاهيم أساسية: الطاقة ، الكتلة ، الذرات ، الزخم ، إلخ. في القرن العشرين ، أصبحت حدود الفيزياء الكلاسيكية واضحة (بالإضافة إلى فيزياء الكم ، نظرية النسبية ، ولدت نظرية الجسيمات الدقيقة ، وما إلى ذلك). د.). يتم استكمال المعرفة بالعلوم الطبيعية حتى اليوم ، حيث يواجه الباحثون العديد من المشكلات والأسئلة التي لم يتم حلها حول طبيعة عالمنا والكون بأسره.
العصور القديمة
استندت العديد من الديانات الوثنية في العالم القديم إلى علم التنجيم ومعرفة المنجمين. بفضل دراستهم لسماء الليل ، تم تشكيل البصريات. لا يمكن لتراكم المعرفة الفلكية إلا أن يؤثر على تطور الرياضيات. ومع ذلك ، من الناحية النظرية لشرح الأسبابلم تستطع الظواهر الطبيعية للقدماء. وعزا الكهنة البرق والكسوف إلى الغضب الإلهي الذي لا علاقة له بالعلم.
في نفس الوقت ، تعلم المصريون القدماء قياس الطول والوزن والزاوية. كانت هذه المعرفة ضرورية للمهندسين المعماريين في بناء الأهرامات والمعابد الضخمة. تم تطوير الميكانيكا التطبيقية. كما كان البابليون أقوياء فيه. بدأوا ، بناءً على معرفتهم الفلكية ، في استخدام اليوم لقياس الوقت.
بدأ تاريخ الفيزياء الصيني القديم في القرن السابع قبل الميلاد. ه. خضعت الخبرة المتراكمة في الحرف والبناء لتحليل علمي عرضت نتائجه في كتابات فلسفية. أشهر مؤلفها هو Mo-tzu ، الذي عاش في القرن الرابع قبل الميلاد. ه. قام بالمحاولة الأولى لصياغة القانون الأساسي للقصور الذاتي. حتى ذلك الحين ، كان الصينيون أول من اخترع البوصلة. اكتشفوا قوانين البصريات الهندسية وعرفوا بوجود الكاميرا المظلمة. في الإمبراطورية السماوية ، ظهرت بدايات نظرية الموسيقى والصوتيات ، والتي لم يشك بها الغرب لفترة طويلة.
العصور القديمة
اشتهر التاريخ القديم للفيزياء بفضل الفلاسفة اليونانيين. اعتمد بحثهم على المعرفة الهندسية والجبرية. على سبيل المثال ، كان الفيثاغورس أول من أعلن أن الطبيعة تخضع للقوانين العالمية للرياضيات. رأى الإغريق هذا النمط في علم البصريات وعلم الفلك والموسيقى والميكانيكا وغيرها من التخصصات.
نادرًا ما يتم تقديم تاريخ تطور الفيزياء بدون أعمال أرسطو وأفلاطون وأرخميدس ولوكريتيوسكارا وجيرونا. لقد نجت أعمالهم حتى عصرنا في شكل كامل إلى حد ما. اختلف الفلاسفة اليونانيون عن المعاصرين من البلدان الأخرى في أنهم شرحوا القوانين الفيزيائية ليس بالمفاهيم الأسطورية ، ولكن بشكل صارم من وجهة نظر علمية. في الوقت نفسه ، ارتكب الهيلينيون أيضًا أخطاء كبيرة. وتشمل هذه ميكانيكا أرسطو. يدين تاريخ تطور الفيزياء كعلم بالكثير لمفكري هيلاس ، فقط لأن فلسفتهم الطبيعية ظلت أساس العلوم الدولية حتى القرن السابع عشر.
مساهمة اليونانيون السكندريون
صاغ ديموقريطوس نظرية الذرات ، والتي بموجبها تتكون كل الأجسام من جسيمات دقيقة وغير قابلة للتجزئة. اقترح إيمبيدوكليس قانون الحفاظ على المادة. وضع أرخميدس أسس الهيدروستاتيكا والميكانيكا ، ووضع الخطوط العريضة لنظرية الرافعة وحساب حجم قوة الطفو للسائل. كما أصبح مؤلف مصطلح "مركز الثقل".
مالك الحزين يعتبر اليوناني السكندري من أعظم المهندسين في تاريخ البشرية. ابتكر توربينات بخارية ، ومعرفة عامة عن مرونة الهواء وانضغاط الغازات. استمر تاريخ تطور الفيزياء والبصريات بفضل إقليدس الذي درس نظرية المرايا وقوانين المنظور.
العصور الوسطى
بعد سقوط الإمبراطورية الرومانية جاء انهيار الحضارة القديمة. تم نسيان الكثير من المعرفة. أوقفت أوروبا تطورها العلمي لما يقرب من ألف عام. أصبحت الأديرة المسيحية معابد للمعرفة واستطاعت الحفاظ على بعض كتابات الماضي. ومع ذلك ، أعاقت الكنيسة التقدم. لقد أخضعت الفلسفةالعقيدة اللاهوتية. المفكرين الذين حاولوا تجاوز ذلك تم إعلان أنهم زنادقة وعاقبوا بشدة من قبل محاكم التفتيش.
على هذه الخلفية ، انتقلت الأولوية في العلوم الطبيعية إلى المسلمين. يرتبط تاريخ ظهور الفيزياء بين العرب بترجمة أعمال العلماء اليونانيين القدماء إلى لغتهم. على أساسهم ، توصل مفكرو الشرق إلى عدة اكتشافات مهمة خاصة بهم. على سبيل المثال ، وصف المخترع الجزيري العمود المرفقي الأول.
استمر الركود الأوروبي حتى عصر النهضة. خلال العصور الوسطى ، تم اختراع النظارات في العالم القديم وتم شرح مظهر قوس قزح. كان الفيلسوف الألماني نيكولاس من كوزا في القرن الخامس عشر أول من اقترح أن الكون لانهائي ، وبالتالي فهو سابق لعصره بكثير. بعد بضعة عقود ، أصبح ليوناردو دافنشي مكتشفًا لظاهرة الشعيرات الدموية وقانون الاحتكاك. لقد حاول أيضًا إنشاء آلة حركة دائمة ، ولكن بعد أن فشل في التعامل مع هذه المهمة ، بدأ نظريًا في إثبات عدم جدوى مثل هذا المشروع.
عصر النهضة
في عام 1543 ، نشر عالم الفلك البولندي نيكولاس كوبرنيكوس العمل الرئيسي في حياته ، "حول دوران الأجرام السماوية". في هذا الكتاب ، ولأول مرة في العالم المسيحي القديم ، جرت محاولة للدفاع عن نموذج مركزية الأرض للعالم ، والذي بموجبه تدور الأرض حول الشمس ، وليس العكس ، مثل نموذج مركزية الأرض البطلمي الذي تبناه العالم. اقترحت الكنيسة. يزعم العديد من الفيزيائيين واكتشافاتهم أنها عظيمة ، لكن ظهور كتاب "في دوران الأجرام السماوية" يعتبر بداية ثورة علمية أعقبهاليس ظهور الفيزياء الحديثة فحسب ، بل ظهور العلم الحديث ككل.
عالم مشهور آخر في العصر الحديث ، جاليليو جاليلي ، اشتهر باختراعه التلسكوب (اخترع أيضًا مقياس الحرارة). بالإضافة إلى ذلك ، صاغ قانون الجمود ومبدأ النسبية. بفضل اكتشافات جاليليو ، ولدت ميكانيكا جديدة تمامًا. بدونه ، كان تاريخ دراسة الفيزياء قد توقف لفترة طويلة. كان على جاليليو ، مثل العديد من معاصريه واسعي الأفق ، أن يقاوم ضغوط الكنيسة ، محاولًا بكل قوته الدفاع عن النظام القديم.
القرن السابع عشر
استمر الاهتمام المتزايد بالعلوم حتى القرن السابع عشر. أصبح عالم الرياضيات والميكانيكي الألماني يوهانس كيبلر مكتشفًا لقوانين حركة الكواكب في النظام الشمسي (قوانين كبلر). وقد أوجز وجهات نظره في كتاب "علم الفلك الجديد" الصادر عام 1609. عارض كبلر بطليموس ، واستنتج أن الكواكب تتحرك في شكل قطع ناقص ، وليس في دوائر ، كما كان يعتقد في العصور القديمة. قدم نفس العالم مساهمة كبيرة في تطوير البصريات. قام بالتحقيق في طول النظر وقصر النظر ، موضحًا الوظائف الفسيولوجية لعدسة العين. قدم كبلر مفاهيم المحور البصري والتركيز ، وصاغ نظرية العدسات.
أنشأ الفرنسي رينيه ديكارت تخصصًا علميًا جديدًا - الهندسة التحليلية. كما اقترح قانون انكسار الضوء. كان العمل الرئيسي لديكارت هو كتاب "مبادئ الفلسفة" ، الذي نُشر عام 1644.
قلة من الفيزيائيين واكتشافاتهم مشهورة مثل الإنجليزي إسحاق نيوتن. فيفي عام 1687 ، كتب كتابًا ثوريًا ، المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية. في ذلك ، حدد الباحث قانون الجاذبية العامة وقوانين الميكانيكا الثلاثة (المعروفة أيضًا باسم قوانين نيوتن). عمل هذا العالم على نظرية الألوان والبصريات وحساب التفاضل والتكامل. تاريخ الفيزياء ، تاريخ قوانين الميكانيكا - كل هذا مرتبط ارتباطًا وثيقًا باكتشافات نيوتن.
حدود جديدة
أعطى القرن الثامن عشر العلم العديد من الأسماء البارزة. يبرز ليونارد أويلر بينهم. كتب هذا الميكانيكي وعالم الرياضيات السويسري أكثر من 800 عمل في الفيزياء وأقسام مثل التحليل الرياضي ، والميكانيكا السماوية ، والبصريات ، ونظرية الموسيقى ، والمقذوفات ، وما إلى ذلك. جزء كبير من حياته في روسيا. كان هذا الباحث هو من وضع الأساس للميكانيكا التحليلية
من المثير للاهتمام أن تاريخ موضوع الفيزياء قد تطور كما نعرفه ، ليس فقط بفضل العلماء المحترفين ، ولكن أيضًا للباحثين الهواة ، الذين هم أكثر شهرة وبقدرة مختلفة تمامًا. كان أبرز مثال على مثل هؤلاء العصاميين هو السياسي الأمريكي بنجامين فرانكلين. اخترع مانع الصواعق ، وقدم مساهمة كبيرة في دراسة الكهرباء وافترض ارتباطه بظاهرة المغناطيسية.
في نهاية القرن الثامن عشر ، أنشأ الإيطالي أليساندرو فولتا "العمود الفولتي". كان اختراعه أول بطارية كهربائية في تاريخ البشرية. تميز هذا القرن أيضًا بظهور مقياس حرارة زئبقي ، منشئهكان غابرييل فهرنهايت. كان الاختراع المهم الآخر هو اختراع المحرك البخاري ، الذي حدث في عام 1784. أدى إلى ظهور وسائل جديدة للإنتاج وإعادة هيكلة الصناعة.
الاكتشافات التطبيقية
إذا كان تاريخ بداية الفيزياء قد تطور على أساس أن العلم كان عليه أن يشرح سبب الظواهر الطبيعية ، فقد تغير الوضع بشكل كبير في القرن التاسع عشر. الآن لديها دعوة جديدة. بدأ من الفيزياء للمطالبة بالسيطرة على القوى الطبيعية. في هذا الصدد ، لم تبدأ الفيزياء التجريبية فحسب ، بل التطبيقية أيضًا في التطور بسرعة. قدم أندريه ماري أمبير "نيوتن للكهرباء" مفهومًا جديدًا للتيار الكهربائي. عمل مايكل فاراداي في نفس المنطقة. اكتشف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ، وقوانين التحليل الكهربائي ، والمغناطيسية ، وأصبح مؤلف مصطلحات مثل الأنود ، والكاثود ، والعازل الكهربائي ، والكهرباء ، والمغناطيسية ، والمغناطيسية ، وما إلى ذلك.
ظهرت أقسام علمية جديدة. الديناميكا الحرارية ، ونظرية المرونة ، والميكانيكا الإحصائية ، والفيزياء الإحصائية ، والفيزياء الإشعاعية ، ونظرية المرونة ، وعلم الزلازل ، والأرصاد الجوية - شكلت جميعها صورة حديثة واحدة للعالم.
في القرن التاسع عشر ، ظهرت نماذج ومفاهيم علمية جديدة. أثبت توماس يونغ قانون حفظ الطاقة ، واقترح جيمس كليرك ماكسويل نظريته الكهرومغناطيسية. أصبح الكيميائي الروسي دميتري مندليف مؤلف النظام الدوري للعناصر التي أثرت بشكل كبير على الفيزياء بأكملها. في النصف الثاني من القرن ، ظهرت الهندسة الكهربائية ومحرك الاحتراق الداخلي. أصبحت ثمار الفيزياء التطبيقية ، التي تركز على حل بعض المشاكل.المهام التكنولوجية.
إعادة التفكير في العلوم
في القرن العشرين ، انتقل تاريخ الفيزياء ، باختصار ، إلى المرحلة التي بدأت فيها أزمة النماذج النظرية الكلاسيكية الراسخة بالفعل. بدأت الصيغ العلمية القديمة تتعارض مع البيانات الجديدة. على سبيل المثال ، وجد الباحثون أن سرعة الضوء لا تعتمد على إطار مرجعي لا يتزعزع على ما يبدو. في مطلع القرن ، تم اكتشاف الظواهر التي تتطلب شرحًا تفصيليًا: الإلكترونات والنشاط الإشعاعي والأشعة السينية.
بسبب الألغاز المتراكمة ، تمت مراجعة الفيزياء الكلاسيكية القديمة. كان الحدث الرئيسي في هذه الثورة العلمية المنتظمة هو إثبات نظرية النسبية. كان مؤلفها ألبرت أينشتاين ، الذي أخبر العالم أولاً عن العلاقة العميقة بين المكان والزمان. ظهر فرع جديد من الفيزياء النظرية - فيزياء الكم. شارك العديد من العلماء المشهورين عالميًا في تشكيلها في وقت واحد: ماكس بلانك وماكس بون وإروين شرودنغر وبول إهرنفست وغيرهم.
التحديات الحديثة
في النصف الثاني من القرن العشرين ، انتقل تاريخ تطور الفيزياء ، الذي يستمر تسلسله الزمني حتى اليوم ، إلى مرحلة جديدة بشكل أساسي. تميزت هذه الفترة بازدهار استكشاف الفضاء. حققت الفيزياء الفلكية قفزة غير مسبوقة. ظهرت التلسكوبات الفضائية ، والتحقيقات بين الكواكب ، وكاشفات الإشعاع خارج الأرض. بدأت دراسة مفصلة للبيانات الفيزيائية لمختلف أجسام الكوكب الشمسي. بمساعدة التكنولوجيا الحديثة ، اكتشف العلماء الكواكب الخارجية والنجوم الجديدة ، بما في ذلكبما في ذلك المجرات الراديوية والنجوم النابضة والكوازارات.
لا يزال الفضاء محفوفًا بالعديد من الألغاز التي لم يتم حلها. تجري دراسة موجات الجاذبية والطاقة المظلمة والمادة المظلمة وتسارع تمدد الكون وهيكله. التوسع في نظرية الانفجار العظيم. البيانات التي يمكن الحصول عليها في الظروف الأرضية صغيرة بشكل غير متناسب مقارنة بحجم العمل الذي يقوم به العلماء في الفضاء.
المشاكل الرئيسية التي تواجه الفيزيائيين اليوم تتضمن العديد من التحديات الأساسية: تطوير نسخة كمومية من نظرية الجاذبية ، تعميم ميكانيكا الكم ، توحيد جميع قوى التفاعل المعروفة في نظرية واحدة ، البحث عن "ضبط دقيق" من الكون "، وكذلك التعريف الدقيق لظواهر الطاقة المظلمة والمادة المظلمة.
