Въпреки че историята на физиката като самостоятелна наука започва едва през 17-ти век, нейният произход датира от най-дълбоката древност, когато хората започват да систематизират първите си знания за света около себе си. До наши дни те принадлежаха на натурфилософията и включваха информация за механика, астрономия и физиология. Истинската история на физиката започва благодарение на експериментите на Галилей и неговите ученици. Също така, основата на тази дисциплина е положена от Нютон.
През 18-ти и 19-ти век се появяват ключови понятия: енергия, маса, атоми, импулс и т.н. През 20-ти век стават ясни ограниченията на класическата физика (в допълнение към нея квантовата физика, теорията на се раждат теорията на относителността, теорията на микрочастиците и т.н.) г.). Природонаучните знания се допълват и днес, тъй като изследователите са изправени пред много нерешени проблеми и въпроси относно природата на нашия свят и цялата Вселена.
Античност
Много езически религии от древния свят се основават на астрологията и знанията на астролозите. Благодарение на техните изследвания на нощното небе се оформя оптиката. Натрупването на астрономически знания не можеше да не повлияе на развитието на математиката. Въпреки това, теоретично, за да обясни причинитеприродните явления на древните не можеха. Свещениците приписват светкавиците и слънчевите затъмнения на божествения гняв, който няма нищо общо с науката.
В същото време древните египтяни се научили да измерват дължина, тегло и ъгъл. Тези знания са били необходими на архитектите при изграждането на монументални пирамиди и храмове. Разработена приложна механика. Вавилонците също бяха силни в него. Те, въз основа на своите астрономически познания, започнаха да използват деня за измерване на времето.
Древната китайска история на физиката започва през 7-ми век пр.н.е. д. Натрупаният опит в занаятите и строителството е подложен на научен анализ, резултатите от който са представени във философски съчинения. Най-известният им автор е Мо-дзу, живял през 4-ти век пр.н.е. д. Той прави първия опит да формулира основния закон на инерцията. Още тогава китайците са първите, които изобретяват компаса. Те откриха законите на геометричната оптика и знаеха за съществуването на камера обскура. В Поднебесната империя се появяват началото на теорията за музиката и акустиката, за които дълго време не се подозира на Запад.
Античност
Древната история на физиката е най-известна благодарение на гръцките философи. Техните изследвания се основават на геометрични и алгебрични знания. Например, питагорейците са първите, които декларират, че природата се подчинява на универсалните закони на математиката. Гърците видяха този модел в оптиката, астрономията, музиката, механиката и други дисциплини.
Историята на развитието на физиката едва ли е представена без трудовете на Аристотел, Платон, Архимед, ЛукрецийКара и Жерона. Техните произведения са оцелели до нашето време в доста завършен вид. Гръцките философи се различават от съвременниците от други страни по това, че обясняват физическите закони не с митични понятия, а строго от научна гледна точка. В същото време елините също допуснаха големи грешки. Те включват механиката на Аристотел. Историята на развитието на физиката като наука дължи много на мислителите на Елада, дори само защото тяхната естествена философия остава в основата на международната наука до 17-ти век.
Принос на александрийските гърци
Демокрит формулира теорията за атомите, според която всички тела се състоят от неделими и малки частици. Емпедокъл предложи закона за запазване на материята. Архимед положи основите на хидростатиката и механиката, очертавайки теорията на лоста и изчислявайки величината на издърпващата сила на флуид. Той също така стана автор на термина "център на тежестта".
Херон Александрийския грък се смята за един от най-великите инженери в човешката история. Той създава парна турбина, обобщава знания за еластичността на въздуха и свиваемостта на газовете. Историята на развитието на физиката и оптиката продължава благодарение на Евклид, който изучава теорията на огледалата и законите на перспективата.
Средновековие
След падането на Римската империя дойде крахът на древната цивилизация. Много знания са забравени. Европа спря научното си развитие за почти хиляда години. Християнските манастири са се превърнали в храмове на знанието и са успели да запазят някои от писанията от миналото. Напредъкът обаче бил възпрепятстван от самата църква. Тя покори философиятабогословска доктрина. Мислите, които се опитаха да надскочат това, бяха обявени за еретици и строго наказани от инквизицията.
На този фон първенството в естествените науки премина към мюсюлманите. Историята на възникването на физиката сред арабите е свързана с превода на техния език на трудовете на древногръцките учени. На тяхна основа мислителите на Изтока направиха няколко собствени важни открития. Например изобретателят Ал-Джазири описва първия колянов вал.
Европейската стагнация продължава до Ренесанса. През Средновековието в Стария свят са изобретени очилата и е обяснено появата на дъгата. Германският философ от 15-ти век Николай от Куза е първият, който предполага, че Вселената е безкрайна и по този начин е много изпреварила своето време. Няколко десетилетия по-късно Леонардо да Винчи става откривателят на явлението капилярност и закона за триенето. Той също се опита да създаде вечен двигател, но след като не успя да се справи с тази задача, той започна теоретично да доказва неосъществимостта на подобен проект.
Ренесанс
През 1543 г. полският астроном Николай Коперник публикува основното произведение на живота си „За въртенето на небесните тела“. В тази книга за първи път в християнския Стар свят е направен опит да се защити хелиоцентричният модел на света, според който Земята се върти около Слънцето, а не обратно, както е възприет геоцентричният модел на Птолемей от предложи църквата. Много физици и техните открития твърдят, че са велики, но именно появата на книгата "За въртенето на небесните тела" се смята за начало на научна революция, която е последвана отпоявата не само на съвременната физика, но и на съвременната наука като цяло.
Друг известен учен от съвремието, Галилео Галилей, е най-известен с изобретяването си на телескопа (той също изобретява термометъра). Освен това той формулира закона за инерцията и принципа на относителността. Благодарение на откритията на Галилей се роди напълно нова механика. Без него историята на изучаването на физика щеше да спре за дълго време. Галилей, подобно на много от неговите широко скроени съвременници, трябваше да устои на натиска на църквата, опитвайки се с последни сили да защити стария ред.
XVII век
Нарастващият интерес към науката продължава и през 17-ти век. Германският механик и математик Йоханес Кеплер става откривател на законите за движение на планетите в Слънчевата система (законите на Кеплер). Той излага възгледите си в книгата "Нова астрономия", публикувана през 1609 г. Кеплер се противопостави на Птолемей, като заключи, че планетите се движат в елипси, а не в кръгове, както се вярваше в древността. Същият учен има значителен принос за развитието на оптиката. Той изследва далекогледството и късогледството, изяснявайки физиологичните функции на очната леща. Кеплер въвежда концепциите за оптична ос и фокус, формулира теорията на лещите.
Френският Рене Декарт създава нова научна дисциплина - аналитичната геометрия. Той също така предложи закона за пречупване на светлината. Основното произведение на Декарт е книгата "Принципи на философията", публикувана през 1644 г.
Малко физици и техните открития са толкова известни, колкото англичанинът Исак Нютон. ATПрез 1687 г. той написва революционна книга „Математическите принципи на естествената философия“. В него изследователят очертава закона за всемирното привличане и трите закона на механиката (известни още като законите на Нютон). Този учен е работил върху теорията на цветовете, оптиката, интегралното и диференциалното смятане. Историята на физиката, историята на законите на механиката - всичко това е тясно свързано с откритията на Нютон.
Нови граници
18-ти век даде на науката много изключителни имена. Сред тях се откроява Леонхард Ойлер. Този швейцарски механик и математик е написал повече от 800 труда по физика и такива раздели като математически анализ, небесна механика, оптика, теория на музиката, балистика и др. Петербургската академия на науките го признава за свой академик, поради което Ойлер прекарва значителна част от живота му в Русия. Именно този изследовател положи основите на аналитичната механика.
Интересно е, че историята на предмета физика се развива такава, каквато я познаваме, благодарение не само на професионални учени, но и на изследователи-любители, които са много по-известни в съвсем различно качество. Най-яркият пример за такъв самоук беше американският политик Бенджамин Франклин. Той изобретява гръмоотвода, прави голям принос в изучаването на електричеството и прави предположение за връзката му с феномена магнетизъм.
В края на 18-ти век италианецът Алесандро Волта създава „волтаичния стълб”. Неговото изобретение е първата електрическа батерия в човешката история. Този век бе белязан и от появата на живачен термометър, чийто създателбеше Габриел Фаренхайт. Друго важно изобретение е изобретяването на парната машина, което се случва през 1784 г. Това доведе до нови средства за производство и преструктуриране на индустрията.
Приложни открития
Ако историята на началото на физиката се развива въз основа на това, че науката трябва да обясни причината за природните явления, то през 19-ти век ситуацията се променя значително. Сега тя има ново призвание. От физиката започнаха да изискват контрола на природните сили. В тази връзка започна бързо да се развива не само експерименталната, но и приложната физика. „Нютон на електричеството“на Андре-Мари Ампер въвежда нова концепция за електрически ток. Майкъл Фарадей работи в същата област. Той открива феномена на електромагнитната индукция, законите на електролизата, диамагнетизма и става автор на термини като анод, катод, диелектрик, електролит, парамагнетизъм, диамагнетизъм и др.
Появиха се нови раздели на науката. Термодинамика, теория на еластичността, статистическа механика, статистическа физика, радиофизика, теория на еластичността, сеизмология, метеорология - всички те формираха единна съвременна картина на света.
През 19-ти век възникват нови научни модели и концепции. Томас Йънг обоснова закона за запазване на енергията, Джеймс Клерк Максуел предложи своя собствена електромагнитна теория. Руският химик Дмитрий Менделеев стана автор на периодичната система от елементи, които оказаха значително влияние върху цялата физика. През втората половина на века се появяват електротехниката и двигателят с вътрешно горене. Те се превърнаха в плод на приложната физика, фокусирана върху решаването на определени проблеми.технологични задачи.
Преосмисляне на науката
През 20-ти век историята на физиката, накратко, се премести в етапа, когато започна кризата на вече добре установените класически теоретични модели. Старите научни формули започнаха да противоречат на новите данни. Например, изследователите са открили, че скоростта на светлината не зависи от привидно непоклатима референтна рамка. В началото на века бяха открити явления, които изискваха подробно обяснение: електрони, радиоактивност, рентгенови лъчи.
Поради натрупаните мистерии се осъществи ревизия на старата класическа физика. Ключовото събитие в тази редовна научна революция беше обосноваването на теорията на относителността. Негов автор е Алберт Айнщайн, който пръв разказва на света за дълбоката връзка между пространството и времето. Възниква нов клон на теоретичната физика - квантовата физика. В неговото формиране участваха наведнъж няколко световноизвестни учени: Макс Планк, Макс Бон, Ервин Шрьодингер, Пол Еренфест и др.
Модерни предизвикателства
През втората половина на 20-ти век историята на развитието на физиката, чиято хронология продължава и днес, се премести на принципно нов етап. Този период е белязан от разцвета на изследването на космоса. Астрофизика направи безпрецедентен скок. Появиха се космически телескопи, междупланетни сонди, детектори на извънземна радиация. Започна подробно изследване на физическите данни на различни тела на слънчевата планета. С помощта на съвременни технологии учените са открили екзопланети и нови светила, в т.чвключително радиогалактики, пулсари и квазари.
Космосът продължава да е изпълнен с много неразгадани мистерии. Изучават се гравитационни вълни, тъмна енергия, тъмна материя, ускорението на разширяването на Вселената и нейната структура. Разширяване на теорията за Големия взрив. Данните, които могат да бъдат получени в земни условия, са непропорционално малки в сравнение с това колко работа имат учените в космоса.
Ключовите проблеми, пред които са изправени физиците днес, включват няколко фундаментални предизвикателства: разработването на квантова версия на гравитационната теория, обобщаването на квантовата механика, обединяването на всички известни сили на взаимодействие в една теория, търсенето на "фина настройка на Вселената", както и точната дефиниция на феномените на тъмната енергия и тъмната материя.
