ИСТОРИЯ НА ФИЗИКАТА ОТ НЕЙНОТО ВЪЗНИКВАНЕ ДО НАШИ ДНИ - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

В историята на физиката могат да бъдат проследени обратно към древността, където философите на класическа Гърция се посветили на изучаването на това как Вселената работи. Много от тях започнаха от наблюдението, като инструмент, който може да ги накара да разберат законите, които управляват света.

Движенията на Земята, звездите и опитите да открият произхода на материята бяха няколко от основните изследователски точки по това време. Също така много от тези аргументи послужиха за развитието на механиката.

Алберт Айнщайн, една от най-важните фигури в историята на физиката от 20 век

Образ на Джаки Рамирес от Пиксабай

Философи като Левцип и Демокрит предложиха материята да се състои от атоми, по-малка и неделима частица. От своя страна Аристарх от Самос е първият, който забеляза, че земята се върти около Слънцето, осъществявайки първия хелиоцентричен модел на Слънчевата система - астрономическа равнина, която поставя Слънцето в центъра вместо Земята, тъй като се смяташе, че се намираше.

Аристарх от Самос

Аристотел аргументира значението на четирите елемента - въздух, земя, вода и огън - в процеса на образуване на материята. Той също така заяви, че всичко, което се движи, се задвижва от вътрешен или външен двигател.

Бюст на Аристотел, от Интернет архив, чрез Wikimedia Commons

Други важни герои като Архимед от Сиракуза през третия век, направиха принос в изследването на механиката, разработиха основите на хидростатиката и статиката.

Архимед от Сиракуза

Той също така би могъл да създаде система за макари, за да намали усилието при вдигане на тежести. Хипарх от Никея успява да създаде карта на движението на звездите чрез геометрия, което позволява откриването на астрономически събития като затъмнения.

Хипарх от Никея - Източник: Прехвърлен от de.wikipedia в Commons от Максим - Под публично достояние

Констатации от ислямския свят

Много от изследванията на древността са преведени на арабски, по времето на падането на Римската империя. Голяма част от гръцкото наследство беше възстановено от ислямския свят, което позволи да се извършат определени развития и в рамките на тази общност. Някои от тях могат да бъдат споменати:

-Omar Khayyám (1048-1131), който изчисли продължителността на слънчевата година и предложи модел на календара 500 години преди сегашния григориански календар.

-Avempace (1085-1138), един от основните предшественици на третия закон на Нютон, предложи, че за всяка използвана сила има реакционна сила. Той също се интересувал от бързината и бил голям коментатор на аристотеловите творби.

-Насир ал-Дин ал-Туси (1201-1274), описа в работата си кръговото движение на планетите по техните орбити.

Средна възраст

Всички знания, които можеха да бъдат наследени от периода преди Средновековието, бяха взети за пръв път от членовете на църквата. Академичната област беше ограничена до копирането на църковни ръкописи. По-късно обаче ще има сблъсък поради конфликти на вярата.

Дилемата на християните за превод и приемане на текстове от "езически" произход от ислямския свят, породи известна отвращение до идването на Тома Аквински, който успя да интегрира аристотеловите знания и голяма част от гръцката философия с християнството,

Свети Тома от Акино

Ренесансът и Научната революция

Тръпката за познанието на древните продължава през Ренесанса, но тясно свързана с религията, аспект, който носи различни последици по отношение на нови открития. Всичко, което се противопоставя на мисълта на Аристотел или на църквата, може да бъде осъдено.

Такъв е случаят с Николос Коперник през 16 век, когато той твърди, че Земята и другите планети се въртят около слънцето. Това веднага беше квалифицирано като ерес. Според християнските вярвания Земята била неподвижна и била в центъра на Вселената.

Николай Коперник - Източник: UnknownDeutsch: UnbekanntАнглийски: UnknownPolski: Nieznany

Работата на Коперник ще бъде публикувана непосредствено преди смъртта му през 1543 г. въз основа на хелиоцентричния модел на слънчевата система, разработен от Аристарко де Самос. Идеята за движението на Земята успя да бъде толкова революционна, че ще даде път на развитието на научната мисъл през следващите векове.

Галилео Галилей също е сред онези, които се противопоставиха на твърдата академия, наложена от църквата. По този начин и приемайки произведенията на Коперник за еталон, след изграждането на собствен телескоп той успял да открие нови елементи в Слънчевата система. Планинната повърхност на Луната, луните на Юпитер и фазите на Венера.

Галилео Галилей - Източник: Доменико Тинторето

Оценката на Галилей за изследванията на Коперник и новите му открития предизвикаха инквизицията да го осъди на домашен арест на възраст от 68 години, но той продължи работата си от дома и влезе в историята на най-големите представители по отношение на развитието на съвременна физика.

Ционалният метод

Рене Декарт

Рене Декарт е един от най-известните съвременни философи в историята. Източник: wikipedia.org

Рене Декарт е един от главните герои, които бележат началото на научния метод в рамките на XVII век. Той е известен с развитието на редукционизма, метод на изследване, който се състои в разлагане на проблем в различните му части, за да се анализира всеки един от тях независимо и по този начин да се разбере явлението или проблема в неговата цялост.

Декарт твърди, че единственият начин да се разберат принципите на природата е чрез разума и математическия анализ.

механика

Друга от големите фундаментални стъпки за развитието на физиката е изучаването на механиката. Айзък Нютон е един от най-влиятелните в тази област.

Исак Нютон

Неговата теория за гравитацията в неговата публикация „Математически принципи на естествената философия“ през 1687 г. обяснява как масата е привлечена към друга маса чрез сила, обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях. Сила, известна като "гравитация", която присъства в цялата Вселена.

Трите закона на Нютон в момента са най-признатите приноси:

- Първият от тях установява, че тялото не може да промени движението си, освен ако друго тяло не действа върху него.

-Вторият, известен като "основен закон", гласи, че нетната сила, приложена към тяло, е пропорционална на ускорението, което тялото придобива.

- Третият закон ни казва принципа на действие и реакция, установявайки, че "ако тяло А упражнява действие върху друго тяло В, то извършва друго равно действие върху А и в обратна посока на Б."

Топлинни изследвания

След изобретения като парната машина на Thomas Newcomen (1663-1729), изследванията на физиката започват да се фокусират върху топлината. Топлината започна да се свързва с работната сила, чрез механизми като водни колела.

По-късно американският изобретател Бенджамин Томпсън, известен като граф Румфорд, отбелязва връзката между работа и топлина, като наблюдава как повърхността на оръдие се нагрява при пробиването му по време на строителството.

Портрет на Бенджамин Томпсън. Неопределено

По-късно британският физик Джеймс Прескот Джоул (1818-1889) ще установи математическа еквивалентност между работа и топлина. Освен това, открийте това, което е известно като закон на Джоул, който свързва топлината, генерирана от тока през проводник, съпротивлението на проводника, самия ток и неговото време на излъчване.

Джеймс Прескот Джоул

Това откритие ни позволява да започнем да поставяме основите на законите на термодинамиката, които изучават ефекта на топлината и температурата във връзка с труда, радиацията и материята.

Теория на електричеството и електромагнетизма

През осемнадесети век изследванията на електричеството и магнетизма бяха друга голяма точка за изучаване на физиката. Сред откритията се откроява предложението на философа и държавника Франсис Бейкън, че електрическият заряд има два аспекта, положителен и отрицателен, които, при равни равни, се сблъскват и са различни, се привличат един друг.

Франсис Бейкън

В своята публикация Novum Organum Бейкън също разработи нов метод за изследване на науката, в който уточни определени стъпки за изследване, основано на емпиризма, изследвания, проведени чрез опит и опит:

1. Описанието на явленията.
2. Класификацията на фактите в три категории или таблици: първо, обстоятелствата, дадени в момента на провеждане на експеримента; второ, отсъстващите обстоятелства, моменти, в които феноменът не се появява; трето, променливите, присъстващи на различни нива или степени на интензивност.
3. Таблица на отхвърлянето на тези резултати, които не са свързани с явлението, и определянето на това, което е свързано с него.

Друг решителен експерименталист в тази област е британецът Майкъл Фарадей (1791-1867). През 1831 г. той прави откритието си чрез индуцирани токове. Той експериментира с жична верига, чийто ток се поддържа, ако жицата се движи близо до магнит или, ако не, ако магнитът се движи близо до веригата. Това би поставило основите за производството на електроенергия чрез механични процедури.

Майкъл Фарадей

От своя страна Джеймс Клерк Максуел допринесе съществено за електромагнитната теория, като определи, че светлината, електричеството и магнетизмът са част от едно и също поле, наречено "електромагнитно поле", в което те остават в движение и са способни на излъчват напречни вълни от енергия. По-късно тази теория ще се появи като важен ориентир за изследванията на Айнщайн.

Съвременна физика

След откриването на субатомните частици, електроните, протоните и неутроните и електромагнитната теория, входът към 20 век ще бъде съставен и от теории, имащи отношение към съвременното време. Ето как Алберт Айнщайн е сред най-изявените фигури на това време.

Айнщайн през 1933 г. От Acme, чрез Wikimedia Commons

Проучванията на Айнщайн демонстрират относителността, която съществува при измерване на скоростта и нейната връзка с времето, пространството и наблюдателя. По времето на Айнщайн скоростта на един обект се е измервала само спрямо скоростта на друг обект.

Теорията на Айнщайн за специална относителност революционизира концепцията за пространство-време, която съществува дотогава, и е публикувана през 1905 г. Определя, че скоростта на светлината във вакуум е независима от движението на наблюдател, т.е. остава постоянен и че възприемането на пространство-време е относително за всеки наблюдател.

По този начин едно събитие, което се случва в две части, може едновременно да се възприема по различен начин от двама наблюдатели, които са на две различни места. Законът предполага, че ако човек може да се движи с висока скорост, възприемането на пространството-времето би било различно от това на човек в покой и че нищо не е в състояние да съответства на скоростта на светлината.

По отношение на теорията за общата относителност, публикувана през 1915 г., тя обяснява, че обекти с големи обеми като планетите са способни да се огъват пространствено-време. Тази кривина е известна като гравитация и е способна да привлича тела към тях.

Квантова механика

И накрая, в най-новите и значими области на изследванията се откроява квантовата механика, фокусирана върху изучаването на природата на атомно и субатомно ниво и връзката й с електромагнитното излъчване. Тя се основава на наблюдаваното чрез освобождаване на различни форми на енергия.

Откриването на субатомни частици проправи пътя към едно от най-новите области във физиката, квантовата механика

SVG от Indolences. Възстановяване и гладене на някои проблеми, извършени от Райнер Клут. / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

В тази област се откроява Макс Планк, известен като бащата на квантовата теория. Той откри, че радиацията се излъчва в малки количества частици, наречени "кванти".

Макс планк

По-късно той открива закона на Планк, който определя електромагнитното излъчване на тялото при определена температура. Тази теория е разработена в началото на ХХ век почти наравно с теориите на Айнщайн.

Препратки

1. Славин А (2019). Кратка история и философия на физиката. Катедра по физика, Университет Трент. Възстановена от trentu.ca
2. Редакторите на Encyclopaedia Britannica (2020). Баконов метод. Encyclopædia Britannica, вкл., Извлечено от britannica.com
3. Tilghman R, Brown L (2020). Физика. Encyclopædia Britannica. възстановена britannica.com
4. История на физиката Уикипедия, безплатната енциклопедия. Възстановено от en.wikipedia.org
5. Аристотел, Галилей, Нютон и Айнщайн. Институт по астрофизика на Канарските острови. Възстановени от iac.es
6. Какво е законът на Джоул? Формула за закон на Джоул. Unicom електроника. Възстановено от unicrom.com
7. Франсис Бейкън. Уикипедия, безплатната енциклопедия. Възстановено от en.wikipedia.org
8. Valenzuela I. James Clerk Maxwell, бащата на електромагнитната теория.VIX. Възстановена от vix.com
9. Теорията на относителността на Айнщайн обясни в четири прости стъпки. National Geographic. Възстановени от nationalgeographic.es
10. Cruz J (2107). Каква е теорията на специалната и общата относителност ?. RPP News. Възстановени от rpp.pe
11. BBC News World (2019). Макс Планк, бащата на квантовата теория, който се опита да убеди Хитлер да позволи на еврейските учени да работят. BBC News. Възстановена от bbc.com
12. Джак Чалънер. Историята на науката: илюстрирана история. Възстановени от books.google.co.ve