Bien que l'histoire de la physique en tant que science indépendante n'ait commencé qu'au XVIIe siècle, ses origines remontent à la plus haute antiquité, lorsque les gens ont commencé à systématiser leurs premières connaissances sur le monde qui les entoure. Jusqu'à l'époque moderne, ils appartenaient à la philosophie naturelle et contenaient des informations sur la mécanique, l'astronomie et la physiologie. La véritable histoire de la physique a commencé grâce aux expériences de Galilée et de ses étudiants. De plus, les fondations de cette discipline ont été posées par Newton.
Aux 18e et 19e siècles, des concepts clés apparaissent: énergie, masse, atomes, quantité de mouvement, etc. Au 20e siècle, les limites de la physique classique se précisent (en plus de celle-ci, la physique quantique, la théorie de la relativité, la théorie des microparticules, etc., sont nés). d.). Les connaissances en sciences naturelles sont complétées encore aujourd'hui, alors que les chercheurs sont confrontés à de nombreux problèmes et questions non résolus sur la nature de notre monde et de l'univers tout entier.
Antiquité
De nombreuses religions païennes du monde antique étaient basées sur l'astrologie et les connaissances des astrologues. Grâce à leurs études du ciel nocturne, la formation de l'optique a eu lieu. L'accumulation de connaissances astronomiques ne pouvait qu'affecter le développement des mathématiques. Cependant, théoriquement pour expliquer les raisonsles phénomènes naturels des anciens ne le pouvaient pas. Les prêtres attribuaient les éclairs et les éclipses solaires à la colère divine, qui n'avait rien à voir avec la science.
Dans le même temps, les anciens Égyptiens ont appris à mesurer la longueur, le poids et l'angle. Cette connaissance était nécessaire aux architectes dans la construction de pyramides monumentales et de temples. Mécanique appliquée développée. Les Babyloniens y étaient également forts. Sur la base de leurs connaissances astronomiques, ils ont commencé à utiliser le jour pour mesurer le temps.
L'histoire de la physique chinoise ancienne a commencé au 7ème siècle avant JC. e. L'expérience accumulée dans l'artisanat et la construction a été soumise à une analyse scientifique, dont les résultats ont été présentés dans des écrits philosophiques. Leur auteur le plus célèbre est Mo-tzu, qui a vécu au 4ème siècle avant JC. e. Il a fait la première tentative de formuler la loi fondamentale de l'inertie. Même alors, les Chinois ont été les premiers à inventer la boussole. Ils découvrirent les lois de l'optique géométrique et connaissaient l'existence de la camera obscura. Dans le Céleste Empire, apparaissent les débuts de la théorie de la musique et de l'acoustique, longtemps ignorées en Occident.
Antiquité
L'histoire ancienne de la physique est surtout connue grâce aux philosophes grecs. Leurs recherches étaient basées sur des connaissances géométriques et algébriques. Par exemple, les Pythagoriciens ont été les premiers à déclarer que la nature obéit aux lois universelles des mathématiques. Les Grecs ont vu ce modèle dans l'optique, l'astronomie, la musique, la mécanique et d'autres disciplines.
L'histoire du développement de la physique est difficilement présentée sans les travaux d'Aristote, Platon, Archimède, LucrèceKara et Gérone. Leurs œuvres ont survécu jusqu'à nos jours sous une forme assez complète. Les philosophes grecs différaient des contemporains d'autres pays en ce qu'ils expliquaient les lois physiques non pas avec des concepts mythiques, mais strictement d'un point de vue scientifique. Dans le même temps, les Hellènes ont également commis des erreurs majeures. Il s'agit notamment de la mécanique d'Aristote. L'histoire du développement de la physique en tant que science doit beaucoup aux penseurs de l'Hellade, ne serait-ce que parce que leur philosophie naturelle est restée la base de la science internationale jusqu'au XVIIe siècle.
Contribution des Grecs d'Alexandrie
Démocrite a formulé la théorie des atomes, selon laquelle tous les corps sont constitués de particules indivisibles et minuscules. Empédocle a proposé la loi de conservation de la matière. Archimède a jeté les bases de l'hydrostatique et de la mécanique, décrivant la théorie du levier et calculant l'amplitude de la force de flottabilité d'un fluide. Il est également devenu l'auteur du terme "centre de gravité".
Heron le Grec d'Alexandrie est considéré comme l'un des plus grands ingénieurs de l'histoire de l'humanité. Il a créé une turbine à vapeur, généralisé les connaissances sur l'élasticité de l'air et la compressibilité des gaz. L'histoire du développement de la physique et de l'optique s'est poursuivie grâce à Euclide, qui a étudié la théorie des miroirs et les lois de la perspective.
Moyen Âge
Après la chute de l'empire romain vint l'effondrement de la civilisation antique. Beaucoup de connaissances ont été oubliées. L'Europe a arrêté son développement scientifique pendant près de mille ans. Les monastères chrétiens sont devenus des temples du savoir et ont réussi à conserver une partie des écrits du passé. Cependant, les progrès ont été entravés par l'église elle-même. Elle a maîtrisé la philosophiedoctrine théologique. Les penseurs qui tentaient d'aller au-delà étaient déclarés hérétiques et sévèrement punis par l'Inquisition.
Dans ce contexte, la primauté des sciences naturelles est passée aux musulmans. L'histoire de l'émergence de la physique chez les Arabes est liée à la traduction dans leur langue des travaux des anciens scientifiques grecs. Sur leur base, les penseurs de l'Orient ont fait eux-mêmes plusieurs découvertes importantes. Par exemple, l'inventeur Al-Jaziri a décrit le premier vilebrequin.
La stagnation européenne a duré jusqu'à la Renaissance. Au Moyen Âge, les lunettes ont été inventées dans l'Ancien Monde et l'apparition de l'arc-en-ciel a été expliquée. Le philosophe allemand du XVe siècle, Nicolas de Cues, a été le premier à suggérer que l'univers est infini et donc bien en avance sur son temps. Quelques décennies plus tard, Léonard de Vinci devient le découvreur du phénomène de capillarité et de la loi du frottement. Il a également essayé de créer une machine à mouvement perpétuel, mais n'ayant pas réussi à faire face à cette tâche, il a commencé à prouver théoriquement l'impraticabilité d'un tel projet.
Renaissance
En 1543, l'astronome polonais Nicolas Copernic a publié l'ouvrage principal de sa vie, "Sur la rotation des corps célestes". Dans ce livre, pour la première fois dans l'Ancien Monde chrétien, on a tenté de défendre le modèle héliocentrique du monde, selon lequel la Terre tourne autour du Soleil, et non l'inverse, comme le modèle géocentrique ptolémaïque adopté par les l'église suggérée. De nombreux physiciens et leurs découvertes prétendent être formidables, mais c'est l'apparition du livre "Sur la rotation des corps célestes" qui est considérée comme le début d'une révolution scientifique, qui a été suivie parémergence non seulement de la physique moderne, mais de la science moderne dans son ensemble.
Un autre célèbre scientifique des temps modernes, Galileo Galilei, est surtout connu pour son invention du télescope (il a également inventé le thermomètre). De plus, il a formulé la loi d'inertie et le principe de relativité. Grâce aux découvertes de Galileo, une toute nouvelle mécanique est née. Sans lui, l'histoire de l'étude de la physique serait au point mort depuis longtemps. Galilée, comme beaucoup de ses contemporains à l'esprit large, a dû résister à la pression de l'Église, essayant avec ses dernières forces de défendre l'ordre ancien.
XVIIe siècle
L'intérêt croissant pour la science s'est poursuivi au XVIIe siècle. Le mécanicien et mathématicien allemand Johannes Kepler est devenu le découvreur des lois du mouvement planétaire dans le système solaire (lois de Kepler). Il a exposé ses vues dans le livre "New Astronomy", publié en 1609. Kepler s'opposa à Ptolémée, concluant que les planètes se déplaçaient en ellipses, et non en cercles, comme on le croyait dans l'Antiquité. Le même scientifique a apporté une contribution significative au développement de l'optique. Il a étudié l'hypermétropie et la myopie, élucidant les fonctions physiologiques du cristallin de l'œil. Kepler a introduit les concepts d'axe optique et de mise au point, a formulé la théorie des lentilles.
Le français René Descartes a créé une nouvelle discipline scientifique - la géométrie analytique. Il a également proposé la loi de la réfraction de la lumière. L'œuvre principale de Descartes était le livre "Principes de philosophie", publié en 1644.
Peu de physiciens et leurs découvertes sont aussi célèbres que l'Anglais Isaac Newton. ÀEn 1687, il écrivit un livre révolutionnaire, The Mathematical Principles of Natural Philosophy. Dans ce document, le chercheur a décrit la loi de la gravitation universelle et les trois lois de la mécanique (également appelées lois de Newton). Ce scientifique a travaillé sur la théorie des couleurs, l'optique, le calcul intégral et différentiel. L'histoire de la physique, l'histoire des lois de la mécanique - tout cela est étroitement lié aux découvertes de Newton.
Nouvelles frontières
Le 18ème siècle a donné à la science de nombreux noms remarquables. Leonhard Euler se distingue parmi eux. Ce mécanicien et mathématicien suisse a écrit plus de 800 ouvrages sur la physique et des sections telles que l'analyse mathématique, la mécanique céleste, l'optique, la théorie musicale, la balistique, etc. L'Académie des sciences de Saint-Pétersbourg l'a reconnu comme leur académicien, c'est pourquoi Euler a passé une partie importante de sa vie en Russie. C'est ce chercheur qui a jeté les bases de la mécanique analytique.
Il est intéressant de noter que l'histoire du sujet de la physique s'est développée telle que nous la connaissons, grâce non seulement aux scientifiques professionnels, mais aussi aux chercheurs amateurs, qui sont beaucoup plus célèbres à un tout autre titre. L'exemple le plus frappant d'un tel autodidacte était l'homme politique américain Benjamin Franklin. Il a inventé le paratonnerre, a apporté une grande contribution à l'étude de l'électricité et a émis une hypothèse sur son lien avec le phénomène du magnétisme.
À la fin du XVIIIe siècle, l'Italien Alessandro Volta crée le « pilier voltaïque ». Son invention a été la première batterie électrique de l'histoire de l'humanité. Ce siècle fut également marqué par l'apparition d'un thermomètre à mercure, dont le créateurétait Gabriel Fahrenheit. Une autre invention importante a été l'invention de la machine à vapeur, qui a eu lieu en 1784. Elle a donné naissance à de nouveaux moyens de production et à la restructuration de l'industrie.
Découvertes appliquées
Si l'histoire des débuts de la physique s'est développée sur la base que la science devait expliquer la cause des phénomènes naturels, alors au 19ème siècle la situation a changé de manière significative. Maintenant, elle a une nouvelle vocation. De la physique a commencé à exiger le contrôle des forces naturelles. À cet égard, non seulement la physique expérimentale, mais aussi la physique appliquée ont commencé à se développer rapidement. Le "Newton de l'électricité" d'André-Marie Ampère a introduit un nouveau concept de courant électrique. Michael Faraday a travaillé dans le même domaine. Il découvre le phénomène de l'induction électromagnétique, les lois de l'électrolyse, le diamagnétisme et devient l'auteur de termes tels qu'anode, cathode, diélectrique, électrolyte, paramagnétisme, diamagnétisme, etc.
De nouvelles sections scientifiques ont vu le jour. Thermodynamique, théorie de l'élasticité, mécanique statistique, physique statistique, radiophysique, théorie de l'élasticité, sismologie, météorologie - ils formaient tous une seule image moderne du monde.
Au XIXe siècle, de nouveaux modèles et concepts scientifiques sont apparus. Thomas Young a étayé la loi de la conservation de l'énergie, James Clerk Maxwell a proposé sa propre théorie électromagnétique. Le chimiste russe Dmitry Mendeleev est devenu l'auteur du système périodique des éléments qui a considérablement influencé l'ensemble de la physique. Dans la seconde moitié du siècle, l'électrotechnique et le moteur à combustion interne font leur apparition. Ils sont devenus les fruits de la physique appliquée, axée sur la résolution de certains problèmes.tâches technologiques.
Repenser la science
Au 20e siècle, l'histoire de la physique, en bref, est passée au stade où la crise des modèles théoriques classiques déjà bien établis a commencé. Les anciennes formules scientifiques ont commencé à contredire les nouvelles données. Par exemple, les chercheurs ont découvert que la vitesse de la lumière ne dépend pas d'un cadre de référence apparemment inébranlable. Au tournant du siècle, des phénomènes nécessitant une explication détaillée sont découverts: électrons, radioactivité, rayons X.
En raison des mystères accumulés, une révision de l'ancienne physique classique a eu lieu. L'événement clé de cette révolution scientifique régulière a été la justification de la théorie de la relativité. Son auteur était Albert Einstein, qui a été le premier à parler au monde du lien profond entre l'espace et le temps. Une nouvelle branche de la physique théorique a émergé - la physique quantique. Plusieurs scientifiques de renommée mondiale ont participé à sa formation à la fois: Max Planck, Max Bohn, Erwin Schrödinger, Paul Ehrenfest et d'autres.
Défis modernes
Dans la seconde moitié du 20e siècle, l'histoire du développement de la physique, dont la chronologie se poursuit aujourd'hui, est passée à une étape fondamentalement nouvelle. Cette période est marquée par l'essor de l'exploration spatiale. L'astrophysique a fait un bond sans précédent. Des télescopes spatiaux, des sondes interplanétaires, des détecteurs de rayonnement extraterrestre sont apparus. Une étude détaillée des données physiques de divers corps de la planète solaire a commencé. Avec l'aide de la technologie moderne, les scientifiques ont découvert des exoplanètes et de nouveaux luminaires, y comprisy compris les radiogalaxies, les pulsars et les quasars.
L'espace continue d'être chargé de nombreux mystères non résolus. Les ondes gravitationnelles, l'énergie noire, la matière noire, l'accélération de l'expansion de l'Univers et sa structure sont étudiées. Développer la théorie du Big Bang. Les données qui peuvent être obtenues dans des conditions terrestres sont disproportionnellement petites par rapport à la quantité de travail que les scientifiques ont dans l'espace.
Les principaux problèmes auxquels sont confrontés les physiciens aujourd'hui comprennent plusieurs défis fondamentaux: le développement d'une version quantique de la théorie gravitationnelle, la généralisation de la mécanique quantique, l'unification de toutes les forces d'interaction connues en une seule théorie, la recherche d'un "ajustement fin de l'Univers", ainsi que la définition exacte des phénomènes d'énergie noire et de matière noire.
