แม้ว่าประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ในฐานะวิทยาศาสตร์อิสระจะเริ่มต้นขึ้นในศตวรรษที่ 17 เท่านั้น แต่ต้นกำเนิดของฟิสิกส์นั้นมีมาตั้งแต่สมัยโบราณที่ลึกที่สุด เมื่อผู้คนเริ่มจัดระบบความรู้แรกเกี่ยวกับโลกรอบตัวพวกเขา จนถึงยุคปัจจุบัน พวกเขาอยู่ในปรัชญาธรรมชาติและรวมข้อมูลเกี่ยวกับกลศาสตร์ ดาราศาสตร์ และสรีรวิทยา ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ที่แท้จริงเริ่มต้นขึ้นจากการทดลองของกาลิเลโอและนักเรียนของเขา นิวตันเป็นผู้วางรากฐานของวินัยนี้
ในศตวรรษที่ 18 และ 19 แนวความคิดหลักปรากฏขึ้น: พลังงาน มวล อะตอม โมเมนตัม ฯลฯ ในศตวรรษที่ 20 ข้อจำกัดของฟิสิกส์คลาสสิกมีความชัดเจน (นอกเหนือจากนั้น ฟิสิกส์ควอนตัม ทฤษฎีของ ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ทฤษฎีของอนุภาคขนาดเล็ก ฯลฯ ถือกำเนิดขึ้น) ง.) ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ธรรมชาติได้รับการเสริมมาจนถึงทุกวันนี้ เนื่องจากนักวิจัยต้องเผชิญกับปัญหาและคำถามมากมายเกี่ยวกับธรรมชาติของโลกและจักรวาลของเราที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข
โบราณสถาน
ศาสนานอกรีตจำนวนมากในโลกยุคโบราณมีพื้นฐานมาจากโหราศาสตร์และความรู้ของโหราจารย์ ต้องขอบคุณการศึกษาท้องฟ้ายามค่ำคืน การก่อตัวของเลนส์จึงเกิดขึ้น การสะสมความรู้ทางดาราศาสตร์ไม่สามารถส่งผลกระทบต่อการพัฒนาคณิตศาสตร์ได้ อย่างไรก็ตาม ตามทฤษฎีแล้วจะอธิบายเหตุผลปรากฏการณ์ทางธรรมชาติในสมัยโบราณทำไม่ได้ นักบวชถือว่าฟ้าผ่าและสุริยุปราคามาจากพระพิโรธของพระเจ้า ซึ่งไม่เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์
ในขณะเดียวกัน ชาวอียิปต์โบราณก็เรียนรู้การวัดความยาว น้ำหนัก และมุม ความรู้นี้จำเป็นสำหรับสถาปนิกในการสร้างปิรามิดและวัดขนาดใหญ่ พัฒนากลศาสตร์ประยุกต์ ชาวบาบิโลนก็มีความแข็งแกร่งเช่นกัน พวกเขาเริ่มใช้เวลาในแต่ละวันโดยอาศัยความรู้ทางดาราศาสตร์
ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์จีนโบราณเริ่มต้นในศตวรรษที่ 7 ก่อนคริสตกาล อี ประสบการณ์ที่สั่งสมมาในงานฝีมือและการก่อสร้างต้องได้รับการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้นำเสนอในงานเขียนเชิงปรัชญา นักเขียนที่มีชื่อเสียงที่สุดของพวกเขาคือ Mo-tzu ที่อาศัยอยู่ในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช อี เขาพยายามครั้งแรกที่จะกำหนดกฎพื้นฐานของความเฉื่อย ถึงอย่างนั้น ชาวจีนก็ยังเป็นคนแรกที่คิดค้นเข็มทิศ พวกเขาค้นพบกฎของเลนส์เรขาคณิตและรู้เกี่ยวกับการมีอยู่ของกล้องออปสคูรา ใน Celestial Empire จุดเริ่มต้นของทฤษฎีดนตรีและอะคูสติกปรากฏขึ้นซึ่งเป็นเวลานานที่ไม่ถูกสงสัยในตะวันตก
โบราณสถาน
ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์โบราณเป็นที่รู้จักกันเป็นอย่างดีจากนักปรัชญาชาวกรีก การวิจัยของพวกเขาขึ้นอยู่กับความรู้ทางเรขาคณิตและพีชคณิต ตัวอย่างเช่น ชาวพีทาโกรัสเป็นคนแรกที่ประกาศว่าธรรมชาติปฏิบัติตามกฎสากลของคณิตศาสตร์ ชาวกรีกเห็นรูปแบบนี้ในด้านทัศนศาสตร์ ดาราศาสตร์ ดนตรี กลศาสตร์ และสาขาอื่นๆ
ประวัติศาสตร์การพัฒนาฟิสิกส์แทบจะไม่มีให้เห็นเลยหากไม่มีผลงานของอริสโตเติล เพลโต อาร์คิมิดีส ลูเครเชียสคาร่าและเจโรน่า ผลงานของพวกเขายังคงอยู่ในสมัยของเราในรูปแบบที่ค่อนข้างสมบูรณ์ นักปรัชญาชาวกรีกแตกต่างจากผู้ร่วมสมัยจากประเทศอื่น ๆ เพราะพวกเขาอธิบายกฎทางกายภาพไม่ได้ด้วยแนวคิดในตำนาน แต่เคร่งครัดจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ ในเวลาเดียวกัน ชาวเฮลเลเนสก็ทำผิดพลาดครั้งใหญ่เช่นกัน ซึ่งรวมถึงกลไกของอริสโตเติล ประวัติศาสตร์ของการพัฒนาฟิสิกส์ในฐานะวิทยาศาสตร์นั้นเป็นหนี้บุญคุณของนักคิดชาวเฮลลาสเป็นอย่างมาก หากเพียงเพราะปรัชญาตามธรรมชาติของพวกเขายังคงเป็นพื้นฐานของวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศจนถึงศตวรรษที่ 17
ผลงานของชาวกรีกอเล็กซานเดรีย
เดโมคริตุสได้กำหนดทฤษฎีของอะตอม โดยที่ร่างกายทั้งหมดประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่แบ่งแยกไม่ได้ Empedocles เสนอกฎการอนุรักษ์สสาร อาร์คิมิดีสวางรากฐานของอุทกสถิตศาสตร์และกลศาสตร์ โดยสรุปทฤษฎีของคันโยกและคำนวณขนาดของแรงลอยตัวของของไหล นอกจากนี้เขายังเป็นผู้แต่งคำว่า "จุดศูนย์ถ่วง"
นกกระสาชาวอเล็กซานเดรียกรีกถือเป็นหนึ่งในวิศวกรที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ เขาสร้างกังหันไอน้ำซึ่งเป็นความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับความยืดหยุ่นของอากาศและการอัดตัวของก๊าซ ประวัติศาสตร์ของการพัฒนาฟิสิกส์และทัศนศาสตร์ยังคงดำเนินต่อไป ขอบคุณ Euclid ที่ศึกษาทฤษฎีกระจกและกฎทัศนมิติ
ยุคกลาง
หลังจากการล่มสลายของจักรวรรดิโรมันการล่มสลายของอารยธรรมโบราณก็มาถึง ความรู้มากมายถูกลืม ยุโรปหยุดการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์มาเกือบพันปีแล้ว อารามคริสเตียนได้กลายเป็นวัดแห่งความรู้และสามารถรักษางานเขียนในอดีตบางส่วนได้ อย่างไรก็ตาม คริสตจักรขัดขวางความก้าวหน้า เธอปราบปรัชญาหลักคำสอนทางเทววิทยา นักคิดที่พยายามไปให้ไกลกว่านั้นถูกประกาศว่าเป็นคนนอกรีตและถูกลงโทษอย่างรุนแรงจากการสอบสวน
บนพื้นฐานนี้ ความเป็นอันดับหนึ่งในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติได้ส่งต่อไปยังชาวมุสลิม ประวัติความเป็นมาของฟิสิกส์ในหมู่ชาวอาหรับเกี่ยวข้องกับการแปลเป็นภาษาของผลงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณ โดยพื้นฐานแล้ว นักคิดจากตะวันออกได้ค้นพบสิ่งสำคัญหลายประการของตนเอง ตัวอย่างเช่น นักประดิษฐ์ Al-Jaziri อธิบายเพลาข้อเหวี่ยงตัวแรก
ยุโรปซบเซาจนถึงยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา ในช่วงยุคกลาง แว่นตาถูกประดิษฐ์ขึ้นในโลกเก่า และอธิบายลักษณะที่ปรากฏของรุ้งกินน้ำ นิโคลัสแห่งคูซาปราชญ์ชาวเยอรมันในศตวรรษที่ 15 เป็นคนแรกที่แนะนำว่าจักรวาลไม่มีที่สิ้นสุดและล้ำหน้ากว่าเวลาของเขามาก ไม่กี่ทศวรรษต่อมา Leonardo da Vinci กลายเป็นผู้ค้นพบปรากฏการณ์ของเส้นเลือดฝอยและกฎแห่งแรงเสียดทาน นอกจากนี้ เขายังพยายามสร้างเครื่องเคลื่อนไหวตลอด แต่ล้มเหลวในการจัดการกับงานนี้ เขาจึงเริ่มพิสูจน์ความเป็นไปไม่ได้ตามหลักทฤษฎีของโครงการดังกล่าว
ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา
ในปี ค.ศ. 1543 นักดาราศาสตร์ชาวโปแลนด์ Nicolaus Copernicus ได้ตีพิมพ์งานหลักในชีวิตของเขา "ในการหมุนของเทห์ฟากฟ้า" ในหนังสือเล่มนี้ เป็นครั้งแรกใน Christian Old World มีความพยายามในการปกป้องแบบจำลอง heliocentric ของโลกตามที่โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์และไม่ใช่ในทางกลับกันเนื่องจากแบบจำลอง Ptolemaic geocentric ที่นำมาใช้โดย คริสตจักรแนะนำ นักฟิสิกส์หลายคนและการค้นพบของพวกเขาอ้างว่ายิ่งใหญ่ แต่เป็นลักษณะของหนังสือ "ในการหมุนของเทห์ฟากฟ้า" ที่ถือว่าเป็นจุดเริ่มต้นของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ซึ่งตามมาด้วยไม่เพียงแต่ฟิสิกส์สมัยใหม่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ด้วย
นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงอีกคนหนึ่งในยุคปัจจุบัน กาลิเลโอ กาลิเลอี เป็นที่รู้จักกันเป็นอย่างดีจากการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ของเขา (เขาเป็นผู้ประดิษฐ์เทอร์โมมิเตอร์ด้วย) นอกจากนี้ เขายังกำหนดกฎความเฉื่อยและหลักการสัมพัทธภาพ ต้องขอบคุณการค้นพบของกาลิเลโอ กลไกแบบใหม่จึงถือกำเนิดขึ้น หากไม่มีเขา ประวัติศาสตร์ของการศึกษาฟิสิกส์ก็คงจะต้องชะงักไปนานแล้ว กาลิเลโอก็เหมือนกับผู้มีความคิดกว้างๆ หลายคนที่ต้องต่อต้านแรงกดดันของคริสตจักร พยายามอย่างเต็มที่เพื่อปกป้องระเบียบเก่า
ศตวรรษที่ XVII
ความสนใจด้านวิทยาศาสตร์เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนถึงศตวรรษที่ 17 โยฮันเนส เคปเลอร์ ช่างเครื่องและนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมัน เป็นผู้ค้นพบกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ (กฎของเคปเลอร์) เขาสรุปมุมมองของเขาในหนังสือ "ดาราศาสตร์ใหม่" ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1609 เคปเลอร์ต่อต้านปโตเลมี โดยสรุปว่าดาวเคราะห์เคลื่อนที่เป็นวงรี ไม่ใช่วงกลม ตามที่เชื่อกันในสมัยโบราณ นักวิทยาศาสตร์คนเดียวกันมีส่วนสำคัญในการพัฒนาทัศนศาสตร์ เขาตรวจสอบสายตายาวและสายตาสั้น ซึ่งทำให้เห็นถึงการทำงานทางสรีรวิทยาของเลนส์ตา เคปเลอร์แนะนำแนวคิดของแกนออปติคอลและโฟกัส กำหนดทฤษฎีของเลนส์
ฝรั่งเศส Rene Descartes สร้างวินัยทางวิทยาศาสตร์ใหม่ - เรขาคณิตวิเคราะห์ เขายังเสนอกฎการหักเหของแสงด้วย งานหลักของ Descartes คือหนังสือ "Principles of Philosophy" จัดพิมพ์ในปี 1644
นักฟิสิกส์เพียงไม่กี่คนและการค้นพบของพวกเขามีชื่อเสียงพอๆ กับไอแซก นิวตัน ชาวอังกฤษ ที่ในปี ค.ศ. 1687 เขาเขียนหนังสือปฏิวัติ หลักการทางคณิตศาสตร์ของปรัชญาธรรมชาติ ในนั้น ผู้วิจัยได้สรุปกฎความโน้มถ่วงสากลและกฎสามข้อของกลศาสตร์ (หรือที่เรียกว่ากฎของนิวตัน) นักวิทยาศาสตร์คนนี้ทำงานเกี่ยวกับทฤษฎีสี ทัศนศาสตร์ ปริพันธ์และแคลคูลัสเชิงอนุพันธ์ ประวัติฟิสิกส์ ประวัติกฎของกลศาสตร์ ทั้งหมดนี้เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการค้นพบของนิวตัน
พรมแดนใหม่
ศตวรรษที่ 18 ให้ชื่อวิทยาศาสตร์โดดเด่นมากมาย ลีออนฮาร์ด ออยเลอร์โดดเด่นในหมู่พวกเขา ช่างเครื่องและนักคณิตศาสตร์ชาวสวิสคนนี้เขียนงานฟิสิกส์มากกว่า 800 ชิ้นและส่วนต่างๆ เช่น การวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ กลศาสตร์ท้องฟ้า ทัศนศาสตร์ ทฤษฎีดนตรี ขีปนาวุธ ฯลฯ สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กยอมรับว่าเขาเป็นนักวิชาการของพวกเขา ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมออยเลอร์จึงใช้เวลา ส่วนสำคัญในชีวิตของเขาในรัสเซีย นักวิจัยคนนี้เป็นผู้วางรากฐานสำหรับกลศาสตร์วิเคราะห์
เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่ประวัติศาสตร์ของวิชาฟิสิกส์ได้พัฒนาขึ้นอย่างที่เราทราบ ต้องขอบคุณนักวิทยาศาสตร์มืออาชีพไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงนักวิจัยมือสมัครเล่นซึ่งมีชื่อเสียงมากกว่าในด้านความสามารถที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดของการเรียนรู้ด้วยตนเองคือเบนจามิน แฟรงคลิน นักการเมืองชาวอเมริกัน เขาคิดค้นสายล่อฟ้า มีส่วนสนับสนุนอย่างมากในการศึกษาไฟฟ้า และตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการเชื่อมต่อกับปรากฏการณ์ของสนามแม่เหล็ก
ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 Alessandro Volta ชาวอิตาลีได้สร้าง “เสาหินภูเขาไฟ” สิ่งประดิษฐ์ของเขาคือแบตเตอรี่ไฟฟ้าก้อนแรกในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ ศตวรรษนี้ยังโดดเด่นด้วยการปรากฏตัวของเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทซึ่งเป็นผู้สร้างคือกาเบรียล ฟาเรนไฮต์ สิ่งประดิษฐ์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำซึ่งเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2327 มันก่อให้เกิดวิธีการผลิตใหม่และการปรับโครงสร้างอุตสาหกรรม
ประยุกต์การค้นพบ
หากประวัติศาสตร์ของการเริ่มต้นฟิสิกส์พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานที่วิทยาศาสตร์ต้องอธิบายสาเหตุของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ในศตวรรษที่ 19 สถานการณ์ก็เปลี่ยนไปอย่างมาก ตอนนี้เธอมีสายใหม่ จากฟิสิกส์เริ่มเรียกร้องการควบคุมพลังธรรมชาติ ในเรื่องนี้ไม่เพียง แต่การทดลองเท่านั้น แต่ฟิสิกส์ประยุกต์ก็เริ่มพัฒนาอย่างรวดเร็วเช่นกัน "Newton of Electricity" ของ André-Marie Ampère นำเสนอแนวคิดใหม่ของกระแสไฟฟ้า Michael Faraday ทำงานในพื้นที่เดียวกัน เขาค้นพบปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า กฎของอิเล็กโทรไลซิส ไดอะแมกเนติก และกลายเป็นผู้เขียนคำต่างๆ เช่น แอโนด แคโทด อิเล็กทริก อิเล็กโทรไลต์ พาราแมกเนติก ไดอะแมกเนติก ฯลฯ
วิทยาศาสตร์ภาคใหม่ออกมาแล้ว อุณหพลศาสตร์ ทฤษฎีความยืดหยุ่น กลศาสตร์สถิติ ฟิสิกส์สถิติ ฟิสิกส์กัมมันตภาพรังสี ทฤษฎีความยืดหยุ่น แผ่นดินไหว อุตุนิยมวิทยา ทั้งหมดนี้สร้างภาพสมัยใหม่ภาพเดียวของโลก
ในศตวรรษที่ 19 มีโมเดลและแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ใหม่ๆ เกิดขึ้น Thomas Young ยืนยันกฎการอนุรักษ์พลังงาน James Clerk Maxwell เสนอทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของเขาเอง นักเคมีชาวรัสเซีย Dmitry Mendeleev กลายเป็นผู้เขียนระบบธาตุเป็นระยะซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อฟิสิกส์ทั้งหมด ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษ วิศวกรรมไฟฟ้าและเครื่องยนต์สันดาปภายในปรากฏขึ้น พวกเขากลายเป็นผลของฟิสิกส์ประยุกต์ที่เน้นการแก้ปัญหาบางอย่างงานเทคโนโลยี
คิดใหม่วิทยาศาสตร์
สั้นๆ ในศตวรรษที่ 20 ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ได้ย้ายมาสู่เวทีเมื่อวิกฤตของแบบจำลองทางทฤษฎีคลาสสิกที่เป็นที่ยอมรับกันดีอยู่แล้วเริ่มต้นขึ้น สูตรทางวิทยาศาสตร์แบบเก่าเริ่มขัดแย้งกับข้อมูลใหม่ ตัวอย่างเช่น นักวิจัยพบว่าความเร็วของแสงไม่ได้ขึ้นอยู่กับกรอบอ้างอิงที่ดูเหมือนไม่สั่นคลอน ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษ มีการค้นพบปรากฏการณ์ที่ต้องการคำอธิบายโดยละเอียด: อิเล็กตรอน กัมมันตภาพรังสี รังสีเอกซ์
เนื่องจากความลึกลับที่สะสมไว้ จึงมีการแก้ไขฟิสิกส์คลาสสิกแบบเก่า เหตุการณ์สำคัญในการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์เป็นประจำคือการพิสูจน์ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ผู้เขียนคืออัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ซึ่งเป็นคนแรกที่บอกโลกเกี่ยวกับความเชื่อมโยงอย่างลึกซึ้งระหว่างอวกาศกับเวลา ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีสาขาใหม่เกิดขึ้น - ฟิสิกส์ควอนตัม นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงระดับโลกหลายคนมีส่วนร่วมในการก่อตัวพร้อมกัน: Max Planck, Max Bohn, Erwin Schrödinger, Paul Ehrenfest และอื่นๆ
ความท้าทายสมัยใหม่
ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ประวัติศาสตร์ของการพัฒนาฟิสิกส์ ลำดับเหตุการณ์ที่ยังคงดำเนินต่อไปในวันนี้ ได้ย้ายไปสู่เวทีใหม่โดยพื้นฐาน ช่วงเวลานี้ถูกทำเครื่องหมายด้วยความเฟื่องฟูของการสำรวจอวกาศ ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้ก้าวกระโดดอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ยานสำรวจอวกาศ เครื่องตรวจจับรังสีนอกโลกปรากฏขึ้น เริ่มการศึกษาข้อมูลทางกายภาพของวัตถุต่างๆ ของดาวเคราะห์สุริยะโดยละเอียด ด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีที่ทันสมัย นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบและผู้ทรงคุณวุฒิใหม่ รวมถึงรวมทั้งกาแล็กซีวิทยุ พัลซาร์ และควาซาร์
อวกาศยังคงเต็มไปด้วยความลึกลับที่ยังไม่คลี่คลาย กำลังศึกษาคลื่นความโน้มถ่วง พลังงานมืด สสารมืด ความเร่งของการขยายตัวของจักรวาลและโครงสร้างของมัน ขยายความในทฤษฎีบิ๊กแบง ข้อมูลที่หาได้ในสภาพพื้นโลกนั้นมีขนาดเล็กอย่างไม่สมส่วนเมื่อเทียบกับปริมาณงานที่นักวิทยาศาสตร์มีในอวกาศ
ปัญหาสำคัญที่นักฟิสิกส์เผชิญอยู่ในปัจจุบันรวมถึงความท้าทายพื้นฐานหลายประการ: การพัฒนาเวอร์ชันควอนตัมของทฤษฎีแรงโน้มถ่วง ลักษณะทั่วไปของกลศาสตร์ควอนตัม การรวมกองกำลังปฏิสัมพันธ์ที่รู้จักทั้งหมดเป็นทฤษฎีเดียว การค้นหา "การปรับอย่างละเอียด" ของจักรวาล" ตลอดจนปรากฏการณ์ที่มีคำจำกัดความที่ชัดเจนของพลังงานมืดและสสารมืด
