Knjige o istoriji fizike za studente i školsku decu. Kudryavtsev P.S. Kurs istorije fizike Kurs istorije fizike

Trenutna stranica: 1 (knjiga ima ukupno 48 stranica)

Kurs istorije fizike

Kurs historije fizike namijenjen je studentima pedagoških instituta. Prikazuje istoriju svjetske fizike od antike do danas. Knjiga se sastoji od tri dijela. Prvi pokriva istoriju formiranja fizičke nauke, završavajući sa Njutnom. Poslednji, treći deo posvećen je istoriji nastanka kvantne, relativističke i nuklearne fizike.

Kudryavtsev Pavel Stepanovič

Udžbenik priručnik za studente pedagogije. Institut za fiziku specijalista. – 2. izd., rev. i dodatne – M.: Obrazovanje, 1982. – 448 str., ilustr.

Pavel Stepanovič Kudryavtsev (1904-1975)

Pavel Stepanovič Kudryavtsev, jedan od poznatih sovjetskih stručnjaka za istoriju fizike, odrastao je u porodici seoskih učitelja; Roditelji su mu pomogli da stekne srednje obrazovanje i od djetinjstva mu usadili ukus za nauku i umjetnost.

Kao student na Fakultetu fizike i matematike Moskovskog državnog univerziteta, P. S. Kudryavtsev se isticao među svojim drugovima po izuzetnom pamćenju, sposobnosti da lako shvati nove ideje i spremnosti da o njima raspravlja u grupi, pomažući onima oko sebe da asimiliraju nepoznato. , ponekad vrlo složen materijal. Živahan i entuzijastičan, P. S. Kudryavtsev je svoje vrijeme podijelio između fizike, istorije, pozorišta i poezije. I sam je napisao dobru poeziju.

Nakon što je diplomirao na Moskovskom državnom univerzitetu (1929.), P. S. Kudryavtsev je radio na pedagoškim institutima Gorky i Orel; od 1946. do smrti predavao je na Tambovskom pedagoškom institutu, gde je vodio katedri za teorijsku fiziku. Tamo je organizovao kurs iz istorije fizike, otvorio jedini muzej istorije fizike u zemlji, stvorio školu za mlade istoričare nauke i postigao otvaranje postdiplomske škole iz ove discipline.

Godine 1944. za knjigu o Njutnu dobio je naučni stepen kandidata, a 1951. za prvi tom „Istorije fizike“ dobio je naučni stepen doktora fizičko-matematičkih nauka.

Glavno djelo cijelog života P. S. Kudryavtseva je trotomna "Istorija fizike"; prvi tom pojavio se 1948., a treći 1971. Obuhvatio je svu fiziku - od antičkih vremena do danas. Autor je prvo pokušao da pokrije materijal sa marksističke pozicije; U isto vrijeme, knjiga je odala priznanje ruskim fizičarima, čiji su rad često potiskivali strani istoričari.

Uprkos brojnim pozitivnim osobinama istorije fizike i obilju materijala koji je u nju uključen, ona, naravno, nije mogla biti udžbenik za kurs istorije fizike (makar samo zbog svog ogromnog obima).

Stoga je u narednim godinama P. S. Kudryavtsev napisao „Istoriju fizike i tehnologije“ (zajedno sa I Ya Konfederatov), ​​a zatim 1974. „Kurs istorije fizike“ za studente pedagoških instituta. P. S. Kudryavtsev je uzeo u obzir nedostatke i pozitivne aspekte svojih prethodnih radova i grubo je smanjio materijal uključen u „Historiju fizike“

Radnici pedagoških instituta, škola, kao i studenti i đaci upoznati su i sa drugim radovima P. S. Kudryavtseva - knjigama o Torricelliju, Faradeju i Maxwellu, člancima i govorima o istoriji fizike. Radovi P. S. Kudryavtseva poznati su u inostranstvu. svojim naučnim zaslugama, izabran je za dopisnog člana Međunarodne akademije istorije nauka.

P. S. Kudryavtsev se čitavog života zalagao za uvođenje istorije fizike u nastavne planove i programe fizičkih odsjeka pedagoških instituta.Nadajmo se da će ponovno izdavanje „Kursa istorije fizike“ poslužiti kao poticaj za realizaciju Negovani san Pavela Stepanoviča.

Profesor, doktor fizičko-matematičkih nauka N N Malov

Predgovor prvom izdanju

Trenutno postoji dovoljno knjiga sovjetskih i stranih autora koji opisuju istoriju fizike od antike do danas. Ipak, izdavačka kuća Prosveshcheniye pozvala je autora da napiše jednotomni kurs koji bi mogao poslužiti kao udžbenik o istoriji fizike za studente pedagoških instituta.

Glavna poteškoća u nastavi istorije fizike leži u nesrazmjeru između njenog ogromnog materijala i broja sati posvećenih proučavanju ovog predmeta.Ako o svemu pričamo po malo, onda će se kurs pretvoriti u katalog imena i otkrića i , u najboljem slučaju, može poslužiti kao referentna knjiga o istoriji fizike.Ako, kao što se često sugeriše da fokusiranje na jedan deo kursa, na primer, na istoriju moderne fizike, rezultira iskrivljenim, jednostranim sliku razvoja fizičke nauke.U međuvremenu, budući nastavnik treba da ima prilično potpuno razumevanje razvoja nauke, od njenog nastanka do sadašnjeg stanja.On treba da priča učenicima o Arhimedu i Ajnštajnu, o Njutnu i Raderfordu, o Lomonosov i Kurčatov.Ove informacije, barem u svojim glavnim karakteristikama, treba dobiti iz „Kursa istorije fizike.“ Stoga predložena knjiga daje sliku razvoja fizike kroz njenu istoriju.

Knjiga se sastoji od tri dijela, od kojih prvi opisuje historiju nastanka fizičke nauke, počevši od akumulacije osnovnih fizičkih informacija u procesu svakodnevnog iskustva pa do Newtonove fizike.

Drugi dio ispituje historiju razvoja glavnih pravaca klasične fizike u 18.-19. stoljeću.

Posljednji, treći dio posvećen je prikazu vodećih trendova u fizici 20. stoljeća u teoriji relativnosti, kvantnoj teoriji, atomskoj i nuklearnoj fizici.

Knjiga sasvim u potpunosti otkriva povijest formiranja osnovnih fizičkih ideja, daje izvode iz djela klasika fizičke nauke i biografske podatke.

Uvod

Glavni zadatak svake nauke je da otkrije zakone koji deluju u oblasti kojom se ova nauka bavi. Glavni zadatak istorije nauke je, dakle, da pronađe zakone koji upravljaju razvojem nauke. Na prvi pogled može izgledati da takvi zakoni ne postoje. Pojava Arhimeda se ne može predvidjeti. Newtonian. Lobačevskog, ne može se kontrolisati razmišljanje i kreativnost naučnika. Istorija nauke se spolja predstavlja kao rezultat nekontrolisane aktivnosti pojedinih briljantnih mislilaca, čije ponašanje se ne može uporediti sa ponašanjem kamena koji pada u gravitacionom polju. Nema sumnje da je nauka proizvod ljudske aktivnosti, štaviše, najsloženije i najsuptilnije aktivnosti: kognitivna, kreativna. Međutim, razvoj nauke odvija se u određenim istorijskim uslovima koji igraju važnu, odlučujuću ulogu, a ti uslovi su dostupni naučnoj analizi.

Istorijski materijalizam je po prvi put omogućio naučno saznanje o istorijskom razvoju čovečanstva i otkrio stvarnu osnovu ljudske delatnosti, uključujući i osnovu njihove duhovne delatnosti. Ta stvarna osnova je način proizvodnje materijalnih dobara neophodnih za egzistenciju svake osobe i cjelokupnog ljudskog društva. Upravo je proces produktivne radne aktivnosti odigrao odlučujuću ulogu u odvajanju čovjeka od krda životinja, u razvoju njegovog znanja i društvenih uslova njegovog postojanja. Engels je u svom djelu “Uloga rada u procesu transformacije majmuna u čovjeka” napisao: “Sam rad je iz generacije u generaciju postajao raznovrsniji, savršeniji, svestraniji. Uz lov i stočarstvo, dodata je poljoprivreda, zatim predenje i tkanje, obrada metala, grnčarstvo i brodarstvo. Uz trgovinu i zanat, konačno su se pojavile umjetnost i nauka; nacije i države nastale su iz plemena.”( 1 Engels F. Dijalektika prirode. – Marks K., Engels F. Op. 2. izdanje, tom 20, str. 493.)

Dakle, sam nastanak nauke postaje moguć tek u određenoj fazi ekonomskog razvoja, u zemljama sa razvijenom poljoprivredom i urbanom kulturom, a u budućnosti razvoj nauke odgovara razvoju privrede.

Engels o ovom pitanju sasvim jasno piše: „...od samog početka, nastanak i razvoj nauka bio je određen proizvodnjom.”( 1 Engels f. Dijalektika prirode. – Marx K., Engels F. op. 2. izdanje, tom 20, str. 493.)

Uloga društvene proizvodnje u razvoju nauke posebno je izražena u savremenoj istorijskoj fazi. Moderna nauka zahtijeva ogromna javna sredstva za svoj razvoj. Razvoj atomske fizike i nuklearne energije zahtijevao je stvaranje posebnih poduzeća za odvajanje izotopa, izgradnju reaktora i akceleratora i stvaranje skupih instrumenata. Moderna svemirska nauka također zahtijeva ogromna sredstva. Samo takve ekonomski moćne zemlje kao što su SSSR i SAD mogle su stvoriti svemirske brodove i moćne svemirske rakete. Lansiranje prvog vještačkog satelita Zemlje u Sovjetskom Savezu započelo je svemirsko doba. U ovim zemljama su stvoreni i prvi nuklearni reaktori, a SSSR je postao rodno mjesto prve nuklearne elektrane na svijetu. Savremena nauka zahteva i veliki broj visokokvalifikovanih kadrova, odnosno moćan, razvijen sistem javnog obrazovanja. Apsolutno je jasno da je samo moćna ekonomija u stanju da obezbedi sve ove uslove za razvoj moderne nauke. Ova najvažnija činjenica naglašava dubinu i značaj Engelsove izjave: „Nastanak i razvoj nauka određen je proizvodnjom“.

Istovremeno, ova izjava se ne može shvatiti pojednostavljeno i ne može se tražiti ekonomski razlog za svako naučno otkriće.

Zakoni naučnog razvoja su mnogo složeniji. Ekonomski uslovi i način društvene proizvodnje stvaraju neophodnu osnovu za cjelokupni život društva, uključujući i nauku. Ali s obzirom na ovu osnovu, značajnu ulogu igraju i drugi faktori. Dakle, za svako istraživanje odlučujući faktori su unutrašnji faktori: stanje naučnih saznanja, hitnost problema, sopstveni interesi i sposobnosti itd. Nauka ne samo da stiče samostalnost (u određenim granicama koje određuju društveni uslovi), već i , zauzvrat, utiče na društvenu proizvodnju, stimuliše i ubrzava razvoj proizvodnih snaga, postajući i sama proizvodna snaga. Treba naglasiti da je odnos između nauke i proizvodnje takođe istorijski i razvija se kako se proizvodnja i nauka razvijaju.

Iz navedenog proizilazi da zadatak proučavanja zakona razvoja nauke, pa i fizike, ima sasvim određeno značenje i veliki naučni značaj. U modernoj eri, kada je sama nauka faktor društvenog razvoja, ovaj zadatak postaje posebno hitan. Potreba za ulaganjem velikih količina novca u razvoj nauke zahtijeva predviđanje najefikasnijih načina ovog razvoja i podređivanje određenom planu. To ne isključuje pojavu neočekivanih naučnih otkrića, kojih je u istoriji nauke bilo mnogo, ali planiranje nauke danas je postalo društvena potreba. Stoga je sada proučavanje zakona razvoja nauke postalo hitan zadatak, koji je iznjedrio novu nauku - nauku o nauci. Istorija nauke je osnova nauke o nauci.

Istorija nauke takođe igra važnu ulogu u teoriji znanja. V. I. Lenjin je više puta naglašavao važnu ulogu istorije nauke u materijalističkoj teoriji znanja. U "Materijalizmu i empiriokritici" napisao je:

„U teoriji znanja, kao iu svim drugim oblastima nauke, treba rasuđivati ​​dijalektički, odnosno ne pretpostavljati da je naše znanje spremno i nepromenljivo, već analizirati kako znanje nastaje iz neznanja, kako nepotpuno, netačno znanje postaje sve potpunije i sve više. tačno."( Lenjin V.I. Materijalizam i empiriokritika. - Paulie. zbirka op., tom 18, str. 102.)

V. I. Lenjin je istoriju nauke uvrstio u spisak onih oblasti znanja „iz kojih bi trebalo da nastane teorija znanja i dijalektika“ ( 2 Lenjin V.I. filozofske bilježnice.-Poly. zbirka cit., tom 29, str. 314.) Govoreći o najvažnijoj ideji nauke - kauzalnosti i međusobnoj povezanosti, Lenjin je napisao: „Prošla su milenijuma otkako se rodila ideja o „povezanosti svega“, „lancu uzroka“. Poređenje načina na koji su ovi uzroci shvaćeni u istoriji ljudske misli pružilo bi neosporno pokaznu teoriju znanja.”( )

U savremenoj fizici pitanja teorije znanja stekla su ogromnu važnost, a posebno relevantno zvuče uputstva V. I. Lenjina o važnosti istorije nauke za materijalističku teoriju znanja. Sam V. I. Lenjin je pridavao tako veliki značaj istoriji nauke da je smatrao da je dijalektički tretman „istorije ljudske misli, nauke i tehnologije“ nastavak Marksovog dela. 1 Lenjin V.I. filozofske bilježnice. - Paulie. zbirka cit., tom 29, str. 311.)

Dakle, proučavanje istorije nauke i razvoj naučnih koncepata obogaćuje teoriju znanja, a samim tim i samu nauku. To je glavni naučni značaj istorije nauke.

Istorija nauke takođe ima važan metodološki i obrazovni značaj. Često je istorijski način prenošenja znanja najefikasniji. Stoga je za nastavnika fizike, na primjer, neophodno poznavanje istorije fizike, koje ga metodički i naučno osposobljava. Istorija nauke neguje ljubav i poštovanje prema nauci, doprinosi razvoju ispravnog pogleda na svet i moralnih ljudskih kvaliteta. Izuzetno je važno da poznavanje istorije nauke pomaže u borbi protiv dogmatizma i formalizma u školskoj nastavi i proširuje naučne i kulturne horizonte učenika.

Dakle, poznavanje istorije fizike pomaže da se unapredi naučni i stručni nivo obuke budućih nastavnika fizike. Važnost historije nauke za nastavu je nesumnjiva i za žaljenje je što se još uvijek nije dovoljno koristila u tu svrhu. Međutim, u budućnosti, kako se istorija nauke bude razvijala, njena uloga u školskoj nastavi će se nesumnjivo povećavati.

Prvi dio. Pojava fizike (od antike do Njutna)

Prvo poglavlje. Fizika antike

Čovjek je stekao znanje o svijetu oko sebe u oštroj borbi za postojanje. U ovoj borbi, njegovi daleki preci su se odvojili od životinjskog svijeta, a njihove ruke i intelekt su se razvili. Od nasumične i nesvjesne upotrebe štapa i kamenja za zaštitu i dobivanje hrane, prešao je na izradu oruđa, prvo u obliku grubo i primitivno obrađenih komada kamena, zatim na sve sofisticiranije kameno oruđe, do lukova i strijela, pribor za ribolov, lovačke zamke - ovi prvi uređaji za programiranje. Najveće osvajanje čovjeka bilo je stjecanje i korištenje vatre. U toj evoluciji koja je trajala hiljadama i hiljadama godina formirala se ljudska svijest, razvijao govor, akumulirala znanja i ideje o svijetu, nastala su prva antropomorfna objašnjenja okolnih pojava, čiji su ostaci sačuvani u našem jeziku. Poput primitivnog čovjeka, naše sunce „šeta“, mjesec „izgleda“ itd.

Prvobitni čovek nije imao drugog načina da razume prirodu, kako da je uporedi sa sobom, živom biću, da je obdari osećanjima i svešću. Iz ovog izvora razvila su se i naučna saznanja i religijska vjerovanja.

U biblijskom mitu o stvaranju svijeta, zabilježenom već u doba razvijenog robovlasničkog društva, ove antropomorfne ideje o Bogu, koji se ponaša kao ljudski zemljoradnik, vrlo su jasno izražene; obavlja melioracione radove (odvaja vodu od zemlje), pali vatru („neka bude svjetlost“), stvara sve okolne stvari i odmara se nakon rada.

Uz ove fantastične ideje o prirodi, čovjek je bio obogaćen stvarnim znanjem o nebeskim tijelima, biljkama i životinjama, o kretanju i silama, meteorološkim pojavama itd. Akumulirana znanja i praktične vještine, koje su se prenosile s generacije na generaciju, formirale su početno pozadina buduće nauke. Kako su se društvo i društveni rad razvijali, gomilali su se preduslovi za stvaranje stabilne civilizacije. Pojava poljoprivrede je ovdje odigrala odlučujuću ulogu. Tamo gde su postojali uslovi za dobijanje održivih plodova na istom mestu i iz godine u godinu stvarala su se naselja, gradovi, a potom i države.

Takvi uslovi nastali su u sjevernoj Africi u dolini Nila, čije su godišnje poplave ostavljale plodan mulj na poljima, u dvije rijeke između rijeka Tigrisa i Eufrata, gdje je već u 4. milenijumu pr. e. Najstarije robovlasničke države počele su da se oblikuju, postajući kolevka moderne nauke. Sistem navodnjavanja, vađenje metala (bakra) i njegova prerada, razvoj tehnologije i izrada oruđa stvorili su preduslove za nastanak složenog društvenog organizma sa razvijenom ekonomijom. Društvene potrebe dovele su do pojave pisanja: hijeroglifa u Egiptu, klinopisa u Babiloniji i pojave astronomskog i matematičkog znanja.

Velike egipatske piramide koje su preživjele do danas ukazuju da je već u 3. milenijumu pr. e. država je mogla organizirati velike mase ljudi, voditi evidenciju o materijalu, radu i utrošenom radu. U tu svrhu su bili potrebni posebni ljudi, mentalni radnici. Ekonomske zapise u Egiptu vodili su pisari, koji su zaslužni za bilježenje naučnih saznanja svog vremena. Poznati spomenici 2. milenijuma: Rajndov papirus, pohranjen u Britanskom muzeju, i Moskovski papirus, sadrže rješenja za različite probleme sa kojima se susreću u praksi, matematičke proračune, proračune površina i volumena. Moskovski papirus daje formulu za izračunavanje zapremine krnje piramide. Egipćani su izračunavali površinu kruga tako što su kvadrirali osam devetina prečnika, što daje prilično dobru aproksimaciju za k - 3,16.

Određivanje vremena kada je počela poplava Nila zahtijevalo je pažljiva astronomska posmatranja. Egipćani su razvili kalendar koji se sastojao od dvanaest mjeseci od 30 dana i pet dodatnih dana godišnje. Mjesec je bio podijeljen na tri desetodnevna perioda, dan na dvadeset četiri sata, dvanaest dnevnih perioda, dvanaest noćnih perioda. Pošto se dužina dana i noći menjala sa godišnjim dobima, vrednost sata nije bila konstantna, već je varirala sa godišnjim dobima.

Babilonska matematika i astronomija dostigli su visok nivo. Babilonci su poznavali Pitagorinu teoremu, izračunavali kvadrate i kvadratne korijene, kocke i kubne korijene, i bili su u stanju riješiti sisteme jednačina i kvadratnih jednačina. Oni takođe pripadaju podeli ekliptike na dvanaest sazvežđa zodijaka.

Treba naglasiti da je matematika Egipćana i Babilonaca bila praktične prirode i nastala je iz potreba ekonomske i građevinske prakse. Prema istoričarima matematike, babilonska matematika je bila na višem naučnom nivou od egipatske. Ali u oblasti geometrije, Egipćani su otišli dalje od Babilonaca.

Astronomija je bila prva od prirodnih nauka, s kojom je započeo razvoj prirodnih nauka, f. Engels je u “Dijalektici prirode” iznio shemu razvoja prirodne znanosti, prema kojoj je astronomija najprije nastala promatranjem promjene dana i noći, godišnjih doba, te stoga apsolutno neophodna za pastirske i zemljoradničke narode. Matematika je bila potrebna za razvoj astronomije, a građevinska praksa je podstakla razvoj mehanike.

Nesumnjivo je da su grandiozne strukture drevnih država (hramovi, tvrđave, piramide, obelisci) zahtijevale barem empirijsko znanje o strukturnoj mehanici i statici. Prilikom građevinskih radova korišćene su jednostavne mašine: poluge, valjci, kosi ravni. Tako su praktične potrebe oživjele početke naučnog znanja aritmetike, geometrije, algebre, astronomije, mehanike i drugih prirodnih nauka.

Ograničićemo se na ove kratke napomene. Napominjemo u zaključku da je značaj početnog perioda u istoriji nauke i kulture izuzetno velik.Nije slučajno što istoričari matematike veliku pažnju poklanjaju egipatskoj i vavilonskoj matematici. Ovdje su rođeni počeci matematičkog znanja, a prije svega se formirala temeljna ideja broja i osnovnih operacija s brojevima. Ovdje su postavljeni temelji geometrije. Ovdje je čovjek prvi put opisao zvjezdano nebo, kretanje Sunca, Mjeseca i planeta, naučio da posmatra nebeska tijela i stvorio temelje za mjerenje vremena, te postavio temelje za abecedno pisanje.

Posebno je bio veliki značaj pisanja, osnove nauke i kulture. Nije uzalud Galileo u svom Dijalogu oduševljeno hvalio tvorca pisanja.

Uprkos ogromnim dostignućima nauke Drevnog Istoka, Stara Grčka je postala pravo mesto rođenja moderne nauke. Tu je nastala teorijska nauka koja je razvijala naučne ideje o svetu koje se nisu svodile na zbir praktičnih recepata, i tu se razvija naučna metoda. Ako je egipatski ili babilonski pisar, formulirajući pravilo računanja, napisao: „uradi ovo“, ne objašnjavajući zašto je to bilo potrebno „učiniti ovo“, onda je grčki naučnik zahtijevao. dokaz. Osnivač atomizma, Demokrit, iznio je divne riječi o tome: „Pronaći jedan naučni dokaz mi znači više od ovladavanja cijelim Perzijskim kraljevstvom.“ Moderna nauka je dobro zapamtila kome duguje svoje rođenje. O tome svjedoče nazivi nauka: matematika, mehanika, fizika, biologija, geografija itd., naučni termini grčkog porijekla preuzeti iz grčkog jezika (masa, atom, elektron, izotop itd.), upotreba grč. slova u formulama itd. konačno, imena grčkih naučnika: Talesa, Pitagore, Demokrita, Aristotela, Arhimeda, Euklida, Ptolomeja i drugih, sačuvana u naučnoj literaturi.

Babilonska i egipatska nauka, kao što je rečeno, proizašla je iz potreba prakse. Što se tiče teorijskog mišljenja Egipćana i Babilonaca, ono nije izlazilo iz okvira animizma i mitologije; monopol na objašnjavanje tajni pripadao je sveštenicima. Stari Grci su uspjeli da se izdignu iznad ovog nivoa i daju zadatak razumijevanju prirode bez privlačenja tajanstvenih, božanskih sila, kakva je ona.

U staroj Grčkoj ljudski um je prvi shvatio svoju moć i ljudi su počeli da se bave naukom ne samo zato što je to bilo neophodno, već i zato što je bilo zanimljivo, osećali su „radost znanja“, kako je to Aristotel rekao. Prvi naučnici su počeli da se nazivaju filozofima, tj. „ljubiteljima mudrosti“, a u grčkom društvu pojavila se potreba za učiteljima mudrosti, da bi se zadovoljila profesija naučnika i učitelja.

Platonova akademija i Aristotelov licej bili su prve svjetske obrazovne i naučne institucije, preteče modernog visokog obrazovanja. Postepeno su se u staroj Grčkoj pojavili stručnjaci užeg profila: inženjeri, doktori, astronomi, matematičari, geografi i istoričari, kao i naučne institucije poput Aleksandrijskog muzeja, prethodnika modernih istraživačkih instituta. U isto vrijeme, ovdje su nastale naučne informacije u obliku naučnih spisa, predavanja, debata i prepiske naučnika.

Tako su u staroj Grčkoj nastala sistematska naučna istraživanja, naučna nastava, pojavili su se naučnici specijalisti i naučne informacije.

Stara Grčka je postala rodno mesto istorije nauke. Informacije o mnogim naučnim dostignućima starogrčkih naučnika često su nam dolazile iz tekstova drugih naučnika i grčkih istoričara nauke.

Pojava grčke nauke obično se pripisuje eri procvata gradova u Maloj Aziji (VII-VI vek pne). Jonski gradovi Miletus i Efes, ostrva Mediterana, grčke kolonije u južnoj Italiji - ovo je arena aktivnosti prvih grčkih naučnika.

Grčka nauka je nastala u atmosferi intenzivnog političkog i ekonomskog života, burnih protesta demosa (naroda) protiv dominacije aristokratskih porodica; nastala je na trgovačkim putevima koji su dolazili iz zemalja Istoka. Dinamična društvena situacija i brze društvene promjene potaknule su ideje o promjenama u svijetu koji ga okružuje. “Sve teče!” - izjavio je filozof Heraklit iz Efesa (oko 530-470 pne). “Ne možete dvaput ući u istu rijeku.”

Osnivač grčke nauke, Tales iz Mileta (oko 624-547 pne) i drugi predstavnici jonske škole: Anaksimandar (oko 610-546 pne) i Anaksimen (oko 585-525 pne) - izneli su ideju o materijalni temeljni princip svih stvari, njihovog razvoja iz ovog temeljnog principa. Tako je Tales vjerovao da je takva osnova voda, Anaksimandar je bio izvjesni beskonačni i neodređeni princip "aleuron", Anaksimen je bio zrak. Razvijajući ove poglede, Heraklit je stvorio ideju o svijetu kao o vatri koja neprestano gori i blijedi. “Svijet je,” tvrdio je Heraklit, “jedan od svih, nije stvoren ni od jednog od bogova ni od ljudi, već je bio, jeste i biće vječno živa vatra, koja se prirodno rasplamsava i prirodno izumire...”

Tako su, za razliku od religioznih ideja o stvaranju svijeta božanskom silom iz ničega, prvi grčki mislioci iznijeli ideju vječnosti i nestvorivosti svijeta, ideju dijalektičkog razvoja. Nije ni čudo K. Marx i f. Engels je Grke smatrao „rođenim dijalektičarima“, a V. I. Lenjin je gornji izvod iz Heraklitovih izjava nazvao „veoma dobrim izlaganjem principa dijalektičkog materijalizma“.

Gotovo istovremeno s materijalističkim idejama Jonaca, nastao je idealistički pravac u filozofiji, koji su razvili Pitagora (oko 580-500 pne) i njegovi učenici. Pitagorina ličnost obavijena je maglom legende, a mnogi istoričari nauke i filozofije smatrali su samog Pitagore mitskom figurom. Međutim, o Pitagori je sačuvana dovoljna količina biografskih podataka. Pitagora je potjecao iz aristokratske porodice, porijeklom od mitskog Herkula. Rodom sa ostrva Samos, učestvovao je u političkoj borbi između aristokrata i demokratije na strani aristokratije i bio je primoran da pobegne u Italiju, gde je osnovao tajni savez. U političkoj borbi unija je poražena, a Pitagora je, prema nekim izvorima, ubijen, prema drugima, umro je u novom izgnanstvu. Međutim, pitagorejska škola je nastavila da postoji i nakon smrti učitelja. Za nju se vezuju imena Filolaja (kraj 5. - početak 4. vijeka prije nove ere), poznatog filozofa Sokrata i astronoma Aristarha sa Samosa, koji su živjeli krajem 4. i u prvoj polovini 3. stoljeća. BC.

Uticaj pitagorejske škole bio je veoma značajan, pa je u doba Galileja doktrina o kretanju Zemlje nazvana “pitagorejska doktrina”; filozofija i ideologija pitagorejaca bila je reakcionarna i idealistička. Centralna tačka ove filozofije bila je doktrina o božanskoj ulozi brojeva, koji navodno upravljaju svetom. Pitagorejci su, pripisujući mistična svojstva brojevima, tumačili pojedinačne brojeve kao savršene simbole: jedan je univerzalni princip, dva je početak suprotnosti, tri je simbol prirode, itd. Vjerovali su da svaka stvar, bilo koja pojava svijeta može se izraziti brojevima. Ali pošto su poznavali samo racionalne brojeve, tada ih je, prema legendi, otkriće nesumjerljivosti dijagonale kvadrata sa njegovom stranom izazvalo zabunu.

Ispostavilo se da je misticizam brojeva vrlo uporan. Pojavljuje se u religijskim pogledima, u magiji, astrologiji i u idealističkim sistemima. Istovremeno, ideja Pitagorejaca o važnosti numeričkih odnosa u prirodi takođe sadrži racionalno zrno: kvantitativna analiza i matematički odnosi danas čine osnovu naučnog opisa prirode. Prvi primjer takvog opisa dali su sami Pitagorejci, koji su otkrili da su dužine žica čiji zvuci daju harmonijske intervale povezane kao jednostavni cijeli brojevi (2:1, 3:2, 4:3). Najvažnija zasluga Pitagorejaca je ideja o sferičnosti Zemlje i njenom kretanju.

Pitagorejci su izneli takozvani pirocentrični sistem, u kojem se Zemlja, Sunce, Mesec i planete kreću oko centralne vatre. Smatrajući deset svetim brojem, Pitagorejci su uveli deset pokretnih sfera koje se okreću oko centralne vatre. Pošto su stari poznavali samo pet planeta osim Zemlje, pitagorejci su, da bi dobili sveti broj deset, morali da uvedu dodatno nebesko telo „nasuprot zemlje“ (dogma predrasuda dovela je do lažnih hipoteza).

Tako su se sfere Zemlje i kontra-Zemlje, Sunca, Mjeseca, pet planeta i fiksnih zvijezda okretale oko centralne vatre. Udaljenost ovih sfera od centra, prema učenju Pitagorejaca, podliježe jednostavnim numeričkim odnosima. Rotirajuće sfere proizvode nečujne harmonične zvukove (muziku sfera).

Nakon toga, Aristarh sa Samosa je izbacio centralnu vatru i kontra-zemlju i, postavivši Sunce u centar Univerzuma, izgradio prvi model heliocentričnog sistema. Očigledno ovaj model nije bio poznat Koperniku. U posveti svojoj knjizi on se poziva na doktrinu o kretanju sfera oko centralne vatre, koju je izneo pitagorejac Filolaj.

Napomenimo da se nauka antičke Grčke od samog početka oslanjala na znanje stečeno u zemljama starog istoka. Ali i od samog početka pojavile su se nove karakteristike u ovoj nauci. Mislilac antičke Grčke nastojao je da raspravlja o problemu, da logički potkrijepi ovu ili onu poziciju. Ova se osobina posebno jasno očitovala u stavovima sljedećih naučnika: Eleatika, atomista i Aristotela, poznatih iz historije filozofije.

Tako su se već u prvoj fazi nastanka nauke postavljala duboka pitanja o strukturi i poreklu sveta, o uzroku kretanja, o ulozi kvantitativnih odnosa u prirodi itd. Pokušavajući da odgovori na ova pitanja, Jonjani, Pitagorejci i Eleati postavili su temelje za teorijsku analizu prirode, razvoj naučne slike svijeta. U tim prvim pokušajima ima puno naivnog, fantastičnog, lažnog, još uvijek nema provjere hipoteza i ideja iskustvom i matematičkom analizom. Ali već je izražena jasna ideja o vječnosti materije, o razvoju svijeta prirodnim uzrocima i izgrađeni su prvi modeli Univerzuma. Nauka je zamijenila religijske i mitske ideje o poreklu i strukturi svijeta.

Tutorial. — 2. izdanje, rev. i dodatne - M.: Prosveta, 1982. - 448 str.: ilustr.. Kurs istorije fizike namenjen je studentima pedagoških instituta. Prikazuje istoriju svjetske fizike od antike do danas. Knjiga se sastoji od tri dijela. Prvi pokriva istoriju formiranja fizičke nauke, završavajući sa Njutnom. Poslednji, treći deo posvećen je istoriji nastanka kvantne, relativističke i nuklearne fizike, glavnom delu čitavog života P.S. Kudryavtseva - trotomna “Istorija fizike”; prvi tom pojavio se 1948., a treći 1971. Obuhvatio je svu fiziku - od antičkih vremena do danas. Autor je prvo pokušao da pokrije materijal sa marksističke pozicije; Knjiga je istovremeno odala priznanje ruskim fizičarima, čije su radove strani istoričari često zataškavali.Uprkos mnogim pozitivnim osobinama „Istorije fizike” i obilju materijala koji je u njoj uključen, ona bi, naravno, mogla ne biti udžbenik za kurs istorije fizike (makar samo zbog ogromnog obima). Stoga je u narednim godinama P.S. Kudryavtsev piše "Istoriju fizike i tehnologije" (zajedno sa I. Ya. Confederatov), ​​a zatim 1974. - "Kurs istorije fizike" za studente pedagoških instituta. Na ovom kursu P.S. Kudryavtsev je uzeo u obzir nedostatke i pozitivne aspekte svojih prethodnih radova i otprilike utrostručio materijal uključen u Istoriju fizike. Sadržaj (ispod spojlera).

N.N. Malov. Pavel Stepanovič Kudryavtsev (1904-1975)
Pojava fizike (od antike do Njutna)
Fizika antike
Poreklo naučnog znanja
Početna faza antičke nauke
Pojava atomizma
Aristotel
Atomizam u postaristotelovskoj eri
Arhimed
Fizika srednjeg vijeka
Historical Notes
Dostignuća nauke na srednjovekovnom istoku
Evropska srednjovekovna nauka
Borba za heliocentrični sistem
Historical Notes
Kopernikova naučna revolucija
Borba za heliocentrični sistem svijeta. Giordano Bruno. Kepler
Galileo
Pojava eksperimentalnih i matematičkih metoda
Nova metodologija i nova organizacija nauke. Bacon i Descartes
Prvi uspjesi eksperimentalne fizike
Završetak borbe za heliocentrični sistem
Daljnji napredak u eksperimentalnoj fizici
Newton
Razvoj glavnih pravaca klasične fizike (XVIII-XIX stoljeće)
Završetak naučne revolucije u 18. veku.
Historical Notes
Nauka u Rusiji. M.V. Lomonosov
Mehanika 18. veka.
Molekularna fizika i toplota u 18. veku
Optika
Elektricitet i magnetizam
Razvoj glavnih pravaca fizike u 19. veku.
Razvoj mehanike u prvoj polovini 19. veka
Razvoj talasne optike u prvoj polovini 19. veka
Pojava elektrodinamike i njen razvoj prije Maxwella
Elektromagnetizam
Pojava i razvoj termodinamike. Carnot
Otkriće zakona održanja i transformacije energije
Stvaranje laboratorija
Drugi zakon termodinamike
Mehanička teorija toplote i atomizma
Dalji razvoj termofizike i atomizma
Pojava i razvoj teorije elektromagnetnog polja
Otkriće elektromagnetnih talasa
Izum radija
Glavni pravci naučne revolucije u fizici 20. veka.

Elektrodinamika pokretnih medija i elektronska teorija
Ajnštajnova teorija relativnosti
Kritika Njutnove mehanike i Euklidove geometrije
Dalji razvoj teorije relativnosti
Pojava atomske i nuklearne fizike
Rentgenovo otkriće
Otkriće radioaktivnosti
Otkrića P. i M. Curiea
Otkriće kvanta
Prva faza revolucije u fizici
Otkriće radioaktivnih transformacija. Ideja atomske energije
Razvoj kvantne teorije od strane Ajnštajna
Lenjinova analiza "Najnovije revolucije u prirodnim naukama"
Rutherford-Bohr atom
Modeli atoma prije Bohra
Otkriće atomskog jezgra
Bohr atom
Formiranje sovjetske fizike
Historical Notes
Radiotehnika i radiofizika
Razvoj teorijske fizike od strane sovjetskih naučnika
Razvoj drugih oblasti sovjetske fizike
Pojava kvantne mehanike
Poteškoće Borove teorije
De Broljove ideje
Pojava kvantne statistike
Otvaranje okreta
Mehanika Heisenberga i Schrödingera
Razvoj nuklearne fizike 1918-1938.
Početak nuklearne energije. Otkriće izotopa
Nuklearna fisija
Istorija otkrića neutrona
Istorija otkrića neutrona
Proton-neutronski model jezgra
Kosmički zraci. Otkriće pozitrona
Akceleratori
Veštačka radioaktivnost
Fermijevi eksperimenti
Fermijeva teorija β-raspada
Otkriće nuklearne izomerije
Fisija uranijuma
Izvođenje lančane reakcije nuklearne fisije
Književnost
Klasici marksizma-lenjinizma
Opći ogledi o historiji i metodologiji fizike
Radovi naučnika fizike
Biografije i monografije posvećene pojedinim naučnicima

Udžbenik je kurs predavanja o istoriji fizike od antičkih vremena do danas. Svrha priručnika je da pripremi buduće nastavnike za implementaciju istorijskog pristupa nastavi fizike u školi. Stoga se značajna pažnja poklanja historiji otkrića fizičkih zakona i pojava predstavljenih u programu
srednja škola. Istorija moderne fizike je takođe detaljno opisana, što pomaže da se prošire vidiki budućih nastavnika.
Za studente visokih pedagoških obrazovnih ustanova.

PREDMET I METODE ISTORIJE FIZIKE.
Kada počnete proučavati bilo koju novu nauku, prije svega morate jasno razumjeti: o čemu se radi, koje mjesto zauzima u univerzalnom ljudskom intelektualnom prtljagu i koje metode koristi. U tom slučaju učenje postaje potpuno svjesno, a primjena stečenog znanja najoptimalnija. To se u najvećoj meri tiče budućih nastavnika kojima je ovaj udžbenik namenjen.

Predmet istorije fizike je proces nastanka i razvoja fizičke nauke kao jedinstvene celine, kao društvenog fenomena koji zauzima određeno mesto u životu ljudi i igra u njemu određenu ulogu.

Istoriju fizike treba posmatrati kao sintezu prirodno-naučnih i humanističkih pristupa proučavanju prirode i društva. Prvi od njih karakterizira tačnost, valjanost i logička povezanost dijelova. Humanitarni pristup ovoj disciplini donosi snažan emocionalni uticaj, osjećaj uključenosti u aktuelne događaje, karakterističan za sve oblasti istorijske nauke. Zato se proučavanje istorije fizike može smatrati jednim od glavnih pravaca humanitarizacije prirodno-naučnog obrazovanja. Za većinu egzaktnih nauka, proučavanje njihove istorije je najbolji način da se ostvari njihova humanizacija.

SADRŽAJ
Predgovor
Uvod
Predavanje 1. Predmet i metode istorije fizike
Dio 1. FIZIKA NA POČETKU PUTA
Predavanje 2. Praistorija fizike. Drevna nauka
Biografije istaknutih naučnika antičkog perioda
Predavanje 3. Fizička spoznaja srednjeg vijeka i renesanse.
Biografije istaknutih naučnika srednjeg vijeka i renesanse
Predavanje 4. Naučna revolucija 16.-17. vijeka
Biografije najvećih naučnika 16.-17
Predavanje 5. Galileo Galilei i njegovi savremenici.
Formiranje temelja naučnog znanja
Biografije najvećih naučnika - Galilejevih savremenika
Predavanje 6. Newton i njegova naučna metoda
Dio 2. KLASIČNA FIZIKA
Predavanje 7. Razvoj klasične mehanike
Biografije istaknutih naučnika mašinstva
Predavanje 8. Otkrivanje osnovnih zakona elektromagnetizma
Biografije otkrivača zakona elektromagnetizma
Predavanje 9. J. C. Maxwell i njegova elektromagnetna teorija
Biografije najvećih naučnika koji rade na polju elektromagnetizma
Predavanje 10. Razvoj optike u 17. - 19. veku
Biografije najvećih optičara
Predavanje 11. Eksperimentalno opravdanje molekularne kinetičke teorije i nastanak statističke fizike
Biografije istaknutih naučnika - istraživača toplote
Predavanje 12. Otkrivanje zakona održanja i transformacije energije
Biografije velikih naučnika, kreatora termodinamike i statističke fizike
Dio 3. SAVREMENA FIZIKA
Predavanje 13. Naučna revolucija kasnog XIX - početka XX veka
Biografije osnivača kvantne teorije
Predavanje 14. Elektrodinamika pokretnih medija i elektronska teorija. A. Einstein
Biografije tvoraca teorije elektrona i teorije relativnosti
Predavanje 15. Nastanak atomske i nuklearne fizike
Biografije najvećih naučnika - pionira nuklearne fizike i kvantne mehanike
Predavanje 16. Nauka i društvo. Nobelove nagrade za fiziku
Dobitnici Nobelove nagrade za fiziku
Predavanje 17. Savremena fizika. Istorija fizičkih otkrića na kraju 20. veka
Predavanje 18. Ruska i sovjetska fizika
Zaključak.

Besplatno preuzmite e-knjigu u prikladnom formatu, gledajte i čitajte:
Preuzmite knjigu Istorija fizike, Iljin V.A., 2003 - fileskachat.com, brzo i besplatno.

Prvi uspjesi eksperimentalne fizike

Dakle, otprilike od četrdesetih godina 16. do četrdesetih godina 17. stoljeća (od Kopernika do Galileja) odvijao se složen revolucionarni proces zamjene srednjovjekovnog pogleda na svijet i nauke novim pogledom na svijet i novom naukom zasnovanom na iskustvu i praksi. . Mnogo se radilo na potkrepljivanju i jačanju heliocentričnog sistema sveta (Kopernik, Bruno, Kepler, Galilej), na kritici peripatetičke metodologije i nauke, na razvoju metodoloških osnova nove nauke (Bekon, Galilej, Dekart). Uspjeh ovog velikog pothvata, izuzetno važnog za razvoj cjelokupne ljudske kulture i društvene svijesti, umnogome je determiniran ostvarenim konkretnim naučnim i praktičnim rezultatima.Nova nauka i novi pogled na svijet dokazali su svoju ispravnost i snagu djelima, a ne besplodnim verbalnim raspravama.17. vek je bio vek pobede naučne revolucije.

Uspjesi eksperimentalne i matematičke metode zabilježeni su prije svega u mehanici.Već je Leonardo da Vinci na nov način pristupio statičkim i dinamičkim problemima mehanike. 16. vek je bio vek ovladavanja antičkim nasleđem. Komandino (1509-1575) preveo je djela Euklida, Arhimeda, Herona i Papa iz Aleksandrije. Commandinov učenik, Galilejev pokrovitelj i prijatelj, Gvido Ubaldo del Monte (1545-1607) objavio je 1577. delo o statici, u kojem je izložio rad antičkih autora i razvio ih, rešavajući problem ravnoteže kosih poluga, ne znajući da je ovaj problem već odlučio Leonardo. Gvido Ubaldo je u nauku uveo termin „trenutak“. Ovaj izraz je općenito bio široko korišten u 16. i ranom 17. stoljeću, posebno kod Galilea, ali u Ubaldu se najviše podudara sa modernim konceptom „statičnog momenta sile“. Guido Ubaldo pokazuje da su za ravnotežu poluge bitne vrijednosti sila i dužina okomica spuštenih od uporišta na liniju djelovanja sila (težina). Kombinaciju oba faktora naziva određuje djelovanje sile u poluzi na moment i formulira uvjet ravnoteže poluge u obliku jednakosti momenata.

Rice. 9. Naslov Stevinove knjige

Novi pristup statičkim problemima nalazimo u klasičnom djelu “Principi statike” holandskog inženjera i matematičara Simona Stevina (1548-1620), kome matematika duguje uvođenje decimalnih razlomaka. Stevin kombinuje matematički pristup sa iskustvom i tehničkom praksom. Na naslovnoj strani Stevinove rasprave nacrtana je nagnuta ravan, isprepletena lancem sastavljenim od kuglica povezanih zajedno. Natpis iznad crteža glasi: "Čudo, a ne čudo." Kosa ravan na slici je prikazana kao pravokutni trokut s horizontalnom hipotenuzom. Dio lanca koji se obavija oko hipotenuze je duži i sadrži veći broj kuglica od onih dijelova koji se nalaze uz noge. Veći dio ima veću težinu, tako da se čini da bi težina lanca koji se nalazi uz veću nogu povukla, uzrokujući pomjeranje lanca. Ali budući da se obrazac distribucije loptica ne mijenja, kretanje se mora nastaviti zauvijek. Stevin perpetum motion smatra nemogućim, pa smatra da je efekat težine loptica sa obe strane isti (donji deo ne igra ulogu, potpuno je simetričan). Iz ovoga zaključuje da je sila koja kotrlja teret niz nagnutu ravan onoliko puta manja od težine tereta koliko je visina ravni manja od njene dužine. Tako je riješen problem koji je ostao pred Arhimedom i arapskim i evropskim mehaničarima.

Ali Stevin je otišao još dalje. Shvatio je vektorsku prirodu sile i po prvi put pronašao pravilo za geometrijsko sabiranje sila. Razmatrajući ravnotežu lanca na trouglu, Stevin je zaključio da ako su tri sile paralelne sa stranicama trougla i njihove veličine su proporcionalne dužinama ovih stranica, onda su one uravnotežene. Stevinov rad također sadrži princip mogućih pokreta primijenjen na dizalicu s koturom: koliko puta remenica dobije snagu, koliko puta izgubi na putu, manji teret pređe dužu udaljenost.

Posebno je važan dio Stevinove rasprave posvećen hidrostatici. Za proučavanje uslova ravnoteže teške tečnosti, Stevin koristi princip očvršćavanja - ravnoteža se neće poremetiti ako delovi uravnoteženog tela dobiju dodatne veze i očvrsnu. Stoga, mentalno identifikujući proizvoljan volumen u masi teške tekućine koja je u ravnoteži, nećemo poremetiti ovu ravnotežu, smatrajući tečnost u ovoj zapremini očvrsnutom. Tada će predstavljati tijelo čija je težina jednaka težini vode u zapremini ovog tijela. Pošto je tijelo u ravnoteži, na njega iz okolne tekućine djeluje sila usmjerena prema gore jednaka njegovoj težini.

Pošto tečnost koja okružuje telo ostaje nepromenjena, ako se ovo telo zameni nekim drugim telom istog oblika i zapremine, onda ono uvek deluje na telo silom jednakom težini tečnosti u zapremini tela.

Ovaj elegantni dokaz Arhimedovog zakona bio je uključen u udžbenike.

Stevin dalje logičkim zaključivanjem dokazuje i eksperimentom potvrđuje da je težinski pritisak tečnosti na dno posude određen površinom dna i visinom nivoa tečnosti i ne zavisi od oblika posude. . Mnogo kasnije, ovaj hidrostatički paradoks otkrio je Pascal, koji nije poznavao Stevinov rad, napisan na malo korišćenom holandskom jeziku.

Kao praktičan brodograditelj, Stevin razmatra uslove plutanja tijela, izračunava pritisak fluida na bočne stijenke, rješavajući pitanja važna za brodogradnju.

Dakle, Stevin ne samo da je obnovio Arhimedove rezultate, već ih je i razvio. Sa njim počinje nova etapa u istoriji statike i hidrostatike.

Gotovo istovremeno sa Stevinom i nezavisno od njega, Galileo je rješavao probleme statike i hidrostatike. Pronašao je i zakon ravnoteže tijela na kosoj ravni, koji je detaljno proučavao. Kosa ravan igrala je važnu ulogu u Galilejevim mehaničkim istraživanjima. Na ovo ćemo se vratiti kasnije kada budemo raspravljali o Galilejevoj dinamici.

Galileo je obnovio Arhimedov dokaz zakona poluge u jednostavnijem i izmijenjenom obliku. On ga je iznova potkrijepio, u suštini oslanjajući se na princip mogućih pomaka (pomoću ovog principa, koji još nije eksplicitno formulirao, Galileo je potkrijepio zakon nagnute ravni).

Galilejevo djelo „Razgovori o tijelima u vodi“, objavljeno 1612. godine, posvećeno je raspravi o Arhimedovom zakonu i uslovima plutajućih tijela. A ovo Galilejevo djelo je neraskidivo povezano s njegovom borbom za novi pogled na svijet i novu fiziku. On je napisao: „Odlučio sam da napišem sadašnju raspravu u kojoj se nadam da ću pokazati da se često ne slažem sa Aristotelom u stavovima, ne iz hira, i ne zato što ga nisam čitao ili nisam razumeo, već zbog uverljivosti. dokazi.” U ovom eseju piše o svom novom istraživanju satelita Jupitera, te o sunčevim pjegama koje je otkrio, promatrajući koje je zaključio da Sunce polako rotira oko svoje ose.

Prelazeći na glavnu temu eseja, Galileo raspravlja s peripatetičarima, koji vjeruju da je lebdenje tijela određeno prvenstveno oblikom tijela. Galilejev pristup potkrepljivanju Arhimedovog zakona i teorije lebdećih tela bio je originalan. On razmatra ponašanje tijela u tečnosti u ograničenoj zapremini i postavlja pitanje težine tečnosti koja može da zadrži telo date težine.( O Galilejevom pitanju raspravljalo se na stranicama sovjetskih popularnih naučnih časopisa, posvećene su mu stranice fundamentalnih monografija o hidrostatici i mehanici)

Glavna Galilejeva zasluga bila je u potvrđivanju dinamike. Imamo malo toga da dodamo onome što je već rečeno o ovoj temi, ali ovo malo je od značajnog značaja. Galileo je bio odgovoran za temeljno otkriće nezavisnosti ubrzanja slobodnog pada od mase tijela, koje je otkrio, opovrgavajući Aristotelovo mišljenje da je brzina pada tijela proporcionalna njihovoj masi. Galileo je pokazao da je ova brzina ista za sva tijela, ako zanemarimo otpor zraka, i proporcionalna je vremenu pada, dok je put koji se prijeđe u slobodnom padu proporcionalan kvadratu vremena.

Otkrivši zakone jednoliko ubrzanog kretanja, Galileo je istovremeno otkrio i zakon neovisnosti djelovanja sile. U stvari, ako sila gravitacije, koja djeluje na tijelo koje miruje, u prvoj sekundi mu dodijeli određenu brzinu, odnosno promijeni brzinu od nule do određene konačne vrijednosti (9,8 m/s), onda u sljedećoj drugo, djelujući već na tijelo koje se kreće, ono će promijeniti svoju brzinu za isti iznos, itd. To se odražava u zakonu proporcionalnosti brzine pada prema vremenu pada. Ali Galileo se nije ograničio na to i, s obzirom na kretanje tijela bačenog vodoravno, uporno je isticao nezavisnost brzine pada od horizontalne brzine koja se daje tijelu pri bačenju: "Zar to nije divna stvar", kaže Sagredo u “Dijalogu” da će za to vrlo kratko vrijeme koje je potrebno za vertikalni pad na zemlju sa visine od nekih sto lakata, topovsko đule izbačeno iz topa snagom baruta putovati četiri stotine, hiljadu, četiri hiljade, deset hiljada lakata, tako da će sa svim horizontalno usmjerenim udarcima isto toliko vremena ostati u zraku.”

Galileo također određuje putanju horizontalno bačenog tijela. U "Dijalogu" pogrešno smatra da je to luk kruga. U "Razgovorima" ispravlja svoju grešku i otkriva da je putanja tijela parabolična.

Galileo ispituje zakone slobodnog pada na nagnutoj ravni i utvrđuje važnu činjenicu da brzina pada ne zavisi od dužine, već samo od visine nagnute ravni. On dalje otkriva da će se tijelo koje se kotrlja niz nagnutu ravan sa određene visine podići na istu visinu bez trenja. Dakle, klatno, pomaknuto u stranu, nakon što je prošlo kroz ravnotežni položaj, podići će se na istu visinu bez obzira na oblik putanje. Tako je Galileo u suštini otkrio konzervativnu prirodu gravitacionog polja. Što se tiče vremena pada, u skladu sa zakonima jednoliko ubrzanog kretanja, ono je proporcionalno kvadratnom korijenu dužine aviona. Upoređujući vremena kotrljanja tijela po kružnom luku i tetivi koja ga skuplja, Galileo nalazi da se tijelo brže kotrlja po kružnici. Također smatra da vrijeme kotrljanja ne zavisi od dužine luka, tj. kružni luk je izohron. Ova Galilejeva izjava vrijedi samo za male lukove, ali je bila vrlo važna. Galileo je koristio otkriće izohronizma oscilacija kružnog klatna za mjerenje vremenskih intervala i dizajnirao sat s klatnom. Nije imao vremena da objavi dizajn svog sata. Objavljen je nakon njegove smrti, kada je Huygens već patentirao sat s klatnom.

Pronalazak sata s klatnom imao je ogroman naučni i praktični značaj, a Galileo je bio osjetljiv na značaj svog otkrića. Hajgens je ispravio Galileovu grešku pokazujući da je cikloida izohrona i koristio je cikloidno klatno u svom satu. Ali teoretski ispravno cikloidno klatno pokazalo se nezgodnim u praksi, pa su praktičari prešli na Galilejevo, kružno klatno, koje se još uvijek koristi u satovima.

Još za života Galilea Evangeliste, Torricelli (1608-1647) privukao je njegovu pažnju svojim esejem, u kojem je riješio problem kretanja tijela bačenog početnom brzinom pod uglom prema horizontu. Torricelli je odredio putanju leta (ispostavilo se da je to parabola), izračunao visinu i domet leta, pokazujući da se za datu početnu brzinu najveći domet postiže kada je brzina usmjerena pod uglom od 45° u odnosu na horizont. Torricelli je razvio metodu za konstruisanje tangente na parabolu. Problem nalaženja tangenti na krivulje doveo je do pojave diferencijalnog računa. Galileo je pozvao Toričelija kod sebe i učinio ga svojim učenikom i nasljednikom.

Ime Torricelli će zauvijek ostati upisano u historiju fizike kao ime osobe koja je prva dokazala postojanje atmosferskog tlaka i dobila "Toričelijevu prazninu". Galileo je također izvijestio o zapažanju firentinskih radnika bunara da vodu pumpa ne vuče na visinu veću od određene vrijednosti, nešto više od Humea. Galileo je iz ovoga zaključio da Aristotelov “strah od praznine” ne prelazi određenu mjerljivu vrijednost.

Torricelli je otišao dalje i pokazao da praznina može postojati u prirodi.Na osnovu ideje da živimo na dnu okeana zraka koji vrši pritisak na nas, predložio je da Viviani (1622-3703) izmjeri ovaj pritisak pomoću zatvorene cijevi napunjene sa živom.Preokretanjem cijevi Živa se nije u potpunosti izlila u posudu sa živom, već se zaustavila na određenoj visini, tako da se u cijevi iznad žive stvorio prazan prostor.Težina stupca žive mjeri atmosfersku Tako je konstruisan prvi barometar na svetu.

Toričelijevo otkriće izazvalo je ogromnu rezonancu. Još jedna dogma peripatetičke fizike je propala. Descartes je odmah predložio ideju mjerenja atmosferskog pritiska na različitim visinama.Ovu ideju je implementirao francuski matematičar, fizičar i filozof Pascal Blaise Pascal (1623-1662) - izuzetan matematičar, poznat po svojim rezultatima u geometriji, broju teorija, teorija verovatnoće itd. ušao je u istoriju fizike kao autor Pascalovog zakona o svestranom ravnomernom prenošenju pritiska fluida, zakona o komunikacionim sudovima i teorije hidraulične prese.1648. Pascal, njegov rođak, izveo je Torricelli eksperiment u podnožju i vrhu planine Puy de Dome i utvrdio činjenicu pada vazdušnog pritiska sa visinom. Apsolutno je jasno da je „strah od praznine“, koji je Pascal prepoznao još 1644. godine, bio u suprotnosti sa ovim rezultatom, kao i sa činjenicom koju je ustanovio Torricelli da se visina živinog stupa mijenja u zavisnosti od vremenskih uslova.Iz Torricellijevog iskustva, naučna meteorologija Dalji razvoj Toričelijevog otkrića doveo je do pronalaska vazdušnih pumpi, otkrića zakona elastičnosti gasova i pronalaska parno-atmosferskih mašina, što je postavilo temelje za razvoj toplotne tehnike. Tako su dostignuća nauke počela da služe tehnologiji, a uz mehaniku se počela razvijati i optika. Ovdje je praksa ispred teorije. Holandski proizvođači naočara napravili su prvu optičku cijev bez poznavanja zakona prelamanja svjetlosti. Galileo i Kepler nisu poznavali ovaj zakon, iako je Kepler ispravno nacrtao putanju zraka u sočivima i sistemima sočiva. Zakon refrakcije otkrio je holandski matematičar Willebrord Snellius (1580-1626). Međutim, on to nije objavio. Ovaj zakon je prvi put objavio i potkrijepio pomoću modela čestica koje mijenjaju brzinu kretanja pri kretanju iz jednog medija u drugi od strane Descartea u svojoj “Dioptriji” 1637. godine. Ova knjiga, koja je jedan od dodataka “Raspravu o metodi, ” karakterizira njegova povezanost sa praksom. Descartes polazi od prakse izrade optičkih stakala i ogledala i dolazi do ove prakse. On traži načine da izbjegne nesavršenosti naočala i ogledala, sredstva za eliminaciju sfernih aberacija. U tu svrhu istražuje različite oblike reflektirajućih i prelamajućih površina: eliptične, paraboličke itd.

Veza sa praksom, sa optičkom proizvodnjom uopšte, karakteristična je za optiku 17. veka. Najveći naučnici ove ere, počevši od Galilea, sami su pravili optičke instrumente, obrađivali površinu stakla, proučavali i unapređivali iskustvo praktičara. Stepen površinske završne obrade sočiva koje je proizveo Torricelli bio je toliko savršen da moderni istraživači sugerišu da je Torricelli savladao interferencijski metod ispitivanja kvaliteta površina. Holandski filozof Spinoza zarađivao je za život izradom optičkih naočara. Drugi Holanđanin, Leeuwenhoek, napravio je odlične mikroskope i postao osnivač mikrobiologije. Newton, savremenik Snela i Leeuwenhoeka, bio je izumitelj teleskopa i izradio ih je vlastitim rukama, brusivši i obrađujući površine sa izuzetnim strpljenjem. U optici je fizika išla ruku pod ruku sa tehnologijom, a ta veza nije prekinuta do danas.

Descartesovo drugo važno dostignuće u optici bila je teorija duge. Ispravno je konstruisao putanju zraka u kišnoj kapi, ukazujući da se prvi, svijetli luk dobija nakon dvostrukog prelamanja i jednog odraza u kapi, drugi luk - nakon dvostrukog prelamanja i dvostrukog odraza. Fenomen potpune unutrašnje refleksije, koji je otkrio Kepler, se stoga koristi u kartezijanskoj teoriji duge. Međutim, Descartes nije istraživao uzroke duginih boja. Descartesov prethodnik u proučavanju duge, Dominis, koji je umro u zatvoru inkvizicije, reprodukovao je dugine boje u staklenim kuglicama napunjenim vodom (1611.).

Početak istraživanja u oblasti elektriciteta i magnetizma postavila je knjiga liječnika engleske kraljice Elizabete William Gilbert (1540-1603) “O magnetu, magnetnim tijelima i velikom magnetu - Zemlji, nova fiziologija” , objavljen 1600. Gilbert je bio prvi koji je dao ispravno objašnjenje ponašanja magnetnih strelica u kompasu. Njegov kraj nije "privučen" nebeskom polu (kako se mislilo prije Gilberta), već ga privlače polovi Zemljinog magneta. Igla je pod uticajem zemaljskog magnetizma, magnetnog polja zemlje, kao što sada objašnjavamo.

Gilbert je svoju ideju potvrdio modelom zemljinog magneta, pretvarajući kuglu od magnetne željezne rude, koju je nazvao “terrella”, odnosno “zemljak”. Izradom male strelice pokazao je njen nagib i promenu ugla nagiba sa geografskom širinom. Gilbert nije mogao pokazati magnetsku deklinaciju na svom terelu, budući da su polovi njegovih terela za njega bili i geografski polovi.

Nadalje, Gilbert je otkrio pojačanje magnetskog efekta gvozdenom armaturom, što je ispravno objasnio magnetizacijom željeza. Ustanovio je da se magnetizacija gvožđa i čelika dešava i na udaljenosti od magneta (magnetna indukcija).

Uspio je magnetizirati željezne žice Zemljinim magnetskim poljem. Gilbert je primijetio da čelik, za razliku od željeza, zadržava svoja magnetna svojstva nakon uklanjanja magneta. Pojasnio je Peregrinovo zapažanje pokazujući da kada se magnet pokvari, uvijek se dobijaju magneti sa dva pola i, stoga, razdvajanje dva magnetna pola je nemoguće.

Gilbert je također napravio veliki korak naprijed u proučavanju električnih fenomena. Eksperimentišući sa raznim kamenjem i supstancama, otkrio je da, pored ćilibara, brojna druga tela (dijamant, safir, ametist, gorski kristal, sumpor, smola itd.) nakon trljanja dobijaju svojstvo da privlače lake predmete, koje je on nazvan električnim, odnosno sličan ćilibaru. Sva druga tijela, prvenstveno metali, koja nisu pokazivala takva svojstva, Gilbert je nazvao “neelektričnim”. Tako je u nauku ušao pojam "elektricitet" i tako je počelo sistematsko proučavanje električnih pojava. Gilbert je istraživao pitanje sličnosti magnetskih i električnih fenomena i došao do zaključka da su te pojave duboko različite i da nisu međusobno povezane. Ovaj zaključak se u nauci održao više od dvije stotine godina, sve dok Oersted nije otkrio magnetsko polje električne struje.

„Najveću pohvalu i zavist dajem ovom autoru“, napisao je Galileo u svom Dijalogu o Hilbertovoj knjizi. “Čini mi se vrijednim najveće hvale i za mnoga nova i pouzdana zapažanja koja je iznio,... i ne sumnjam da će se vremenom ova nova nauka unaprijediti novim zapažanjima, a posebno ispravnim i potrebnim dokazima. Ali to ne bi trebalo da umanji slavu prvog posmatrača.”

Ostaje nam da dodamo nekoliko riječi o proučavanju toplinskih fenomena. Toplota i hladnoća u aristotelovskoj fizici bili su jedan od primarnih kvaliteta i stoga nisu bili predmet daljnje analize. Naravno, ideje o "stepenu toplote" ili hladnoći postojale su i ranije; ljudi su primetili i ekstremnu hladnoću i ekstremnu vrućinu. Ali tek u 17. veku. Počeli su pokušaji određivanja temperature koristeći objektivnije pokazatelje od ljudskih senzacija. Jedan od prvih termometara, odnosno termoskopa, napravio je Galileo. Firentinski akademici nastavili su istraživanje termalnih fenomena nakon Galilejeve smrti. Pojavili su se novi oblici termometara. Newton je napravio termometar koristeći laneno ulje.

Međutim, termometrija je čvrsto stala na noge tek u 18. veku, kada su naučili da prave termometre sa stalnim tačkama. U svakom slučaju, u Galileovoj eri pojavio se naučni pristup proučavanju toplotnih fenomena. Učinjeni su prvi pokušaji da se izgradi teorija toplote. Zanimljivo je da je Bekon odlučio da svoju metodu primeni posebno na proučavanje toplote.

Prikupivši veliku količinu informacija, uključujući i neprovjerene činjenice, slažući ih u tablicu “Pozitivnih instanci” i “Negativnih instanci” koju je izmislio, ipak je došao do ispravnog zaključka da je toplina oblik kretanja najsitnijih čestica.