물리학의 역사 주요 목적은 선사 시대부터 물리학자들이 이룩한 다양한 발견을 되짚어보는 것입니다. 시간이 지남에 따라 인간은 항상 우주에 대한 이해를 향상시키고 싶어했습니다. 일상적인 현상을 정확하게 설명하기 위해 관찰과 수학을 사용하여 많은 물리학자들이 우리의 지식을 늘리기 위해 교대로 노력해 왔습니다. 따라서 우리는 시대를 거쳐 우주에 대한 현재의 지식을 발견할 수 있게 해준 주요 발전이 무엇인지 보여줄 것입니다.
물리학 역사의 시작
우리는 물리학이 선사시대와 고대에만 뿌리를 두고 있다는 것을 알고 있습니다. 고고학자들 덕분에 우리는 선사시대 사람들이 좋은 관찰자였다는 것을 확실히 알고 있습니다. 거석 "스톤헨지"와 같은 기념물은 이에 대한 증거를 제공합니다. 선사 시대 사람들은 우리 우주에 대해 더 많이 알고자 하는 이러한 열렬한 열망을 알고 특정 현상을 재현하려고 노력했으며, 그리하여 그들은 관찰이라는 과학적 접근 방식의 첫 번째 요소를 설립했습니다.
또한 시간을 측정하는 데 사용된 최초의 물체는 우리 역사의 이 시기에 등장했습니다. 블랜차드 보호소의 뼈인 이샨고의 뼈뿐만 아니라 스톤헨지, 카르낙도 시간을 측정할 수 있는 최초의 도구였습니다. 이것이 물리학의 시작입니다. 특정 천문학적 메커니즘을 설명하는 것입니다. 반면에 고대 물리학은 훨씬 더 정확한 방식으로 우리에게 알려져 있습니다. 시간도 중요한 관심사였습니다. 노몬, 물시계, 해시계는 고대의 유산입니다.
그러나 시간의 측정을 넘어 그리스 지식은 아르키메데스, 밀레토스의 탈레스, 에라스토스테네스와 같은 물리학자들에 의해 형성되었습니다. . 물질과 그 현상에 관심을 갖고 있는 이들 철학자들의 대부분은 그리하여 우주에 대한 우리의 이해를 발전시켰습니다. 원자(atom)라는 단어는 그리스어로 '분할할 수 없는'을 의미하는 'atomon'에서 유래되었습니다. 실제로 데모크리토스(기원전 -460 - -370)는 물질이 진공에 의해 분리된 입자로 구성되어 있다고 가정합니다. 가장 작은 원소이기 때문에 쪼개질 수 없다고 말하는 이 입자를 원자라고 부릅니다. "마지막으로, 우리가 단단하고 거대하다고 생각하는 물체는 더 연결되어 있고 더 밀접하게 연결된 소체에 의해 응집력이 있습니다. 반대로 액체와 유동적 성질의 물체를 형성하는 것은 매끄럽고 둥근 소체입니다."라고 그는 단언합니다. 아르키메데스(기원전 287년 - 212년)는 오늘날 정적 역학의 창시자로 지정됩니다. 그는 많은 견인 기계뿐만 아니라 투석기와 같은 일부 전쟁의 기원이기도 합니다.
그러나 그가 알려진 것은 무엇보다도 유체 역학에 관한 그의 연구 때문입니다. 전설에 따르면 '유레카'를 외친 그는 액체에 담긴 물체의 성질을 발견하고 '아르키메데스의 원리'를 말했다. 액체(또는 기체)에 담긴 물체는 추진력을 받는다. 아래에서 위로, 이는 옮겨진 액체 부피의 무게와 같습니다. 이 추력을 "아르키메데스 추력"이라고 합니다. 여기서 고대 물리학자들의 말을 모두 인용하지는 않겠지만, 그럼에도 불구하고 에라토스테네스에 관심을 갖는 것이 좋습니다. 후자는 선돌과 간단한 수학을 사용하여 지구의 둘레를 계산했습니다.
실제로 그는 태양 광선이 평행하다고 가정하고 알렉산드리아에서 정오에 태양 광선과 수직선(멘히르)의 각도를 측정하여 7°를 발견했습니다. 동시에 거의 같은 자오선에 위치한 도시인 시에네에서는 태양 광선이 우물에서 어떤 각도도 형성하지 않습니다. 그는 비례 관계를 이용하여 지구 둘레를 40,349km로 추론했는데, 이는 오늘날 정밀하게 측정된 값과 비교하면 10%의 오차입니다. 따라서 물리학은 관찰, 가설의 공식화, 수학적 도구를 사용한 이론의 개발을 통해 발전하고 지식이 축적됩니다.
물리학의 발전
중세 시대가 시작되고 전쟁이 증가했습니다. 침략, 정복, 전쟁... 그리고 고대에 대한 축적된 그리스 지식은 Quadrivium을 통해 고대의 일부 과학적 유산을 보존한 Boethius와 같은 몇몇 철학자를 제외하고는 사라졌습니다. 서구가 망각의 시대에 빠져 있는 동안 아랍-무슬림 문명은 그리스인이 수행한 작업을 계속하고 있습니다. 특히 발견의 글을 보존하고 이러한 작업을 재개하여 이를 심화시켜 지식 문명을 세웠습니다. :지금은 아랍-무슬림 진보의 황금기입니다.
아랍인에 의한 0의 발명은 수학 과학에 격변을 일으켰고 Averroes(1126-1198)와 같은 대수학 및 과학자가 설명한 것처럼 이 분야의 발전을 가능하게 했습니다. 물리학자 천문학자 Alhazen(965-1039)이 최초의 수중 망원경을 발명함으로써 천문학은 더욱 깊어졌습니다. 후자는 특정 시간에 하늘에서 더 크게 나타나는 달과 같은 광학 현상이나 심지어 달이 빛나는 이유를 설명합니다. 그는 또한 굴절 현상에 관해 최초로 언급한 사람이기도 합니다. 이 개념은 다음 세기에 물리학자들이 채택하게 될 것입니다. 역학에서 Alhazen은 나중에 갈릴레오가 채택하게 될 관성의 원리를 언급하고 또한 수세기 후에 아이작 뉴턴이 주로 채택하게 될 아이디어인 질량의 인력에 대해서도 이야기합니다. 르네상스 시대에는 많은 과학자들이 물리과학의 세계에 혁명을 일으켰습니다.
천체 망원경과 같은 많은 발명품으로 매우 유명해진 물리학자 천문학자 갈릴레오(1564-1642)가 옵니다. 역학 분야의 그의 연구는 그에게 행성의 움직임을 이해하는 방법을 가르쳐주었습니다. 또한 물체에 힘이 가해지지 않거나 합력이 0인 힘이 가해지면 해당 물체는 정지 상태이거나 균일한 직선 운동을 한다는 관성의 원리를 명시합니다. 이 원리는 몇 년 후에 뉴턴의 제1법칙이 될 것입니다. 한편, 르네 데카르트(1596-1650)는 광학 분야에 더 많은 연구를 했으며 빛의 굴절 법칙과 반사 법칙을 수학적으로 표현했습니다.
그러나 17세기의 주요 발전은 확실히 과학자 아이작 뉴턴(1643-1723)의 작품이었습니다. 그는 광학, 기계, 수학 등 다양한 분야에서 활동하며 우주에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으켰습니다. 뉴턴은 빛의 굴절에 관한 데카르트(및 스넬)의 연구를 계속합니다. 그는 프리즘이 빛을 여러 색상으로 분해하고 이러한 색상이 백색광을 형성한다는 것을 보여줍니다. 그는 또한 회절을 연구하고 갈릴레오의 천체 망원경보다 더 나은 시야와 가시성을 제공할 뉴턴의 망원경을 발명할 것입니다.
역학에서 Isaac Newton은 힘을 모델링하기 위해 벡터를 사용하여 신체의 움직임을 수학적으로 설명합니다. 따라서 그는 나중에 "뉴턴의 법칙"이라고 불리는 세 가지 법칙을 확립하고 만유 인력의 법칙을 언급하여 중력의 기능을 설명했습니다. 그는 그의 친구인 천문학자 덕분에 그의 작품 "자연 철학의 원리"에서 이 법칙을 출판할 것입니다. 핼리(1656-1742). 마지막으로 라이프니츠(1646-1716)는 당시의 중요한 물리학자였습니다. 에너지 보존에 대한 그의 이론적 발견과 공간적, 시간적 차원의 이론적 모델링은 뒤를 이을 과학자들에게 큰 도움이 될 것입니다.
포스트뉴턴 물리학
우리는 에너지와 역학(운동학과 역학)을 더 잘 이해하고 두 하위 영역인 열역학을 통합하는 가지를 만들 것입니다. 이름에서 알 수 있듯이 고대 그리스의 "thermos":열과 "dunamis":힘(따라서 이름은 Dynamic)에서 유래되었으며, 물리 과학의 이 분야는 움직임과 에너지를 관련시킵니다(열은 에너지를 전달하는 수단일 뿐입니다). . 이 새로운 물리학 분야를 통해 산업은 (정확하게는 산업 시대에) 발전할 것이며 증기 엔진이 개발될 것입니다.
Maxwell(1831~1879)과 함께 또 다른 새로운 분야인 전자기학도 등장했습니다. 이 새로운 분야는 전기와 자기를 통합하며 간단한 실험(수학적 이론은 물론)을 통해 전선을 순환하는 전류가 자기장을 생성합니다. 전류와 동시에 자기장을 생성하는 것은 자유 전자의 움직임입니다.
그러나 금세기의 가장 중요한 발견은 의심할 여지 없이 두 명의 노벨상 수상자인 에드워드 몰리(1838-1923)와 앨버트 아브라함 마이컬슨(1852-1931)이 간섭계를 사용하여 빛의 속도를 측정한 것입니다. 그들은 빛의 속도가 동일한 매질의 모든 기준계에서 동일하다는 점에 주목했습니다. 이는 역학에 격변을 일으키는 발견입니다. 실제로, 특정 기준계에서 고속으로 움직이는 관찰자와 움직이지 않는 관찰자는 동일한 속도로 통과하는 광자를 보게 될 것입니다. 이는 물리학의 역학에 반대됩니다. 빠른 속도의 광자는 정지 상태의 관찰자(특정 기준 프레임에서)보다 느리게 진행되는 것을 확인해야 합니다. [1] . 이는 Fitzgerald(1851-1901)와 Lorentz(1853-1928)가 창안한 길이수축의 원리로만 설명할 수 있다. 따라서 고전 역학은 모순됩니다.
아인슈타인은 물리학에 혁명을 일으켰습니다
아인슈타인(1879-1955)이 이 놀라운 발견을 역학과 조화시킬 때까지 기다려야 할 것입니다. 1905년에 그는 빛의 속도가 변하지 않으면 운동은 공간과 시간의 변형에 따른다는 것을 증명한 특수 상대성 이론을 발표했습니다. 그리하여 그는 공간과 시간이 불변하는 것이 아니라 팽창하고 수축한다는 것을 보여주며, 고속 여행을 했는지 아닌지에 따라 노년이 달라지는 랑주뱅 쌍둥이(1872-1946)의 상상된 경험을 보여준다. 특정 벤치마크로) [1].
1907년에서 1915년 사이에 아인슈타인이 개발한 일반 상대성 이론은 특수 상대성 이론과 중력 이론을 조화시킬 것입니다. 실제로 Albert는 중력이 단지 시공간 변형일 뿐임을 보여줍니다. 고무판 위에 놓인 공처럼 고무판의 변형은 신체가 측지선이라는 중력선을 따르기 때문에 인력을 생성합니다.
일반 상대성 이론은 뉴턴 역학의 적용 분야를 감소시킬 것이며, 뉴턴 역학은 더 이상 매우 빠른 속도로 움직이는 물체에 적용되지 않습니다. 최근에 발견된 블랙홀 등 새로운 개념도 탄생하게 될 것이다. 또한 물리학자 허블(1889-1953)은 은하들이 서로 멀어지는 것을 보여줄 것입니다(뉴턴 역학이 우리를 믿게 만드는 것과는 반대로). 따라서 우주 팽창에 대한 아이디어는 다음과 같은 사건으로 계속될 것입니다. '빅뱅'으로 명명되었습니다.
양자역학 분야에서 어니스트 러더퍼드(1871-1937)는 핵물리학에서 놀라운 발견을 이끌어 낼 것입니다. 그는 방사능, 알파선, 베타선과 같은 이온화 광선을 발견합니다. 금 원자에 대한 그의 경험은 원자의 양전하를 하나로 모으고 그 질량을 담당하는 핵의 존재를 강조할 것입니다.
요즘 물리학
따라서 물리학은 새로운 발견과 새로운 발명을 가능하게 하는 견고한 기반을 갖추고 있습니다. 근본적으로 다른 양자역학과 일반상대성이론 사이의 비호환성은 여전히 해결되어야 할 과제로 남아 있습니다. 지난 200년 동안의 모든 발견은 동일한 지점, 수렴으로 이어지는 것으로 보이며, 따라서 현재 물리학자들의 집중적인 연구 주제인 만물 이론과 마스터 방정식에 대한 아이디어가 탄생했습니다. . 컴퓨터와 기계를 사용하면 물리학이 더 빠르고 정확하게 움직일 수 있습니다.
최근 CERN("유럽 핵 연구 위원회", 공식적으로는 "유럽 핵 연구 기구")의 LHC("대형 하드론 충돌기" 또는 "대형 하드론 충돌기")가 개통되면서 다음과 같은 비밀을 밝혀낼 수 있게 되었습니다. 요컨대 그것은 우리에게 많은 놀라움을 약속합니다. 수학, 컴퓨터 과학, 기술 덕분에 물리학은 계속해서 발전하고 있으며, 이 장엄한 과학의 역사는 계속해서 쓰여지고 있습니다...
[1] 우리는 항상 참조 프레임(고정된 것으로 간주되는 솔리드)과 관련된 움직임에 대해 이야기합니다.
참고문헌
- Jean Rosmorduc, 물리학과 화학의 역사. 과학 포인트, 1985.
- Jean Perdijon, 물리학사. 두노드, 2008년.
