نمونه های متفاوت از پدیده های فیزیکی

فیزیک (به زبان یونانی φύσις، طبیعت و φυσικῆ، دانش طبیعت) علم مطالعهٔ خواص طبیعت است.این علم را عموما علم ماده(Matter)و حرکت و رفتار آن در فضا و زمان با در نظر گرفتن مفاهیمی همچون انرژی، اندازه حرکت، نیرو و بسیاری از عوامل دیگر می دانند که این ماده(Matter)می تواند از ذرات زیر اتمی گرفته تا کهکشان ها و اجرام بسیار بزرگ آسمانی باشد. این علم از مفاهیمی مانند انرژی، نیرو، جرم ، بار الکتریکی،جریان الکتریکی،میدان الکتریکی ،الکترومغناطیس، فضا، زمان، اتم، نورشناسی استفاده می‌کند. اگر بطور وسیع تر سخن بگوییم، هدف اصلی علم فیزیک بررسی و تحلیل طبیعت است و همواره این علم در پی آن است که رفتار طبیعت را در شرایط گوناگون درک و پیش بینی کند.

فیزیک یکی از قدیمی ترین رشته‌های دانشگاهی است و شاید قدیمی ترین مبحث آن را بتوان نجوم و اخترشناسی نامید. مدارکی وجود دارد که نشان می دهد هزاران سال پیش از میلاد مسیح، اقوامی همچون سامری ها و همچنین اقوامی در مصر باستان و اطراف ایندوس، تحقیقات و درک اندکی از حرکت خورشید ، ماه و ستارگان داشته اند. ^[۱]

ساعت آفتابی- استوایی یونانی، در Alexandria on the Oxus، آی خانم امروزی در شمال افغانستان، قرن دوم تا سوم قبل از میلاد مسیح

تاریخچه [ویرایش]

از دوران باستان، انسان‌ها سعی می‌کردند که رفتار طبیعت را درک و پیش بینی کنند. در ابتدا این گونه پرسش ها در مورد طبیعت و رفتار آن، در قلمرو فلسفه دسته بندی می شد. به همین دلیل است که در نوشته های فیلسوفان باستان همچون ارسطو ،افلاطون و بطلمیوس و ... نوشته های بسیاری در مورد رفتارهای طبیعت، مخصوصا حرکت ستارگان و خورشید می بینیم. در بعضی از این نوشته ها، مواردی وجود داشت که بررسی پدیده های آسمانی را با افسانه ها و اعتقادات مردمان آن دوره از تاریخ، آمیخته می کرد و علی رغم پیش بینی های درست، نمی توانست باعث متقاعد شدن آیندگان شود.البته در این دوران فیلسوفانی همچون تالس هم بودند که تمامی تلاش خود را برای دور ماندن از دلایل ماورالطبیعه می کردند. به خاطر همین تلاش ها در بسیاری از منابع تاریخی به تالس لقب نخستین چهرهٔ علم را داده اند. یکی کارهای مهم وی در حوزه ستاره شناسی، پیش بینی خورشیدگرفتگی در سال 585 قبل از میلاد مسیح است.

آیزاک نیوتن (1643–1727)

نسخه ای از کتاب پرینسیپیا با دست خط آیزاک نیوتن

از همین دوره بود که شاخه ای از فلسفه جدا شد که نام آن را فلسفه طبیعی نهادند و سالیان طولانی ادامه یافت. تا حدودا در قرن هفدهم میلادی که دوباره با حضور چهره های بزرگ و برجسته ای همچون آیزاک نیوتن و گوتفرید لایبنیتس می رفت که دوباره تحولی عظیم در علم و نحوه نگرش به آن مخصوصا در ریاضیات و فیزیک ایجاد شود. با چاپ شدن کتاب نیوتن در سال 1687 با نام
THE PRINCIPIA- Mathematical Principles of Natural Philosophy (همانطور که پیداست همچنان از عبارت فلسفه طبیعی در عنوان آن استفاده شده) تقریبا این نوع نگرش به فیزیک و ریاضیات به پایان راه خود رسید و نیوتن و همکاران وی در قرن هفدهم میلادی، نحوه نگرشی نو به طبیعت را بنیان گذاری کردند که امروزه به فیزیک کلاسیک معروف است.البته ذکر این نکته الزامی است که این جنبش، قبل از قرن هفدهم، با تلاش دانشمندانی چون گالیلئو گالیله، نیکلاس کوپرنیک و یوهان کپلر آغاز شده بود و در زمان نیوتن به اوج خود رسید.
پس از قرن هفدهم، فیزیک و ریاضیات با سرعت قابل توجهی توسعه یافتند و دانشمندان زیادی در شاخه های مختلف این دو علم، توانستند پاسخ بسیاری از پرسش های خود را بیابند. این روند تا قرن نوزدهم ادامه داشت. جامعه فیزیکدانان در قرن نوزدهم، عموما گمان می کردند که با کشفیات جیمز کلرک ماکسول در حوزه الکترومغناطیس و معادله بندی چگونگی ایجاد شدن میدان‌ الکتریکی و مغناطیسی، توسط بارها و جریان های الکتریکی، فیزیک به نقطه تکامل خود رسیده و دیگر هیچ پدیده طبیعی وجود ندارد که نتوانند آن را توجیه و پیش بینی کنند. اما در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم بود که پدیده هایی توسط برخی از فیزیک دانان مشاهده شد که با علم فیزیک آن زمان قابل توضیح نبود و یا اگر توضیحی ارائه می شد، در آن تناقض هایی وجود داشت. در این زمان بود که فیزیک دانان تقریبا به دو دسته تقسیم شدند.دسته ای سردمدار پایه گذاری فیزیکی جدید که در آن اشکالات و کاستی های فیزیک کلاسیک جبران شده باشد، بودند و دسته ای سر سختانه در مقابل هر گونه تغییر مقاومت می کردند و می کوشیدند که پدیده های جدید را با همان فیزیک کلاسیک ( یا نیوتنی ) توضیح دهند. سر انجام ماکس پلانک بر پایه تلاش های دانشمندان قبل خود همچون رابرت هوک، کریستیان هویگنس ، توماس یانگ و لئونارد اویلر توانست نظریه مکانیک کوانتومی را ارائه دهد و همین طور آلبرت اینشتین توانست نظریه نسبیت را ارائه و با موفقیت از آن دفاع کند. در همین سال ها بود که فیزیک دانان پذیرفتند، با وجود اینکه فیزیک کلاسیک در حوزه مورد بحث خود ( که عموما پدیده هایی آزمایش پذیر بودند )خالی از هرگونه خطا است، امــــا نیاز به ایجاد شاخه ای جدید در علم فیزیک با نام فیزیک نوین است. پس از آلبرت اینشتین، تئوری مکانیک کوانتومی و همچنین فیزیک اتمی با تلاش دانشمندان بزرگی چون ورنر کارل هایزنبرگ، اروین شرودینگر، ولفگانگ پائولی و پل دیراک هر روز کامل تر شد و این تکامل روز افزون علم فیزیک، تا به امروز در ده ها گرایش و شاخه ادامه دارد.

پرتره رسمی اینشتین در سال 1921، بعد از دریافت جایزه نوبل فیزیک

ورنر هایزنبرگ، برنده جایره نوبل فیزیک در سال 1932، از تاثیر گذارترین افراد در توسعه فیزیک اتمی

^[۲]