Senās Grieķijas fizikas vēsture

Senatnē dabas pamatlikumu sistemātiska izpēte nebija lielas bažas. Bažas palika dzīvas. Zinātne, kāda tā bija tajā laikā, galvenokārt sastāvēja no lauksaimniecības un, visbeidzot, inženierijas, lai uzlabotu augošās sabiedrības ikdienas dzīvi. Piemēram, kuģojot ar kuģi, tiek izmantota gaisa vilkšana - tas pats princips, ar kuru lidmašīna tiek turēta augstumā. Senie cilvēki varēja izdomāt, kā būvēt un vadīt buriniekus, bez precīziem šī principa noteikumiem.

Senie cilvēki, iespējams, ir labākie astronomija, kas mūs joprojām spēcīgi ietekmē. Viņi regulāri novēroja debesis, kuras, domājams, bija dievišķa valstība ar zemi tās centrā. Visiem noteikti bija acīmredzams, ka saule, mēness un zvaigznes pārvietojās pa debesīm parastajā modelī, un nav skaidrs, vai kāds dokumentēts senās pasaules domātājs domāja apšaubīt šo ģeocentriku skatu punkts. Neatkarīgi no tā, cilvēki sāka identificēt zvaigznājus debesīs un izmantoja šīs Zodiaka zīmes, lai noteiktu kalendārus un gadalaikus.

Matemātika vispirms tika izstrādāta Tuvajos Austrumos, lai gan precīza izcelsme atšķiras atkarībā no tā, ar kuru vēsturnieku kāds runā. Ir gandrīz skaidrs, ka matemātikas izcelsme bija vienkāršā lietvedībā tirdzniecībā un valdībā.

Ēģipte guva ievērojamus panākumus pamata ģeometrijas attīstībā, jo vajadzēja skaidri noteikt lauksaimniecības teritoriju pēc Nīlas ikgadējiem plūdiem. Ģeometrija ātri atrada pielietojumu arī astronomijā.

Kā Grieķu civilizācija tomēr radās pietiekama stabilitāte - neskatoties uz to, ka joprojām notiek bieži kari -, lai tur nokļūtu rodas intelektuālā aristokrātija, inteliģence, kas spēja veltīt sevi sistemātiskai to izpētei svarīgi. Eiklida un Pitagors ir tikai daži no nosaukumiem, kas skan cauri laikmetiem matemātikas attīstībā no šī perioda.

Fiziskajās zinātnēs notika arī attīstība. Leikipuss (5. gadsimta B.C.E.) atteicās pieņemt senos pārdabiskos dabas skaidrojumus un kategoriski paziņoja, ka katram notikumam ir dabisks iemesls. Viņa students Demokrits turpināja šo koncepciju. Viņi abi bija koncepcijas atbalstītāji, ka visu matēriju veido sīkas daļiņas, kas bija tik mazas, ka tās nevarēja sadalīt. Šīs daļiņas sauca par atomiem, sākot ar grieķu vārdu "nedalāms". Būtu divas tūkstošgades pirms atomistiskie uzskati guva atbalstu un vēl ilgāk, pirms nebija pierādījumu, kas atbalstītu spekulācijas.

Kamēr viņa mentors Platons (un viņa mentors, Sokrats) daudz vairāk nodarbojās ar morāles filozofiju, Aristoteļa (384 - 322 B.C.E.) filozofijai bija laicīgāki pamati. Viņš reklamēja jēdzienu, ka fizisko parādību novērošana galu galā var atklāt dabiskos likumus, kas valda šīs parādības, lai arī atšķirībā no Leikipusa un Democritus, Aristotelis uzskatīja, ka šie dabiskie likumi galu galā ir dievišķi daba.

Viņa bija dabiska filozofija, novērošanas zinātne, kuras pamatā bija saprāts, bet bez eksperimentiem. Viņš savos novērojumos ir pamatoti kritizēts par stingrības trūkumu (ja pat par pilnīgu neuzmanību). Par vienu milzīgu piemēru viņš norāda, ka vīriešiem ir vairāk zobu nekā sievietēm, kas noteikti nav taisnība.

Tomēr tas bija solis pareizajā virzienā.

Viena no Aristoteļa interesēm bija objektu kustība:

• Kāpēc klintis nokrīt, kamēr paaugstinās dūmi?
• Kāpēc ūdens plūst uz leju, kamēr liesmas dejo gaisā?
• Kāpēc planētas pārvietojas pa debesīm?

Viņš to izskaidroja, sakot, ka visa matērija sastāv no pieciem elementiem:

• Uguns
• Zeme
• Gaiss
• Ūdens
• Ēters (debesu dievišķā viela)

Šīs pasaules četri elementi savstarpēji apmainās un ir saistīti viens ar otru, savukārt Ēters bija pavisam cita veida viela. Šiem pasaulīgajiem elementiem bija dabiskas sfēras. Piemēram, mēs eksistējam tur, kur Zemes valstība (zeme zem mūsu kājām) tiekas ar Gaisa valstību (gaiss visapkārt un augšā tik augstu, cik mēs varam redzēt).

Objektu dabiskais stāvoklis Aristotelim bija miera stāvoklī, vietā, kas bija līdzsvarā ar elementiem, no kuriem tie tika sastādīti. Tāpēc priekšmetu kustība bija objekta mēģinājums sasniegt dabisko stāvokli. Klints nokrīt, jo Zemes valstība ir nolaista. Ūdens plūst uz leju, jo tā dabiskā sfēra atrodas zem Zemes. Dūmi paceļas, jo tos veido gan gaiss, gan uguns, tādējādi tas cenšas sasniegt augsto Uguns valstību, tāpēc arī liesmas izplešas uz augšu.

Aristotelis nemēģināja matemātiski aprakstīt novēroto realitāti. Lai arī viņš formalizēja loģiku, viņš uzskatīja, ka matemātika un dabiskā pasaule būtībā nav savstarpēji saistīti. Pēc viņa domām, matemātika bija saistīta ar nemainīgiem objektiem, kuriem trūka realitātes, savukārt viņa dabiskā filozofija koncentrējās uz objektu mainīšanu ar viņu pašu realitāti.

Papildus šim darbam ar objektu impulsu vai kustību, Aristotelis veica plašus pētījumus citās jomās:

• izveidoja klasifikācijas sistēmu, dalot dzīvniekus ar līdzīgām īpašībām "ģintīs".
• savā darbā Meteoroloģija pētīja ne tikai laika apstākļu raksturu, bet arī ģeoloģiju un dabas vēsturi.
• formalizēja matemātisko sistēmu ar nosaukumu Loģika.
• plašs filozofisks darbs par cilvēka attiecību ar dievišķo raksturu, kā arī ētiskie apsvērumi

Aristoteļa darbu no jauna atklāja zinātnieki viduslaikos, un viņš tika pasludināts par lielāko senās pasaules domātāju. Viņa uzskati kļuva par katoļu baznīcas filozofisko pamatu (gadījumos, kad tai nebija tieša sakara) ir pretrunā ar Bībeli) un nākamajos gadsimtos novērojumi, kas neatbilda Aristotelim, tika denonsēti kā a ķeceris. Tā ir viena no lielākajām ironijām, ka šādu novērošanas zinātnes piekritēju izmantos, lai nākotnē kavētu šādu darbu.

Arhimēdi (287 - 212 B.C.E.) ir vislabāk pazīstams ar klasisko stāstu par to, kā viņš, peldoties vannā, atklāja blīvuma un peldspējas principus, nekavējoties liekot viņam izskriet Sirakūzu ielās, kaili kliedzot: "Eureka!" (kas aptuveni nozīmē “esmu atradis tas! "). Turklāt viņš ir pazīstams ar daudziem citiem nozīmīgiem varoņdarbiem:

• aprakstīti sviras, kas ir viena no vecākajām mašīnām, matemātiskie principi
• izveidotas sarežģītas skriemeļu sistēmas, kas, kā atzīstams, spēja pārvietot pilna izmēra kuģi, velkot ar vienu virvi
• definēja smaguma centra jēdzienu
• izveidoja statikas lauku, izmantojot grieķu ģeometriju, lai atrastu līdzsvara stāvokļus objektiem, kuri mūsdienu fiziķiem būtu nodokļi
• pazīstams kā tas, ka ir uzbūvējis daudzus izgudrojumus, ieskaitot "ūdens skrūvi" apūdeņošanai un kara mašīnām, kas palīdzēja Sirakūzām pret Romu Pirmajā Punikas karā. Daži viņam piedēvē ar odometra izgudrošanu šajā laikā, lai gan tas nav pierādīts.

Varbūt Archimedes lielākais sasniegums tomēr bija saskaņot Aristoteļa lielo kļūdu, atdalot matemātiku un dabu. Kā pirmais matemātikas fiziķis viņš parādīja, ka sīki izstrādātu matemātiku var izmantot ar radošumu un iztēli gan teorētiskiem, gan praktiskiem rezultātiem.

Hiparhuss (190 - 120 B.C.E.) dzimis Turcijā, kaut arī viņš bija grieķis. Daudzi viņu uzskata par lielāko novērojamo senās Grieķijas astronomu. Izmantojot izstrādātas trigonometriskās tabulas, viņš stingri piemēroja ģeometriju astronomijas pētījumiem un spēja paredzēt saules aptumsumus. Viņš arī pētīja saules un mēness kustības, precīzāk nekā jebkurš pirms viņa aprēķināja to attālumu, lielumu un parallaksi. Lai palīdzētu viņam šajā darbā, viņš pilnveidoja daudzus tā laika neapbruņotu vērojumu izmantotos rīkus. Izmantotā matemātika norāda, ka Hipparhuss, iespējams, ir studējis Babilonijas matemātiku un bijis atbildīgs par to, lai dažas no šīm zināšanām nonāktu Grieķijā.

Tiek uzskatīts, ka Hiparhuss ir uzrakstījis četrpadsmit grāmatas, bet vienīgais tiešais darbs, kas palika, bija populārā astronomiskā dzejoļa komentārs. Stāsti stāsta par to, ka Hiparhuss ir aprēķinājis Zemes apkārtmēru, bet tas ir dažu strīdu iemesls.

Pēdējais lielais senās pasaules astronoms bija Klaudijs Ptolemaeus (pēcnācējiem pazīstams kā Ptolemaja). Otrajā gadsimtā C.E. viņš uzrakstīja senās astronomijas kopsavilkumu (ļoti aizņēmies no Hiparhuss - tas ir mūsu galvenais avots zināšanām par Hiparhūsu), kas bija pazīstams visā Arābijas kā Almagest (labākais). Viņš formāli ieskicēja Visuma ģeocentrisko modeli, aprakstot koncentrisku apļu un sfēru virkni, pa kurām pārvietojās citas planētas. Kombinācijām bija jābūt ārkārtīgi sarežģītām, lai ņemtu vērā novērotās kustības, bet viņa darbs bija Pietiekami, ka četrpadsmit gadsimtus to uzskatīja par visaptverošu paziņojumu par debesīm kustība.

Tomēr līdz ar Romas krišanu Eiropas pasaulē izmira stabilitāte, kas atbalsta šādus jauninājumus. Liela daļa senās pasaules iegūto zināšanu tika zaudēta tumšajos laikos. Piemēram, no 150 pazīstamiem Aristotelian darbiem mūsdienās eksistē tikai 30, un daži no tiem ir nedaudz vairāk par lekciju piezīmēm. Šajā laikmetā zināšanu atklājums gulstas uz Austrumiem: Ķīnu un Tuvajiem Austrumiem.