Від класичної до сучасної фізики

Протягом 17 ст. вчені почали запитувати себе, Ми справді впевнені, що так все працює? Галілео Галілей, італійський астроном і математик, не був задоволений поясненнями на кшталт, Тому що Папа так каже, або: Ось як ми робили речі з часів Аристотеля. У Франції філософ Рене Декарт зайшов так далеко у своєму допиті про те, що можна знати напевно, що зрештою, єдине, у чому він був упевнений, це власне існування. Я думаю, отже, я, або латиною Cogito ergo sum. Англієць Френсіс Бекон, також цікавився принципами про те, як ми можемо отримати знання про світ. Він заклав основу шляху роботи, яку ми досі називаємо науковий метод. Метод заснований на прогнозуванні а потім систематично тестувати їх шляхом експериментів. І коли реальність поводиться не відповідно до передбачень, ідеї, що стоять за ними, відкидаються і створюються нові і перевірено знову. Того ж року, коли помер Галілео Галілей, 1642 року в Англії народився інший чоловік, Ісаак Ньютон. Ісаак Ньютон кинув виклик традиційні та інтуїтивні ідеї у фізиці, можливо, більше, ніж будь-хто інший в історії. Шляхом експериментів і цілком новий вид розрахунків, він розкрив закони природи в різних областях. Сьогодні, ймовірно, Ісаак Ньютон найвідоміший своїм поясненням гравітації - це сила атракціон, який змушує яблуко падати вниз і утримує Місяць на своїй орбіті навколо Землі. Ісаак Ньютон також був першим, хто правильно пояснив як поєднуються сили, маса і рух. Фізика, яка була розроблена під час цей період називається класичною фізикою, або на честь старого Ісаака, Ньютонівська фізика. Класична фізика все ще дуже працює добре сьогодні, коли справа доходить до пояснення більшість повсякденних речей, з якими ми стикаємося. Ми все ще використовуємо закони руху Ньютона обчислити, як падає предмет і при відправці супутників у космос. Поки ми дотримуємося розмірів і швидкостей, до яких ми звикли, Розрахунки Ньютона вражаюче точні. Але коли ми вивчаємо дуже маленькі речі, як окремі атоми або навіть менші, потім відбувається щось незвичайне. У цьому світі крихітних, серед протонів, нейтрони та електрони, закони природи зовсім інші з ньютонівської фізики. Тут бере участь квантова механіка. Квантова механіка - дивна область фізики, м'яко кажучи. У квантовій механіці частинка може існувати, але водночас не бути присутні в будь-якому конкретному місці. Електрон, наприклад, - це частинка, положення якої може тільки описуватися за допомогою ймовірності, але не як точне місце розташування. Квантова механіка часто суперечить наше інтуїтивне розуміння фізики. Це може бути настільки ж захоплюючим і приголомшливі спроби схопити. Так само, як і класична фізика не застосовується на дуже малих відстанях, він також ламається під час розгляду речі, які рухаються з дуже високою швидкістю. Потяг їде зі швидкістю 100 кілометрів на годину і хтось бігає по даху в тому ж напрямку, що і потяг зі швидкістю 10 кілометрів на годину. Щодо на землі, він тепер рухається зі швидкістю 110 кілометрів на годину оскільки 100 плюс 10 дорівнює 110. Поки що нічого дивного, але якщо він стоїть на даху того потяга і він вмикає ліхтарик, спрямовуючи його вперед, тоді світло не буде подорожувати швидше ніж було б, якби він стояв нерухомо на землі. Тепер це дивує, чи не так? Щоб мати справу зі швидкостями, близькими до швидкості світла, вам знадобиться спец. Ейнштейна теорія відносності, і ця теорія, як і квантова механіка, це те, з чим не поєднується наше повсякденне інтуїтивне розуміння фізики. Тож, якщо хочете, ось грубе сортування фізики на три категорії. По-перше, у вас є докласична фізика. Ми можемо назвати це арістотелівською фізикою. Це значною мірою формується інтуїцією, а потім перенесені традиціями та релігією. Пізніше, протягом 17 століття, такі люди, як Галілей, Ньютон та інші перетворили Аристотелівська фізика на голові. За допомогою структурованих експериментів і математики, склалася класична фізика. Потім, через 300 років, на початку 20 ст. класична фізика була сама собою викликали, і двері були відчинені сучасна фізика, включаючи квантову механіку та теорію відносності. Тепер від цього може закрутитися голова. Є вагома причина бути вдячною за численні відкриття протягом усієї звивистої історії фізики. Бо без них ти б не став мати можливість транслювати музику на вечірці. Насправді, нам не потрібно повертатися дуже далеко в часі для вас щоб почати сумувати за всім корисним, що принесла вам фізика.