hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
تاريخ الفيزياء التاريخ القديم
هيبارخوس (190-120 قبل الميلاد)، استطاع باستخدام الرياضيات وعلم الفلك إستنتاج تقنيات هندسية متطورة لتعيين حركة النجوم والكواكب، بل وتحديد الوقت الذي سيحدث فيه الكسوف، كما حاول تحديد المسافة بين الشمس والأرض والقمر والأرض إعتمادا على الملاحظة وأدوات بسيطة. أما بطليموس (90-168 ميلادي) فقد كان من العقول الرائدة في زمن الإمبراطورية الرومانية. إمتلك العديد من الأطروحات العلمية، ثلاثة منها على الأقل استخدمت في فترة العصر الإسلامي والنهضة الأوروبية. الأولى هي أطروحته الفلكية المعروفة الآن باسم المجسطي (the Almagest)، الثانية عن الجغرافيا، التي ناقش فيها معرفة العالم اليوناني الروماني عن الجغرافيا.
على الرغم من ضياع الكثير من دراساته عن العالم القديم، إلا أن بعضها قد وصل إلينا. كتب بطليموس أكثر من 14 كتابا، لم تصل لنا منهم شيء. أما أرسطو فذكر أن له أكثر من 150 عمل، وصل لنا منهم 30 فقط.
تاريخ الفيزياء التاريخ القديم
أدى استخدام أدوات القياس الستينية التي ابتكرها السومريون لقياس الزمن والزوايا والأطوال، واعتماد قياس الزمن بالساعة المائية وبتطوير أصول التقويم البابلي، واستخدام فكرة الموازيين المصرية إلى تطوير مدرسة العلم اليونانية
أهم إسهامات اليونانيين:
و بوسيدونيوس (Poseidonius) القرن الأول قبل الميلاد، انطلقت من فكرة استمرار المادة والمكان وانهما مغرقين ضمن وسط فعال ما كالهواء والذي يعطي الطبيعة وحدتها
بسبب التعدد الواضح للكون والتنوع في الطبيعة قدم الفيزيائيون الذرييون وفي مقدمتهم ليوسيبوس Leucippus)) منتصف القرن الخامس قبل الميلاد، ديموقريطوس ((Democritus أواخر القرن الخامس قبل الميلاد، تأكيدا على أن الطبيعة مؤلفة من ذرات ثابتة لا تتغير تتحرك في المكان الخالي
الأرض والقمر وتسودهما الحركات المستقيمة صعودا وهبوطا فمن غير الطبيعي أن يصعد جسم ثقيل للأعلى دون مؤثر خارجي
الملكوت الكوني تسوده الحركات الدائرية لتنظم كل حركات الأجرام السماوية
كما أنه اخترع المحكمة (الشعيرات المتصالبة) التي استخدمها لإجراء ارصاد سماوية دقيقة
تاريخ الفيزياء التاريخ القديم
كما برزت أفكار عديدة لتفسير الليل والنهار
الفيثاغورثيون وضعوا الأرض في مركز الكون ولكنهم تصوروا انها على شكل كرة تتحرك على محيط دائرة صغيرة مرة كل 24 ساعة وبذلك فسروا دوران السماء الظاهري اليومي مع نجومها
ارسطوقوس الساموزي (310-230ق.م) أول من قدم نظرية تقول بمركزية الشمس في الكون
كما أنه استنتج أن بعد الشمس عن الأرض أكبر بعدة مرات من بعد القمر عنها وبسبب انهما يبدوان بنفس الحجم للأرض لذلك فان الشمس أكبر بكثير من الأرض والقمر ومن المعقول أكثر ان يدور الجسم الصغير حول الكبير أي ان الأرض هي التي تدور حول الشمس
تاريخ الفيزياء التاريخ القديم
هيراقليدس القرن 4 ق.مقبل ارسطوقوس اقترح ان الأرض تتحرك بطريقة دورانية حول مركزها من الغرب إلى الشرق كما يدور دولاب ذو محور، كما أنه افترض ان الزهرة يجب أن تدور حول الشمس وليس حول الأرض واستدل على ذلك من تبدل بريقها الظاهري بشكل ملحوظ نتيجة تغير بعدها عن الأرض
أبو لينوس البرجي طور هندسة حركة الكواكب الظاهرية التقهقرية
ايراتوستين الاسكندروني عين مقدا محيط الأرض تعينا دقيقا
هباخروس دراسة الاعتدالين بالإضافة إلى فهرست النجوم، كما يرجع له مفهوم قدر النجم، وقسم النجوم في مراتب حسب لمعانها الظاهري كما استنتج المدة التي يبقى فيها القمر مخسوفا بشكل دقيق
ليس ثمة حركة وطيدة ما لم يكون ورائها سبب ثابت، وإذا تحرك جسم عبر وسط مقاوم فان حركته تتناسب مع طبيعة هذا الوسط، ومن هنا اعتبر أرسو الخلاء هو الوسط ذو المقاومة المعدومة
أرسى أصول علم التوازن وتحريك السوائل من خلال ابتكاره فرضيات فيزيائية عبقرية ذات بنية رياضية متقدمة.
كما أنه كان مميزا في حل لغز الأجسام الطافية وقياس كثافة السوائل
بالإضافة إلى اختراعه (الشادوف)حلزون ارخميدس والذي يسحب فيه الماء من النهر بتدرويه
تاريخ الفيزياء التاريخ القديم
وضع أربعة كتب في السوائل هي pneumatica، autometopitica، belopoeica، and cheirobalistra
وجاء فيها تقديم أصول تحريك السوائل بمعناها التقليدي السائد اليوم وتطبيقاتها في الحرب (قذف المتفجرات) والسلم (رفع الأثقال وصنع الساعات وتحريك مطاحن الحبوب)
وكان الابتكار الرئيسي له هو في ابتكار أول آلة تعمل بقوة البخار (الآلة الحرارية الأولى)
من أهم اختراعاته ضاغطة الهواء، قاذفة الذخيرة الحربية، الساعة المائية –الهوائية
اختراع المكينات الخمس: الرافعة البكرة دارة اللف السفين اللولب بالإضافة للعجلة المسننة
دراسة حركة الأجسام الساقطة والمقذوفة وعرفوا انها تسارعية
استخدمت مثلث القوى كطريقة مشابهة للتحصيل الشعاعي لتحصيل مسببات التحريك
قدمت طريقة تفصيلية للآلة الرافعة (التناسب العكسي بين القوة والذراع)
تاريخ الفيزياء التاريخ القديم
برزت بدايات علم الضوء الهندسي وتطبيقاته عبر أعمال اقليدس (euclid) 300 ق.م وبطليموس139 ق.م ارخميدس 287-212 ق.م أهمها قياسات بطليموس واقليدس بالنسبة للانكسار والانعكاس
كما يروى ان ارخميدس اشعل النيران في اسطول العدو عند محاصرة الرومانيين لسرقسطة (بلدة ارخميدس) عن طريق تركيز أشعة الشمس المنعكسة عليها بواسطة المرايا
كما ثار صراع حاد حول تفسير ظاهرة الرؤية في عزوه إلى صدور ضوء من العين نحو الأشياء فتراها (امبيدوكليس Empedocles) 400 ق. م أو عزوها إلى انعكاس الضوء عن الأجسام المرئية ووقوعها على العين المبصرة (ديموقريطوس وآخرون)
لا يوجد مساهمات تذكر للإغريقيين في مجال الكهرباء المغناطيسية سوى
تاريخ الفيزياء التاريخ القديم
تجسد اهتمام الإغريقيين بالصوت من خلال دراستهم للموسيقى فهي تمثل الجانب التجريبي لعلم الرياضيات، من أوائلهم فيثاغورث phythagorath580-500 الذي تمكن من ابتكار البداية الرئيسية للسلم الموسيقي وتابع ارستوكسينو س (Aristixenus4th century bc)تطوير هذا السلم
كما أن الفيثاغورثيون اكتشفوا ان تناغم الأصوات الموسيقية يتعلق بمدى انتظام المجالات الفاصلة بين طبقات الأصوات المتناغمة، كما أنهم عمموا الفكرة إلى درجة انهم افترضوا وجود تناغم كوني فسروا به حركات الكواكب الظاهرية التي قرنوها مع علامات موسيقية ذات طبقات مختلفة.
تاريخ الفيزياء التاريخ القديم
أقدم الوثائق الفلكية هي المنقوشة على أغطية التوابيت والمسماة بالتقويمات القطرية والتي ترجع إلى فترة المملكة الوسطى (2000-1600ق.م) وصور لتشكيلات النجوم على أسقف قبور الدولة الحديثة بعد ذلك،
فقد روقبت السماء منذ وقت مبكر وأطلقت أسماء على النجوم وميزت تشكيلاتها وكرست للآلهة
بدايات علم الفلك كانت بمحاولة التنبؤ ببعض الظواهر مثل اوجه القمر والتقويم القمري، كما عند البابليين مع فرق أن المصريين يعدّون بدء التقويم بعدم ظهور القمر المتناقص في الصباح بينما هو ظهور الهلال في المساء المبكر عند البابليين
اهتم الفلكيون المصريون بحساب الزمن، ويعدّ التقويم المصري من أهم إنجازاتهم حيث يقسم السنة إلى 365 يوما 12 شهرا يتألف كل منها من 30 يوما و5 أيام للاحتفال في نهاية العام.وأدت دراستهم لحركة النجوم إلي استخدام ساعة فلكية في العام (2500ق.م) تقسم الفترة بين الغسق والفجر إلي 12 ساعة في الليل، وبعد ذلك إلى 24 ساعة في اليوم.
لم يقتصر وجود الفيزيائيين وعلماء الرياضيات في العالم القديم على اليونان فقط، فتواجد العديد منهم في الصين والهند.
تاريخ الفيزياء الثورة العلمية
خلال القرنين السادس عشر والسابع عشر، حدثت نهضة كبيرة في أوروبا سميت بالثورة العلمية. عدم الرضا بالنهج الفلسفي الأكبر كان قد بدأ في وقت سابق، أدى إلى ظهور العديد من الحركات المطالبة بالإصلاح والتجديد، مثل الإصلاح البروتستانتي، ومحاولات إصلاح المناهج التعليمية وإضافة الوصف الرياضي في المجالات مثل الميكانيكا وعلم الفلك والبدء عن البحث عن تفسير علمي لكل ما يحدث.
تاريخ الفيزياء الثورة العلمية
قدم الفلكي البولندي نيكولاس كوبرنيكوس (1473–1543) طفرة كبيرة في مجال الفلك، ففي عام 1543 اقترح نموذجا جديدا للنظام الشمسي، واعطى تخطيط دقيق لحركة الكواكب. في هذا النموذج تدور الأرض حول الشمس وليس العكس كما كان متوقع في ذلك الوقت وما كان يعتقد علماء الفلك في مصر القديمة واليونان. يعدّ هذا النموذج ثورة على ما أخذ كأمر مسلم به لأكثر من 1400 عام، منذ أن اقترح الفلكي اليوناني أرسطرخس الساموسي أن الأرض هي مركز الكون. يشرح كتاب كوبرنيكوس (De revolutionibus orbium coelestium, "On the Revolutions of the Celestial Spheres) المبدأ الذي اتبعه وأسباب اعتقاده في صحة نموذجه، نشر الكتاب قبل وفاته بقليل في عام 1543 تقريبا. يعدّ هذا النموذج بداية علم الفلك الحديث، كما يعدّ بداية الثورة العلمية. أتاح نموذج كوبرنيكوس الممتاز بالدقة للفلكي الألماني يوهانس كبلر (1571-1630) أن يصوغ معادلاته عن حركة الكواكب والتي مازالت تستخدم حتى الآن.
تاريخ الفيزياء الثورة العلمية
يعدّ عالم الرياضيات الإيطالي، الفلكي، والفيزيائي جاليليو جاليلي (1564-1642) أحد أهم أعمدة الثورة العلمية، ومن أشهر الداعمين بنظرية كوبرنيكويس، ساهمت تجاربة العلمية في تطوير التلسكوب.
كرياضي، كان دور جاليليو واضحا في ثقافة مجتمعه في ذلك الوقت، فكان مطلعا على المواضيع الثلاثة الرئيسية وهم القانون، الطب وعلم اللاهوت (والذي كان مرتبط ارتباطا وثيقا بالفلسفة). حاول جاليلو إدخال الفكر الفلسفي في مختلف المواضيع (وخصوصا التحليل الرياضي للأرصاد الفلكية كالشمس، الأرض، القمر والكواكب) مأكدا أن الفلسفة يمكنها تحديد أي الأفكار صحيحة وأيها خاطئة.
اشتهر جاليلو أيضا بتجاربة الميكانيكية مؤكدا على إمكانية وصف الحركة (سواء كانت طبيعية أو مصطنعه) بمعادلات رياضية.
تاريخ الفيزياء الثورة العلمية
بدأ جاليليو دراساته المبكرة في جامعة بيزا لدراسة الطب، ولكن سرعان ما سلبت الرياضة والفيزياء اهتمامه. فعندما بلغ التسع عشر عاما، إكتشف (وتأكد من ذلك لاحقا) طبيعة حركة البندول، وباستخدام نبضة، استطاع تحديد زمن تذبذبات لمصباح مرتعش في كاتدرائية برج بيزا. سرعان ما عرف جاليليو باختراعة للتوازن الهيدروستاتيكي وأطروحته عن مراكز الثقل للأجسام الصلبة. بينما كان يقوم بالتدريس في جامعة بيزا في الفترة ما بين عام 1589 وعام 1592، بدأ تجاربة الخاصة بقوانين حركة الأجسام والتي جاءت نتائجها مخالفة لتعاليم أرسطو السائدة في ذلك الوقت مما أثار عداء كبير، غير أنه وجد أن سرعة سقوط الأجسام لا تتناسب مع أوزانها.
أما بالنسبة للقصة الشهيرة التي تقول أن جاليليو قام بإلقاء أوزان مختلفة من فوق برج بيزا، فهي قصة ملفقة. ولكنه إكتشف أن مسار القذيفة قطعا مكافئا مما يجعلها خاضعة لقوانين نيوتن للحركة (مثل مفهوم القصور الذاتي). يوجد الآن ما يعرف بجاذبية جاليليو، والتي تعدّ أول بيان دقيق عن خصائص المكان والزمان والهندسة ثلاثية الأبعاد.
تاريخ الفيزياء الثورة العلمية
لقب جاليليو بأب علم الفلك والرصد الحديث، أبو الفيزياء الحديثة، أبو العلم، أبو العلوم الحديثة. وفقا لستيفن هوكينغ، فإن جاليليو ربما يكون مسئولا أكثر من أي شخص آخر عن ميلاد العلم الحديث. فمع إصرار الكنائس والسلطة الدينية على أن الأرض هي مركز المجموعة الشمسية، أكد جاليليو على نموذج كوبرنيكوس هو الصحيح مما أثار جدلا واسعا وحوكم في محاكم التفتيش، وأتهم بالهرطقة، وأجبر على التخلي عن رأية مقابل أن يبقى بقية حياته تحت الإقامة الجبرية.
لجاليليو مساهمات كبيرة في تطور العلم الفلكي مثل تأكيده باستخدام التلسكوب مراحل ظهور كوكب الزهرة، واكتشافه لأكبر أربع أقمار للمشترى في عام 1609 (سميت هذه الأقمار لاحقا بأقمار غاليليو) غير ملاحظاته وتحليلاته للبقع الشمسية.
لم تكن اهتمامات جاليلو بعيدة عن العلوم التطبيقية والتكنولوجيا، فاخترع البوصلة العسكرية، كما إكتشف أقمار جوفان في عام 1610 والذي بفضله تم اعتماده كعالم رياضيات وفيلسوف من محكمة ميديشي، أملا ان يشارك في مناقشات مع الفلاسفة كما كان يحدث أيام أرسطو وأن يكون له جمهور داخل البلاد وخارجها.
تاريخ الفيزياء الثورة العلمية
كان الفيلسوف الفرنسي رينيه ديكارت (1596–1650) مشهورا وذا تأثير كبير في الفلسفة التجريبية. يعرف ديكارت بتطويره للمدرسة الفلسفية القديمة. وهو صاحب مبدأ الشك.
يفترض ديكارت وجود أنواع مختلفة من الحركة، مثل حركة الكواكب وحركة الأرض.
كان ديكارت، مثل جاليليو، مقتنعا بأهمية التفسيرات الرياضية لكل ما حوله، فكان هو وأتباعه من الشخصيات الرئيسية في تطوير الرياضيات والهندسة في القرن السابع عشر. وصف الحركة في الرياضة الديكارتية يتم تعريفها بالفعل الفيزيائي، فبدأ استخدام الاتجاه في وصف الحركة من قبل هيغنز والفيلسوف والعالم الألماني غوتفريد لايبنتز، الذي أنشأ مدرسته أثناء متابعته للرياضة الديكارتية، فأنشا مدرسته (The Monadology) عام 1714.
تاريخ الفيزياء الثورة العلمية
لقب ديكارت بأبو الفلسفة الحديثة، وأنشا مدرسة خاصة بأفكاره انضم لها الكثير من الفلاسفة آنذاك وحتى الآن. لدى ديكارت تأثير كبير وواضح في الرياضيات، فالنظام الديكارتي الذي يسمح بتمثيل المعادلات الجبرية كأشكال هندسية في نظام ثنائي الأبعاد سمي على اسمه. كما يرجع إليه الفضل في ظهور الهندسة التحليلية، التي تعدّ جسر هام يربط بين الجبر والهندسة، والتي لها فضل كبير في اكتشاف للتفاضل والتكامل.
شهد أواخر القرن السابع عشر وبداية القرن الثامن عشر الكم الأكبر من الإنجازات للثورة العلمية فعلى سبيل المثال يعدّ عالم الرياضيات والفيزيائي السير إسحاق نيوتن (1642-1727) من علماء جامعة كامبريدج ويعدّ لدى العديد العالم الأعظم والأكبر تأثيرا على مر العصور.
نيوتن، العضو في الجمعية الملكية في إنجلترا، استخدم علم الميكانيكا لدراسة علم الفلك ليكون نظاما واحدا يشرح فيه كيفية عمل الكون. فصاغ قوانينه الثلاثة عن الحركة التي تربط القوة المؤثرة على الجسم بحركته، وقانون الجاذبية الذي لا ينقصر استخدامه على شرح سلوك سقوط الأجسام، ولكن يمكن استخدامه أيضا في فهم سلوك الكواكب والأجرام السماوية الأخرى.
تاريخ الفيزياء الثورة العلمية
للوصول إلى هذه النتائج، قام نيوتن بإنشاء فرع جديد من فروع الرياضة وهو فرع التفاضل والتكامل (في نفس الوقت كان يعمل غوتفريد لايبنتز على إنشاء هذا الفرع) والذي أصبح أداة هامه في العديد من الاكتشافات المتعلقة بالفيزياء. يعد كتاب الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية من أهم أعمال نيوتن، إن تأخر نيوتن في نشر بحثه عن هذا الحساب حتي عام 1704 هو السبب في اختلاط الأمر حول من له الحق في هذا الاكتشاف. من المرجح أن لايبنتز كان قد توصل إلى هذا الحساب بمعزل عن نيوتن، غير أنه من الثابت حاليا أن نيوتن كان قد بدأ بتطوير حساب التفاضل والتكامل حتي قبل أن يبدأ لايبنتز بدراسه الرياضيات. بينما كان أهم ثاني إنجازات نيوتن العظيمة تجاربه في الضوء والنظرية الجسيمية التي كونها عنه. فحين كان في وولثورب قام بتجارب على المنشور، ولاحظ أنه عندما يمر شعاع ضوئي عبر المنشور كان ينكسر ولكنه يتجزأ إلى أجزاء تنكسر بانحرافات مختلفه، وأن الحزمة التي تسقط على الحاجز ليست مجرد بقعه متسعة من الضوء وإنما هي شريط ذو ألوان متتابعة مرتبة بحسب ترتيب ألوان قوس قزح المألوفة: الأحمر فالبرتقالي فالأصفر فالأخضر فالأزرق فالبنفسجي. وحين كان يمر عبر كراس ثان بشرط أن يكون مقلوب بالنسبة للأول كانت الألوان تعود فتتحد لتكون حزمة بيضاء، فساقته هذه التجارب إلى تكوين نظرية جسيمية للضوء. كما صنع نيوتن أول مقراب عاكس، وصاغ قانون عملي للتبريد ودرس سرعة الصوت، غير مساهمته نيوتن في دراسة متسلسلات القوى ونظرية ذات الحدين، ووضع طريقة نيوتن لتقريب جذور الدوال.
تاريخ الفيزياء الثورة العلمية
توجد فروع أخرى من الفيزياء حظت بالاهتمام خلال عصر الثورة العلمية. وليم جلبرت، فيزيائي أثناء حكم الملكة إليزابيث الثانية، نشر كتابا هاما عن المغناطيسية في عام 1600، وصف فيه كيف أن الأرض نفسها عبارة عن مغناطيس هائل. درس روبرت بويل (1627-1691) سلوك الغازات في الغرف المغلقة، وصاغ قانونه الشهير عن تأثير الضغط والحجم على الغازات 
كما ساهم في تطوير علم وظائف الأعضاء وتأسيس الكيمياء الحديثة.
كان أحد أهم نتائج الثورة العلمية هو ظهور الجمعيات والأكاديميات العلمية في مختلف أنحاء البلاد. ظهرت هذه الجمعيات لأول مرة في إيطاليا وألمانيا ولكنها لم تدم فترة طويلة.أما أكثر الجمعيات تأثيرا فهم الجمعية الملكية في إنجلترا المؤسسة عام 1660، والأكاديمية الفرنسية للعلوم المؤسسة عام 1666.
تاريخ الفيزياء الثورة العلمية
تم تصميم المحرك الأولى من قبل العالم الالماني أوتو فون غيريكه، الذي استطاع في عام 1650 تصميم وبناء أول مضخة غاز في العالم وإجراء أول تجربة بالون ماغديبورغ. كان الهدف من بناء تلك المضخة هو تفريغ نصفي كرة ماجدبورج لتوضيح تأثير ضغط الهواء وهما نصفا كرة من المعدن مثبتتان سويا ليكونا كرة لإثبات خطأ افتراض أرسطو الذي ساد فترة طويلة من الزمن بأن «الطبيعة تمقت الفراغ».
بعد فترة قصيرة، تعلم الفيزيائي والكيميائي الإيرلندي بويل من تصاميم غيريكا، واستطاع في عام 1656، بالتنسيق مع العالم الإنجليزي روبرت هوك ببناء مضخة هواء. باستخدام هذه المضخة، لاحظ كل من بويل وهوك علاقة الحجم بالضغط للغاز:
تعرف هذه العلاقة بقانون بويل. في ذلك الوقت، كان يعتقد أن الهواء هو نظام مكون من جزيئات ثابتة ولا تتحرك. وجاء مفهوم الحركة الحرارية بعد قرنين من الزمان. تحدث بويل في أطروحته المنشورة عام 1660 عن مفهوم الميكانيكا. وفي وقت لاحق، بعد اختراع الترمومتر، تم تحديد درجة الحرارة كخاصية مميزة للمادة. أعطت هذه الأداء الفرصة للوي جوزيف غي لوساك لصياغه قانونه، الذي ينص على أن ضغط غاز مثالي يتناسب تناسبا طرديا مع درجة الحرارة عند ثبات الحجم
والذي ساعد في وقت لاحق في صياغه قانون الغاز المثالي، الذي ينص على أن الحجم يتناسب تناسبا عكسيا مع تغير الضغط والحرارة.
ولكن حتى قبل صياغه قانون الغاز المثالي، استطاع مساعد لبويل اسمه دنيس بابان في عام 1679 من اختراع عصا هاضمه تقوم بإنتاج البخار إلى أن يترفع ضغط الغاز. مع مرور الوقت تم تصميم صمامات لتهريب (تخفيف) البخار من الجهاز وحفظه من الانفجار. صمم هذا الصمام ليتحرك رأسيا صعودا ونزولا بتلقائية على حسب حاله الجهاز، أخذ بابان هذه الفكرة من مبدأ عمل المكبس والمحرك الإسطواني، وعلى الرغم من ذلك لم يكمل تصميمه.
في عام 1697، استنادا على تصاميم بابان، قام المهندس توماس سافيري ببناء أول محرك. وعلى الرغم من أن هذه المحركات الأولى كانت بدائية وغير فعالة، إلا أنها جذبت انتباه العلماء البارزين في ذلك الوقت. يجب التوضيح أنه قبل عام 1698 واختراع محرك سافيري وهو ما يطلق عليه الآن المحرك البخاري، كانت الأحصنة تستخدم في سحب البكرات، المربوطة في نهايتها بالدلو لرفع المياه من مناجم الملح التي إجتاحتها الفيضانات في إنجلترا.
في السنوات اللاحقة، تم بناء أشكال مختلفة من المحركات البخارية، مثل محرك نيوكمن ومحرك واط البخاري. في ذلك الوقت، بدء عصر المحركات وانتهى عصر الخيول. وبدأ تعريف قوة كل محرك بوحدة الحصان، تبعا لعدد الخيول التي كانت ستقوم بنفس المهمة. كانت المشكلة الرئيسية لهذه المحركات هي بطئها وضعف كفاءتها، فكانت تحول أقل من 2% من الوقود إلى طاقة يمكن استخدامها. وبعبارة أخرى، تم حرق كميات كبيرة من الفحم أوالخشب للقيام بفعل صغير. ومن هنا ظهرت الحاجة إلى علم جديد في ديناميات المحركات.
تاريخ الفيزياء التطورات في القرن الثامن عشر
في القرن الثامن عشر، تطور علم الميكانيكا الذي أسسه نيوتن نتيجة لاهتمام علماء الرياضة بتطوير فرعي التفاضل والتكامل. كان التحليل الرياضي للمشاكل المتعلقة بالحركة تعرف بالميكانيكا العقلانية، أو الرياضة المختلطة (سميت فيما بعد بالميكانيكا الكلاسيكية).
في عام 1714، توصل بروك تايلور إلى معادلة تفاضلية للتردد الأساسي لحركة سلسلة (سوسته) تربط الكتلة بقوة الشد. بينما قام الرياضياتي السويسري دانيال برنولي (1700 – 1782) بدراسات رياضية هامة على سلوك الغازات، وتعدّ هذه الدراسات مصادر هامه لنظرية الحركة للغازات التي تطورت بشكل كبير في القرن التالي، ليصبح دانيال برنولي الفيزيائي الرياضي الأول.
في عام 1733، صاغ برنولي معادلته التفاضلية عن التوافقيات الرئيسية لسلسلة معلقة. وفي عام 1734، توصل برنولي إلى حل المعادلة التفاضلية لاهتزاز عمود مطاطي يطرق على الجانب الآخر له. كما قدم دراسة عن تدفق وديناميات الموائع في كتابه هيدروديناميكا في عام 1738.
تاريخ الفيزياء التطورات في القرن الثامن عشر
للميكانيكا العقلانية دور مباشر في تطوير المعاملات الرياضية للحركة المرئية، فمع استخدام مبادئ نيوتن كأساس، وتطوير علم التفاضل والتكامل والهندسة التحليلية تزداد احتمالية حل العمليات الحسابية المعقدة. وهذا ما تم ذكره في كتاب نشر لعالم الرياضيات جوهان بابتيست هورفاث. مع نهاية القرن كانت المعاملات التحليلية دقيقة بما فيه الكفاية لدراسة النظام الشمسي باستخدام قوانين نيوتن بدون الإشارة إلى التدخل الإلهي، ولكن لم تكن كافية لتفسير مشكلة البعد الثلاثي للجسم ومشكلة الجاذبية.
في عام 1705، تنبأ إدموند هالي باكتشاف دورية مذنب هالي، وفي عام 1781 إكتشف فريدريك ويليام هيرشل، وفي عام 1798 استطاع هنري كافنديش قياس ثابت الجاذبية وتحديد كتلة الأرض. بينما في عام 1783، اقترح جون ميشل أن بعض الأشياء قد تكون هائلة الحجم حتى أن الضوء حتى لا يمكن الهروب منها.
تاريخ الفيزياء التطورات في القرن الثامن عشر
في عام 1739، استطاع ليونارد أويلر حل المعادلة التفاضلية لمذبذب يتعرض لقوة خارجية ولاحظ ظاهرة الرنين. في عام 1742 إكتشف كولين ماكلورين الانجذاب الذاتي الموحد. وفي نفس العام (1742)، نشر بنجامين روبينز كتابه عن المبادئ الجديدة للمدفعية، منشأ بذلك علم الديناميكا الهوائية. مع نهاية القرن لم يعد التطور في الرياضيات يعتمد على العلماء الإنجليز فقط أمثال تايلور وماكلورين. فظهرت الأكاديميات العلمية وعلماء أمثال بيرنولي، أويلر، لاغرانج، لابلاس وأدريان ماري ليجاندر.
في عام 1743، نشر جين لي روند دالمبرت كتابه عن الديناميكا والذي ذكر فيه مفهوم القوى الكلية للأنظمة المتسارعة والأنظمة تحت القيود، وقدم طريقة جديدة لحل المشاكل الديناميكية، تعرف الآن باسم مبدأ دالمبرت ()، وهو مبدأ يماثل قانون نيوتن الثاني للحركة.
تاريخ الفيزياء التطورات في القرن الثامن عشر
في عام 1747، بدأ بيير لويس موبرتيوس بتطبيق الحد الأدنى من مبادئ الميكانيكا. في عام 1759، استطاع أويلر حل المعادلة التفاضلية الجزئية لاهتزاز طبلة مستطيلة. في عام 1764، إختبر أويلر معادلته التفاضلية الجزئية ووجد حلا من حلول دالة بيسل. في عام 1776، نشر جون سمتون (الأب الروحي للهندسة المدنية) ورقة بحثية عن التجارب المرتبطة بالطاقة، الشغل، العزم والطاقة الحركية، غير براهين على صحة مبدأ بقاء الطاقة.
في عام 1788، قدم جوزيف لويس لاغرانج معادلات لاغرانج للحركة في الميكانيكا التحليلية، التي تعدّ هي أساس عمل الميكانيكا. في عام 1789 صاغ أنطوان لافوازييه قانون بقاء الكتلة والذي ينص على أن عند حدوث أي تفاعل كيميائي فان كتل المواد المتفاعلة تساوي كتل المواد الناتجة عن التفاعل كما أن يذكر أن أي كتلة في نظام مغلق ستبقى ثابتة مهما حدث داخل النظام. يمكن القول أنه في القرن الثامن عشر شهدت ميكانيكا لاغرانج تطورا كبيرا في عام 1788، وميكانيكا الأجرام السماوية لبيير سيمون لابلاس (1799–1825) التي حولت دراسة الهندسة من الطريقة التقليدية إلى طريقة تعتمد على التفاضل والتكامل.
تاريخ الفيزياء التطورات في القرن الثامن عشر
خلال القرن الثامن عشر، تطورت الديناميكا الحرارية تطورا ملحوظا فظهرت العديد من النظريات في تلك الفترة مثل نظرية انعدام الوزن، السعر الحراري (الكالوري)، الكهرباء، فلوجستون (والذي تم الإطاحة به سريعا بعد تعريف لافوازييه لغاز الأكسجين في نهاية القرن). على افتراض أن هذه المفاهيم كانت سوائل حقيقية، يمكن جعلها تدفق في أي اتجاه عن طريق أجهزة ميكانيكية أو تفاعلات كيميائية. هذا التطور أدى إلى تطوير أنواع جديدة من التجارب والاكتشافات كاكتشاف الفيزيائي الاسكتلندي جوزيف بلاك البروفيسور في جامعة غلاسكو لمفهوم الحرارة الكامنة والأجهزة كقارورة ليدن، وأجهزة القياس مثل المسعر، وتحسين الأدوات القديمة كالثرمومتر. كما أثبت فرانكلين أيضا أن البرق عبارة عن شحنة كهربائية في عام 1752.
كما ظهرت نظرية عن الحرارة في القرن الثامن عشر، تعدّ فيه حركة الحرارة (الكالوري) كحركة السوائل، الأمر الذي تبين أنه غير صحيح فيما بعد، هذا لا ينفى اهتمام عددا كبيرا من العلماء بتطوير وتصحيح هذه النظرية مثل جوزيف بلاك (1728-1799) وهنري كافنديش (1731-1810).
تاريخ الفيزياء التطورات في القرن الثامن عشر
ظهرت نظرية أخرى تعارض نظرية السعرات الحرارية وضعها الكيميائيين، لتصبح هي النظرية الأقل قبولا منذ عصر نيوتن بسبب أنها تقول أن الحرارة تؤثر على تماسك الجزئيات في المادة. تلقت هذه النظرية المكيانيكية الدعم في عام 1798 عندما أقيمت تجربة كانون بورنج لكونت رومفورد بنيامين طومسون، الذي استطاع إثبات وجود علاقة وثيقة بين الحرارة التي تتعرض لها المادة والطاقة الميكانيكية بداخلها.
كان علماء القرن الثامن عشر يعتقدون بإمكانية ظهور قوانين تربط القوة الكهربائية والمغناطيسية بقوانين نيوتن للحركة. وأنه إذا تواجدت تلك القوانين سيكون إنجازا هاما. بدأ هذا الاعتقاد يختفى تدريجيا مع تطور التجارب المعملية في بدايات القرن التاسع عشر وزيادة الدعم المقدم من الأكاديميات العلمية كالجمعية الملكية في لندن.
في الوقت نفسه، بدأ تطبيق الأساليب التحليلية للميكانيكا العقلانية على التجارب المعملية، كان أهم هذه الأساليب هو أسلوب عالم الرياضيات الفرنسي جوزيف فورييه في معالجة تدفق الحرارة، الذي نشره عام 1822.
في عام 1767 إقترح جوزيف بريستلي قانون التربيع العكسي الكهربائي، بينما صاغ شارل أوغستان دي كولوم قانون التربيع العكسي للكهرباء الساكنة في عام 1798.
بحلول نهاية هذا القرن، كانت هيمنة أعضاء الأكاديمية الفرنسية للعلوم في هذا المجال واضحة. في الوقت نفسه، استمرت أفكار جاليليو وأتباعه في الانتشار. بينما كانت الجمعية الملكية والأكاديمية الفرنسية هي المراكز الرئيسية والمسئولة عن تطور العلوم.
من أهم سمات القرن الثامن عشر هو عدم تخصص العلماء والجمعيات بمجال واحد من العلوم، فكان العالم يجري تجاربه الخاصة في الميكانيكا، البصريات، المغناطيسية، الكهرباء الساكنة، الكيمياء وعلم وظائف الأعضاء. الأمر الذي أختفى تدريجيا مع بداية القرن التاسع عشر فعلى سبيل المثال، ترك المجربون الكيميائيون دراسة نظام القوى لنيوتن وركزوا جهودهم على عزل وتصنيف المواد الكيميائية والتفاعلات الكيميائية بينهم.
تاريخ الفيزياء القرن التاسع عشر
في عام 1800، اخترع أليساندرو فولتا البطارية الكهربائية (والمعروفة أيضا باسم بالعمود الجهدي)، الأمر الذي ساعد جدا في دراسة التيار الكهربي. في العام التالي، أثبت توماس يونغ وجود الطبيعة الموجية للضوء، والذي تلقى دعما كبيرا من التجارب المعملية لأوغستان جان فرينل ومبدأ التداخل.
في عام 1813، نشر بيتر ايوارت ورقة بحثية عن مبدأ بقاء الطاقة. وفي عام 1820، وجد هانز كريستيان أورستد أنه عند مرور تيار كهربي في موصل يتسبب هذا التيار في تكوين مجال مغناطيسي حوله، وفي غضون أسبوع من وصول نبأ اكتشاف أورستد إلى فرنسا، اكتشف أندريه-ماري أمبير أن عند مرور تيارين كهربيين معاكسين فإن كل منهما سيؤثر على الآخر. في عام 1821، بدأ وليام هاملتون تحليله في دالة هاملتون.
في عام 1821، نجح مايكل فاراداي في بناء محركه الكهربائي، بينما صاغ جورج أوم قانونه عن المقاومة الكهربية في عام 1826، موضحا العلاقة بين الجهد، والتيار والمقاومة () في الدوائر الكهربائية. أما في عام 1822، اكتشف عالم النباتات روبرت براون الحركة البراونية والتي تصف الحركة العشوائية لجزيئات الموائع.
تاريخ الفيزياء القرن التاسع عشر
في عام 1829، صاغ غاسبارد غوستاف كوريوليس مصلطح الشغل (القوة * المسافة) ومصطلح الطاقة الحركية بالمعنى المتداول حاليا.
في عام 1831، اكتشف فاراداي (وجوزيف هنري بشكل مستقل) التأثير العكسي، أي توليد تيار كهربي من عن طريق مجال مغناطيسي والمعروف الآن باسم الحث الكهرومغناطيسي، كانت هذه الاكتشافات هي حجر الأساس في عملية بناء المحركات والمولدات الكهربائية.
في عام 1834، اكتشف كارل غوستاف جاكوب جاكوبي الانجذاب الدوار الذاتي الموحد. العام نفسه الذي لاحظ فيه جون راسل موجة السوليتون في قناة الاتحاد قرب مدينة إدنبرة، وقام باستخدام خزانات مائية في دراسة عمق المياه وسرعة الموجات. في العام التالي، توصل وليام هاملتون إلى معادلاته الكنسية للحركة. في العام نفسه، شرح غاسبار كوريوليس نظرية الكفاءة الميكانيكية للسواقي، واستنتج تأثير كوريوليس.