تاريخ الفيزياء
التاريخ القديم > اليونان القديمة

بدأت حركة الفهم العقلاني لللطبيعة في اليونان تقرييا مع فلاسفة ما قبل سقراط (650- 480 قبل الميلاد). أطلق على الفيلسوف طاليس الملطي من ميليتوس (القرن السابع والسادس قبل الميلاد) أبو العلوم لرفضة التصديق على العديد من التفسيرات خارقة الطبيعة، التفسيرات الدينية والأسطورية للظواهر الطبيعية، معلنا أن كل ما يحدث للطبيعة له تفسير علمي. أعلن طاليس في عام 580 قبل الميلاد أن الماء هو العنصر الأساسي ومصدر الحياة، كما أجرى اختبارات بسيطة على التجاذب والتنافر المغناطيسي.
أناكسيماندر، الشهير بنظريته التطورية بروتو، على عكس نظرية طاليس التي تقول أن الماء هو أصل الأشياء، اعتقد أناكسيماندر أن مادة أسماها أبيرون (apeiron) هي أصل الأشياء.
مع بداية حقبة 500 قبل الميلاد، اقترح هيراكليتس أن القانون الأساسي الوحيد الذي يحكم الكون هو مبدأ التغيير وأنه لا يوجد شيء يبقى على حاله للأبد. هذه الملاحظة جعلته واحدا من أوائل علماء الفيزياء القديمة المهتمين بدور الزمن في الكون. عارض الفيزيائي المبكر ليوكيبوس (النصف الأول من القرن الخامس قبل الميلاد) فكرة التدخل الإلهي المباشر في أمور الكون، معللا أن لكل ظاهرة طبيعية سبب علمي لم يتم اكتشافه بعد. يعدّ ليوكيبوس وتلميذه ديموقريطوس هم أوائل من وضعوا نظرية الذرّة، قائلين فيها أن كل المواد تتكون من جزئيات بسيطة غير قابله للتجزئة تسمى الذرات.
خلال الفترة الكلاسيكية لليونان (القرنين السادس والخامس والرابع قبل الميلاد) والعصور الهيلنستية، تطورت فلسفة الطبيعة ببطء إلى لتصبح مجال مثير للدراسة.
أرسطو (384- 322 قبل الميلاد)، تلميذ أفلاطون، طور طريقة اكتشاف القوانين الطبيعية عن طريق رصد الظواهر الفيزيائية. تغطي كتابات ارسطو الفيزياء، الميتافيزيقيا، الشعر والمسرح، الموسيقى، المنطق، الخطابة، اللغويات، السياسة، الحكومة، الأخلاق، والبيولوجيا وعلم الحيوان. كانت أول كتاباته عن الفيزياء في القرن الرابع قبل الميلاد. الذي عرف فيما بعد بفيزياء أرسطو وأصبح منهجا لمن بعده، حاول شرح فيها الحركة، الجاذبية، كما ذكر فيها نظرية العناصر الأربعة. أمن أرسطو أن جميع المواد تتكون من الأثير، أو مزيج من العناصر الأربعة وهم الأرض، الماء، الهواء والنار. وفقا لأرسطو، هذه العناصر الأربعة قادرة على التشكل لتكوين جميع المواد الطبيعية. أصبحت فيزياء أرسطو ذات شعبية هائلة لقرون عديدة في أوروبا. وظلت هي النموذج الامثل حتى وقت غاليليو غاليلي وإسحاق نيوتن.
قديما في اليونان، كان الاعتقاد أن الأرض كروية هو الاعتقاد السائد. في 240 قبل الميلاد، نتيجة لتجارب سيمينال، حدد إراتوستينس بدقة (276-194 قبل الميلاد) محيط الكرة الأرضية. خلافا لاعتقاد أرسطو بأن الأرض هي مركز الكون (310 - 230 قبل الميلاد) قدم أرسطرخس الساموسي أدله على أن الشمس هي مركز المجموعة الشمسية لا الأرض. ذكر سلوقس من سلوقية، أحد اتباع نظرية ارسطرخس الشمسية، أن الأرض أصبحت تدور حول محورها الخاص، ثم أصبحت تدور حول الشمس. على الرغم من ضياع الأدلة التي إستخدمها في إثبات صحه اعتقاده، أقر بلوتارخ بأن سلوقس كان أول من استخدم المنطق لاكتشاف النظام الشمسي.
في القرن الثالث قبل الميلاد، ولد الرياضياتي اليوناني الشهير أرشميدس من سرقوسة (287-212 قبل الميلاد) الذي يعدّ من أشهر علماء الرياضة في العصر القديم، ومن أوائل من وضعوا قوانين سريان الموائع وقانون الطفو، كما وضع نظم متطورة للبكرات لنقل الأجسام كبيرة الحجم بأقل مجهود. ساعد مسمار أرشميدس في تكوين الهندسة المائية الحديثة، كما اخترع العديد من الآلات الحربية التي ساعدت على منع جيوش روما من الدخول في الحرب البونيقية الأولى. 

رفض أرشميدس حجج واراء أرسطو وميتافيزيقيته، مشيرا إلى أنه من المستحيل فصل الرياضيات عن الطبيعة، وأثبت ذلك عن طريق تحويل النظريات الرياضية إلى الاختراعات العملية.
في عام 250 قبل الميلاد، بدأ أرشميدس بدراسة الأجسام العائمة لينتج بذلك أهم قوانينة وهو قانون الطفو، ويعرف أيضا بمبدأ أرشميدس. لم تنحصر مساهمات أرشميدس في الفيزياء فقط ففي الرياضيات، إستنتج أسلوب لحساب المنطقة تحت قوس القطع المكافئ ليعطي بذلك تقريب لقيمة باي (pi). كما وضع مبادئ التوازن ومراكز ثقل الأجسام، والتي إستخدمها العلماء من بعده كغاليليو ونيوتن.
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.
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:
نظريات حول بنية الكون، وبرز فيها اتجاهان
استمرار التكوين: تبنت هذا الاتجاه المدرسة الرواقية، زينو (Zeno) بين القرنين الرابع والثالث قبل الميلاد
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
علم الفلك
النظرية الارسطاطية قسمت الكون وصفيا إلى ملكوتين محكومين بجملتين مختلفتين من القوانين
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
نموذج البلانتيوم ارخميدس: وهو نموذج يبين حركة الشمس والكواكب والقمر والاجرام السماوية الأخرى بإسقاط صورة فوتوغرافية للسماء على قبة كروية من الداخل
كما أنه اخترع المحكمة (الشعيرات المتصالبة) التي استخدمها لإجراء ارصاد سماوية دقيقة
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
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
إنجازات الإغريق في الميكانيك
النظرية الارسطاطية الميكانيكية (Aritotle:384-322bc)
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
توازن السوائل نظرية ارخميدس (Archimedes3rd century bc)
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
تحريك السوائل هيرو الإسكندري (Hero of Alexandria : 3-2 nd century bc)
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)
مرونة الهواء ستيبيوس (Stesibius: 3-2 century bc)
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)
إنجازات الإغريق في علم الضوء الهندسي
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)
مساهمات الإغريق في الكهرباء والمغناطيسية
لا يوجد مساهمات تذكر للإغريقيين في مجال الكهرباء المغناطيسية سوى
تمكن تالس ((Thales 640-546bc من التعبير عن وجود القوى الكهربائية ومن تسمية صمغ الكهرمان بالإلكترون اشتق منه اسم الكهرباء
رعاة الإغريق هم الذين اكتشفوا الظاهرة المغناطيسية من خلال عثورهم على فلز الماغنيت
مساهمات الإغريق في مجال الصوت
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.