Muinaiskreikkalaisen fysiikan historia

Muinaisina aikoina luonnollisten peruslakien systemaattinen tutkiminen ei ollut suuri huolenaihe. Huoli pysyi hengissä. Tiede, sellaisena kuin se oli tuolloin, koostui pääasiassa maataloudesta ja lopulta suunnittelusta kasvavien yhteiskuntien päivittäisen elämän parantamiseksi. Esimerkiksi laivan purjehdittelussa käytetään ilmavoimaa, samaa periaatetta, joka pitää lentokoneen korkealla. Muinaiset pystyivät selvittämään, kuinka purjealuksia rakentaa ja käyttää ilman täsmällisiä sääntöjä tälle periaatteelle.

Muinaiset tunnetaan ehkä parhaimmista tähtitiede, joka vaikuttaa meihin edelleen voimakkaasti tänään. He tarkkailivat säännöllisesti taivaita, joiden uskottiin olevan jumalallinen valtakunta maan keskellä. Kaikille oli varmasti ilmeistä, että aurinko, kuu ja tähdet siirtyivät taivaan poikki säännöllisellä kuviolla, ja on epäselvää, ajattelivatko jokin muinaisen maailman dokumentoitu ajattelija kyseenalaistavan tämän geokeskuksen näkökulmasta. Siitä huolimatta ihmiset alkoivat tunnistaa tähtikuvioita taivaassa ja käyttivät näitä Zodiac-merkkejä kalenterien ja vuodenaikojen määrittelemiseen.

Matematiikka kehitettiin ensin Lähi-idässä, vaikka tarkat lähteet vaihtelevat sen mukaan, kumpaan historioitsijaan puhutaan. On melkein varmaa, että matematiikan lähtökohtana oli yksinkertainen kaupankäynti ja hallinto.

Egypti edistyi perusteellisesti perusgeometrian kehittämisessä, koska tarve määritellä viljelyalue selvästi Niilin vuosittaisten tulvien jälkeen. Geometria löysi sovelluksia nopeasti myös tähtitiedestä.

Kuten Kreikan sivilisaatio syntyi kuitenkin lopulta riittävästi vakautta - huolimatta siitä, että sotia oli edelleen usein - siihen syntyä älyllinen aristokratia, älymystö, joka pystyi omistautumaan näiden systemaattiseen tutkimiseen asioissa. Euclid ja Pythagoras ovat vain pari nimeä, jotka resonoivat kautta aikojen matematiikan kehityksessä tältä ajalta.

Fysiikassa tapahtui myös kehitystä. Leucippus (5. vuosisadan yliopisto) kieltäytyi hyväksymästä muinaisia ​​yliluonnollisia selityksiä luonnosta ja julisti kategorisesti, että jokaisella tapahtumalla oli luonnollinen syy. Hänen oppilaansa Democritus jatkoi tätä konseptia. He kaksi olivat kannattajia käsitteessä, jonka mukaan kaikki aine koostuu pienistä hiukkasista, jotka olivat niin pieniä, ettei niitä voida hajottaa. Näitä hiukkasia kutsuttiin atomeiksi kreikkalaisesta sanasta "jakamattomat". Se olisi kaksi vuosituhatta ennen kuin atomistiset näkemykset saivat tukea ja vielä pidempään ennen kuin oli todisteita tukemasta spekulointia.

Vaikka hänen mentori Platon (ja hänen mentori, Sokrates) oli paljon kiinnostuneempi moraalifilosofiasta, Aristoteleen (384 - 322 B.C.E.) filosofialla oli enemmän maallinen perusta. Hän mainitsi ajatusta, jonka mukaan fyysisten ilmiöiden havaitseminen voisi viime kädessä johtaa luonnollisten lakien löytämiseen noita ilmiöitä, vaikka toisin kuin Leucippus ja Democritus, Aristoteles uskoi, että nämä luonnolliset lait olivat viime kädessä jumalallisia luonto.

Hän oli luonnollinen filosofia, järkeihin perustuva havainnollinen tiede, mutta ilman kokeilua. Häntä on perustellusti kritisoitu tarkkailujen puuttumisesta (ellei suoraan huolimattomuudesta) havainnoissaan. Yksi räikeä esimerkki hän toteaa, että miehillä on enemmän hampaita kuin naisilla, mikä ei todellakaan ole totta.

Silti se oli askel oikeaan suuntaan.

Yksi Aristoteleen kiinnostuksista oli esineiden liike:

• Miksi kallio putoaa, kun savu nousee?
• Miksi vesi virtaa alaspäin, kun liekit tanssivat ilmaan?
• Miksi planeetat liikkuvat taivaan yli?

Hän selitti tämän sanomalla, että kaikki aine koostuu viidestä osasta:

• Antaa potkut
• maa
• ilma
• vesi
• Eetteri (taivaan jumalallinen aine)

Tämän maailman neljä elementtiä vaihtuvat ja liittyvät toisiinsa, kun taas Eetteri oli täysin erilainen aine. Näillä maallisilla elementeillä oli kullakin luonnolliset maailmat. Esimerkiksi, meillä on olemassa siellä, missä maapallot (maa jalkojemme alla) kohtaavat ilma-aluetta (ilmaa ympärillämme ja jopa niin korkealle kuin voimme nähdä).

Esineiden luonnollinen tila Aristoteleselle oli levossa paikassa, joka oli tasapainossa niiden muodostamien elementtien kanssa. Esineiden liike oli sen vuoksi esineen yritys saavuttaa luonnollinen tila. Kivi putoaa, koska Maan valtakunta on alhaalla. Vesi virtaa alaspäin, koska sen luonnollinen valtakunta on maapallon alla. Savu nousee, koska se koostuu sekä ilmasta että tulesta, joten se yrittää päästä korkean tulen alueeseen, mistä syystä liekit ulottuvat ylöspäin.

Aristoteles ei yrittänyt kuvaaa matemaattisesti havaittuaan todellisuutta. Vaikka hän muotoili logiikan, hän piti matematiikkaa ja luonnollista maailmaa periaatteessa riippumattomina. Matematiikka oli hänen mielestään huolissaan muuttumattomista esineistä, joista puuttui todellisuutta, kun taas hänen luonnollinen filosofiaansa keskittyi muuttamaan esineitä oman todellisuutensa kanssa.

Tämän esineiden impulssia tai liikettä koskevan työn lisäksi Aristoteles teki laajoja tutkimuksia muilla alueilla:

• loi luokittelujärjestelmän, joka jakoi samanlaisilla eläimillä eläimet "sukuihin".
• tutkinut teoksessaan meteorologia säämallien lisäksi myös geologiaa ja luonnonhistoriaa.
• muotoili matemaattisen järjestelmän nimeltä Logic.
• laaja filosofinen työ ihmisen suhteen jumalalliseen luonteeseen sekä eettisiin näkökohtiin

Tutkijat löysivät Aristoteleen teoksen uudelleen keskiajalla ja hänet julistettiin muinaisen maailman suurimmaksi ajattelijaksi. Hänen näkemyksistään tuli katolisen kirkon filosofinen perusta (tapauksissa, joissa kirkko ei suoraan ovat ristiriidassa Raamatun kanssa) ja tulevina vuosisatoina havainnot, jotka eivät olleet Aristoteleen mukaisia, tuomittiin a harhaoppinen. Se on yksi suurimmista rautateistä, että tällaista havaintotieteen kannattajaa käytetään estämään tällaista työtä tulevaisuudessa.

Arkhimedes (287 - 212 B.C.E.) tunnetaan parhaiten klassisesta tarinasta, kuinka hän löysi tiheyden ja kelluvuuden periaatteet kylpyhauteessaan, sai hänet välittömästi juoksemaan Syracuse-kaduille alasti huutaen "Eureka!" (mikä kääntää suunnilleen "olen löytänyt se!"). Lisäksi hänet tunnetaan monista muista merkittävistä hoteista:

• esitteli vivun, yhden vanhimmista koneista, matemaattiset periaatteet
• luonut kehitettyjä hihnapyöräjärjestelmiä, joiden maineikkaasti on pystytty siirtämään täysikokoinen alus vetämällä yhdellä köydellä
• määritelty painopisteen käsite
• loi statiikkakentän käyttämällä kreikkalaista geometriaa löytääkseen tasapainotilat kohteille, jotka olisivat verottavia nykyfyysikoille
• Maineikkaasti se on rakennettu monia keksintöjä, mukaan lukien "vesiruuvi" kastelu- ja sotakoneille, jotka auttoivat Syrakusaan Roomaa vastaan ​​ensimmäisessä punisotaan. Jotkut omistavat hänet keksineen matkamittarin tänä aikana, vaikka sitä ei ole todistettu.

Ehkä Archimedesin suurin saavutus oli kuitenkin sovittaa yhteen Aristoteleen suuri virhe erottaa matematiikka ja luonto. Ensimmäisenä matemaattisena fyysikkona hän osoitti, että yksityiskohtaista matematiikkaa voidaan soveltaa luovuudella ja mielikuvituksella sekä teoreettisiin että käytännön tuloksiin.

Hipparkhos (190 - 120 B.C.E.) syntyi Turkissa, vaikka hän oli kreikkalainen. Monet pitävät häntä muinaisen Kreikan suurimpana havainnoivana tähtitieteilijänä. Hänen kehittämiensä trigonometristen taulukoiden avulla hän sovelsi geometriaa tiukasti tähtitieteen tutkimukseen ja pystyi ennustamaan auringonpimennyksiä. Hän tutki myös auringon ja kuun liikettä laskemalla tarkemmin kuin koskaan ennen häntä etäisyys, koko ja parallaksi. Auttaakseen häntä tässä työssä hän paransi monia tuolloin paljain silmin havainnoissa käytettyjä työkaluja. Käytetty matematiikka osoittaa, että Hipparchus on opiskellut Babylonian matematiikkaa ja vastuussa osan tiedon tuomisesta Kreikkaan.

Hipparchuksen mainitaan kirjoittaneen neljätoista kirjaa, mutta ainoa jäljellä oleva suora teos oli suositun tähtitieteellisen runon kommentti. Tarinoita kerrotaan siitä, että Hipparchus on laskenut maan ympärysmitan, mutta tämä on jossain kiistassa.

Muinaisen maailman viimeinen suuri tähtitieteilijä oli Claudius Ptolemaeus (tunnetaan nimellä Ptolemaios jälkipolville). Toisella vuosisadalla C.E. hän kirjoitti yhteenvedon muinaisesta tähtitiedestä (lainattu voimakkaasti Hipparchus - tämä on tärkein tietolähde Hipparchuksesta), joka tuli tunnetuksi kaikkialla Arabia as Almagest (suurin). Hän hahmotteli muodollisesti maailmankaikkeuden geosentrisen mallin kuvaten sarjaa samankeskisiä ympyröitä ja palloja, joilla muut planeetat liikkuivat. Yhdistelmien piti olla erittäin monimutkaisia ​​havaittujen liikkeiden huomioon ottamiseksi, mutta hänen työnsä oli riittävän riittävä, että neljäntoista vuosisadan ajan sitä pidettiin kattavana julistuksena taivaallisesta liikettä.

Rooman kaatumisen myötä tällaista innovaatiota tukeva vakaus kuitenkin katosi Euroopan maailmassa. Suuri osa muinaisen maailman hankkimista tiedoista katosi pimeinä aikoina. Esimerkiksi 150 maineikkaasta Aristotelian teoksesta on nykyään vain 30, ja jotkut niistä ovat vähän enemmän kuin luentomuistiot. Siihen aikaan tiedon löytäminen olisi itää: Kiinaa ja Lähi-itää.