منشا بسیاری از علوم در طول تاریخ فلسفه بوده، ولی فیزیک در اصل از فلسفه طبیعی مشتق شدهاست. اصطلاحی که زمینه مطالعاتی «کارکرد طبیعت» را توضیح میدهد. آنچه باعث ایجاد شاخهٔ فیزیک در دانش شد به زمینههای اخترشناسی، نورشناخت و مکانیک باز میگردد که پایهٔ نخست همهٔ آنها هندسه بود. سرآغاز این رشتههای ریاضیاتی را باید در دوران باستان و در تمدنهای بابل و هلنی جستجو کرد. دانشمندانی مانند ارشمیدس و کلاودیوس بطلمیوس به آن دوران تعلق دارند. در آن دوران فلسفه و آنچه که فیزیک را در بر میگرفت بیشتر به توضیح و فهم کلی پدیدهها میپرداخت تا به مطالعهٔ عمیق آنها، این روش بیشتر در دورهٔ ارسطو و در بحثهایی مانند علتهای چهارگانه گسترش یافت.
حرکت رو به جلو در علم و مطالعهٔ ریشهای و عمیق پدیدههای طبیعت، میتوان گفت دست کم از دورهٔ Archaic Greece و در میان سالهای ۴۸۰ تا ۶۵۰ پیش از میلاد، با فلسفهٔ پیشاسقراطی آغاز شد. تالس فیلسوف سدههای ۶ و ۷ پیش از میلاد، چون از پذیرش دلیلهای فرای طبیعی و آوردن توضیحهای افسانهای و مذهبی برای پدیدههای طبیعی سر باز زد و ادعا کرد که هر رویدادی باید عاملی طبیعی داشته باشد، عنوان «پدر علم» (به انگلیسی: the Father of Science) را از آن خود کرد.[۱] لئوکیپوس (فیلسوف) (نیمهٔ نخست سدهٔ ۵ پیش از میلاد) مکتب اتمگرایی را ایجاد کرد و پس از او دموکریت این مکتب را به تفصیل توضیح داد. اتمگرایی به این معنی است که هر چیزی در جهان از عنصرهایی تغییر ناپذیر و تجزیه نشدنی به نام اتم ساخته شدهاست.
ارسطو (به یونانی: Ἀριστοτέλης, Aristotélēs) (سالهای ۳۸۴ - ۳۲۲ پیش از میلاد) شاگرد افلاطون این اندیشه را پیشنهاد کرد که مشاهدهٔ پدیدههای فیزیکی در نهایت منجر به شناخت قوانین طبیعی حاکم بر آنها میشود. او این پیشنهاد را در قالب یک کتاب با نام «فیزیک» (Physics) ارائه کرد. در دوران کلاسیک یونان (سدههای ۴، ۵ و ۶ پیش از میلاد) و دوران تمدن هلنی، فلسفهٔ طبیعی کم کم گسترش یافت و به یکی از شاخههای پُر تکاپوی دانش تبدیل شد.
در اوایل دوران کلاسیک یونان کروی (گِرد) بودن زمین برای عموم مفهومی جا افتاده بود و نزدیک به سال ۲۴۰ پیش از میلاد بود که اراتوستن (۱۹۴ تا ۲۷۶ پیش از میلاد) با دقت خوبی توانست پیرامون کرهٔ زمین را برآورد کند. در برابر اعتقاد زمینمرکزی ارسوط, آریستارخوس ساموسی (به یونانی: Ἀρίσταρχος) (سالهای ۲۳۰ تا ۳۱۰ پیش از میلاد) برهان روشنی بر مرکزی بودن خورشید و نه زمین در منظرمهٔ شمسی آورد. Seleucus of Seleucia از پیروان نظریهٔ آریستارخوس بود و او بود که پی برد، هنگامی که زمین به گرد خورشید در حرکت است همزمان به دور خودش نیز میگردد. برهانی که آن زمان Seleucus of Seleucia ارائه میکند در دسترس نیست ولی پلوتارک دربارهٔ او گفتهاست که Seleucus of Seleucia نخستین کسی بود که نظریهٔ مرکزی بودن خورشید را با دلیل اثبات میکند.
در سدهٔ سوم پیش از میلاد ریاضی دان یونانی، ارشمیدس پایههای دانش ایستاشناسی سیالات و استاتیک را بنا میکند و قانون اهرم را توضیح میدهد. وی در سال ۲۵۰ پیش از میلاد بر روی اجسام شناور کار میکند و در نهایت به قانونی با نام قانون ارشمیدس دربارهٔ شناوری دست مییابد. کلاودیوس بطلمیوس ستاره شناس نامدار، نوشتهای مفهومی در زمینهٔ اخترشناسی به نام المجسطی فراهم میکند، نوشتهای که بعدها پایهٔ بسیاری از زمینههای دانش شد.
بیشتر دست نوشتههای دانشمندان باستان از بین رفتهاست حتی کارهای بسیاری از اندیشمندان پرآوازهٔ آن دوران نیز از دست رفته و تنها بخش اندکی از آنها به جای ماندهاست. برای نمونه هیپارکوس دست کم چهارده کتاب نوشته بود که میتوان گفت هم اکنون هیچکدام از آنها به طور مستقیم در دسترس نیست. از ۱۵۰ مورد کارهای خوب مربوط به سامانهٔ فلسفی ارسطویی تنها ۳۰ مورد برجای مانده که تعدادی از آنها نیز بیشتر شبیه یک مقالهاند تا یک کتاب. در تمدن اسلامی در دوران خلافت عباسیان بسیاری از کارهای دانشمندان دورهٔ باستان جمع آوری شد و به عربی ترجمه شد. همچنین فیلسوفان اسلامی مانند ابویوسف کندی، فارابی، پور سینا و ابن رشد مفاهیم مطرح شده در میان اندیشمندان یونان را به زبان خود و با توجه به مفهومهای آشنای خود باز ترجمه کردند و توضیح دادند. برجسته ترین این تلاشها از سوی ابن هیثم و ابوریحان بیرونی[۲][۳] بود و نکتهٔ مهم اینجا است که این دانشمندان اسلامی این کارها را پیش از آنکه محققانی چون راجر بیکن و ویتلو در غرب آغاز کنند، انجام داده بودند.
دانش دوران باستان با ترجمهٔ از عربی به لاتین دوباره به دنیای غرب وارد شد ولی این بار این ترجمهها با نظرهای الهی اسلام و یهود در گوشه و کنار آنها آمیخته شده بود و این رویداد تاثیر مهمی بر فیلسوفان قرون وسطی مانند توماس آکویناس، اخلاقگرای اروپایی گذاشت. آکویناس کسی بود که همواره در اندیشهٔ آشتی دادن فلسفهٔ دوران باستان با الهیات مسیحی بود و از ارسطو با نام بزرگترین اندیشمند دوران باستان یاد میکرد و در جاهایی که مطلب مغایر با انجیل بود، فیزیک ارسطویی پایهٔ توضیحات فیزیکی کلیساهای اروپا میشد.
تقویم کشفیات وابسته به فیزیک
مصریان و دیگران نظام عدد نویسی کنونی - هندسه مقدماتی و ریاضیات مقدماتی را ابداع می کنند.
قبل از میلاد :
525 فیثاغورث : با ابداع آمیزه ای از ریاضیات و عرفان از افسانه رویگردان شده به اعداد که آنها را منبع حقیقت می داند روی می آورد.
340 ارسطو : مجادله می کند که زمین به جای یک فلات مسطح یک کره گرد است.
295 اقلیدس : کتاب خود عناصر را منتشر و دانش هندسه را منظم و مرتب می کند.
260 اریستار کوس ساموسی : اصل گردش زمین به گرد خورشید و عالمی بسیار پهناور را پیش می کشد.
240 : ارشمیدس : مکانیک کلاسیک و دانش فیزیک مقدماتی را پی ریزی و مدون می کند.
200 اراتوستنس : روش اندازه گیری محیط زمین را به دست می دهد.
100 کلادیوس پتالومی ( بطلمیوس) : مدل پیچیده زمین مرکزی جهان را می سازد که تا 1400 سال بعد اساس دانش نجوم باقی می ماند.
بعد از میلاد :
1515 لئوناردو داوینچی : در زمینه های مکانیک - هیدرولیک و آیرو دینامیک مشاهدات و برداشت های مهمی می کند.
1543 نیکلاس کپرنیک : کتاب ( درباره گردش سیارات) را منتشر و اصل خورشید مرکزی جهان را مطرح می کند
. 1572 تیکوبراهه : یک نوا (ستاره جدید = Nova ) مشاهده می کند که گواهی بر متغیر بودن جهان می شود.
1610 گالیلئو گالیله : برای نخستین بار آسمان شب را از درون یک دوربین نجومی تلسکوپ می بیند و کشفیاتی را اعلام میکند که موید صحت نظریه کیهانی کپرنیک است.
1619 یوهان کپلر : ثابت می کند که مسیر حرکت سیارات به گرد خورشید بیضی شکل است و قوانین حرکت آن ها را بدست می آورد.
1687 آیزاک نیوتن : با انتشار کتاب پرنسیپای خود نشان می دهد که نیروی جاذبه ثقل که از قانون تناسب معکوس با مجذور فاصله پیروی می کند. عامل حرکت سقوطی اجسام به طرف زمین و حرکت مداری کره ماه به زمین - هر دو - یکی است.
1799 پی یر سیمون دو لاپلاس : برای فرضیه جاذبه عمومی نیوتن شالوده ای ریاضی بنا و نظریه احتمالات را نیز پی ریزی می کند. لاپلاس به پایه گذاری دستگاه آحاد اندازه گیری متریک هم کمک می کند.
1824 کارل فردریش گاوس : اصول هندسه غیر اقلیدسی را پی ریزی می کند.
1824 کریستین دوپلر : کشف می کند که فرکانس امواج نوری و صوتی یک منبع در حال حرکت به چشم و گوش یک ناظر ایستاده کمتر می آید اگر منبع در حال دور شدن از او و بیشتر می آید. اگر منبع در حال نزدیک شدن به او باشد.
1831 مایکل فارادی : پدیده القای الکترومغناطیسی را کشف می کند.
1848 ویلیام کولن : دمای صفر مطلق را تعیین می کند.
1848 ژان لئو فوکو : روش هایی برای اندازه گیری سرعت نور در هوا ابداع و ثابت می کند که سرعت سیر نور در آب و سایر محیط های شفاف به نسبت عکس ضریب های شکست نوری آن محیط کاهش می یابد.
1860 رابرت بنزن و گوستاو کیرشهف : تجزیه طیفی را پی ریزی و مقایسه مواد آزمایشگاهی با مواد سازنده خورشید و ستارگان دیگر را که در عمل به معنای امکان تعیین جنس مواد سازنده آن کرات از روی زمین است ممکن می کند.
1864 جان کلارک ماکسول : در گفتار درباره الکتریسیته و مغناطیس- را که امکان فهم پدیده های مربوط به این حوزه دانش را بسیار بیشتر می کند منتشر می سازد.
1879 آلبرت مایکلسن : با استفاده از اصول فوکو سرعت سیر نور را اندازه می گیرد.
1887 آلبرت مایکلسن و ادوارد مورلی : آزمایش های دقیقی انجام و به کمک آن ها نشان می دهند که فضا از چیزی به نام اتر که وجود آن برای انتشار نور لازم دانسته می شد نمی تواند پر باشد.
1894 هاینریش هرتز : عملا نشان می دهد که امواج الکترومغناطیسی با سرعت نور سیر می کنند و مانند آن می توانند بازتابش و شکست داشته باشند و قطبی یا پلاریزه هم بشوند.
1895 ویلیام رونتگن : اشعه ایکس را کشف و نخستین برنده جایزه نوبل در فیزیک می شوند.
1898 ماری و پیر کوری : عناصر رادیو اکتیو رادیوم و پولونیوم را شناسایی می کنند.
1900 ماکس پلانک : نظریه کوانتومی تابش (تشعشع) را بصورت یک اصل بیان کرد و با آن فیزیک کوانتومی را پایه ریزی کرد.
1904 ارنست رادرفورد : نشان می دهد که عمر زمین را می توان با محاسبه مقدار گاز هلیومی که از سنگ معدن مواد رادیواکتیو خارج می شود اندازه گرفت.
1905 آلبرت انیشتین : مقالاتی درباره نظریه نسبیت خاص - پدیده فوتو الکتریک و حرارت براونی منتشر می کند که نظریه نسبیت وی اندازه کیری زمان و مکان در سرعت های زیاد را ناهنجار و جرم و انرژی را معادل یکدیگر می داند.
1906 جی جی تامسون : وجود ذره الکترون را عملا تثبیت می کند.
1911 ارنست رادرفورد : نشان می دهد که بخش اعظم جرمی اتم در هسته بسیار کوچک آن جای دارد.
1913 نیلز بوهر : نظریه ساختار اتم را فرمول بندی می کند.
1916 آلبرت انیشتین : نظریه نسبیت عام خود را که نظریه بنیادی درباره فضا - زمان و جاذبه ثقل است منتشر می کند و جاذبه ثقل را پدیده ای ناشی از فضای خمیده میداند.
1924 شاهزاده لویی دوبروی : اصل علمی را مطرح می کند که به موجب آن ماده حتی شیئی مانند الکترون که در حالت عادی ذره شناخته می شود در عین حال رفتار موجی هم دارد.
1925 ولفگانگ پاولی : اصل منع (exclusion principal) خود را که در شناخت خطوط طیفی نور ستارگان و سحابی ها کارایی دارد بیان می کند.
1926 اروین شرودینگر : معادله موج خود را که شارح چگونگی حرکت امواج دوبروی از مکانی به مکان دیگر است. و اینک معادله مرکزی مکانیک کوانتومی دانسته می شود تدوین و تثبیت می کند.
1927 یان اورت : ثابت می کند که کهکشان راه شیری در چرخش است و چندی بعد با استفاده از تلسکوپ رادیویی نقشه هایی از بازوی مارپیچی این کهکشان تهیه می کند.
1928 پی . ا. ام دیراک : با محاسبه وجود ذرات ضد ماده را پیش بینی می کند که اینها ذراتی هستند مانند ذرات ماده معمولی ولی بار الکتریکی مختلف العلامه با بار آنها ( یکی از آنها پزیترون است که ضد الکترون است)
1929 ادوین هابل : با استفاده از تجزیه و تحلیل طیفی نشان می دهد که جهان واقعا آنگونه که انیشتین با محاسبه پیش بینی کرده است در حال انبساط است.
1931 ولفگانگ پاولی : وجود ذره نوترینو را با محاسبه پیش بینی می کند.
1932 جیمز چادویک : ذره نوترون را کشف و جایزه نوبل 1935 در فیزیک را نصیب خود می کند.
1938 لیزه و اوتو هاهن : پدیده شکافت هسته اتم را کشف می کند و هاهن به پاس آن کشف جایزه نوبل دریافت می کند ( همکار او میتز پیش از کامل شدن کار مجبور به فرار از آلمان نازی می شود ولی آگاهان نقش آن خانم را در آن تلاش محفوظ می دانند.)
1939 لئوزیلارد : به مفهوم واکنش زنجیره ای در فیزیک اتمی دست می یابد و یکی از چند نویسنده نامه ای به امضای انیشتین به رئیس جمهور روزولت می شود. نامه درباره توانایی های بمب اتمی و علمی بودن ساخت آن با استفاده از پدیده شکافت هسته اورانیوم است.
1942 انریکو فرمی : سرپرستی برنامه ساخت و راه اندازی نخستین راکتور اتمی جهان را که بخشی از پروژه منهتن است به عهده می گیرد.
1945 جی رابرت اوپنهایمر : برنامه ساختن نخستین بمب اتمی را که بخشی از پروژه منهتن است رهبری می کند.
1946 ژرژ گاموف : پیش بینی می کند که انفجار بزرگ آغازگر جهان باید تشعشعات کیهانی پشت صحنه ای بار آورده باشد.
1960 آلن سندیج و توماس ماتیوس : کوازار ها را که دورترین کهکشانها ( دورترین تا زمین) هستند کشف می کنند.
1961 مری گل مان ویووال نعمان : مستقل از یکدیگر طرح طبقه بندی ذرات درون اتمی را که گل مان طرح هشت لایگی می نامند می ریزند
1963 ئی . ان . لورنتز : نخستین مقاله درباره نظریه درهم ریختگی را منتشر می کند.
1964 مری گل مان و جرج زوویک : مستقل از یکدیگر نظریه تشکیل یافتن پروتون و نوترون و هادرون دیگر از ذرات جدید کوچکتری به نام کوارک را پیش می شکد که نام کوارک و گل مان انتخاب می کنند.
1965 ریچار فاینمن : مشترکا با توموناکو و شوینگر جایزه نوبل در فیزیک را بپاس ابداع نظریه الکترودینامیک کوانتومی برنده می شوند. نظریه ای که ابداع آن در طریق جستجو برای درک طبیعت گام مهمی به جلو تلقی می شود.
1965 رابرت ویلسون و آرنونپنریاس : وجود تشعشعات یا تابش هایی را در اعماق فضا کشف و صحت نظریه انفجار بزرگ را تایید آزمایش می رسانند.
1968 آزمایش های انجام شده در مرکز شتاب دهنده خطی دانشگاه استنفورد صحت نظریه کوارک ها را تایید میکنند.
1981 آلن گوت : این اصل را که عالم کیهانی اولیه از یک دوره انبساط قابل نمایش با یک تابع ریاضی نمایی گذر کرده است ثابت می کند.
1995 دانشمندان شاغل در آزمایشگاه دستگاه شتاب دهنده ملی فرمی - نشانه های وجود کوارک (رو) آخرین عضو پیدا نشده خانواده ذرات تشکیل دهنده سنگ بنای کل ماده موجود در عالم را پیدا می کند.
استاد و معلم گرامی مسعود بختیاری