Научно-техническая революция, которая произошла в X VII веке, создала условия для появления совершенно новых наук, таких как математика, астрономия, механика и медицина.
Считается, что физика – наука о природе. Она изучает наиболее общие законы природы. Это наука экспериментальная. Все законы физики основаны на данных, полученных опытным путём.
В начале XVII физики делали свои открытия следующим образом.
Выдвигали какое-нибудь предположение. Из него делали вывод. А затем этот вывод проверяли с помощью опыта.
Магнитное поле Земли
Уильям Гильберт
Первое научное открытие XVI I века – теория магнитных явлений , созданная английским физиком, придворным врачом Елизаветы I и Якова I Уильямом Гильбертом.
В 1600 г. Гильберт опубликовал научную книгу, которая называлась «О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле». Он установил, что магнит всегда имеет 2 полюса. И если магнит распилить на 2 части, то каждая изполовинок снова будет иметь 2 полюса.
Гильберт проводил опыты с железным шаром и магнитной стрелкой. Он предположил, что Земля – это гигантский магнит, имеющий два полюса. Гильберт также считал, что магнитные и географические полюса Земли совпадают.
Явление резонанса
Галилео Галилей
В 1602 г. итальянский физик, математик, астроном и философ Галилео Галилей в своих работах по исследованию маятников и музыкальных струн описал явление резонанса . Это явление, при котором происходит резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний. С помощью явления резонанса можно выделять или усиливать даже слабые периодические колебания.
Закон преломления света
Виллеброрд Снеллиус
Закон преломления света был описан в 1620 г. голландским математиком Виллебрордом Снеллиусом.
Направление света может меняться при переходе из одной прозрачной среды в другую . При этом кажется, что форма предмета меняется. Свет преломляется и в атмосфере Земли. Поэтому восход Солнца мы видим немного раньше, а закат немного позже, чем это происходила бы, если бы атмосферы не было. Солнечный диск вблизи горизонта нам кажется сплющенным также по этой причине.
Закон Снеллиуса справедлив и для описания преломления волн различной природы.
Закон свободного падения
Галилео Галилей проводил многочисленные опыты с падающими телами. В 1638 г. он сформулировал закон свободного падения: в безвоздушном пространстве скорость падающего тела зависит только от высоты падения и не зависит от его массы. Падающим считается тело, которое ничем не поддерживается и притягивается к Земле гравитационной силой. И чем дольше оно находится в режиме свободного падения, тем быстрее оно движется.
Основной закон гидростатики
Блез Паскаль
1653 г. стал годом рождения гидростатики – науки о жидкости или газе, находящихся в состоянии покоя. Именно в этом году французский учёный Блез Паскаль открыл закон, который назвали его именем. Закон Паскаля описывал способность жидкости передавать без изменения давление по всем направлениям. На основе этого закона впоследствии были созданы гидравлические и пневматические устройства.
Закон всемирного тяготения
Исаак Ньютон
Закон всемирного тяготения открыт английским физиком, математиком, астрономом и механиком Исааком Ньютоном в 1666 г. Но окончательно закон всемирного тяготения был сформулирован Ньютоном в фундаментальном научном труде «Математические начала натуральной философии», который был опубликован в 1687 г. В этом же труде Ньютоном было сделано подробное описание трёх законов механики, известных как закон инерции, закон движения и закон взаимодействия двух материальных точек. Эти законы Ньютона названы основными законами механики.
Таковы основные научные открытия в области физики, которые X VII век подарил человечеству.
В течение ста лет, которые мы рассмотрим, было опровергнуто геоцентричеcкое учение Птолемея и система Аристотеля. Средневековые научные представления уже больше не играли главную роль в обществе. Благодаря усилиям Коперника, Кеплера, Галилея, Декарта, Ньютона и других ученых были заложены основы таких наук, как математика, астрономия, механика и медицина.
Наука в 17 веке действительно начала делать уверенные шаги в своем развитии. Проявлялась тесная связь общества с наукой и техникой. Прогресс в одной области знаний стимулировал и подталкивал к развитию других. Активное использование книгопечатания позволяло быстро распространять задокументированные научные открытия и достижения. В те времена были изобретены такие устройства, как телескоп, микроскоп, термометр, барометр и воздушный насос.
Астрономия
Одним из главных событий того времени, под влиянием стремительного развития научно-технических средств, стало в астрономии постепенное разрушение традиционной картины строения Вселенной. Согласно признанной в то время геоцентрической теории Птолемея и системы Аристотеля, Солнце, Луна и другие планеты вращались вокруг неподвижной Земли, которая считалась центром Вселенной. Такая идея поддерживалась церковью, поскольку хорошо вписывалась в религиозные постулаты грехопадения. Считалось, что где-то за Луной находилась хрустальная сфера, а дальше был расположен рай и сам Бог.
Обоснование гелиоцентрической теории в 17 веке предложил польский астроном и математик Николай Коперник. Его книга «О вращении небесных сфер» вышла в 1543 году.
Еще одним существенным событием в науке 17 века было открытие телескопа и его дальнейшее совершенствование. Это позволило астрономам того времени тщательно исследовать небесные объекты и убедительно утверждать, что Солнце расположено в центре и вокруг него вращаются планеты и Земля.
Считается, что первую конструкцию телескопа, точнее подзорной трубы, предложил голландский производитель линз Ганс Липперсгей (Hans Lippershey) и продемонстрировал свое изобретение в Гааге в 1608 году.
Галилей использовал подзорную трубу Липперсгея для наблюдения за объектами в небе и стал первым, кто применил подзорную трубу в качестве телескопа. Несколько усовершенствовав предыдущую конструкцию, Галилей создал свой собственный телескоп, с помощью которого он открыл много новых звезд, пятна на Солнце, кратеры на поверхности Луны, спутники Юпитера и фазы Венеры.
О гелиоцентрической теории известный астроном написал в книге «Диалог о двух главнейших системах мира», которая увидела свет в начале 1632 года. Попытки церкви запретить книгу и теорию Коперника потерпели неудачу. Эта книга была переведена на многие языки и стала популярной во всей Европе.
Исследование космического пространства в настоящее время проводил и немецкий астроном Иоганн Кеплер. Он обобщил астрономические наблюдения в математических формулах. Кеплер доказал, что планеты вращаются вокруг Солнца не по круговым орбитам, как считалось ранее, а по эллиптическим. Он открыл три закона движения планет, которые получили название законов Кеплера.
Другой выдающийся представитель науки 17 века - астроном и математик Христиан Гюйгенс - открыл полярные шапки Марса, полосы на Юпитере, а в 1655 г. - спутник Сатурна Титан, а также кольца Сатурна. В 1659 г. описал всю систему Сатурна. Гюйгенс также открыл туманность Ориона и другие туманности, наблюдал двойные звезды, довольно точно оценил период вращения Марса вокруг своей оси.
Продолжение следует.
За последние несколько веков мы совершили бесчисленное множество открытий, которые помогли значительно улучшить качество нашей повседневной жизни и понять, как устроен мир вокруг нас. Оценить всю важность этих открытий очень сложно, если не сказать, что почти невозможно. Но одно ясно наверняка – некоторые из них буквально изменили нашу жизнь раз и навсегда. От пенициллина и винтового насоса до рентгена и электричества, перед вами список из 25 величайших открытий и изобретений человечества.
25. Пенициллин
Если бы в 1928 году шотландский ученый Александр Флеминг (Alexander Fleming) не открыл пенициллин, первый антибиотик, мы до сих пор бы умирали от таких болезней, как язва желудка, от абсцессов, стрептококковых инфекций, скарлатины, лептоспироза, болезни Лайма и многих других.
24. Механические часы
Фото: pixabay
Существуют противоречивые теории о том, как же на самом деле выглядели первые механические часы, но чаще всего исследователи придерживаются версии, что в 723 году нашей эры их создал китайский монах и математик Ай Ксинг (I-Hsing). Именно это основополагающее изобретение позволило нам измерять время.
23. Гелиоцентризм Коперника
Фото: WP / wikimedia
В 1543 году практически на смертном одре польский астроном Николай Коперник обнародовал свою знаменательную теорию. Согласно трудам Коперника стало известно, что Солнце – нашей планетной системы, а все ее планеты вращаются вокруг нашей звезды каждая по своей орбите. До 1543 года астрономы полагали, что именно Земля была центром Вселенной.
22. Кровообращение
Фото: Bryan Brandenburg
Одним из самых важных открытий в медицине стало открытие системы кровообращения, о чем в 1628 году объявил английский врач Вильям Харви (William Harvey). Он стал первым человеком, описавшим всю систему циркуляции и свойства крови, которую сердце качает по всему нашему телу от мозга до кончиков пальцев.
21. Винтовой насос
Фото: David Hawgood / geographic.org.uk
Один из известнейших древнегреческих ученых, Архимед, считается автором одного из первых в мире водяных насосов. Его устройство представляло собой вращающийся штопор, который проталкивал воду вверх по трубе. Это изобретение продвинуло ирригационные системы на новый уровень и до сих пор используется на многих заводах по очистке сточных вод.
20. Гравитация
Фото: wikimedia
Все знают эту историю – Исаак Ньютон, знаменитый английский математик и физик, открыл гравитацию после того, как в 1664 году ему на голову упало яблоко. Благодаря этому событию мы впервые узнали, почему предметы падают вниз, и почему планеты вращаются вокруг Солнца.
19. Пастеризация
Фото: wikimedia
Пастеризация была открыта в 1860-х годах французским ученым Луи Пастером (Louis Pasteur). Она представляет собой процесс термической обработки, во время которой в определенных продуктах питания и напитках (вино, молоко, пиво) происходит разрушение патогенных микроорганизмов. Это открытие возымело значительное влияние на общественное здравоохранение и развитие пищевой промышленности во всем мире.
18. Паровой двигатель
Фото: pixabay
Всем известно, что современная цивилизация ковалась на заводах, построенных во время промышленной революции, и что все это происходило с использованием паровых двигателей. Двигатель, приводимый в действие силой пара, был создан давно, но за последнее столетие он был существенно доработан тремя британскими изобретателями: Томасом Сэйвери, Томасом Ньюкаменом и самым знаменитым из них – Джеймсом Ваттом (Thomas Savery, Thomas Newcomen, James Watt).
17. Кондиционер
Фото: Ildar Sagdejev / wikimedia
Примитивная система климат-контроля существовала с древних времен, но она существенно изменилась, когда в 1902 году появился первый современный электрический кондиционер. Его изобрел молодой инженер по имени Виллис Карриер (Willis Carrier), выходец из Баффало, штат Нью-Йорк (Buffalo, New York).
16. Электричество
Фото: pixabay
Судьбоносное открытие электричества причисляется английскому ученому Майклу Фарадею (Michael Faraday). Среди его ключевых открытий стоит отметить принципы действия электромагнитной индукции, диамагнетизм и электролиз. Эксперименты Фарадея также привели к созданию первого генератора, ставшего предшественником огромных генераторов, которые сегодня производят привычное нам в повседневной жизни электричество.
15. ДНК
Фото: pixabay
Многие считают, что именно американский биолог Джеймс Ватсон и английский физик Фрэнсис Крик (James Watson, Francis Crick) в 1950-х годах открыли , но на самом деле впервые эта макромолекула была выявлена еще в конце 1860-х годов швейцарским химиком Фридрихом Майшером (Friedrich Miescher). Затем спустя несколько десятилетий после открытия Майшера уже другие ученые провели ряд исследований, которые наконец-то помогли нам прояснить, как организм передает свои гены следующему поколению, и как координируется работа его клеток.
14. Анестезия
Фото: Wikimedia
Простые формы анестезии, такие как опиум, мандрагора и алкоголь, использовались людьми издавна, и первые упоминания о них ссылаются аж на 70 год нашей эры. Но с 1847 года обезболивание перешло на новый уровень, когда американский хирург Генри Бигелоу (Henry Bigelow) впервые ввел в свою практику эфир и хлороформ, сделав крайне болезненные инвазивные процедуры намного более переносимыми.
13. Теория относительности
Фото: Wikimedia
Включая две взаимосвязанные теории Альберта Эйнштейна (Albert Einstein), специальную и общую теорию относительности, теория относительности, опубликованная в 1905 году, преобразовала всю теоретическую физику и астрономию 20 века и затмила 200-летнюю теорию механики, предложенную Ньютоном. Теория относительности Эйнштейна стала основой для большей части научных работ современности.
12. Рентгеновские лучи
Фото: Nevit Dilmen / wikimedia
Немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген (Wilhelm Conrad Rontgen) нечаянно открыл рентгеновские лучи в 1895 году, когда он наблюдал за флюоресценцией, возникающей при работе катодно-лучевой трубки. За это поворотное открытие в 1901 году ученый был удостоен Нобелевской премии, ставшей первой в своем роде в области физических наук.
11. Телеграф
Фото: wikipedia
С 1753 года многие исследователи проводили свои эксперименты для установления связи на расстоянии с помощью электричества, но значительный прорыв произошел лишь спустя несколько десятилетий, когда в 1835 году Джозеф Генри и Эдвард Дэйви (Joseph Henry, Edward Davy) изобрели электрическое реле. С помощью этого устройства они и создали первый телеграф 2 года спустя.
10. Периодическая система химических элементов
Фото: sandbh / wikimedia
В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев заметил, что если упорядочить химические элементы по их атомной массе, они условно выстраиваются в группы с похожими свойствами. На основании этой информации он создал первую периодическую систему, одно из величайших открытий в химии, которое позже прозвали в его честь таблицей Менделеева.
9. Инфракрасные лучи
Фото: AIRS / flickr
Инфракрасное излучение было открыто британским астрономом Вильямом Хершелем (William Herschel) в 1800 году, когда он изучал нагревательный эффект света разных цветов, используя для разложения света в спектр призму, и измеряя изменения термометрами. Сегодня инфракрасное излучение используется во многих областях нашей жизни, включая метеорологию, системы подогрева, астрономию, отслеживание теплоемких объектов и многие другие сферы.
8. Ядерный магнитный резонанс
Фото: Mj-bird / wikimedia
Сегодня ядерный магнитный резонанс постоянно используют в качестве чрезвычайно точного и эффективного диагностического инструмента в области медицины. Впервые это явление было описано и вычислено американским физиком Исидором Раби (Isidor Rabi) в 1938 году во время наблюдения за молекулярными пучками. В 1944 году за это открытие американскому ученому вручили Нобелевскую премию по физике.
7. Отвальный плуг
Фото: wikimedia
Изобретенный в 18-ом столетии, отвальный плуг стал первым плугом, который не только вскапывал почву, но и размешивал ее, что позволило обрабатывать в сельскохозяйственных целях даже очень неподатливую и каменистую землю. Без этого орудия сельское хозяйство, каким мы знаем его сегодня, в северной Европе или в центральной Америке не существовало бы.
6. Камера-обскура
Фото: wikimedia
Предшественником современных фотоаппаратов и видеокамер стала камера-обскура (в переводе темная комната), которая была оптическим устройством, используемым художниками создания быстрых набросков во время выездов за пределы своих мастерских. Отверстие в одной из стенок устройства служило для создания перевернутого изображения того, что происходило снаружи камеры. Картинка отображалась на экране (на противоположной от отверстия стенке темного ящика). Эти принципы были известны веками, но в 1568 году венецианец Даниель Барбаро (Daniel Barbaro) внес изменения в устройство камеры-обскура, дополнив его собирающими линзами.
5. Бумага
Фото: pixabay
Первыми примерами современной бумаги часто считают папирус и амате, которые использовали древние средиземноморские народы и доколумбовые американцы. Но было бы не совсем верно считать их настоящей бумагой. Ссылки на первое производство писчей бумаги относятся к Китаю во времена правления империи Восточная Хань (25-220 годы нашей эры). Первая бумага упоминается в летописях, посвященных деятельности судебного сановника Цай Луна (Cai Lun).
4. Тефлон
Фото: pixabay
Материал, благодаря которому ваша сковорода не пригорает, на самом деле был изобретен абсолютно случайно американским химиком Роем Планкетт (Roy Plunkett), когда тот искал замену холодильным агентам, чтобы обезопасить домашний быт. Во время одного из своих экспериментов ученый открыл странную скользкую смолу, которая позже стала больше известной как тефлон.
3. Теория эволюции и естественного отбора
Фото: wikimedia
Вдохновленный своими наблюдениями в ходе второго исследовательского путешествия в 1831-1836 годах, Чарльз Дарвин (Charles Darwin) приступил к написанию своей знаменитой теории эволюции и естественного отбора, ставшей по мнению ученых со всего света ключевым описанием механизма развития всего живого на Земле
2. Жидкие кристаллы
Фото: William Hook / flickr
Если бы австрийский ботаник и физиолог Фридрих Райницер (Friedrich Reinitzer) не открыл жидкие кристаллы во время проверки физико-химических свойств различных производных холестерина в 1888 году, сегодня вы бы не знали, что такое телевизоры с жидкокристаллическими экранами или плоские LCD мониторы.
1. Вакцина от полиомиелита
Фото: GDC Global / flickr
26 марта 1953 года американский медицинский исследователь Йонас Солк (Jonas Salk) объявил, что ему удалось провести успешные испытания вакцины против полиомиелита, вируса, который вызывает тяжелое хроническое заболевание. В 1952 году из-за эпидемии этого недуга диагноз был поставлен 58 000 жителей США, и болезнь унесла 3 000 невинных жизней. Это подстегнуло Солка на поиски спасения, и теперь цивилизованный мир в безопасности хотя бы от этой беды.
Начиная со средины XVII в. наука становилась важным и динамичным социальным институтам, роль которого в обществе непрерывно возрастает вплоть до настоящего времени. Во времена Кеплера были известны только шесть планет Солнечной системы, наблюдаемых невооруженным глазом: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн. Планета Уран была открыта У. Гершелем в 1781 г., Нептун открыт астрономом И.Г. Галле и математиком и астрономом У. Леверье в 1846 г., Плутон был обнаружен лишь в 1930 г. В формировании классической механики и утверждении нового мировоззрения велика заслуга Галилео. Смысл своего творчества он видит в физическом обосновании гелиоцентризма, учения Коперника. Галилей закладывает основы экспериментального естествознания, показывая, что естествознание требует умения делать научные обобщения из опыта, а эксперимент -- важнейший метод научного познания. Исторический вклад Галилея в механику состоит в следующем: + он разграничил понятия равномерного и неравномерного, ускоренного движений; + сформулировал понятие ускорения (скорость изменения скорости); + показал, что результатом действия силы на движущееся тело является не скорость, а ускорение; + вывел формулу, связывающую ускорение, путь и время: S = 1/2 at 2 ; + сформулировал принцип инерции (если на тело не действует сила, то тело находится либо в состоянии покоя, либо в состоянии прямолинейного равномерного движения); + выработал понятие инерциальной системы; + сформулировал принцип относительности движения (все системы, которые движутся прямолинейно и равномерно друг относительно друга (т.е. инерциальные системы) равноправны между собой в отношении описания механических процессов); + открыл закон независимости действия сил (принцип суперпозиции).
На основании этих законов появилась возможность решения простейших динамических задач. Важную роль в становлении классической механики сыграло творчество итальянского астронома Дж. Борелли, которого Ньютон также числит в ряду своих предшественников. Разрабатывая теорию спутников Юпитера, Борелли в 1666 г. выдвинул идею о том, что если некоторая сила притягивает спутники к планете, а планеты -- к Солнцу, то эта сила должна уравновешиваться противоположно направленной центробежной силой, возникающей при круговом движении. Так он объясняет эллиптическое движение планет вокруг Солнца. В 1666 г. у Ньютона возникает идея всемирного тяготения, его родства с силой тяжести на Земле и идея о том, каким образом можно вычислить силу тяготения. Разработанный Ньютоном способ изучения явлений природы оказался исключительно плодотворным. Его учение о тяготении - не общее натурфилософское рассуждение и умозрительная схема, а логически строгая, точная (и более чем на два века единственная) фундаментальная теория, которая стала рабочим инструментом исследования окружающего мира, прежде всего движения небесных тел. В 1672 г. Ньютон изложил свою новую корпускулярную концепцию света. В XVII в. начинается систематическое изучение магнитных и электрических явлений. В 18 в. трудами так называемых континентальных математиков закладываются основы аналитической механики. Работами Л. Эйлера, Ж. Д"Аламбера, Ж. Лагранжа, П. Лапласа и др. создается аналитический аппарат механики, развивается математический анализ, теория дифференциальных уравнений, теория рядов, вариационное исчисление, теория вероятности, начертательная геометрия и др. В 1729 г. англичанин С. Грей открыл явление электрической проводимости.
В XVI веке в Евро-пе появляется все больше печатных книг, отвечающих не на религиоз-ные, а практические вопросы: математические расчеты в архитектуре, приемы добычи руды, способы изготовления лекарств и красок. Мно-гие их авторы все еще считались в обществе «магами», «чародеями» и «чернокнижниками». Да и некоторые из них, подобно средневековым алхимикам, действительно пытались найти способы превращать сви-нец в золото. Однако в результате усилий самых разных европейских ученых накапливались опыт и наблюдения, находились решения зага-док природы. Возникло желание «вырвать мир из власти суеверий». С университетских кафедр зазвучали девизы Нового времени. Фран-цузский математик Рене Декарт (1596-1650): «Я мыслю — значит, я существую!». Английский естествоиспытатель Френсис Бэкон : «Цель общества — познание всех вещей и расширение власти человека над природой»; «Знание — сила».
Руководствуясь этими смелыми утверждениями, люди стали опро-вергать средневековые предрассудки. Врачи установили, что для за-живления ран, их лучше не прижигать огнем, а перевязывать бинтами. С помощью анатомических опытов было доказано, что движение крови по организму происходит в результате сокращения сердечной мышцы. Были сконструированы первые микроскопы, термометры, барометры, карманные часы. Из средневековой философии постепенно выделялись наукиНового времени — физика, математика, астрономия (см. Астрономия в XVI—XIX веках (Коперник, Бруно, Галилей, Кеплер, Декарт, Ньютон)) и другие.
 |
| Технический прогресс в Раннее Новое время |
Открытие Николая Коперника
Самое поразительное открытие было совершено в астрономии еще на заре Нового времени. Когда корабли Колумба впервые достигли бе-регов Америки , в Польше, в Краковском университете, наблюдал за солнечными затмениями молодой студент — сын богатого купца Нико-лай Коперник (1473-1543).
Став доктором церковного права, он был на-значен смотрителем главного собора в пограничном польском городке Фромберг. На одной из крепостных башен Коперник устроил обсерва-торию и для наблюдения за небесными светилами сам изготовил из де-рева различные инструменты, описанные древними авторами. Как и все средневековые астрономы, он старался сначала вычислить движе-ния планет, исходя из того, что «Земля — центр Вселенной, а все свети-ла вращаются вокруг нее». Подобно другим, Коперник отметил многие необъяснимые в рамках этой теории явления, например: почему дви-жение планет описывает на земном небе не круги, а петли? Перечитав заново доступные ему античные труды, Коперник с удивлением обна-ружил, что некоторые древние ученые допускали, что не Солнце дви-жется вокруг Земли, а Земля вокруг Солнца! Произведя новые матема-тические расчеты, ученый обнаружил, что в этом случае многие необъ-яснимые раньше явления легко объясняются!
Новую теорию строения мира Коперник описал в огромном труде «О вращении небесных тел...». Ученый долго сомневался, стоит ли публиковать его. Ведь люди уже много веков убеждены, что Земля располагается в центре Вселенной. В их сознании это неотрывно от мысли, что человечество — главное творение Господа Бога. Лишь в конце жизни друзья преподнесли Ко-пернику издание его книги.
Джордано Бруно
Христианские церкви запретили книгу Коперника, однако число сторонников этой теории не-уклонно росло. Итальянец Джордано Бруно (1548-1600) дополнил теорию Коперника идеей о бесконечности Вселенной и множественности обитаемых планет. За это, а также за «занятие черной магией» он был признан еретиком и сожжен в Риме на площади Цветов. Материал с сайта