Az ókori görög fizika története

Az ókorban az alapvető természeti törvények szisztematikus vizsgálata nem jelentett óriási aggodalmat. Az aggodalom életben maradt. A tudomány, az akkoriban létezett, elsősorban a mezőgazdaságból és végül a növekvő társadalmak mindennapi életének javítását szolgáló műszaki munkából állt. Például egy hajó vitorlázásakor légszennyeződést alkalmaznak, ugyanazt az elvet alkalmazzák, mint amelyet a repülőgép magasságban tart. Az ősök kitalálhatták, hogyan lehet vitorlákat építeni és üzemeltetni anélkül, hogy ennek az elvnek a pontos szabályai lennének.

Az ősök talán a legjobbak csillagászat, amely ma továbbra is erősen befolyásol minket. Rendszeresen megfigyelték az egeket, amelyekről azt hitték, hogy isteni birodalom, és középen a Föld van. Mindenki számára nyilvánvaló volt, hogy a nap, a hold és a csillagok rendszeresen mozogtak az égen, és nem világos, vajon az ókori világ valamely dokumentált gondolkodója megkérdőjelezte-e ezt a geocentrikus kérdést nézőpont. Ennek ellenére az emberek elkezdték azonosítani a csillagképeket a mennyben, és az állatöv ezen jeleit felhasználták a naptárak és az évszakok meghatározására.

A matematikát először a Közel-Keleten fejlesztették ki, bár a pontos eredete attól függ, hogy melyik történész beszél. Szinte biztos, hogy a matematika eredete az egyszerű könyvelés volt a kereskedelemben és a kormányzatban.

Egyiptom mély előrelépést tett az alapgeometria fejlesztésében, mivel a Nílus éves áradását követően világosan meg kellett határozni a gazdálkodási területet. A geometria gyorsan megtalálta alkalmazásokat a csillagászatban is.

Mint a Görög civilizáció felmerült, de végül elég stabilitás érkezett - annak ellenére, hogy továbbra is gyakori háborúk -, hogy ott legyen létrejön egy szellemi arisztokrácia, egy intelligencia, amely képes volt elkölteni ezeket szisztematikus tanulmányozására számít. Euclid és Pythagoras csak néhány név, amelyek a korszakok során visszhangzik a kora matematika fejlődésében.

A fizikatudományokban fejlemények is voltak. Leucippus (az 5. században B.C.E.) nem volt hajlandó elfogadni a természet ősi természetfeletti magyarázatát, és kategorikusan kijelentette, hogy minden eseménynek természetes oka van. Tanulója, Democritus folytatta ezt a koncepciót. Mindkettő egy olyan koncepció támogatója volt, hogy minden anyag apró részecskékből áll, amelyek olyan kicsik voltak, hogy azokat nem lehetett volna felbontani. Ezeket a részecskéket atomoknak hívták, a görög "oszthatatlan" szóból. Két évezred lenne még mielőtt az atomista nézetek támogatták volna, és még tovább, még mielőtt bizonyítékok voltak a spekuláció.

Míg a mentor Plató (és övé Mentor, Szókratész) sokkal inkább a morális filozófiával foglalkoztak, Arisztotelész (384 - 322 B.C.E.) filozófiájának több világi alapja volt. Támogatta azt az elképzelést, miszerint a fizikai jelenségek megfigyelése végül az irányító természetes törvények felfedezéséhez vezethet ezeket a jelenségeket, bár ellentétben a Leucippus-szal és a Democritus-szal, Arisztotelész úgy gondolta, hogy ezek a természetes törvények végül isteni természet.

Természetes filozófia volt, észen alapuló megfigyelő tudomány, kísérletezés nélkül. Megfigyeléseiben joggal kritizálták a szigor hiánya miatt (ha nem egyenes gondatlanság). Egy rettenetes példaként azt állítja, hogy a férfiaknak több foga van, mint a nőknek, ami természetesen nem igaz.

Ennek ellenére egy lépés volt a helyes irányba.

Arisztotelész egyik érdeke a tárgyak mozgása volt:

• Miért esik egy szikla, miközben a füst emelkedik?
• Miért folyik lefelé a víz, miközben a lángok táncolnak a levegőben?
• Miért mozognak a bolygók az égen?

Ezt azzal magyarázta, hogy minden anyag öt elemből áll:

• Tűz
• föld
• Levegő
• Víz
• Éter (az ég isteni anyaga)

Ennek a világnak a négy eleme megváltozik és kapcsolódnak egymáshoz, míg az Éter egy teljesen más típusú anyag. Ezeknek a világi elemeknek természetes birodalmaik voltak. Például létezünk ott, ahol a Föld birodalma (a talaj a lábunk alatt) megfelel a Lég birodalmának (a levegő körülöttünk és olyan magasan felfelé, amennyit csak látunk).

A tárgyak természetes állapota Arisztotelész szerint nyugalomban volt, olyan helyen, amely egyensúlyban volt azok alkotóelemeivel. A tárgyak mozgása tehát a tárgy kísérlete a természetes állapot elérésére. Egy szikla esik, mert a Föld birodalma lefelé van. A víz lefelé folyik, mert természetes birodalma a Föld birodalma alatt található. A füst akkor emelkedik, mert mind levegőből, mind tűzből áll, így megpróbálja elérni a magas tűz birodalmát, ezért a lángok felfelé is terjednek.

Arisztotelész nem kísérelte meg megfigyelni a valóság matematikai leírását. Noha formalizálta a logikát, a matematikát és a természeti világot alapvetően függetlennek tekintette. Véleménye szerint a matematika a változatlan tárgyakkal foglalkozott, amelyeknek hiányzott a valóság, miközben természetes filozófiája a tárgyak megváltoztatására összpontosított a saját valósággal.

A tárgyak lendülettel vagy mozgással kapcsolatos munkája mellett Arisztotelész kiterjedt tanulmányokat végzett más területeken:

• létrehozott egy osztályozási rendszert, a hasonló tulajdonságokkal rendelkező állatokat "nemzetségekre" osztva.
• Meteorológiája során nemcsak az időjárási viszonyok természetét, hanem a geológiát és a természettudományt is megvizsgálta.
• formalizálta a logikai matematikai rendszert.
• kiterjedt filozófiai munka az ember isteni viszonyának természetéről, valamint etikai megfontolásokról

Arisztotelész munkáját a tudósok fedezték fel a középkorban, és őt az ősi világ legnagyobb gondolkodójává nyilvánították. Véleménye a katolikus egyház filozófiai alapjává vált (azokban az esetekben, amikor nem közvetlenül ellentmondanak a Bibliának), és az elkövetkezendõ évszázadokban Arisztotelésznek nem megfelelõ megfigyeléseket a következők szerint elítélték: eretnek. Az egyik legnagyobb ironikus szempont, hogy a megfigyelési tudomány egy ilyen támogatóját felhasználják az ilyen munka jövőbeni gátlására.

Archimedes (287 - 212 B.C.E.) a legismertebb a klasszikus történetről, amely arról tanúskodott, hogy miként fedezte fel a sűrűség és a felhajtóerő alapelveit fürdés közben, azonnal elindította őt a Syracuse utcáin, meztelenül sikoltozva: "Eureka!" (ami nagyjából azt jelenti: "Megtaláltam azt!"). Ezen kívül számos más jelentős látnivalóról ismert:

• felvázolta a kar, az egyik legrégebbi gép matematikai alapelveit
• létrehozott bonyolult tárcsarendszereket, amelyek állítólag egy kötelet húzva képesek voltak mozgatni egy teljes méretű hajót
• meghatározta a súlypont fogalmát
• létrehozta a statika mezőjét, görög geometria segítségével az egyensúlyi állapotok megtalálására olyan tárgyak esetében, amelyek a modern fizikusok számára adóztatnák
• hírnevét tekintve, hogy számos találmányt épített, köztük egy "vízcsavart" az öntözéshez és a háborúgépekhez, amelyek segítettek Syracuse-ban Róma ellen az első pánikháborúban. Néhányan annak tulajdonítják, hogy ebben az időben feltalálta a kilométer-számlálót, bár ezt még nem bizonyították.

Archimedes talán a legnagyobb vívmánya az volt, hogy összeegyeztesse Arisztotelész nagy hibáját, amely a matematika és a természet elválasztása. Mint első matematikai fizikus, megmutatta, hogy a részletes matematikát kreativitás és fantáziával lehet alkalmazni mind az elméleti, mind a gyakorlati eredmények eléréséhez.

Hipparkhosz (190 - 120 B.C.E.) Törökországban született, bár görög volt. Sokan az ókori Görögország legnagyobb megfigyelő csillagászának tartják. Az általa kifejlesztett trigonometrikus táblázatokkal szigorúan alkalmazta a geometriát a csillagászat tanulmányozására, és képes volt előre jelezni a napfogyatkozásokat. Megvizsgálta a nap és a hold mozgását is, pontosságra számítva a távolságot, a méretet és a parallaxist, mint előtte volt. Annak érdekében, hogy segítse őt ebben a munkában, számos eszközt fejlesztett a kor szabad szemmel történő megfigyelése során. Az alkalmazott matematika azt jelzi, hogy Hipparchus tanulmányozhatta a babilóniai matematikát, és felelős volt ezen ismeretek egy részének Görögországba juttatásáért.

Hipparchusról állítólag tizennégy könyvet írtak, de az egyetlen közvetlen mű maradt egy népszerű csillagászati ​​vers kommentálása. A történetek arról szólnak, hogy Hipparchus kiszámította a Föld kerületét, de ez némi vita.

Az ókori világ utolsó nagy csillagász volt Claudius Ptolemaeus (utókorra Ptolemaiosz néven ismert). A második században C. E. az ősi csillagászat összefoglalóját írta (erősen kölcsönzve a Hipparchus - ez a Hipparchus ismereteinek fő forrása), amelyet az egész világon ismertté vált Arabia as Almagest (a legnagyobb). Hivatalosan felvázolta az univerzum geocentrikus modelljét, leírva egy koncentrikus kör és gömb sorozatát, amelyeken más bolygók mozogtak. A kombinációknak rendkívül bonyolultnak kellett lenniük a megfigyelt mozgások figyelembevétele érdekében, ám munkája volt elegendő ahhoz, hogy tizennégy évszázadon átfogó nyilatkozatnak tekintették a mennyekről mozgás.

Róma bukásával azonban az ilyen innovációt támogató stabilitás elhunyt az európai világban. Az ókori világ által szerzett tudás nagy része elveszett a sötét korban. Például a 150 neves arisztotelészi mű közül manapság csak 30 létezik, és ezek közül néhány alig több, mint előadások. Ebben a korban a tudás felfedezése Keletre: Kínára és a Közel-Keletre terjedne.