Фізыка

Фізыка
Навука
Зьвесткі
Падкляса ад	прыродазнаўчыя навукі
Тэма	4964
Вывучаецца ў	physics student[d]
Прадмет вывучэньня	матэрыя (рэчыва й поле), формы яе руху і ўзаемадзеяньня
Пэрыяд заснаваньня	XVII стагодзьдзе
Гісторыя	гісторыя фізыкі[d]
Асноўныя кірункі	мэханіка, тэрмадынаміка, оптыка, клясычная электрадынаміка, тэарэтычная фізыка й інш.
Цэнтры дасьледаваньняў	ва ўсім сьвеце
Значныя навукоўцы	гл. ніжэй
Фізыка ў Вікісховішчы

Фі́зыка (ад па-грэцку: φυσικός і φύσις) — фундамэнтальная навука аб прыродзе.

Прадметам фізычных дасьледаваньняў ёсьць назіраныя зьявы рэчаіснасьці («фенамены»), мэтаю — эканомнае іх апісаньне праз пабудову адпаведных тэорыяў (асэнсаваньне «науменаў»), мэтадам — гэтак званы навуковы мэтад.

Надзейна ўсталяванымі разьдзеламі фізыкі ёсьць тэорыя гравітацыі Айнштайна, клясычная электрадынаміка Максўэла, рэлятывісцкая мэханіка, квантавая фізыка, фізычная кінэтыка й статыстыка. Сучасны стан разьвіцьця фізыкі адкрывае перад чалавецтвам нечуваныя магчымасьці тэхналягічнага засваеньня тэарэтычна ўжо засвоеных абсягаў: вядомыя прыклады пэрспэктыўных дастасаваньняў даюць ядзерная энэргетыка, квантавая інфарматыка, біяфізыка.

Дасюль застаюцца нявырашанымі, аднак, такія фундамэнтальныя праблемы, як фенаменалягізм Стандартнай Мадэлі ў тэорыі элемэнтарных часьцінак або непраквантаванасьць гравітацыі; няма паразуменьня і з «паўфілязофскімі» пытаньнямі кшталту: Што ёсьць час? Што ёсьць розум і сьвядомасьць? Урэшце, чаму гэткай пасьпяховай сталася праграма фізычных дасьледаваньняў рэчаіснасьці; чаму Сусьвет выглядае пазнавальным? Можна спадзявацца, што разьвязаць гэтыя пытаньні станецца магчымым па стварэньні гэтак званай «тэорыі ўсяго», гэтае даўняе idee fix тэарэтычнай фізыкі.

Агульная характарыстыка

Фізыка зьяўляецца прадметам, які вывучае прыроду ў самым агульным сэнсе. Яна вывучае рэчыва і энэргію, а таксама фундамэнтальныя ўзаемадзеяньні прыроды, кіруючыя рухам матэрыі.

Некаторыя заканамернасьці зьяўляюцца агульнымі для ўсіх матэрыяльных сыстэмаў, напрыклад, захаваньне энэргіі, — такія ўласьцівасьці завуць фізычнымі законамі. Фізыку часам завуць «фундамэнтальнай навукай», паколькі іншыя прыродазнаўчыя навукі апісваюць толькі некаторую клясу матэрыяльных сыстэмаў, якія падпарадкоўваюцца законам фізыкі.

Фізыка шчыльна злучаная з матэматыкай: матэматыка падае апарат, з дапамогай якога фізычныя законы могуць быць сапраўды сфармуляванымі. Фізычныя тэорыі амаль заўсёды фармулююцца ў выглядзе матэматычных выразаў, прычым выкарыстоўваюцца больш складаныя часткі матэматыкі, чым звычайна ў іншых навуках. І наадварот, разьвіцьцё шматлікіх вобласьцяў матэматыкі стымулявалася запатрабаваньнямі фізычных тэорыяў.

Гісторыя

Старажытнасьць

Са старажытных часоў людзі спрабавалі зразумець паводзіны і ўласьцівасьці матэрыі: чаму прадметы падаюць на землю, калі яны губляюць сваю крэпкасьць, чаму розныя матэрыялы маюць розныя ўласьцівасьці, і таму падобнае. Таямніцаю была і прырода Сусьвету, менавіта форма Зямлі, паводзіны і рух Сонца і Месяца. Розныя тэорыі спрабавалі растлумачыць гэтыя зьявы, аднак большасьць зь іх не былі пацьверджаныя экспэрымэнтальна. Аднак паўставалі асобы, якія стваралі і даказвалі свае гіпотэзы, якія ў будучыні сталі асновай фізыцы, напрыклад, Архімэд, якія вывеў значныя і дакладныя законы мэханікі і гідрастатыкі.

16-17 ст.

У канцы 16 ст., Галілео Галілей прадставіў эсэ як спосабу праверкі фізычнай тэорыі, і ён пасьпяхова распрацаваў і экспэрымэнтальна пацьвердзіў некаторыя законы дынамікі, менавіта закон інэрцыі. У 1687 г. ангельскі навуковец Ньютан апублікаваў «Матэматычныя прынцыпы натуральнай філязофіі», у якой зьвернута ўвага да законаў руху, якія абапіраюцца на клясычную мэханіку і закон сусьветнага прыцягненьня, які апісвае адну з чатырох фундамэнтальных сілаў прыроды — гравітацыю. Абедзьве гэтыя тэорыі выведзеныя ў адпаведнасьці з экспэрымэнтамі. У клясычную мэханіку, таксама зрабілі значныя ўнёскі Лягранж, Ўільям Гамільтан і інш., якія адкрылі новыя фармулёўкі, прынцыпы і вынікі. Законы гравітацыі ўтварылі і разьвілі астрафізыку, у якой апісваюцца астранамічныя зьявы.

18-19 ст.

У 18 ст., тэрмадынаміка перажыла значныя адкрыцьці. У 1733 г., Данііл Бэрнулі скарыстаў статыстычныя мэтады клясычнае мэханікі і выканаў тэрмадынамічныя вынікі, тым самым паклаўшы пачатак развіцьця статыстычнай мэханіцы. У 1798 г., Томпсан прадэманстраваў пераўтварэньні мэханічнай працы ў цяплыню, а ў 1847 г. Джоўль сфармуляваў закон захаваньня энэргіі.

Электрычнасьць і магнэтызм былі вывучаныя Фарадэем, Омам, і іншымі навукоўцамі. У 1855 г., Джэймз Максўэл аб’яднаў гэтыя дзьве зьявы ў адзінай тэорыі электрамагнэтызму, апісаўшы іх раўнаньнямі. Гэтая тэорыя выказала здагадку, што сьвятло ўяўляе сабою электрамагнітныя хвалі.

У 1895 г., Вільгельм Рэнтген адкрыў рэнтгенаўскае выпраменьваньне, якое валодала высокай частасьцю электрамагнітнага выпраменьваньня, што паклала зацікаўленасьць да вывучэньня радыяактыўнасьці, якая была адкрыта ў 1896 г. Анры Бэкерэлем і вывучаная сям’ёй Кюры і іншымі. Гэта заклала асновы новай вобласьці — ядзернай фізыкі.

У 1897 г., Томсан адкрыў электрон, адзін з асноўных носьбітаў зараду часьцінкі. У 1904 г., прапанаваў першую мадэль атама (існаваньне атамаў, вядома з 1808 г., калі яно было прадказана Джонам Дальтонам).

20-21 ст.

У 1905 г., Айнштайн сфармуляваў тэорыю рэлятыўнасьці і стварыў новую рэлятывісцкую тэорыю гравітацыі. Ён быў адным зь нешматлікіх навукоўцаў, якія паклалі пачатак квантавай фізыцы.

У 1911 г., Эрнэст Рэзэрфорд правёў шэраг экспэрымэнтаў з расьсейваньнем альфа-часьцінкаў, тым самым даказаўшы існаваньне кампактнага ядра атама, з дадатна зараджаным пратонам. Нэўтральна зараджаныя часьцінкі — нэўтроны, былі выяўленыя Джэймзам Чадўікам у 1932 г.

Напачатку 20 ст. Макс Плянк, Айнштайн, Нільс Бор і іншыя растлумачылі вынікі экспэрымэнтаў квантавых анамаліяў, а затым прадставілі канцэпцыю дыскрэтных энэргетычных узроўняў. У 1925 г., Гайзэнбэрг і Шрэдынгер сфармулявалі квантавую мэханіку, якая ўключала раней набытыя веды пра квантавы сьвет і растлумачылі вынікі шматлікіх экспэрымэнтаў. У квантавай мэханіцы, вынікі фізычных вымярэньняў, падлягаюць законам верагоднасьці.

Квантавая мэханіка таксама распрацавала тэарэтычныя прылады для фізыкі, якая вывучае фізычныя ўласьцівасьці цьвёрдых целаў і вадкасьцяў, у тым ліку такія зьявы, як крышталічная структура, правадзімасьць, звышправоднасьць і звышцякучасьць. Сярод першапраходцаў у гэтай вобласьці фізыкі вылучаюць Блоха, які здолеў растлумачыць паводзіны электронаў у крышталічных структурах.

Падчас Другой сусьветнай вайны, усе ваюючыя бакі імкнуліся да вывучэньня ядзернай фізыкі, жадаючы зрабіць атамную бомбу. Нямецкія намаганьні не ўвянчаліся посьпехам, але саюзны Мангэтанскі праект дасягнуў мэты. У Амэрыцы ў 1942 г., каманда на чале з Энрыка Фэрмі дасягнула першай штучнай ядзернай ланцуговай рэакцыі, а ў 1945 г. першы ядзерны выбух прагрымеў у Нью-Мэксыка.

У сярэдзіне 20 ст. было апісана электрамагнітнае ўзаемадзеяньне. Квантавая тэорыя поля паслужыла асновай для сучаснай тэорыі часьцінкаў, якая займаецца вывучэньнем фундамэнтальных сілаў прыроды і элемэнтарных часьцінкаў. У трэцяй чвэрці 20 ст., Янг і Мілс пасьпяхова апісалі ўсе вядомыя на дадзены момант часьцінкі.

Некаторыя выбітныя фізыкі

• Ісак Ньютан
• Рычард Фэйнман
• Альбэрт Айнштайн
• Поль Дырак
• Энрыка Фэрмі
• Джэймз Максўэл
• Гэндрык Антоон Лёрэнц
• Стывэн Ўайнбэрг
• Дэйвід Грос
• Эдвард Ўітэн

Вонкавыя спасылкі

• Энцыкляпэдыя фізыкі  (анг.)
• Фізычны партал амэрыканскага таварыства фізыкаў  (анг.)
• Фізыка на Nature.com  (анг.)
• Сьвет фізыкі  (анг.)