Historia de la física

"Si he visto más lejos, es sólo de pie sobre los hombros de gigantes". - Isaac Newton .

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Física (del griego : φύσις physis " naturaleza ") es una rama de la ciencia que se desarrolló a partir de la filosofía , y se refirió así a como filosofía natural hasta finales del siglo 19 - un término que describe un campo de estudio en cuestión con "las obras de la naturaleza". Actualmente, la física se define tradicionalmente como el estudio de la materia , la energía , y la relación entre ellos. La física es, en cierto sentido, la ciencia pura más antigua y la más básica; sus descubrimientos encuentran aplicaciones en todo el ciencias naturales, ya que la materia y la energía son los constituyentes básicos del mundo natural. Las otras ciencias son generalmente más limitados en su alcance y pueden ser considerados ramas que se han separado de la física para convertirse en ciencias en su propio derecho. Física hoy puede dividirse libremente en la física clásica y la física moderna.

Historia temprana

Elementos de lo que se convirtió en la física se ha desarrollado básicamente a partir de los campos de la astronomía , la óptica , y la mecánica, que se unieron metodológicamente a través del estudio de la geometría . Estas disciplinas matemáticas comenzaron en la antigüedad con los babilonios y con Escritores helenísticos como Arquímedes y Ptolomeo . Mientras tanto, la filosofía , incluyendo lo que se llama "Física", centrada en esquemas explicativos (en lugar de descriptivas), desarrollado en gran medida en torno a la aristotélica idea de los cuatro tipos de "causas" .

Antigua Grecia

El avance hacia una comprensión racional de la naturaleza comenzó por lo menos desde el Período Arcaico en Grecia (650-480 aC) con el Filósofos presocráticos. El filósofo Thales (siglos sexto y séptimo antes de Cristo), conocido como "el padre de la ciencia" por negarse a aceptar varias explicaciones sobrenaturales, religiosos o mitológicos para naturales fenómenos, proclamó que cada evento tuvo una causa natural. Thales también hizo avances en 580 aC por lo que sugiere que el agua es el elemento básico, experimentar con imanes y atracción por frotado ámbar , y la formulación de las primeras cosmologías . Anaximandro, famoso por su teoría proto-evolutivo, disputó las ideas de Thales y propuso que en lugar de agua, una sustancia llamada Apeiron era la piedra angular de toda la materia. Heráclito (alrededor de 500 aC) propone que la única ley básica que rige el universo era la principal del cambio y que nada permanece en el mismo estado de forma indefinida. Esta observación le hizo uno de los primeros estudiosos de la antigua física para abordar el papel de hace tiempo en el universo, uno de los conceptos más importantes, aunque en la historia moderna de la física. El físico temprano Leucipo (primera mitad del siglo 5 AEC) se opuso rotundamente a la idea de una intervención divina directa en el universo, en lugar de proponer que los fenómenos naturales tenían una causa natural. Leucipo y su alumno, Demócrito, fueron los primeros en desarrollar la teoría de la atomismo - la idea de que todo está compuesto en su totalidad de los diversos elementos imperecederos e indivisibles llamadas átomos .

Aristóteles (384-322 aC)

Durante el período clásico en Grecia (sexto, quinto y cuarto siglos antes de nuestra era) y en La época helenística, filosofía natural desarrollado lentamente en un campo emocionante y polémico de estudio. Aristóteles ( Griego : Ἀριστοτέλης, Aristotélēs) (384-322 aC), un estudiante de Platón , promovió el concepto de que la observación de los fenómenos físicos podría en última instancia conducir al descubrimiento de lo natural las leyes que los rigen. Los escritos de Aristóteles cubren la física, la metafísica, la poesía , el teatro , la música , la lógica , la retórica, la lingüística , la política , el gobierno , la ética , la biología y zoología. Él escribió la primera obra que se refiere a esa línea de estudio como "Física" ( Física de Aristóteles). Aristóteles trató de explicar las ideas tales como el movimiento (y la gravedad ) con la teoría de la cuatro elementos. Aristóteles creía que toda la materia estaba compuesta de éter, o alguna combinación de los cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego. Según Aristóteles, estos cuatro elementos terrestres son capaces de inter-transformación y se mueven hacia su lugar natural, por lo que una piedra cae hacia abajo, hacia el centro del cosmos, pero las llamas se elevan hacia arriba, hacia la circunferencia. Eventualmente, La física aristotélica se hizo enormemente popular durante muchos siglos en Europa, informando a los avances científicos y escolares de las Edad Media . Se mantuvo la corriente principal paradigma científico en Europa hasta el momento de Galileo Galilei y Isaac Newton .

Temprano en la Grecia clásica, que la tierra es una esfera ("round"), era conocido generalmente por todos, y alrededor de 240 aC, Eratóstenes (276-194 aC) calculó con precisión su circunferencia. A diferencia de los puntos de vista geocéntrico de Aristóteles, Aristarco de Samos ( griego :.. Ἀρίσταρχος; c 310 - c 230 aC) presentó un argumento explícito para un modelo heliocéntrico del Sistema Solar , colocando el Sol , no la Tierra , en el centro. Seleuco de Seleucia, un seguidor de la teoría heliocéntrica de Aristarco, afirmó que la Tierra gira sobre su propio eje, que a su vez giraba alrededor del Sol Aunque los argumentos que utilizó se perdieron, Plutarco afirma que Seleuco fue el primero en probar el sistema heliocéntrico a través del razonamiento.

Matemático griego Arquímedes , famoso por sus ideas con respecto a la mecánica de fluidos y flotabilidad

En el siglo tercero antes de Cristo, el Matemático griego Arquímedes de Siracusa ( griego : Ἀρχιμήδης (287-212 aC) - generalmente considerado como el más grande matemático de la antigüedad y uno de los más grandes de todos los tiempos - sentó las bases de hidrostática, estática y calculado las matemáticas subyacentes de la palanca. Un destacado científico de la antigüedad clásica, Arquímedes también desarrolló elaborados sistemas de poleas para mover grandes objetos con un mínimo de esfuerzo. La Tornillo de Arquímedes sustenta hidroingeniería moderna, y sus máquinas de guerra ayudó a detener a los ejércitos de Roma en el Primera Guerra Púnica. Arquímedes incluso destrozó los argumentos de Aristóteles y su metafísica, señalando que era imposible matemáticas y naturaleza separados y lo demostró mediante la conversión de las teorías matemáticas en inventos prácticos. Por otra parte, en su obra Sobre los cuerpos flotantes, alrededor de 250 aC, Arquímedes desarrolló la ley de flotabilidad, también conocido como Principio de Arquímedes. En matemáticas, Arquímedes utilizó el método de agotamiento para calcular el área bajo el arco de una parábola con la suma de una serie infinita, y dio una aproximación muy precisa de pi . También definió la espiral que lleva su nombre, fórmulas para los volúmenes de superficies de revolución y un ingenioso sistema para expresar números muy grandes. También desarrolló los principios de estados de equilibrio y centros de gravedad , ideas que puedan influir en los eruditos islámicos, Galileo y Newton.

Hiparco (190-120 aC), centrado en la astronomía y las matemáticas, utiliza técnicas geométricas sofisticadas para trazar el movimiento de las estrellas y los planetas, incluso la predicción de los tiempos que los eclipses solares sucederían. Además, añadió el cálculo de la distancia del Sol y la Luna de la Tierra, en base a sus mejoras en los instrumentos de observación utilizados en ese momento. Otro de los más famosos de la década de los físicos era Ptolomeo (90-168 dC), uno de los principales expertos en la época de la Imperio Romano . Ptolomeo fue el autor de varios tratados científicos, al menos, tres de los cuales eran de importancia permanente para posteriormente islámica y la ciencia europea. El primero es el tratado astronómico ahora conocido como el Almagesto (en griego, Ἡ Μεγάλη Σύνταξις, "El Gran Tratado", originalmente Μαθηματικὴ Σύνταξις, "Matemática Tratado"). El segundo es el Geografía, que es un debate a fondo sobre el conocimiento geográfico de la Mundo greco-romano.

Gran parte del conocimiento acumulado por el mundo antiguo estaba perdido. Incluso de las obras de los pensadores más conocidos, algunos fragmentos sobrevivieron. Aunque escribió al menos catorce libros, casi nada de Trabajo directo Hiparco sobrevivió. De los 150 reputado Obras aristotélicas, sólo el 30 existen, y algunos de los que son "poco más que notas de la conferencia".

Científicos musulmanes

Ibn al-Haytham (Alhazen), 965-1039, Basora

Durante el período de tiempo conocido como la Edad Oscura (5º - siglo 15), mucho progreso científico se produjo en el mundo musulmán. La investigación científica de los científicos islámicos a menudo se pasa por alto debido al conflicto de la Cruzadas y "es posible, también, que muchos estudiosos del Renacimiento tarde minimizaron o incluso disfrazan su conexión con el Medio Oriente por razones tanto políticas como religiosas. " El islámica abasí califas se reunieron muchas obras clásicas de la antigüedad y los habían traducido al árabe en el Casa de la Sabiduría en Bagdad , Irak . Filósofos islámicos como Al-Kindi (Alkindus), Al-Farabi (Alpharabius), y Averroes (Ibn Rushd) reinterpretó el pensamiento griego en el contexto de su religión. Ibn Sina (980 - 1037), conocido por el nombre latino de Avicena, fue un investigador médico de Bukhara, Uzbekistán responsable de importantes contribuciones a las disciplinas de la física, la óptica, la filosofía y la medicina . Él es el más famoso por escribir El Canon de la medicina, un texto que se utiliza para enseñar a los estudiantes de medicina en Europa hasta la década de 1600.

El califato abasí en su apogeo, en 830 CE

Contribuciones importantes fueron hechas por Ibn al-Haytham (965 - 1040), un matemático de Basora, Irak considerado uno de los fundadores de la moderna óptica . Ptolomeo y Aristóteles la teoría de que la luz sea brilló desde el ojo para iluminar los objetos o que la luz emanaba de objetos en sí, mientras que al-Haytham (conocido por el nombre latino Alhazen) sugirieron que la luz viaja a la vista en los rayos de diferentes puntos de un objeto. Las obras de Ibn al-Haytham y Abū rayhan Bīrūnī finalmente pasó a Europa Occidental, donde fueron estudiadas por eruditos como Roger Bacon y Witelo. Omar Khayyam (1048-1131), un científico persa, calcula la longitud de un año solar de 10 cifras decimales y fue sólo por una fracción de segundo en comparación con nuestros cálculos de hoy en día. Se usó este para componer un calendario considera más preciso que el Calendario gregoriano que llegó 500 años después. Ha sido clasificado como uno de los primeros comunicadores gran ciencia del mundo - se dice que han convencido a un Teólogo sufí que el mundo gira sobre un eje. Al-Battani (858-929), desde Harran, Turquía , desarrolló aún más la trigonometría (primera conceptualizado en la antigua Grecia) como una rama independiente de las matemáticas, el desarrollo de relaciones, tales como tanθ = sinθ / cosθ. Su motor era obtener la capacidad de localizar Meca desde cualquier punto geográfico determinado - ayudando en los rituales musulmanes, como el entierro y la oración, que requieren a los participantes a enfrentarse a la santa ciudad, así como hacer la peregrinación a La Meca (conocido como el hajj ) .

Una página del álgebra de al-Khwarizmi

Por otra parte, Nasir al-Din al-Tusi (1201-1274), astrónomo y matemático de Bagdad, fue autor de la Tesorería de la Astronomía, una mesa muy precisa de los movimientos planetarios que reformó el modelo planetario existente del astrónomo Ptolomeo romano, describiendo un movimiento circular uniforme todos los planetas en sus órbitas. Este trabajo condujo al descubrimiento más tarde, por uno de sus estudiantes, que los planetas en realidad tienen una órbita elíptica. Copérnico tarde se basó en la obra de al-Din al-Tusi y sus estudiantes, pero sin reconocimiento. El astillado gradual del sistema ptolemaico allanó el camino para la idea revolucionaria de que la Tierra orbitaba el Sol en realidad ( heliocentrismo ). Ibn Hayyān (721-815) fue un químico y alquimista de Irán que, en su búsqueda para hacer de oro de otros metales, descubrió ácidos fuertes como el sulfúrico , clorhídrico y nítrico . Él fue el primero también persona para identificar la única sustancia que puede disolver el oro - regis aqua (agua real) - una volátil mezcla de ácido clorhídrico y nítrico. Se discute si Jabir fue el primero en utilizar o describir la destilación, pero era sin duda el primero en realizar en el laboratorio utilizando un alambique (de 'al-inbiq'). El más famoso matemático árabe se considera que es Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi (780-850), quien produjo una guía completa sobre el sistema de numeración desarrollado a partir del sistema de Brahmi en la India, usando sólo 10 dígitos (0-9, los llamados "números arábigos"). Al-Khwarizmi también usó la palabra álgebra ('al-Jabr') para describir las operaciones matemáticas que él introdujo, como las ecuaciones de equilibrio, lo que ayudó en varios problemas.

Año medievales

La conciencia de obras antiguas volvió a entrar en Occidente a través de traducciones del árabe al latín. Su reintroducción, combinado con Comentarios teológicos judeo-islámica, tuvo una gran influencia en Filósofos medievales como Santo Tomás de Aquino . Eruditos europeos Scholastic, que buscaban conciliar la filosofía de los antiguos filósofos clásicos con La teología cristiana, proclamado Aristóteles el más grande pensador del mundo antiguo. En los casos en que no contradicen directamente la Biblia, la física aristotélica se convirtió en la base para las explicaciones físicas de las Iglesias Europeas.

Sobre la base de la física aristotélica, la física escolástica describe cosas como mover de acuerdo a su naturaleza esencial. Objetos celestes fueron descritos como se mueve en círculos, porque el movimiento circular perfecto era considerado una propiedad innata de los objetos que había en el reino incorrupto del esferas celestiales. La teoría del impulso, el antepasado de los conceptos de la inercia y el impulso , se desarrolló a lo largo de líneas similares de filósofos medievales como John Filópono y Jean Buridan. Mociones por debajo de la esfera lunar fueron vistos como imperfecta, y por lo tanto no se podía esperar a exhibir movimiento constante. Más movimiento idealizado en el reino "sublunar" sólo puede lograrse a través de artificio, y antes del siglo 17, muchos no ver experimentos artificiales como un medio válido de aprendizaje sobre el mundo natural. Explicaciones físicas en la esfera sublunar giraban en torno a las tendencias. Piedras contenían el elemento tierra, y objetos terrosos tendían a moverse en línea recta hacia el centro de la tierra (y el universo en la visión geocéntrica de Aristóteles), a menos impedido de hacerlo.

India y China

La Numeración arábiga. Las inscripciones en el edictos Ashoka (siglo 3 aC) muestra este sistema numérico utilizado por el Imperial Mauryas.

Tradiciones físicos y matemáticos importantes también existieron en antiguos chinos y Ciencias indias.

En La filosofía india, Canadá fue el primero en desarrollar sistemáticamente una teoría del atomismo durante el siglo 6 aC, y se desarrolló más ampliamente en la Atomistas budistas Dharmakirti y Dignaga durante la primera milenio de nuestra era. Pakudha Kaccayana, un siglo BCE filósofo indio sexto y contemporáneo de Gautama Buda , también había propuesto las ideas acerca de la constitución atómica del mundo material. Estos filósofos creían que otros elementos (excepto éter) eran físicamente palpable y, por tanto, comprendido minúsculas partículas de la materia. El último minúscula partícula de la materia que no podía ser subdividida se denominó Parmanu. El concepto indio del átomo fue desarrollado de manera independiente y con anterioridad al desarrollo de la idea en el mundo greco-romano. Estos filósofos considerados el átomo al ser indestructible y por lo tanto eterno. Los budistas pensaron átomos sean minuto objetos no visibles a simple vista que vienen a ser y desaparecen en un instante. La Escuela Vaisheshika de filósofos cree que un átomo era un mero punto en espacio. Teorías de la India sobre el átomo son en gran medida abstracta y enredados en la filosofía, ya que se basan en la lógica y no en la experiencia personal o la experimentación. En Astronomía india, Aryabhata de Aryabhatiya (499 CE) propuso la Rotación de la Tierra, mientras que Nilakantha Somayaji (1444-1544) de la Escuela de Kerala propuso un modelo semi-heliocéntrico se asemeja a la Sistema de Tycho.

La mapa de las estrellas con una proyección cilíndrica. Mapas de estrellas de Su Song representan los existentes más antiguos de forma impresa.

El estudio del magnetismo en la antigua China se remonta al siglo BCE cuarto. (En el libro del Diablo Valle Master), un principal contribuyente a este campo era Shen Kuo (1031-1095), un científico erudito y estadista que fue el primero en describir el aguja magnética brújula utiliza para la navegación, así como descubrir el concepto del norte verdadero. En la óptica, Shen Kuo desarrolló independientemente un cámara oscura.

Revolución Científica

Durante los siglos 16 y 17, un gran avance del progreso científico conocido como el Revolución científica tuvo lugar en Europa . La insatisfacción con los enfoques filosóficos de más edad había comenzado antes y había producido otros cambios en la sociedad, tales como la Reforma protestante, pero la revolución en la ciencia comenzaron cuando filósofos naturales comenzaron a montar un ataque sostenido en el Programa filosófico Scholastic y supone que los esquemas descriptivos matemáticos adoptados de campos como la mecánica y la astronomía podrían producir realmente caracterizaciones universalmente válidas de movimiento y otros conceptos.

Nicolás Copérnico

Astrónomo polaco Nicolás Copérnico recordado por su desarrollo de la heliocéntrica modelo del Sistema Solar

Un gran avance en la astronomía fue hecho por el astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473-1543), que propuso en 1543 el modelo heliocéntrico del Sistema Solar . Esta teoría se indique la Tierra orbita alrededor del Sol con otros organismos en la galaxia de la Tierra (un gran grupo de estrellas y otros cuerpos). Esta teoría heliocéntrica contradecía las ideas del astrónomo griego-egipcio Ptolomeo (segundo siglo dC), quien afirmó que la Tierra es el centro del universo. La Sistema de Ptolomeo había sido aceptada por más de 1.400 años. En 270 aC el astrónomo griego Aristarco de Samos (c 310 -.. C 230 aC) había sugerido que la Tierra gira alrededor del Sol, pero el concepto de Copérnico fue el primero en ser aceptada como una posibilidad científica válida. El libro de Copérnico, De revolutionibus orbium coelestium (Sobre las revoluciones de las esferas celestes), publicado poco antes de su muerte en 1543, es a menudo considerado como el punto de partida de la astronomía moderna y la epifanía definir que comenzó la revolución científica. Después de haber hecho la suposición de que el Sol era el centro del universo, Copérnico se dio cuenta de que el cálculo de las tablas del movimiento planetario (gráficos matemáticos que describen los movimientos de los planetas) era mucho más fácil y más precisa. Nueva perspectiva de Copérnico - junto con las observaciones precisas de Tycho Brahe - fue utilizado por el astrónomo alemán Johannes Kepler (1571-1630) para formular leyes con respecto a los movimientos planetarios que todavía son aceptados en la actualidad. Entre las leyes de Kepler es la idea de que las órbitas planetarias son elípticas en lugar de círculos perfectos.

Galileo Galilei

Galileo Galilei (1564-1642)

El italiano matemático, astrónomo y físico Galileo Galilei (1564-1642) fue la figura central en la revolución científica y famosa por su apoyo a Copernianism, sus descubrimientos astronómicos, y su mejora del telescopio. Como matemático, el papel de Galileo en el cultura universitaria de su época estaba subordinada a las tres principales temas de estudio: la ley , la medicina , y teología (que fue un aliado cercano a la filosofía). Galileo, sin embargo, consideró que el contenido descriptivo de las disciplinas técnicas justificado interés filosófico, sobre todo porque el análisis matemático de las observaciones astronómicas -en particular el análisis radical ofrecidos por el astrónomo Nicolás Copérnico respecto a los movimientos relativos del Sol, la Tierra, la Luna y los planetas indica- que las declaraciones de los filósofos sobre la naturaleza del universo se pudo demostrar estar en error. Galileo también realizó experimentos mecánicos, e insistió en que el movimiento mismo, independientemente de que ese movimiento era natural o artificial, tenía características universalmente consistentes que podrían describir matemáticamente.

Primeros estudios de Galileo en el Universidad de Pisa se encontraban en la medicina, pero pronto se sintió atraído por las matemáticas y la física. A la edad de 19, en la catedral de Pisa, Galileo había cronometrado las oscilaciones de una lámpara colgante por medio de sus pulsaciones y encontró el tiempo para cada giro a ser el mismo, no importa lo que la amplitud de la oscilación, descubriendo así la la naturaleza de la isócrono péndulo, que él verificado por experimento. Galileo pronto se hizo conocido por su invención de una balanza hidrostática y su tratado sobre el centro de gravedad de los cuerpos sólidos. Mientras que la enseñanza (1589-1592) en la Universidad de Pisa, inició sus experimentos en relación con las leyes de los cuerpos en movimiento, lo que trajo resultados tan contradictorios a las enseñanzas aceptadas de Aristóteles de que un fuerte antagonismo se despertó. Él encontró que los cuerpos no caen con velocidades proporcionales a su pesos. La famosa historia en la que se dice que Galileo tenga caído pesos desde la torre inclinada de Pisa es apócrifa, pero se encontró que la trayectoria de un proyectil es un parábola, y se le atribuye conclusiones presagiando las leyes del movimiento de Newton (como el descubrimiento de la propiedad de inercia).

Montaje de Júpiter cuatro lunas galileanas 's, en una imagen compuesta comparando sus tamaños y el tamaño de Júpiter. De arriba a abajo: Io, Europa, Ganímedes, Callisto

Galileo ha sido llamado el "padre de la moderna observacional Astronomía ", el" padre de la moderna física ", el" padre de la ciencia ", y" el padre de la ciencia moderna ". Stephen Hawking dice: "Galileo, quizás más que cualquier otra sola persona, fue responsable del nacimiento de la ciencia moderna ". El apoyo de Galileo de la Tierra gira alrededor del Sol era polémico, como la mayoría de la gente creía en el modelo geocéntrico o la Sistema de Tycho. Fue juzgado por la Inquisición , que se encuentra "sospechoso vehemencia de herejía", obligado a retractarse, y pasó el resto de su vida bajo arresto domiciliario.

Las contribuciones que Galileo hizo a la astronomía observacional incluyen la confirmación telescópica de la las fases de Venus, el 1609 el descubrimiento de los cuatro satélites mayores de Júpiter (el nombre de la Lunas galileanas en su honor), y la observación y análisis de las manchas solares. Galileo también trabajó en la ciencia y la tecnología aplicada, la invención de un militar mejorada la brújula y otros instrumentos. Galileo utilizó su descubrimiento telescópico de las lunas de Júpiter, tal como se publicó en su Sidereus Nuncius en 1610, para procurar una posición en el Corte de los Medici con el doble título de matemático y filósofo. Como filósofo de la corte, que se esperaba para participar en debates con los filósofos en la tradición aristotélica, y recibió una gran audiencia para sus propias publicaciones, tales como El ensayador y Discursos y demostraciones matemáticas de dos nuevas ciencias, que se publicó en el extranjero después de que fue puesto bajo arresto domiciliario por su publicación de Diálogo sobre los dos sistemas máximos del mundo en 1632. El interés de Galileo en la experimentación mecánica y descripción matemática en movimiento estableció una nueva tradición filosófica natural, centrado en la experimentación. Esta tradición, que combina con el énfasis no matemática en la colección de "historias experimentales" de los reformistas filosóficas tales como William Gilbert y Francis Bacon , dibujó un seguimiento significativo en los años previos y posteriores a la muerte de Galileo, incluyendo Evangelista Torricelli y los participantes en el Accademia del Cimento en Italia; Marin Mersenne y Blaise Pascal en Francia; Christiaan Huygens en los Países Bajos; y Robert Hooke y Robert Boyle en Inglaterra.

René Descartes

René Descartes (1596-1650)

El filósofo francés René Descartes (1596-1650) fue bien conectado con, e influyente dentro de las redes de la filosofía experimental de la época. Descartes tenía una agenda más ambiciosa, sin embargo, que se orienta hacia la sustitución de la tradición filosófica Scholastic completo. El cuestionamiento de la realidad interpretada a través de los sentidos, Descartes trató de restablecer esquemas explicativos filosóficos mediante la reducción de todos los fenómenos percibidos de ser atribuible al movimiento de un mar invisible de "corpúsculos". (Cabe destacar que se reservaba el pensamiento humano y Dios de su esquema, la celebración de estos para ser separado del universo físico). Al proponer este marco filosófico, Descartes supone que los diferentes tipos de movimiento, tales como la de los planetas frente a la de los objetos terrestres, no eran fundamentalmente diferentes, pero no eran más que diferentes manifestaciones de una cadena sin fin de movimientos corpusculares que obedecen a los principios universales. Especialmente influyentes fueron su explicación de movimientos astronómicos circulares en función del movimiento del vórtice de corpúsculos en el espacio (Descartes argumentó, de acuerdo con las creencias, si no los métodos, de los escolásticos, que un vacío no podría existir), y su explicación de la gravedad en términos de corpúsculos empujando objetos hacia abajo.

Descartes, como Galileo, estaba convencido de la importancia de la explicación matemática, y él y sus seguidores fueron figuras clave en el desarrollo de las matemáticas y la geometría en el siglo 17. Descripciones matemáticas cartesianas de movimiento sostenido que todas las formulaciones matemáticas tuvieron que ser justificable en términos de acción física directa, una posición mantenida por Huygens y el filósofo alemán Gottfried Leibniz , que, siguiendo la tradición cartesiana, desarrolló su propia alternativa filosófica a la escolástica, que expone en su obra de 1714, La Monadología. Descartes ha sido bautizada como el "padre de la filosofía moderna ', y mucho posterior La filosofía occidental es una respuesta a sus escritos, que se estudian de cerca a este día. En particular, su Meditaciones metafísicas sigue siendo un texto estándar en la mayoría de los departamentos de filosofía de la universidad. La influencia de Descartes en matemáticas es igualmente evidente; el sistema de coordenadas cartesianas - permitiendo ecuaciones algebraicas para expresarse como figuras geométricas en un sistema de coordenadas bidimensional - fue nombrado después de él. Él es reconocido como el padre de la geometría analítica , el puente entre álgebra y geometría , importante para el descubrimiento de cálculo y infinitesimal análisis .

Sir Isaac Newton

Sir Isaac Newton (1643-1727)

Los siglos 17 y 18 primeras finales vieron a los logros de la máxima figura de la revolución científica: la Universidad de Cambridge físico y matemático Sir Isaac Newton , considerado por muchos como el más grande y más influyente científico que jamás haya existido. Newton, miembro de la Royal Society de Inglaterra, combinó sus propios descubrimientos en mecánica y la astronomía a los anteriores para crear un sistema único para describir el funcionamiento del universo. Newton formuló tres leyes del movimiento y la la ley de la gravitación universal, el último de los cuales podría ser utilizado para explicar el comportamiento no sólo de la caída de los cuerpos en la tierra, sino también a los planetas y otros cuerpos celestes en los cielos. Para llegar a sus resultados, Newton inventó una forma de una nueva rama de las matemáticas: cálculo infinitesimal (también inventado independientemente por Gottfried Leibniz ), que se convertiría en una herramienta esencial en gran parte del desarrollo posterior en la mayoría de las ramas de la física. Descubrimientos de Newton se exponen en su Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Principios matemáticos de filosofía natural), la publicación de la que en 1687 marcó el inicio de la época moderna de la mecánica y la astronomía.

Newton fue capaz de refutar la tradición mecánica cartesiana de que todos los movimientos deben ser explicados con respecto a la fuerza inmediata ejercida por corpúsculos. Usando sus tres leyes del movimiento y la ley de la gravitación universal, Newton eliminó la idea de que los objetos siguieron caminos determinados por las formas naturales y en su lugar demostraron que no sólo observa regularmente caminos, pero todos los futuros movimientos de cualquier órgano se podrían deducir matemáticamente basado en el conocimiento de su movimiento existente, su masa , y las fuerzas que actúan sobre ellos. Sin embargo, los movimientos celestes observados no se ajustaban exactamente a un tratamiento de Newton y Newton, quien también estaba profundamente interesado en la teología, se imaginó que Dios intervino para garantizar la estabilidad continuada del sistema solar.

Gottfried Leibniz (1646-1716)

Los principios de Newton (pero no sus tratamientos matemáticos) resultaron polémicos con filósofos continentales, que encontraron su falta de explicación metafísica para el movimiento y la gravitación filosóficamente inaceptable. Comenzando alrededor de 1700, una grieta amarga abrió entre el continental y las tradiciones filosóficas británicos, que fueron alimentada por acaloradas disputas, en curso, y con saña personales entre los seguidores de Newton y Leibniz sobre la prioridad sobre las técnicas de análisis de cálculo infinitesimal, que cada uno había desarrollado de manera independiente. Inicialmente, las tradiciones cartesianas y leibnizianas prevalecieron en el continente (que conduce a la dominación de la notación del cálculo de Leibniz en todas partes excepto Gran Bretaña). El propio Newton permaneció privada perturbado por la falta de una comprensión filosófica de la gravitación, al tiempo que insiste en sus escritos que ninguno había que deducir su realidad. A medida que avanzaba el siglo 18, los filósofos naturales Continental aceptan cada vez más la voluntad de la newtonianos 'a renunciar explicaciones metafísicas ontológicos para los movimientos descritos matemáticamente.

Newton construyó el primer funcionamiento telescopio reflector y desarrolló una teoría del color (publicado en su obra Óptica) basados en la observación de que un descompone prisma la luz blanca en los colores que forman la espectro visible. Mientras que Newton explicó la luz está compuesta de partículas diminutas, una teoría rival de la luz que explica su comportamiento en términos de ondas fue presentado en 1690 por Christian Huygens. Sin embargo, la creencia en la filosofía mecanicista, junto con el gran peso de la reputación de Newton era tal que la teoría ondulatoria ganó relativamente poco apoyo hasta el siglo 19. Isaac Newton formuló también una ley empírica de refrigeración y estudió la velocidad del sonido. También demostró la generalizada teorema del binomio, desarrollado el método de Newton para aproximar el raíces de una función, y contribuyeron al estudio de series de potencias . La obra de Newton en serie infinita se inspiró en Decimales de Simon Stevin. Lo más importante, Newton mostró que los movimientos de los objetos en la Tierra y de los cuerpos celestes se rigen por el mismo conjunto de leyes naturales, que no eran ni caprichosa ni malévolo. Al demostrar la coherencia entre las leyes de Kepler del movimiento planetario y su teoría de la gravitación, Newton también quitó las últimas dudas sobre el heliocentrismo. Al reunir todas las ideas expuestas durante la Revolución Científica, Newton estableció efectivamente el fundamento de la sociedad moderna en matemáticas y ciencias.

Otros logros

Otras ramas de la física también recibieron atención durante el período de la revolución científica. Wilbert Gilbert , médico de la corte de la reina Isabel I de Inglaterra , publicó un importante trabajo sobre el magnetismo en 1600, que describe cómo la tierra misma se comporta como un imán gigante. Robert Boyle (1627- 91) estudiaron el comportamiento de los gases encerrados en una cámara y formulado el ley de los gases que lleva su nombre; también contribuyó a la fisiología y la fundación de la química moderna. Otro factor importante en la revolución científica fue el surgimiento de sociedades científicas y academias en varios países. La primera de ellas se encontraban en Italia y Alemania y eran de corta duración. Más influyentes fueron la Sociedad Real de Inglaterra (1660) y la Academia de Ciencias de Francia (1666). El primero era una institución privada en Londres e incluyó científicos como John Wallis, William Brouncker, Thomas Sydenham, John Mayow y Christopher Wren (que han contribuido no sólo a la arquitectura, sino también a la astronomía y anatomía); este último, en París , fue una institución gubernamental e incluido como miembro extranjero de la Huygens Dutchman. En el siglo 18, importantes academias reales se establecieron en Berlín (1700) y en San Petersburgo (1724). Las sociedades y academias siempre las principales oportunidades para la publicación y discusión de los resultados científicos durante y después de la revolución científica.

Los primeros termodinámica

Un precursor del motor fue diseñado por el científico alemán Otto von Guericke, que, en 1650, diseñado y construido por primera vez en el mundo de la bomba de vacío y creó por primera vez en el mundo de vacío conocido como el experimento de los hemisferios de Magdeburgo. Él fue impulsado para hacer un vacío de refutar Aristóteles 'desde hace mucho tiempo la suposición de que s 'naturaleza aborrece el vacío ". Poco después, el físico y el químico irlandés Boyle había aprendido de los diseños de Guericke y en 1656, en coordinación con el científico Inglés Robert Hooke, construido una bomba de aire. El uso de esta bomba, Boyle y Hooke observaron la correlación de presión-volumen: PV = constante. En ese tiempo, el aire se supone que es un sistema de partículas inmóviles, y no interpretarse como un sistema de moléculas en movimiento. El concepto de movimiento térmico se produjo dos siglos más tarde. Por lo tanto, la publicación de Boyle en 1660 habla de un concepto mecánico: la cámara de aire. Más tarde, después de la invención del termómetro, la temperatura propiedad podría ser cuantificada. Esta herramienta le dio Gay-Lussac la oportunidad de obtener su ley, lo que llevó poco más tarde al ley de los gases ideales. embargo, ya antes de la creación de la ley de los gases ideales, un asociado del llamado de Boyle Denis Papin construida en 1679 un digestor hueso, que es un recipiente cerrado con una tapa hermética que confina vapor hasta que se genera una alta presión.

Diseños posteriores implementan una válvula de escape de vapor para mantener la máquina de la explosión. Al observar la válvula rítmicamente moverse arriba y abajo, Papin concibió la idea de un motor de pistón y el cilindro. Él no obstante sigue adelante con su proyecto. Sin embargo, en 1697, basado en los diseños de Papin, ingeniero Thomas Savery construyó el primer motor. Aunque estos primeros motores eran crudo e ineficaz, que atrajeron la atención de los principales científicos de la época. Por lo tanto, antes de 1698 y la invención del motor de Savery , se utilizaron caballos para poleas eléctricas, unidos a los cubos, que levantaron agua de las minas de sal inundadas en Inglaterra. En los años siguientes, más variaciones de las máquinas de vapor fueron construidos, como el motor de Newcomen, y más tarde el motor de Watt. Con el tiempo, estos primeros motores finalmente se utilizarían en lugar de caballos. Por lo tanto, cada motor comenzó a ser asociado con una cierta cantidad de "caballos de potencia", dependiendo de cuántos caballos que había reemplazado. El principal problema con estos primeros motores era que ellos eran lentos y torpes, convertir menos del 2% de la entrada de combustible en trabajo útil. En otras palabras, las grandes cantidades de carbón (o madera) tuvieron que ser quemados para producir sólo una pequeña fracción de la producción de trabajo. De ahí la necesidad de una nueva ciencia de motor nació dinámica.

Acontecimientos del siglo 18

Durante el siglo 18, la mecánica fundadas por Newton fue desarrollado por varios científicos a medida que más matemáticos aprendieron cálculo y elaborados a partir de su formulación inicial. La aplicación del análisis matemático a los problemas de movimiento se conoce como mecánica racional, o matemáticas mezclado (y más tarde se denominó la mecánica clásica ).

Mecánica

Daniel Bernoulli (1700-1782)

La mecánica de Newton recibieron brillante exposición en las Mecánica Analítica (1788) de Joseph Louis Lagrange y Mecánica Celeste (1799-1825) de Pierre-Simon Laplace . El matemático suizo Daniel Bernoulli (1700-1782) hizo importantes estudios matemáticos del comportamiento de los gases, anticipando la teoría cinética de los gases desarrollado más de un siglo más tarde, y se ha referido como el primer físico matemático. Tratamiento de Bernoulli de la dinámica de fluidos se introdujo en su obra 1738 Hydrodynamica .

Mecánica racional tratan principalmente con el desarrollo de tratamientos matemáticos elaborados de movimientos observados, utilizando los principios de Newton como base, e hicieron hincapié en la mejora de la trazabilidad de los cálculos complejos y el desarrollo de los medios legítimos de aproximación analítica. Un libro de texto contemporáneo representante fue publicado por Johann Baptiste Horvath. A finales del siglo tratamientos analíticos fueron suficientes para comprobar la estabilidad del riguroso sistema solar únicamente sobre la base de las leyes de Newton, sin referencia a la intervención -incluso tratamientos como deterministas divinos de sistemas tan simples como el problema de los tres cuerpos de la gravitación se mantuvo intratable. En 1705, Edmond Halley predijo la periodicidad del cometa Halley , William Herschel descubrió Urano en 1781, y Henry Cavendish midió la constante gravitacional y determinó la masa de la Tierra en 1798. En 1783, John Michell sugirió que algunos objetos pueden ser tan masiva que ni siquiera la luz podría escapar

Obra británica, llevada a cabo por los matemáticos como Brook Taylor y Colin Maclaurin, cayó detrás desarrollos continentales como el siglo avanzaba. Mientras tanto, el trabajo floreció en las academias científicas en el continente, liderados por los matemáticos como Bernoulli, Euler , Lagrange, Laplace y Legendre. Al final del siglo, los miembros de la Academia de Ciencias francesa habían alcanzado claro dominio en el campo. Al mismo tiempo, la tradición experimental establecido por Galileo y sus seguidores persistió. La Royal Society y la Academia de Ciencias de Francia eran los principales centros para la realización y presentación de informes de trabajo experimental. Los experimentos en la mecánica, la óptica, el magnetismo , la electricidad estática, la química y la fisiología no se distinguían claramente entre sí durante el siglo 18, pero y, por lo tanto, el diseño experimento fueron surgiendo diferencias significativas en esquemas explicativos. Experimentadores químicos, por ejemplo, desafiaron a los intentos de imponer un esquema de las fuerzas newtonianas abstractas en afiliaciones químicas, y en su lugar se centraron en el aislamiento y la clasificación de las sustancias químicas y reacciones.

Termodinámica

Durante los siglos 18, la termodinámica se desarrolló a través de las teorías de la ingravidez "fluidos imponderables", como el calor ("calorías"), la electricidad y el flogisto (que fue derrocado rápidamente como un concepto siguiente de Lavoisier identificación de oxígeno de gas a finales del siglo) . Suponiendo que estos conceptos eran fluidos reales, su flujo puede ser rastreada a través de un aparato mecánico o reacciones químicas. Esta tradición de experimentación condujo al desarrollo de nuevos tipos de aparato experimental, como el Jar Leyden; y nuevos tipos de instrumentos de medición, tales como el calorímetro, y versiones mejoradas de los antiguos, tales como el termómetro. Los experimentos también producen nuevos conceptos, como la Universidad de Glasgow experimentador noción de José Negro calor latente y Filadelfia intelectual Benjamin Franklin caracterización 's de fluido eléctrico que fluye entre los lugares de exceso y déficit (un concepto más adelante reinterpretada en términos de positivo y negativo cargos ). Franklin también mostró que el rayo es electricidad en 1752.

La teoría aceptada de calor en el siglo 18 vio como una especie de líquido, llamado calórico; aunque esta teoría se demostró posteriormente ser errónea, un número de científicos que se adhieren a ella, sin embargo, hizo importantes descubrimientos útiles en el desarrollo de la teoría moderna, incluyendo José Negro (1728-1799) y Henry Cavendish (1731-1810). que se oponen a esta teoría calórica, que había sido desarrollado principalmente por el químicos, fue el menos aceptado la teoría que data de la época de Newton que el calor se debe a los movimientos de las partículas de una sustancia. Esta teoría mecánica ganó apoyo en 1798 a partir de los experimentos de cañón-taladro del Conde Rumford ( Benjamin Thompson), que encontró una relación directa entre el calor y la energía mecánica.

Si bien se reconoció a principios del siglo 18 que la búsqueda de las teorías absolutas de fuerza electrostática y magnética similar a principios del movimiento de Newton sería un logro importante, ninguno estaba próxima. Esta imposibilidad lentamente desapareció como práctica experimental se hizo más generalizado y más refinado en los primeros años del siglo 19 en lugares como la recién creada Royal Institution de Londres. Mientras tanto, los métodos de análisis de la mecánica racional comenzaron a aplicar a los fenómenos experimentales, más influyente con el matemático francés tratamiento analítico de Joseph Fourier del flujo de calor, tal como se publicó en 1822. Joseph Priestley propuso una ley del cuadrado inverso eléctrica en 1767, y Charles-Augustin de Coulomb introdujo la ley del cuadrado inverso de la electrostática en 1798.

Los avances en la electricidad, el magnetismo y la termodinámica

Físico británicoMichael Faraday(1791 - 1867)

En 1800, Alessandro Volta inventó la pila eléctrica y por lo tanto mejora la forma de corrientes eléctricas también podrían ser estudiados. Un año después, Thomas Young demostró la naturaleza ondulatoria de la luz - que recibió un fuerte apoyo experimental del trabajo de Augustin Fresnel - y el principio de interferencia. En 1820, Hans Christian Oersted descubrió que un conductor que conduce corriente da lugar a una fuerza magnética que lo rodea, y en una semana después del descubrimiento de Oersted llegó a Francia, André-Marie Ampère descubrió que dos corrientes eléctricas paralelas ejercerán fuerzas entre sí. 1821, Michael Faraday construyó un motor eléctrico de propulsión, mientras que Georg Ohm declaró su ley de la resistencia eléctrica en 1826, que expresa la relación entre el voltaje, corriente y resistencia en un circuito eléctrico. Un año más tarde, el botánico Robert Brown descubrió el movimiento browniano: granos de polen en el movimiento que experimenta el agua resultantes de su bombardeo por los átomos o moléculas se mueven rápidamente en el líquido. En 1831 Faraday (e independientemente Joseph Henry) descubrieron el efecto inverso, la producción de un potencial eléctrico o corriente a través de magnetismo - conocido como inducción electromagnética; estos dos descubrimientos son la base del motor eléctrico y el generador eléctrico, respectivamente.

La ley de la termodinámica

William Thomson(1824-1907), más tarde Lord Kelvin

En el siglo 19, la conexión entre el calor y la energía mecánica se estableció cuantitativamente por Julius Robert von Mayer y James Prescott Joule, que mide el equivalente mecánico del calor en la década de 1840. En 1849, Joule publicó los resultados de su serie de experimentos (incluyendo el experimento de rueda) que demuestren que el calor es una forma de energía, un hecho que fue aceptado en la década de 1850. La relación entre el calor y la energía era importante para el desarrollo de las máquinas de vapor, y en 1824 el trabajo experimental y teórico de publicación Sadi Carnot. Carnot capturó algunas de las ideas de la termodinámica en su discusión de la eficiencia de un motor idealizado. El trabajo de Sadi Carnot sirvió de base para la formulación de la primera ley de la termodinámica - una reformulación de la ley de la conservación de la energía - que se declaró en 1850 por William Thomson , más tarde conocido como Lord Kelvin, y Rudolf Clausius. Lord Kelvin, que se había extendido el concepto de cero absoluta de los gases a todas las sustancias en 1848, se basó en la teoría de la ingeniería de Lazare Carnot, Sadi Carnot, y Émile Clapeyron -, así como la experimentación de James Prescott Joule sobre la intercambiabilidad de mecánica, químicos, térmicos, eléctricos y formas de trabajo - para formular la primera ley.

Kelvin y Clausius también declararon la segunda ley de la termodinámica , que se redactó inicialmente en términos de el hecho de que el calor no fluye espontáneamente de un cuerpo más frío a una más caliente. Otras formulaciones siguieron rápidamente (por ejemplo, la segunda ley fue expuesta en Thomson y influyente trabajo de Peter Guthrie Tait Tratado sobre la filosofía natural ) y Kelvin, en particular, entienden algunas de las implicaciones generales de la ley. La segunda ley fue la idea de que los gases se componen de moléculas en movimiento se habían discutido con algún detalle por Daniel Bernoulli en 1738, pero había caído en desgracia y fue revivido por Clausius en 1857. En 1850, Hippolyte Fizeau y Léon Foucault midió la velocidad de la luz en el agua y encontrar que es más lento que en el aire, en apoyo del modelo de onda de la luz. En 1852, Joule y Thomson demostró que un gas en rápida expansión se enfría, más tarde llamado el efecto Joule-Thomson o Joule-Kelvin efecto. Hermann von Helmholtz propone la idea de la muerte térmica del universo en 1854, el mismo año en que estableció Clausius la importancia de dQ / T ( teorema de Clausius) (aunque todavía no nombró a la cantidad).

James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell(1831 - 1879)

En 1859, James Clerk Maxwell descubre la ley de distribución de velocidades moleculares. Maxwell mostró que los campos eléctricos y magnéticos se propagan hacia el exterior desde su fuente a una velocidad igual a la de la luz y que la luz es uno de los varios tipos de radiación electromagnética, que sólo difieren en la frecuencia y longitud de onda de los otros. En 1859, Maxwell elaboró ​​las matemáticas de la distribución de las velocidades de las moléculas de un gas. La teoría ondulatoria de la luz fue ampliamente aceptado por el tiempo de la obra de Maxwell en el campo electromagnético, y después del estudio de la luz y el de la electricidad y el magnetismo estaban estrechamente relacionados. En 1864 James Maxwell publicó sus trabajos en una teoría dinámica del campo electromagnético, y afirmó que la luz es un fenómeno electromagnético en la publicación de 1873 de Maxwell Tratado sobre Electricidad y Magnetismo . Este trabajo se basó en el trabajo teórico por los teóricos alemanes como Carl Friedrich Gauss y Wilhelm Weber. La encapsulación de calor en movimiento de partículas, y la adición de las fuerzas electromagnéticas a la dinámica de Newton estableció una base teórica enormemente robusto a las observaciones físicas.

La predicción de que la luz representa una transmisión de energía en forma de onda a través de un " éter lumínico ", y la confirmación aparente de que la predicción con el estudiante Helmholtz 1888 detección de Heinrich Hertz de la radiación electromagnética , fue un gran triunfo para la teoría física y planteó la posibilidad de que incluso teorías más fundamentales basados ​​en el campo pronto se podrían desarrollar. La confirmación experimental de la teoría de Maxwell fue proporcionada por Hertz, que genera y detecta ondas eléctricas en 1886 y verificó sus propiedades, al mismo tiempo, presagiando su aplicación en la radio, la televisión y otros dispositivos. En 1887, Heinrich Hertz descubrió el efecto fotoeléctrico. La investigación sobre la transmisión de las ondas electromagnéticas se inició poco después, con los experimentos realizados por los físicos como Nikola Tesla, Jagadish Chandra Bose y Guglielmo Marconi durante la década de 1890 que conducen a la invención de la radio.

La teoría atómica de la materia se había propuesto de nuevo en el siglo 19 por el químico John Dalton y se convirtió en una de las hipótesis de la teoría cinético-molecular de los gases desarrollados por Clausius y James Clerk Maxwell para explicar las leyes de la termodinámica. La teoría cinética a su vez condujo a la mecánica estadística de Ludwig Boltzmann (1844-1906) y Josiah Willard Gibbs (1839 - 1903), que sostenían que la energía (incluyendo el calor) fue una medida de la velocidad de las partículas. Interrelacionando la probabilidad estadística de determinados estados de organización de estas partículas con la energía de esos estados, Clausius reinterpretó la disipación de energía para ser la tendencia estadística de configuraciones moleculares para pasar hacia cada vez más probables estados, cada vez más desorganizados (acuñando el término " entropía "para describir la desorganización de un estado). La estadística frente a interpretaciones absolutas de la segunda ley de la termodinámica creó una controversia que duraría varias décadas (la producción de argumentos tales como " demonio de Maxwell "), y que no se celebraría por resolver definitivamente hasta que se estableció firmemente el comportamiento de los átomos a principios del siglo 20.

El nacimiento de la Física Moderna

Marie Sklodowska-Curie(1867-1934)

A finales del siglo 19, la física había evolucionado hasta el punto en el que la mecánica clásica podían hacer frente a problemas muy complejos que involucran situaciones macroscópicas; termodinámica y la teoría cinética estaban bien establecidos; la óptica geométrica y física podrían ser entendidas en términos de ondas electromagnéticas; y las leyes de conservación de energía y el momento (y masa) fueron ampliamente aceptadas. Tan profunda era estos y otros desarrollos que se acepta en general que se habían descubierto todas las leyes importantes de la física y que, en adelante, la investigación se refiere a la aclaración de problemas menores y en particular con las mejoras de método y de medición. Sin embargo, alrededor de 1.900 serias dudas surgieron acerca de la integridad de las teorías clásicas - el triunfo de las teorías de Maxwell, por ejemplo, se vio socavada por las deficiencias que ya habían comenzado a aparecer - y su incapacidad para explicar ciertos fenómenos físicos, tales como la distribución de energía en radiación de cuerpo negro y el efecto fotoeléctrico, mientras que algunas de las formulaciones teóricas llevó a paradojas cuando llevados al límite. Físicos prominentes como Hendrik Lorentz, Emil Cohn, Ernst Wiechert y Wilhelm Wien creían que alguna modificación de las ecuaciones de Maxwell podría servir de base para todas las leyes físicas. Estas deficiencias de la física clásica nunca se resuelvan y se requieren nuevas ideas. A principios del siglo XX una gran revolución sacudió al mundo de la física, que dio lugar a una nueva era, que se refiere generalmente como la física moderna.

Experimentos de radiación

JJ Thomson (1856 - 1940) fue un físico británico que descubrió los electrones y los isótopos y la invención del espectrómetro de masas. Thomson fue galardonado con el Premio Nobel 1906 de Física.

En el siglo 19, los experimentadores comenzaron a detectar formas inesperadas de la radiación: Wilhelm Röntgen causó sensación con su descubrimiento de los rayos X en 1895; en 1896 Henri Becquerel descubrió que ciertas clases de la materia emiten radiación en su propio acuerdo. En 1897, JJ Thomson descubrió el electrón , y nuevos elementos radiactivos encontrado por Marie y Pierre Curie plantearon preguntas sobre el átomo supuestamente indestructible y la naturaleza de la materia. Marie y Pierre acuñaron el término " radioactividad "para describir esta propiedad de la materia, y se aislaron los elementos radioactivos del radio y el polonio . Ernest Rutherford y Frederick Soddy identificaron dos de las formas de Becquerel de la radiación con electrones y el elemento helio . Rutherford identificó y nombró a dos tipos de radiactividad y en 1911 interpretó como evidencia experimental que muestra que el átomo consiste en un núcleo denso, cargado positivamente, rodeado de electrones cargados negativamente. La teoría clásica, sin embargo, predijo que esta estructura debe ser inestable. La teoría clásica también no había explicado con éxito otros dos resultados experimentales que aparecieron a finales del 19o ciento. Una de ellas fue la manifestación de Albert Michelson y Edward Morley - conocido como el experimento de Michelson-Morley - que mostró no parecía ser un marco preferente de referencia en reposo con respecto al éter luminoso hipotético, para la descripción de los fenómenos electromagnéticos. Los estudios de la radiación y la desintegración radiactiva siguió siendo un foco preeminente para la investigación física y química a través de la década de 1930, cuando el descubrimiento de la fisión nuclear abrió el camino a la explotación práctica de lo que se dio en llamar la energía "atómica" .

La teoría de la relatividad de Albert Einstein

En 1905 un joven, de 26 años de edad, el físico alemán (entonces un empleado de patentes de Berna) llamado Albert Einstein (1879-1955), mostró cómo las mediciones de tiempo y espacio se ven afectados por el movimiento entre un observador y lo que se observa. Decir que la teoría radical de Einstein de la relatividad revolucionó la ciencia no es una exageración. Aunque Einstein hizo muchas otras contribuciones importantes a la ciencia, la teoría de la relatividad solo representa uno de los mayores logros intelectuales de todos los tiempos. Aunque el concepto de la relatividad no fue introducido por Einstein, su mayor contribución fue el reconocimiento de que la velocidad de la luz en el vacío es constante y una frontera física absoluta para el movimiento. Esto no tiene un gran impacto en la vida del día a día de una persona ya que viajamos a velocidades mucho más lentas que la velocidad de la luz. Para los objetos que viajan cerca de la velocidad de la luz, sin embargo, la teoría de la relatividad de que los objetos se moverá más lento y acortar la longitud desde el punto de vista de un observador en la Tierra. Einstein también deriva la ecuación famosa, E = mc ² , que revela la equivalencia entre masa y energía.

La relatividad especial

Albert Einstein(1879-1955), quien propuso quela gravedadfue el resultado de la presencia de la masa que causa una curvatura del espacio-tiempo, que dicta un camino que todos los objetos que se mueven libremente deben seguir.

Einstein sostuvo que la velocidad de la luz era una constante en todos los marcos de referencia inerciales y que las leyes electromagnéticas deben permanecer independientes válida de referencia frame-afirmaciones que hicieron el éter "superfluos" a la teoría física, y que sostuvo que las observaciones de tiempo y longitud variada relativa a la forma en que el observador se mueve con respecto al objeto que se está midiendo (lo que vino a llamarse la " teoría especial de la relatividad "). También siguió que la masa y la energía eran intercambiables cantidades de acuerdo con la ecuación E = mc ² . En otro artículo publicado el mismo año, Einstein afirmó que la radiación electromagnética se transmite en cantidades discretas (" quanta "), de acuerdo con una constante que el físico teórico Max Planck había postulado en 1900 para llegar a una teoría exacta para la distribución de la radiación de cuerpo negro -una suposición que explica las extrañas propiedades del efecto fotoeléctrico.

La teoría especial de la relatividad es una formulación de la relación entre las observaciones físicas y los conceptos de espacio y tiempo. La teoría surgió de las contradicciones entre el electromagnetismo y la mecánica newtoniana y tenía un gran impacto tanto en esas áreas. El tema histórico original era si era significativo para discutir la electromagnética de onda portadora "éter" y el movimiento relativo a la misma y también si se podía detectar dicho movimiento, como se intentó, sin éxito, en el experimento de Michelson-Morley. Einstein demolió estas preguntas y el concepto de éter en su teoría especial de la relatividad. Sin embargo, su formulación básica no implica la teoría electromagnética detallada. Surge de la pregunta: "¿Qué es el tiempo?" Newton, en el Principia (1686), había dado una respuesta inequívoca: "El tiempo absoluto, verdadero y matemático, de sí mismo y de su propia naturaleza, fluye con ecuanimidad y sin relación con nada externo, y por otro nombre se llama duración." Esta definición es básica para toda la física clásica.

Einstein tuvo el genio para cuestionarlo, y se encontró que era incorrecta. En cambio, cada "observador" hace necesariamente el uso de su propia escala de tiempo. Por otra parte, por dos observadores en movimiento relativo, sus escalas de tiempo serán diferentes. Esto induce un efecto relacionado con la distancia. Tanto espacio y el tiempo se convierten en conceptos relativos, que dependen fundamentalmente del observador. Cada observador genera su propio marco espacio-tiempo o sistema de coordenadas. Todos los observadores tienen igual validez, estar ahí hay un marco de referencia absoluto. El movimiento es relativo, pero sólo en relación a otros observadores. ¿Cuál es absoluta se afirma en primer postulado de la relatividad de Einstein: "Las leyes básicas de la física son idénticas para dos observadores que tienen una velocidad relativa constante con respecto a la otra." En 1916 Einstein fue capaz de generalizar esto más, para hacer frente a todos los estados de movimiento, incluyendo la aceleración, que se convirtió en la teoría general de la relatividad.

La relatividad general

En esta teoría Einstein también especifica un nuevo concepto, la curvatura del espacio-tiempo, que describe el efecto gravitatorio en cada punto en el espacio. De hecho, la curvatura del espacio-tiempo reemplazado por completo la ley universal de Newton de la gravitación. Según Einstein no había tal cosa como una fuerza de la gravedad. Más bien, la presencia de una masa provoca una curvatura del espacio-tiempo en el entorno de la masa, y esta curvatura dicta la ruta de espacio-tiempo que todos los objetos que se mueven libremente deben seguir. También se predice a partir de esta teoría que la luz debe estar sujeto a la gravedad - todos los cuales se verificó experimentalmente. Este aspecto de la relatividad explica los fenómenos de la curvatura de la luz alrededor del Sol, predijo agujeros negros, así como el fondo de microondas cósmico de radiación -un descubrimiento representación anomalías fundamentales en la clásica hipótesis de estado estacionario. Por su trabajo sobre la relatividad, el efecto fotoeléctrico y la radiación del cuerpo negro, Einstein recibió el Premio Nobel en 1921.

La aceptación gradual de las teorías de la relatividad de Einstein y la naturaleza cuantificada de transmisión de la luz y del modelo del átomo creado tantos problemas como los que resuelven, lo que lleva a un esfuerzo a gran escala para restablecer la física sobre nuevos principios fundamentales de Niels Bohr. Ampliando la relatividad a los casos de aceleración marcos de referencia (la " teoría general de la relatividad ") en la década de 1910, Einstein postuló una equivalencia entre la fuerza de inercia de la aceleración y la fuerza de gravedad, lo que lleva a la conclusión de que el espacio es curvo y finito en tamaño, y la predicción de fenómenos tales como las lentes gravitacionales y la distorsión del tiempo en los campos gravitatorios.

Mecanica cuantica

Max Planck(1858-1947)

Aunque la relatividad resolvió el conflicto fenómenos electromagnéticos demostrado por Michelson y Morley, un segundo problema teórico fue la explicación de la distribución de la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro; experimento mostró que a longitudes de onda más cortas, hacia el extremo ultravioleta del espectro, la energía se acercó a cero, pero la teoría clásica predijo que debe convertirse en infinito. Esta discrepancia flagrante, conocida como la catástrofe ultravioleta, fue resuelto por la nueva teoría de la mecánica cuántica . La mecánica cuántica es la teoría de los átomos y sistemas subatómicas. Aproximadamente los primeros 30 años del siglo XX representan el momento de la concepción y de la evolución de la teoría. Las ideas básicas de la teoría cuántica se introdujeron en 1900 por Max Planck (1858-1947), que fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1918 por su descubrimiento de la naturaleza cuantificada de la energía. La teoría cuántica (que se basó previamente en la "correspondencia" a grandes escalas entre el mundo cuantificado del átomo y las continuidades del " mundo clásico ") fue aceptada cuando el Efecto Compton estableció que la luz lleva impulso y puede dispersar las partículas, y cuando Louis de Broglie afirmó que la materia puede ser visto como comportarse como una onda en mucho la misma manera que las ondas electromagnéticas se comportan como partículas ( dualidad onda-partícula ).

Werner Heisenberg (1901-1976)

En 1905, Einstein utilizó la teoría cuántica para explicar el efecto fotoeléctrico, y en 1913 el físico danés Niels Bohr utilizó la misma constante de explicar la estabilidad del átomo de Rutherford, así como las frecuencias de la luz emitida por el gas hidrógeno. La teoría del átomo cuantificado dio paso a una mecánica cuántica a gran escala en la década de 1920. Nuevos principios de un "quantum" en lugar de una mecánica "clásicos", formulados en forma de matriz por Werner Heisenberg, Max Born y Pascual Jordan en 1925, se basan en la relación probabilística entre "estados" discretos y se les niega la posibilidad de la causalidad . La mecánica cuántica fue desarrollada ampliamente por Heisenberg, Wolfgang Pauli, Paul Dirac , y Erwin Schrödinger, quien estableció una teoría equivalente basado en ondas en 1926; pero 1927 "de Heisenberg principio de incertidumbre "(que indica la imposibilidad de posición y precisa, y al mismo tiempo medir el impulso ) y la " interpretación de Copenhague "de la mecánica cuántica (el nombre de la ciudad natal de Bohr) siguieron negando la posibilidad de la causalidad fundamental, aunque los opositores como Einstein que metafóricamente afirmar que "Dios no juega a los dados con el universo". La nueva mecánica cuántica se convirtieron en una herramienta indispensable en la investigación y la explicación de los fenómenos a nivel atómico. También en la década de 1920, la obra de Satyendra Nath Bose en fotones y la mecánica cuántica proporciona la base para la estadística de Bose-Einstein, la teoría del condensado de Bose-Einstein, y el descubrimiento del Higgs.

Física contemporáneo y Partículas

En este diagrama de Feynman, un electrón y un positrón aniquilan, produciendo un fotón (representado por la onda sinusoidal azul) que se convierte en un quark - antiquark par. Entonces uno irradia un gluón (representado por la espiral verde).

A medida que la inclinados filosóficamente continuaron debatiendo la naturaleza fundamental del universo, teorías cuánticas continuaron a producir, a partir de Paul Dirac formulación de una teoría cuántica relativista en 1928. Sin embargo, los intentos de cuantificar la teoría electromagnética completamente, fueron bloqueados en toda la década de 1930 por las formulaciones teóricas produciendo energías infinitas. Esta situación no se consideró resuelto adecuadamente hasta después de la Segunda Guerra Mundial terminó, cuando Julian Schwinger, Richard Feynman , y Sin-Itiro Tomonaga postularon independientemente de la técnica de la renormalización , lo que permitió un establecimiento de unas robustas electrodinámica cuántica (QED).

Mientras tanto, las nuevas teorías de partículas fundamentales proliferaron con el surgimiento de la idea de la cuantificación de los campos a través de " las fuerzas de cambio "reguladas por un intercambio de vida corta partículas "virtuales", que se permita que exista acuerdo a las leyes que rigen las incertidumbres inherentes en el mundo cuántico. Notablemente, Hideki Yukawa propuso que las cargas positivas de la núcleo se mantuvieron juntos cortesía de una fuerza poderosa pero de corto alcance mediada por una partícula intermedia de masa entre el tamaño de un electrón y un protón . Esta partícula, llamada la " pión ", fue identificado en 1947, pero fue parte de una serie de descubrimientos de partículas a partir de la de neutrones , el positrón (una carga positiva versión antimateria del electrón) y el muón (una más pesada en relación con el electrón) en la década de 1930, y continuando después de la guerra con una amplia variedad de otras partículas detectadas en diversos tipos de aparatos: cámaras de niebla, emulsiones nucleares, cámaras de burbujas, y los contadores de coincidencia. Al principio, estas partículas se encuentran sobre todo por los senderos ionizados dejados por los rayos cósmicos, pero se produjeron cada vez más en nuevas y más potentes aceleradores de partículas.

Modelo Estándar

ElModelo Estándar

La interacción de estas partículas pordispersión ydecaimiento proporcionó una clave para las nuevas teorías fundamentales cuánticos.Murray Gell-Mann yYuval Neeman trajeron un poco de orden a estas nuevas partículas clasificándolos de acuerdo con ciertas cualidades, comenzando con lo que Gell-Mann se refirió a como el "Óctuple Camino ", pero procediendo en varios" octetos "diferentes" y decuplets "que podrían predecir nuevas partículas, el más famoso de la Ω-, que se detectó enel Laboratorio Nacional de Brookhaven, en 1964, y que dio lugar a la "quark" modelo dehadrones composición. Mientras que la modelo de quarks en un principio parecía inadecuada para describirlas fuerzas nucleares fuerte, permitiendo que el aumento temporal de las teorías que compiten, como elS-Matrix, el establecimiento dela cromodinámica cuántica en la década de 1970 finalizó un conjunto de partículas fundamentales y de cambio, lo que permitió para el establecimiento de un "modelo estándar", basado en las matemáticas de lainvariancia de norma, que describen con éxito todas las fuerzas a excepción de la gravedad, y que permanece generalmente aceptado dentro del dominio al que está diseñado para ser aplicado.

Los grupos del modelo estándar de la teoría de la interacción electrodébil y la cromodinámica cuántica en una estructura denotada por el grupo de gauge SU (3) × SU (2) × U (1) . La formulación de la unificación de las electromagnéticas y las interacciones débiles en el modelo estándar se debe a Abdus Salam, Steven Weinberg y, posteriormente, Sheldon Glashow. Tras el descubrimiento, realizado en el CERN, de la existencia de corrientes débiles neutras, mediadas por la Z bosón previsto en el modelo estándar, los físicos Salam, Glashow y Weinberg 1979 recibieron el Premio Nobel de Física por su teoría electrodébil.

Mientras aceleradores han confirmado la mayoría de los aspectos del Modelo Estándar detectando las interacciones de partículas esperados en diversas energías de colisión, ninguna teoría conciliar la teoría general de la relatividad con el Modelo Estándar no se ha encontrado, a pesar de la teoría de cuerdas ha proporcionado una vía prometedora hacia adelante. Desde la década de 1970, la física fundamental de partículas ha proporcionado información en el universo temprano la cosmología , en particular la del big bang teoría propuesta como consecuencia de la teoría general de Einstein. Sin embargo, a partir de la década de 1990, las observaciones astronómicas han proporcionado también nuevos desafíos, como la necesidad de nuevas explicaciones de la estabilidad de la galaxia (el problema de la materia oscura ), y la aceleración de la expansión del universo (el problema de la la energía oscura).

Cosmología

Cosmología se puede decir que se han convertido en un problema de investigación seria con la publicación de la Teoría General de la Relatividad de Einstein (1916); aunque no entró en la corriente científica hasta un período conocido como la edad de oro de la relatividad general.

Aproximadamente una década después (en medio de los grandes debates), Hubble y Slipher descubrió la expansión del universo en la década de 1920 la medición de los desplazamientos al rojo de los espectros Doppler de nebulosas galácticas. El uso de la relatividad general de Einstein, Lemaître y Gamow formulan lo que sería conocida como la teoría del Big Bang. Un rival, llamada la teoría del estado estacionario fue ideado por Hoyle, Gold, Narlikar y Bondi.

La radiación cósmica de fondo se verificó en la década de 1960 por Penzias y Wilson, y este descubrimiento favoreció el Big Bang, a expensas de la situación de estado estacionario. El trabajo posterior fue por Smoot et al. (1989), entre otros colaboradores, a partir de datos desde el explorador de Fondo Cósmico (CoBE) y los satélites de Microondas Wilkinson anisotropía Probe (WMAP), que refinan estas observaciones. La década de 1980 (la misma década de las mediciones COBE) también vieron la propuesta de la teoría de la inflación por Guth.

Recientemente los problemas de la materia oscura y la energía oscura han llegado a la cima de la agenda de la cosmología.

Bosón de Higgs

Una posible firma de un bosón de Higgs de una simulación de protones colisión -proton. Se desintegra casi de inmediato en dos chorros de hadrones y dos electrones , visibles como líneas.

El 4 de julio de 2012, los físicos que trabajan en el CERN Large Hadron Collider anunciaron que habían descubierto una nueva partícula subatómica que se asemeja en gran medida el bosón de Higgs, una clave potencial para una comprensión de por qué las partículas elementales tienen masa y de hecho a la existencia de la diversidad y la vida en . el universo Rolf-Dieter Heuer, director general del CERN, dijo que era demasiado pronto para saber a ciencia cierta si se trata de una nueva partícula, que pesa 125 mil millones de electrón-voltios - una de las partículas subatómicas más pesados ​​todavía - o En efecto, la esquiva partícula predicha por el Modelo Estándar , la teoría que ha gobernado la física para el último medio siglo. No se sabe de esta partícula es un impostor, una sola partícula o incluso la primera de muchas partículas aún por descubrir. Las últimas posibilidades son particularmente emocionante para los físicos ya que podrían señalar el camino a nuevas ideas más profundas, más allá del Modelo Estándar, acerca de la naturaleza de la realidad. Por ahora, algunos físicos están llamando una partícula "Higgslike". Joe Incandela, de la Universidad de California, Santa Bárbara, dijo: "Es algo que puede, al final, será una de las mayores observaciones de nuevos fenómenos en nuestra campo en los últimos 30 o 40 años, va camino de regreso al descubrimiento de los quarks , por ejemplo ". Los grupos que operan los grandes detectores en el colisionador dijo que la probabilidad de que su señal fue el resultado de una fluctuación oportunidad era menos de una oportunidad en 3,5 millones, los llamados "cinco sigma", que es el estándar de oro en la física para un descubrimiento . Michael Turner, cosmólogo de la Universidad de Chicago y el presidente de la junta central de la física, dijo

Este es un gran momento para la física de partículas y una encrucijada - será esto la marca de agua o va a ser el primero de muchos descubrimientos que nos apuntan hacia la solución de los realmente grandes preguntas que nos hemos planteado?

Confirmación del bosón de Higgs o algo muy parecido a lo constituiría una cita con el destino de una generación de físicos que han creído que existiera el bosón durante medio siglo sin siquiera verlo. Además, se afirma una gran vista de un universo gobernado por leyes simples y elegantes y simétricas, pero en el que todo lo interesante en el que sea resultado de fallas o roturas en que la simetría. De acuerdo con el Modelo Estándar, el bosón de Higgs es la única manifestación visible y concreto de un campo de fuerza invisible que impregna el espacio y imbuye partículas elementales que de otro modo serían sin masa con la masa. Sin este campo de Higgs, o algo parecido, los físicos dicen que todas las formas elementales de la materia podrían hacer zoom en torno a la velocidad de la luz; no habría ni átomos ni vida. El bosón de Higgs logró una notoriedad rara para la física abstracta. Para consternación eterna de sus colegas, Leon Lederman, el ex director del Fermilab, la llamó la "partícula de Dios", en su libro del mismo nombre, más tarde bromeando que él había querido llamarlo "la partícula maldita". Profesor Incandela también declaró,

Este bosón es una cosa muy profunda que hemos encontrado. Estamos llegando a la estructura del universo a un nivel que nunca hemos hecho antes. Hemos tipo de completamos la historia de una partícula [...] Estamos en la frontera ahora, en el borde de una nueva exploración. Esta podría ser la única parte de la historia que queda, o podríamos abrir un nuevo mundo de descubrimiento.

En la teoría cuántica, que es el lenguaje de los físicos de partículas, las partículas elementales se dividen en dos categorías generales: fermiones, que son trozos de materia, como electrones y bosones, que son trozos de energía y pueden transmitir fuerzas, como el fotón que transmite la luz . Dr. Peter Higgs fue uno de los seis físicos, trabajando en tres grupos independientes, que en 1964 inventó la noción de la melaza cósmicos, o campo de Higgs. Los otros eran Tom Kibble del Imperial College de Londres; Carl Hagen de la Universidad de Rochester; Gerald Guralnik de la Universidad de Brown, y François Englert y Robert Brout, ambos de la Universidad Libre de Bruselas. Una de las implicaciones de su teoría era que este campo de Higgs, normalmente invisibles y, por supuesto, sin olor, produciría su propia partícula cuántica si golpeó bastante difícil, por la cantidad correcta de energía. La partícula sería frágil y desmoronarse dentro de una millonésima parte de un segundo de una docena de formas diferentes dependiendo de su propia masa. Desafortunadamente, la teoría no dijo cuánto esta partícula debe pesar, que es lo que lo hizo tan difícil de encontrar. La partícula eludió investigadores en una sucesión de los aceleradores de partículas, incluyendo el Gran Colisionador Electrón-positrones en el CERN, que cerró sus puertas en 2000, y el Tevatron en el Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi, o Fermilab, en Batavia, Illinois., que cerró en 2011.

A pesar de que nunca se han visto, campos Higgslike juegan un papel importante en las teorías del universo y en la teoría de cuerdas. Bajo ciertas condiciones, de acuerdo con la extraña de contabilidad de la física de Einstein, que pueden llegar a ser impregnada de energía que ejerce una fuerza antigravitatorio. Dichos campos se han propuesto como la fuente de una enorme explosión de expansión, conocido como la inflación, a principios del universo y, posiblemente, como el secreto de la energía oscura, que ahora parece estar acelerando la expansión del universo.

Las ciencias físicas

Con el aumento de la accesibilidad y la elaboración en técnicas analíticas avanzadas en el siglo 19, la física se definió como mucho, si no más, de esas técnicas que por la búsqueda de principios universales de movimiento y la energía, y la naturaleza fundamental de la materia . Los campos como la acústica, la geofísica, la astrofísica , la aerodinámica, la física del plasma , la física de baja temperatura, y la física de estado sólido se unieron a la óptica , la dinámica de fluidos, electromagnetismo y la mecánica como áreas de investigación física. En el siglo 20, la física también se hizo estrechamente aliado con campos como la eléctrica , la industria aeroespacial, y materiales de ingeniería, y los físicos comenzaron a trabajar en laboratorios gubernamentales e industriales tanto como en el ámbito académico. Después de la Segunda Guerra Mundial, la población de los físicos aumentó dramáticamente, y llegó a estar centrado en los Estados Unidos, mientras que, en las décadas más recientes, la física se ha convertido en una actividad más internacional que en cualquier momento de su historia anterior.

Cronología de las publicaciones importantes de la física

Físicos influyentes

La siguiente es una galería de figuras muy influyentes e importantes en la historia de la física. Para obtener una lista que incluye a más personas, ver lista de los físicos.

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  Alhazen (965 - 1040): hizo mejoras significativas en la óptica, la ciencia física, y el método científico. En su libro, Libro de Óptica, mostró a través de experimento que la luz viaja en líneas rectas, y llevaron a cabo varios experimentos con lentes, espejos, la refracción y reflexión , que le valió el título de "Padre de la óptica moderna".

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  Nicolás Copérnico(1473 - 1543): publicó De revolutionibus orbium coelestium(Sobre las revoluciones de las esferas celestes) en 1543 - a menudo se considera el punto de partida de la astronomía moderna - en el que sostenía que la Tierra y los demás planetas giraban alrededor del Sol (heliocentrismo)

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  Galileo Galilei (1564 - 1642): descubrió la tasa de aceleración uniforme de caída de los cuerpos, la mejora en el telescopio refractor, descubrió las cuatro lunas más grandes de Júpiter , describe el movimiento de proyectiles y el concepto de peso; conocido por su defensa de la teoría copernicana del heliocentrismo contra la Iglesia oposición.

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  Johannes Kepler(1571-1630): utiliza las observaciones precisas deTycho Brahe para formularlas tres leyes fundamentales del movimiento planetario, describió movimiento elíptico de los planetas alrededor del sol, desarrollado primeros telescopios, inventado el ocular convexo, descubrió un medio para determinar la potencia de aumento de lentes.

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  Evangelista Torricelli (1608 - 1647): inventó elbarómetro (un tubo de vidrio demercurioinvertida en un plato), encontró que el cambio de altura del mercurio cada día era dela presión atmosférica, trabajó enla geometríay desarrollóel cálculo integral, los resultados publicados en movimiento fluido y proyectil en su 1644Opera Geométrica(Geometric Obras)

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  Blaise Pascal(1623 - 1662): experimentado confluidos, formulóla ley de Pascal en la década de 1650 que indica que lapresión aplicada a un fluido tomada en un recipiente cerrado se transmite con la misma fuerza en todo el recipiente, demostrado que el aire tiene peso y que la presión del aire puede producir unvacío, homónimo de la unidad de presión: elpascal (Pa)

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  Christiaan Huygens (1629 - 1695): estudia losanillos de Saturno y descubrió su lunaTitán, inventó elreloj de péndulo, estudióla ópticayla fuerza centrífuga, la teoría de que la luz consiste enondas(Principio de Huygens-Fresnel) que se convirtió en fundamental para la comprensión dela onda dualidad partícula a.

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  Robert Hooke (1635 - 1703): formuló laley de la elasticidad, inventó el resorte de balance, la rueda de resorte en espiral en los relojes, el telescopio gregoriano, y el primer cuadrante de rosca dividido, construida primera máquina aritmética, la mejora de la teoría celular con el microscopio

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  Sir Isaac Newton(1642 - 1727): establecetres leyes del movimientoy laley de la gravitación universal en su Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica(1687), bases establecidas parala mecánica clásica, construyeron la primera prácticatelescopio reflector (eltelescopio newtoniano), observaron que unprisma separa la luz blanca en los colores delespectro visible, formulado unaley de enfriamiento, co-inventóel cálculo infinitesimal

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  Henry Cavendish (1731 - 1810): mayor químico Inglés y físico de su edad, la composición investigado dela atmósfera, las propiedades de los diferentes gases, la síntesis de las aguas, la ley de la atracción y la repulsión eléctrica, una teoría mecánica del calor, calcula el peso de la Tierra en elexperimento de Cavendish, determina lo universalconstante gravitacional

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  Charles-Augustin de Coulomb (1736 - 1806): formulauna leyen 1785 que describe lainteracción electrostática entre partículas cargadas eléctricamente (atracción y repulsión) y era esencial para el desarrollo de la teoría delelectromagnetismo, homónimo de la unidad decarga eléctrica: elcoulomb (C)

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  Alessandro Volta (1745 - 1827): construyó la primerabatería eléctrica (lapila voltaica) en el siglo 19, hizo un trabajo importante concorrientes eléctricas, homónimo de la unidad depotencial eléctrico: elvoltio(V)

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  Thomas Young (1773 - 1829): establece el principio de la interferencia de la luz, resucitó la teoría centenaria que la luz es una onda, ayudó a descifrar laPiedra de Rosetta

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  Hans Christian Oersted (1777 - 1851): descubrió que las corrientes eléctricas creancampos magnéticos (un aspecto importante del electromagnetismo), avances en forma de la ciencia en el siglo 19, homónimo deloersted (Oe) (la unidad cgs de fuerza H-campo magnético)

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  André-Marie Ampère (1777 - 1836): fundador principal dela electrodinámica, mostró cómo una corriente eléctrica produce un campo magnético, afirmó que la acción mutua de dos longitudes de alambre de transporte de corriente es proporcional a su longitud y a las intensidades de sus corrientes (la ley de Ampère), homónimo de la unidad de la corriente eléctrica (elamperio)

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  Joseph von Fraunhofer, (1787 - 1826): primero estudiadas las líneas oscuras delSolespectro 's, ahora conocidos comolíneas de Fraunhofer, primero utilizar ampliamente lared de difracción (un dispositivo que dispersala luzcon más eficacia que un prisma hace), sentar las bases para el desarrollo dela espectroscopia, la fabricación de vidrio óptico yobjetivos del telescopio acromático.

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  Georg Ohm (1789 - 1854): se encontró que hay una proporcionalidad directa entre lacorriente I eléctrica y la diferencia de potencial (voltaje) V aplicado a través de un conductor, y que esta corriente es inversamente proporcional a laresistenciaR en el circuito, o I = V / R, conocida comola ley de Ohm, homónimo de la unidad de resistencia eléctrica (elohm)

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  Michael Faraday(1791 - 1867): mostró cómo un campo magnético cambiante puede ser utilizado para generar una corriente eléctrica (ley de inducción de Faraday), aplicado este conocimiento para el desarrollo de varias máquinas eléctricas, que se describe principios dela electrólisis, los pioneros en el campo de estudio de baja temperatura

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  Christian Doppler (1803 - 1853): primero describió cómo la frecuencia observada de las ondas de luz y sonido se ve afectada por el movimiento relativo de la fuente y el detector, un fenómeno que se conoció como la Efecto Doppler.

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  James Prescott Joule (1818 - 1889): descubrió queel calores una forma deenergía, las ideas condujeron a la teoría de laconservación de la energía, trabajado conLord Kelvinpara desarrollar la escala absoluta detemperatura, hizo observaciones sobremagnetostricción, encontraron la relación entre la corriente a través dela resistencia y el calor disipado, que ahora se llamala ley de Joule.

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  William Thomson, 1er Baron Kelvin(1824 - 1907): importante figura en la historia dela termodinámica, ayudó a desarrollar la ley de conservación de la energía, el movimiento ondulatorio estudiado y el movimiento de vórtice enla hidrodinámica y produjo una teoría dinámica del calor, formulada de laprimeraysegunda leyes de la termodinámica

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  James Clerk Maxwell(1831-1879): unidos electricidad, el magnetismo y la óptica en una teoría electromagnética coherente, formulólas ecuaciones de Maxwellpara demostrar que la electricidad, el magnetismo y la luz son manifestaciones delcampo electromagnético, desarrolló ladistribución de Maxwell-Boltzmann (medios estadísticos de aspectos que describen de lateoría cinética de los gases)

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  Ernst Mach (1838 - 1916): aportó elnúmero de Mach, estudiólas ondas de choque y cómo se altera el flujo de aire en lavelocidad del sonido, influidopositivismo lógico, precursor de la relatividad de Einstein a través de sus críticas a Newton

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  Ludwig Boltzmann (1844 - 1906): desarrollóla mecánica estadística(cómo las propiedades de los átomos - masa, carga y estructura - determinan las propiedades visibles de la materia, tales como viscosidad,conductividad térmica y difusión), desarrolló la teoría cinética de los gases.

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  Wilhelm Röntgen (1845 - 1923): produce y se detectala radiación electromagnéticaen unrango de longitud de onda delos rayos X o rayos Röntgen en 1895, por la que obtuvo el primerPremio Nobel de Físicaen 1901, homónimo del elemento 111,Roentgenium

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  Henri Becquerel (1852 - 1908): descubrióla radiactividad, junto conMarie Sklodowska-CurieyPierre Curie, para lo cual los tres ganaron el Premio Nobel 1903 de Física.

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  Hendrik Lorentz (1853 - 1928): la teoría electromagnética de la luz aclarado, compartió el Premio Nobel 1902 de Física con Pieter Zeeman para el descubrimiento y la explicación teórica del efecto Zeeman, concepto desarrollado de la hora local, derivó lasecuaciones de transformación posteriormente utilizados por Albert Einstein para describir el espacio y el tiempo.

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  JJ Thomson(1856 - 1940): en 1897 mostró quelos rayos catódicos estaban formados por una partícula hasta ahora desconocido de carga negativa (más tarde llamado elelectrónico), descubiertoisótopos, inventó elespectrómetro de masas, galardonado con el Premio Nobel 1906 de Física por el descubrimiento de la electrones y por su trabajo en la conducción dela electricidadenlos gases.

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  Nikola Tesla (1856 - 1943): creador de la modernacorriente alterna(AC) de flujo, mejoró en la dinamo, patentes y el trabajo teórico formó la base de la comunicación inalámbrica y lade radio, transformador y bombilla eléctrica e inventó el Bobina de Tesla.

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  Heinrich Hertz (1857 - 1894): aclarado y ampliado de Maxwellteoría electromagnética de la luz, primero en demostrar la existencia delas ondas electromagnéticaspor instrumentos de ingeniería para transmitir y recibirde radiopulsos

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  Max Planck (1858 - 1947): fundó la mecánica cuántica en 1900, mostró cómo la energía de un fotón es directamente proporcional a su frecuencia, le valió el Premio Nobel 1918 de Física. Luego utilizó su hipótesis cuántica para formular la ley de Planck, resolviendo así la catástrofe ultravioleta.

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  Pieter Zeeman (1865 - 1943): compartió el Premio Nobel 1902 de Física conHendrik Lorentz para descubrir elefecto Zeeman (división de unalínea espectral en varios componentes en presencia de un estáticocampo magnético)

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  Marie Curie(1867 - 1934): descubrió la radiactividad conHenri Becquerel y su maridoPierre Curie, galardonado con el Premio Nobel de Física (1903) y el Premio Nobel de Química (1911), encontró técnicas para aislar los isótopos radiactivos, aisladasplutonioyradio

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  Robert Andrews Millikan (1868 - 1953): mide la carga delelectrón, trabajó en elefecto fotoeléctrico, realiza investigaciones vitales pertenecientes a los rayos cósmicos.

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  Ernest Rutherford(1871 - 1937): considerado "Padre dela Física Nuclear", mostró cómo elnúcleo atómicotiene una carga positiva, primero para cambiar un elemento en otro por una reacción nuclear artificial, la radiación alfa y beta diferenciado y con nombre, galardonado con el Premio Nobel de Química en 1908

• Lise Meitner (1878 - 1968): trabajó en la radiactividad y la física nuclear , dio la primera explicación teórica de la fisión nuclear , por lo que su colega, el químico Otto Hahn, fue galardonado con el Premio Nobel. Ella se menciona a menudo, con Ida Noddack, como uno de los ejemplos más evidentes de los logros científicos de las mujeres pasadas por alto por el comité Nobel.

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  Albert Einstein(1879 - 1955): revolucionó la física, debido a sus teorías de laespecialyla relatividad general, se describeel movimiento browniano, galardonado con el Premio Nobel de Física en 1921 por su trabajo sobre elefecto fotoeléctrico, formuladofórmula de equivalencia masa-energíaE=mc², publicado más de 300 artículos científicos y más de 150 trabajos no científicos, considerado el "Padre de la Física Moderna"

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  Niels Bohr(1885 - 1962): utiliza el modelo de la mecánica cuántica (conocido como elmodelo de Bohr) del átomo, que la teoría de que los electrones viajan en órbitas discretas alrededor del núcleo, mostró cómo los niveles de energía de electrones están relacionados con las líneas espectrales, recibió el Premio Nobel de Física en 1922.

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  Erwin Schrödinger (1887-1961): formuló laecuación de Schrödinger en 1926 que describe cómo elestado cuántico de unsistema físico cambia conel tiempo, galardonado con el Premio Nobel de Física en 1933, dos años más tarde propuso el experimento mental conocido comoel gato de Schrödinger

• Edwin Hubble (1889 - 1953): descubrimiento de la existencia degalaxiasdistintas de laVía Lácteay la galaxiacorrimiento al rojo, se encontró que la pérdida de la frecuencia deldesplazamiento al rojo-observed en elespectro de la luz de otras galaxias aumentó en proporción a una galaxia de concreto distancia de la Tierra:la ley de Hubble

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  James Chadwick (1891 - 1974): gran obra de James Chadwick es el descubrimiento delneutrónpara el que recibió elPremio Nobel de Físicaen 1935. Fue uno de los principales científicos británicos que trabajaban en elProyecto Manhattan en elEstados Unidosdurantela Primera Guerra Mundial II. El estaba nombrado caballero en 1945 por sus logros en la física.

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  Louis de Broglie (1892 - 1987): la teoría cuántica investigado, descubrió la naturaleza ondulatoria de los electrones, galardonado con el Premio Nobel 1929 de Física, las ideas sobre el comportamiento ondulatorio de las partículas utilizadas por Erwin Schrödinger en su formulación de la mecánica ondulatoria.

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  Georges Lemaître (1894 - 1966): primera persona en proponer la teoría de laexpansión del Universo, primero para obtener lo que hoy se conoce como la ley de Hubble, hizo la primera estimación de lo que ahora se llama laconstante de Hubble, que publicó en 1927 ( dos años antes de artículo de Hubble), propuso elBig Bangteoría del origen del Universo

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  Wolfgang Pauli (1900 - 1958): pioneros de la física cuántica, recibió el Premio Nobel de Física en 1945 (propuesto por Albert Einstein), formuló elprincipio de exclusión de Pauli que implicala teoría de giro (que sustenta la estructura de la materia y el conjunto dela química), publicó laregularización Pauli-Villars, formuló laecuación de Pauli, acuñó la frase "ni siquiera mal "

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  Werner Heisenberg (1901 - 1976): método desarrollado para expresar ideas de la mecánica cuántica en términos de matrices en 1925, publicó su famosoprincipio de incertidumbre en 1927, galardonado con el Premio Nobel de Física en 1932

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  Enrico Fermi (1901 - 1954): desarrollado el primer reactor nuclear (Chicago Pile-1), contribuyó a la teoría cuántica,nuclearyla física de partículasyla mecánica estadística, galardonado con el Premio Nobel de Física 1938 por sus trabajos sobrela radiactividad inducida.

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  Paul Dirac(1902 - 1984): hizo contribuciones fundamentales en el desarrollo temprano de la mecánica cuántica y la electrodinámica cuántica, formuló laecuación de Dirac que describe el comportamiento de losfermiones, predijo la existencia dela antimateria, compartió el Premio Nobel de Física the1933 con Erwin Schrödinger,

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  John Bardeen (1908 - 1991): galardonado con el Premio Nobel de Física en 1956 conWilliam Shockley yWalter Brattain para la invención deltransistor y de nuevo en 1972 conLeon Cooper yJohn Robert Schrieffer para una teoría fundamental de la convencionalsuperconductividadconocida como lateoría BCS .

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  John Wheeler (1911 - 2008): renovado interés en la relatividad general en los Estados Unidos después de la Segunda Guerra Mundial, trabajó con Niels Bohr para explicar los principios de la fisión nuclear, trató de lograr la visión de Einstein de unateoría del campo unificado, acuñó los términosdel agujero negro,espuma cuántica,agujero de gusano, y la frase "desde poco ".

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  Richard Feynman(1918 - 1988): desarrolló laformulación integral de camino de la mecánica cuántica, la teoría de laelectrodinámica cuántica y la física de lasuperfluidez del superenfriadahelio líquido, galardonado con el Premio Nobel de Física en 1965 conJulian Schwinger ySin-Itiro Tomonaga , desarrolló eldiagrama de Feynman que representa el comportamiento de las partículas subatómicas.

• Abdus Salam (1926 - 1996): mayores y notables logros de Salam incluye elmodelo de Pati-Salam, fotones magnética,vector mesón,Gran Teoría Unificada, el trabajo sobrela supersimetría y, sobre todo,la teoría electrodébil, por la que él ySteven Weinberg fueron galardonados con elPremio Nobel de Física.

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  Gerardus 't Hooft (1946-presente): es un holandés físico teórico y profesor de la Universidad de Utrecht, Países Bajos . Compartió el 1999 Premio Nobel de Física con su director de tesis Martinus JG Veltman "para elucidar la estructura cuántica de la interacción electrodébil ".Su trabajo en la teoría electrodébil fue crucial para Peter Higgs en ​​el desarrollo de la teoría del bosón de Higgs.

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  Peter Higgs (1929 - presente): Junto con François Englert, Robert Brout, Gerald Guralnik, CR Hagen y Tom Kibble, desarrolló la teoría del campo de Higgs y el bosón de Higgs, que en conjunto forman el mecanismo de Higgs que explica cómo obtener las partículas subatómicas su masa. Sin embargo CERN han sido cautelosos con los resultados, indicando que se necesitan nuevas pruebas para confirmar el descubrimiento.

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  Stephen Hawking(1942 - presente): siempre, conRoger Penrose,teoremasde la relatividad general con respecto a la aparición desingularidades gravitacionales (agujeros negros) y en teoría predijo quelos agujeros negrosdeberían emitir radiación (radiación de Hawking)