Gebruiker:Oscar Zariski/Zandbak/Geschiedenis van de natuurkunde
Geschiedenis bewerken
Zie Geschiedenis van de natuurkunde voor het hoofdartikel over dit onderwerp.Oudheid bewerken
In de oudheid werd nog geen scherp onderscheid getrokken tussen verschillende takken van de natuurwetenschappen; de activiteit van de klassieke wetenschapper werd omschreven als natuurfilosofie. De natuurfilosofische revolutie bestaat erin dat de onderzoeker natuurverschijnselen tracht te verklaren zonder een beroep te doen op bovennatuurlijke elementen zoals geesten en goden.[1] De filosoof Thales van Milete (7de-6de eeuw v.Chr.) drukte dit uit door te stellen dat iedere gebeurtenis een natuurlijk oorzaak heeft.
De presocratische filosoof Pythagoras (6de eeuw v.Chr.), thans vooral bekend van zijn wiskundig werk, beschreef voor het eerst het verband tussen muzikale intervallen en de lengte van de snaren van het instrument. De natuurwetenschappen bloeiden tijdens de Gouden Eeuw van Pericles en later tijdens de Hellenistische periode, met als bekendste vertegenwoordiger Aristoteles (4de eeuw v.Chr.); van hem is ook het woord fysica afkomstig. Eratosthenes bepaalde de omtrek van de aarde en Archimedes beschreef de wetten van de statica en van de hydrostatica. Tijdens de bloei van het Oude Rome publiceerde de Grieks-Egyptische Claudius Ptolemaeus (2de eeuw n.Chr.) een werk dat in de latere Arabische bewerking bekend is geworden als de Almagest.
Onafhankelijk daarvan ontwikkelden Indische geleerden zoals Maharishi Kanada en Pakudha Kaccayana ideeën over de opbouw van de materie uit atomen. In het China van de 11de eeuw schreef Shen Kuo over magnetisme.
Arabische rijk bewerken
Vanaf de 7de eeuw n.Chr., na de stichting van de Islam, werd het Arabisch de taal van de wetenschap. Alhazen (10de-11de eeuw) wordt beschouwd als de grondlegger van de moderne optica, maar legde ook algemener sterk de nadruk op experimenteel onderzoek en reproduceerbaarheid van resultaten.
Avicenna (10de-11de eeuw) is het bekendst van zijn bijdragen tot de geneeskunde, maar hij formuleerde ook een vroege vorm van de traagheidswet. Ibn Bajjah (in het Westen Avempace genoemd) is verantwoordelijk voor het beginsel van actie en reactie. Zijn werk zou later Thomas van Aquino, Johannes Duns Scotus en Galileo Galilei beïnvloeden.
Wetenschappelijke revolutie bewerken
Hoewel het woord renaissance wijst op een vernieuwde belangstelling voor oude auteurs, groeide in deze periode ook de interesse voor Arabisch werk én voor oospronkelijk, experimenteel onderzoek.
De mechanica beleeft haar grootste triomfen nadat op grond van onderzoekingen van Johannes Kepler, Nicolaas Copernicus en Galileo Galilei het heliocentrische wereldbeeld het geocentrische verdringt. Hun werk zou Isaac Newton in 1687 inspireren tot de algemene wetten van de bewegingsleer.
De industriële revolutie was de aanleiding tot het onderzoek naar de eigenschappen van gassen, en later tot de ontwikkeling van de thermodynamica door Sadi Carnot, Rudolf Clausius en William Thomson (Lord Kelvin).[2] Daaruit ontwikkelde Ludwig Boltzmann op zijn beurt de statistische fysica. Vanaf de 19de eeuw geven de ontdekkingen van onder anderen Alessandro Volta, Hans Christian Ørsted en Michael Faraday aanleiding tot de theorie van het elektromagnetisme, samengevat in de wetten van James Clerk Maxwell. Een belangrijke vaststelling was dat licht en vele andere vormen van straling een elektromagnetisch verschijnsel zijn.
Twintigste eeuw bewerken
De onverzoenbaarheid van de wetten van Maxwell met de relativiteitsbeginselen van de klassieke mechanica leidden Albert Einstein tot het formuleren van de relativiteitstheorie.
Tegelijkertijd leidden onderzoekingen uit de thermodynamica en de spectrografie tot steeds nauwkeuriger atoommodellen. De aanvankelijke modellen van John Dalton en Amedeo Avogadro veronderstelden nog homogene atomen; Joseph John Thomson verving dit door een mengeling van negatieve elektronen in een uniforme positief geladen soep. Zijn vroegere leerling Ernest Rutherford bewees echter dat atomen voor het grootste deel uit lege ruimte bestaan, en dat de positieve lading in een kleine kern geconcentreerd zit.
Vanaf de 20ste eeuw werd het noodzakelijk de kwantumhypothese te hanteren bij het verklaren van atomaire verschijnselen: energie komt niet een continue hoeveelheden voor, maar wordt tussen deeltjes overgedragen in discrete pakketten. Max Planck verklaarde hiermee voor het eerste de kleurverdeling van een gloeiend voorwerp.
Vanaf de jaren 1920 kreeg de kosmologie een sterk natuurkundige inslag door de ontwikkeling van de astrofotografie en de ontdekking van extragalactische sterrenstelsels. Edwin Hubble formuleerde de naar hem genoemde wet over de uitdijing van het heelal. Georges Lemaître formuleerde de hypothese van de oerknal.
Samen met de kwantummechanica en sinds de ontdekkingen van Antoine Henri Becquerel, Marie Curie en Pierre Curie ontwikkelde zich de deeltjesfysica. Na de uitvinding van kernreactoren en atoombommen, en mee onder impuls van de Koude Oorlog, onderzochten deeltjesfysici de meest elementaire bouwstenen van de materie in deeltjesversnellers. Het standaardmodel is nog steeds de meest aanvaarde hypothese over de opbouw van het heelal op de kleinst waarneembare schaal.
- ↑ Heylen, Jan (2019). Over wetenschappelijk denken. Acco, Leuven, Den Haag, "Paragraaf 2.2. De vroege Griekse natuurfilosofen", p. 23. ISBN 978-94-6379-083-3.
- ↑ Thermodynamica, p.99 in George Gamow, "Biografie van de fysica," De Haan (Zeist) 1962, vertaald uit het Engels door D. Burger.