Szanowni Państwo,

wykład i materiały pomocnicze do wykładu z historii fizyki będą umieszczane tutaj sukcesywnie - stay tuned. Tymczasem proszę (jeżeli to możliwe) o zainstalowanie programu Stellarium i pakietu do obliczeń symbolicznych maxima. Część materiałów będzie wysyłana do skrzynki pocztowej, adres której podaliście mi Państwo na pierwszym wykładzie. Ważne informacje dotyczące naszych zajęć znajdziecie Państwo tutaj.

Studiując materiały proszę stopniować istotność podanych tam informacji. Na przykład wiadomo, że Arystoteles miał chude łydki, mówił sepleniąc i zwracał uwagę ubiorem, uczesaniem i pierścieniami. Wszelako informacje o jego wyglądzie nie powinny przesłaniać nam jego poglądów dotyczących natury ruchu, przyrody i struktury Wszechświata.

Pierwsze dwa wykłady i konwersatoria (przeprowadzone w wersji "analogowej" w dniach 9 i 16 marca) z oczywistych powodów nie będą tutaj powtarzane. Ich wspomnienia mogą przywołać Isaac Newton i jego Principia oraz Newton w Woolsthorpe 1665-67.

Początki

Tales

23 03 2020

Tales urodził się w Milecie (Θαλῆς ὁ Μιλήσιος) ok. 626/623 r. p.n.e, zmarł zaś w wieku ok. 78 lat w 548/545 r. p.n.e. Powszechnie uważany za twórcę szoły jońskej. Herodot wspomina, że Tales przewidział zaćmienie Słońca w 585 r. p.n.e. "... Kiedy mianowicie [Lidyjczycy i Medowie] przy równych szansach przedłużali wojnę, zdarzyło się w szóstym roku wrogich ich zmagań, że podczas walki dzień nagle ustąpił przed nocą. Tę przemianę dnia przepowiedział był Jończykom Tales z Miletu, a jako termin ustalił właśnie ten rok, w którym istotnie ona nastąpiła. Lidyjczycy jednak i Medowie, widząc, że z dnia zrobiła się noc, zaniechali walki i obie strony tym bardziej się pospieszyły żeby zawrzeć pokój...'' Nie należy przypuszczać oczywiście, że Tales podał dokładną datę zaćmienia. Dzisiaj wiemy, że nastąpiło ono późnym popołudniem 28 maja. Zapewne nie był on również autorem jakichkolwiek poważniejszych obliczeń z nim związanych. Przypuszcza się, że korzystał w tym względzie babilońskich obserwacji astronomicznych. Wiedzieli oni na przykład, że zaćmienia powtarzają się co mniej więcej 19 lat. Oczywiście to bardzo zgrubna informacja, którą można wykorzystać tylko w jeden sposób: otóż kiedy nadejdzie ten wyrózniony rok należy należy zachować obserwacyjną czujność, ale ponieważ zaćmienia widoczne są jedynie w wąskich pasach na Ziemi - szansa na powodzenie i tak nie jest zbyt duża. Talesowi jednak się udało i stał się w Milecie celebrytą. Wydaje się, że potrafił obliczyć odległość do statków na morzu, korzystając z dwóch obserwacji, wyznaczyć wysokość piramidy (podróżował do Egiptu). Z Talesem wiązane są również geometryczne twierdzenia, których raczej nie był autorem.

Tales był tez pierwszym filozofem, który dał odpowiedź na pytanie, z czego składają się wszystkie rzeczy? "Odpowiedź Talesa brzmiała: Wszystkie rzeczy utworzone są z wody. I tak zaczęła się filozofia jako nauka." (Bertrand Russell, Wisdom of the West).

Przygotowałem dla Państwa skrypt stellarium, z pomocą którego możecie Państwo zobaczyć jak wyglądało zaćmienie przewidzane przes Talesa w Milecie. Zmiana dwóch pierwszych argumentów (długość i szerokość geograficzna) w funkcji core.setObserverLocation pozwala oczywiście zmienić miejsce obserwacji. Uzytkownicy linuxa powinni skrypt ten umieścić w lokalnym katalogu .stellarium/scripts, a następnie (w stellarium) otworzyć zakładkę konfiguracji i w zakładce skryptów wyszukać tales.ssc. Zaćmienie nie było całkowite. Problem: jak wyglądało zaćmienie obserwowane w Halikarnasie (Bodrum) a jak w "Lublinie"?

Pan Michał Cichy przygotował wizualizację zaćmienia z 585 r. p.n.e. W pierwszym przypadku miejscem obserwacji jest Halikarnas natomiast w drugim "Lublin".

Anaksymander

Następnym po Talesie przedstawicielem szkoły milezyjskiej był urodzony w Milecie Anaksymander (Ἀναξίμανδρος). Daty tu są również niepewne, przyjmuje się jednak, że żył w latach 610 p.n.e. - 546 p.n.e. (Mówiono, że w roku 546 miał lat 64). Niewiele wiemy o jego życiu i twórczości, ale zgodnie z zachowanymi dokumentami Anaksymander był pierwszym znanym nam filozofem, który zapisywał rezultaty swoich dociekań. (Niestety, do naszych czasów zachował się tylko jeden ich fragment). Był jednym z wczesnych przedstawiciel naukowego nurtu: starał się wyjaśniać zjawiska kładąc główny nacisk na wyjaśnienie początków Wszechświata. W astronomii próbował wyjaśnić ruch ciał niebieskich, w fizyce zapostulował istnienie pierwotnej substancji, którą nazwał bezkresem (ἄπειρον). Jest ona nieskończona, wieczna i wypełnia sobą wszystkie światy, uważał bowiem, że nasz świat jest jednym z wielu. Nie zgadzał się więc z Talesem, który twierdził, że tworzywem wszystkiego jest woda. Dla uzasadnienia swoich pomysłów podał mniej więcej takie rozumowanie. Wszędzie, zarówno w świecie bogów jak i świecie materialnym winna obowiązywać sprawiedliwość, która przez greków była rozumiana nie w sensie moralnym, ale raczej jako swego rodzaju równowaga. I tak w świecie winna obowiązywać pewna proporcja wody, ognia i ziemi. Ale każda z nich (traktowana jako bóstwo) dąży do poszerzenia swego stanu posiadania kosztem innych. Według Anaksymandra istnieje jednak swego rodzaju konieczność, zasada, dzięki której sprawiedliwość jest przywracana. Substancja, z której utworzone są rzeczy, nie może być jedną z nich, bowiem gdyby była, nieuchronnie poszerzałaby stan posiadania. Świat nie został stworzony, ale podlega zmianom. Zaczął się od bezkresu i do bezkresu powróci. Tak więc przyczyną wszystkich bytów, prazasadą i pierwotnym tworzywem (ἀρχή) była dla Talesa woda a dla Anaksymandra apeiron. Jako astronom twierdził, ze po oddzieleniu się gorącego od zimnego uformowała się kula ognia, która następnie przekształciła się w dwa koncentryczne pierścienie (koła) wypełnione ogniem. W pierścieniach były otwory. Ogień widziany przez otwór w kole zewnętrznym (o średnicy 27 lub nawet 28 razy większej od rozmiarów Ziemi) to Słońce. Wewnętrzny pierścień (o średnicy 19 razy większej od Ziemi) jest związany z Księżycem, a jeszcze bliżej umieszczone są planety i gwiazdy. Ziemia (w kształcie cylindra) nie spoczywa na innych ciałach, ale unosi się nie spadając. Dał grekom gnomon i pierwszą mapę. Bertrand Russell w swej Historii Zachodniej Filozofii pisze "whenever his is original, he is scientific and rationalistic" - myślę, że to dobra rekomendacja. Natomiast w Mądrośći Zachodu zauważa, w swoich rozważaniach wykorzystywał reductio ad absurdum.

Anaksymenes

Daty urodzin i śmierci nie są pewne (ur. ok. 585 p.n.e., zm. ok. 525 p.n.e.). Dla Anaksymenasa pratworzywem było powietrze, bowiem łatwiej niż jakakolwiek inna rzecz jest podatna na zmiany. Anaksymenes mówi, że materia, ściśnięta i skondensowana, jest zimna, a rozrzedzona i luźna (bo i takiego używa słowa) jest ciepła. Dlatego nie jest pozbawione racji powiedzenie, że człowiek wypuszcza z ust zarówno ciepło, jak i zimno. Oziębia się bowiem oddech ściśnięty i zagęszczony wargami, gdy jednak usta się rozluźnią, wylatuje i staje się ciepły wskutek rozrzedzenia. Tyle Plutarch, a co Państwo na to?

Czyli dla Anaksymenesa ἀρχή to powietrze, a ...różnice [między ciałami] zachodzą zaś wskutek zagęszczania się i rozrzedzania w poszczególnych rzeczach i z rozrzedzenia powstaje ogień, ze zgęszczenia zaś wiatr, potem chmury, a z jeszcze większego zgęszczenia woda, potem ziemia, potem kamienie, a z nich wszystko inne.

Ziemia według Anaksymenesa jest płaskim dyskiem otoczonym kryształową półsferą, w której tkwią gwiazdy stałe. Czasza ta jest krańcem Wszechświata. Słońce, Księżyc i planety poruszają pomiędzy Ziemią kryształową półsferą. Postulował również istnienie ciemnych ciał niebieskich, które zasłaniając Słońce lub Księżyc powodują ich zaćmienia.

29 03 2020. Otwierając ten odnośnik dowiecie się Państwo odrobinę więcej o szkole milezyjskiej, a także o Heraklicie z Efezu, pitagorejczykach i samym Pitagorasie. Proszę szczególnie uważnie przeanalizować sylwetki i poglądy atomistów i Platona. (Lektura dzieł Platona wywarła ogromny wpływ na formowanie się poglądów twórcy mechaniki kwantowej Wernera Heisneberga. Możecie o tym Państwo przeczytać w jego wspomnieniach Część i całość.) Oczywiście: w tym module naszych zajęć nie może zabraknąć Arystotelesa. Proszę też zapoznać się z uwagami Bertranda Russella

06 04 2020. Druga część materiałów poświęconych nauce w starożytności. Pliki są w formacie djvu. Jeżeli macie Państwo trudności z ich odczytaniem - prosze o wiadomość (ja wykorzystuję djview)

Proszę odpowiedzieć na pytania do pierwszej częsci tego modułu. Odpowiedzi należy przesłać do 13 kwietnia.

20 04 2020. Tym razem zajmujemy się nauką w średniowieczu. Proszę przeczytać załączone materiały. Plik jest zapisany w formacie djvu i może być przeczytany z pomocą programu djview (djview4). Proszę o informację, jeżeli pojawią się jakiekolwiek trudności. Pytania do poprzedniego modułu. Tym razem odpowiedzi proszę dostarczyc do 28 04 2020.

27 04 2020. W tym module zajmujemy się przewrotem kopernikańskim. Odpowiedzi na pytania do poprzedniego modułu (nauka w średniowieczu) proszę przesłać do 5 maja. Dokładny opis manuskryptu De Revolutionibus znajdziecie Państwo tutaj. Gorąco zachęcam do uważnego studiowania.

04 05 2020. Galileusz. Przygotowałem dla Państwa skrypt Stellarium. 7 stycznia 1610 roku Galileusz skierował swój teleskop na Jowisza. Proszę przecztać kilka stron z dzieła Sidereus Nuncius (Wysłannik gwiazd) w tłumaczeniu na angielski, a także przeanalizować rysunki. Jeżeli pojawią się kłopoty z uruchomieniem skryptu (okno konfiguracji -> skrypty, z listy należy wybrać galileusz1.ssc) to proszę o wiadomość. Skrypt (Linux) należy umieścić w katalogu .stellarium/scripts. W systemie Windows proszę umieścić skrypt w katalogu Stellarium/scripts(u mnie c:/Program Files/Stellarium/scripts). Wczesną jesienią 1610 roku Galileusz przeprowadził się do Florencji. W trakcie obserwacji z pomocą skonstruowanej przez siebie lunety, prawdopodobnie kilka razy w polu widzenia pojawiła 8 planeta maszego Układu Słonecznego. Przygotowałem dla Państwa skrypt Stellarium, dzięki któremu będziecie Państwo mogli sami zweryfikować przynajmniej część informacji zawartych w artykule. A zatem, czy Galileusz obserwował Neptuna pod koniec 1612 i na początku 1613 roku?

11 05 2020. Galileusz. Zajmiemy się teraz nieco dokładniej dokonaniami Galileusza. Mam nadzieję, że udało się Państwu ujarzmić Stellarium i "na własne oczy" przekonaliście się, że Galilusz istotnie obserwował Neptuna w latach 1612/13. Więcej informacji znajdziecie Państwo w załaczonym pliku djvu (lub w formacie pdf. Proszę dopowiedzieć na pytania do modułu Przewrót Kopernikański. Bohaterem nadchodzacego tygodnia będzie sam Johannes Kepler. Niejako uprzedzając fakty, czy potrafilibyście Państwo zrekonstruować rysunek z dzieła Keplera Astronomia Nova, na ktorym pracowicie wyrysowano geocentryczną orbitę Marsa? Startujemy w roku 1580, a kończymy w roku 1596.

18 05 2020. Dzisiejszym bohaterem jest Johannes Kepler. Muszę się przyznać, że proces uznania jego wielkości był w moim przypadku długotrwały. Jego mieszanie argumentów mistycznych i naukowych, nałogowe wręcz sporządzanie horoskopów i rozproszenie zainteresowań współczesnemu czytelnikowi zdecydowanie nie pomaga. Z drugiej strony mamy niezmordowanego myśliciela, fantastycznego matematyka i absolutnie genialnego astronoma. Wiecej informacji o Keplerze możecie Państwo znaleźć tutaj i tutaj. Czy potrafilibyście Państwo zrekonstruować rysunek z dzieła Keplera Astronomia Nova, na ktorym pracowicie wyrysowano geocentryczną orbitę Marsa? Startujemy w roku 1580, a kończymy w roku 1596. Możecie się Państwo zapoznać z przygotowaną przeze mnie ściągawką.

25 05 2020. Uzupełnienie. Galileusz. Dystutowane są jego Dialogo i Discorsi. Tym samym poznaliśmy dokładnie dorobek wielkiej czwórki: Kopernika, Galileusza, Keplera i Newtona. Proszę odpowiedziec na pytania do zrealizowanych ostatnio modułów.

01 06 2020. Wielcy mechanicy XVII i XVIII wieku. Ich sylwetki i dorobek omówiony jest zwięźle tutaj. Może przy okazji poczytacie Państwo Mechanikę klasyczną Białkowskiego albo Mechanikę teoretyczną Rubinowicza i Królikowskiego?

08 06 2020. W tym module zajmiemy się kolejno, w sposób zwięzły, historią badań zjawisk cieplnych, zasadą zachowania energii i termodynamiką. Proszę zapoznać się z sylwetkami Carnota, Clausiusa i Nernsta. Kogo jeszcze dołączylibyście Panstwi do tej trójki? Odpowiedzi z uzasadnieniem prosze przesłać do 16 czerwca.

15 06 2020. W tym module zajmiemy się elektrycznością i magnetyzmem. Historię badań możecie Państwo poznać studiując załączone materiały: zwięzła historia i wybrane zagadnienia.

22 06 2020. Nie ukrywam, że niezbyt chętnie rozstaję się z historią badań nad elektromagnetyzmem. Dzisiaj zajmiemy się nieco dokładniej dokonaniami dwóch gigantów: Faradaya i Maxwella. Proszę przestudiować załaczone materiały. Przeanalizujemy również dokonania H. Hertza i O. Heaviside'a. (Co łączy Faradaya, G. Greena i Heaviside'a?

29 06 2020. Do zaliczenia części "ćwiczeniowej" zajęć z historii fizyki wymagane jest przesłanie odpowiedzi na wyszystkich pytania zamieszczone na stronie wykładu.
Zaliczenie wykładu odbędzie się podczas spotkania na platformie Microsoft Teams.

01 07 2020. Nasze spotkania zaczęliśmy od przedstawienia historii wczesnych badań oddziaływania grawitacyjnego (Newton) i na badaniach oddziaływania grawitacyjnego skończymy (Einstein). Dwie daty: 5 lipca 1687 (publikacja Zasad) i 25 listopada 1915 (opublikowanie przez Einsteina prawidłowych równań pola) spinają klamrą okres klasyczny i inaugurują panowanie Ogólnej Teorii Względności. Proszę zapoznać się z krótką prezentacją. Proszę również tu zaglądać - od czasu do czasu będą się pojawiac nowe materiały.

Materiały

Isaac Newton i jego Principia (w przygotowaniu)

Newton w Woolsthorpe 1665-67

Tycho de Brahe i Johannes Kepler (Dr Carl Sagan)

Johannes Kepler (Dr Carl Sagan)

Galileusz

manuskrypt Zasad w zbiorach Królewskiego Towarzystwa. Pytanie: ile egzemplarzy dzieła Willughby'ego De Historia Piscium dostał E. Halley? W filmie pojawia się też osoba Humphreya Newtona (pomimo zbieżności nazwisk nie był on spokrewniony z Izaakiem). Czym się zasłużył? I na koniec, kim był szczęśliwy właściciel pierwszego wydania Principiów John Flamsteed?

Fascynujące dokumenty ze zbiorów Królewskiego Towarzystwa. Nie całkiem zgadzam się z werdyktem prowadzących, ale warto obejrzeć!

Teleskop!

Zegar Słoneczny Newtona.