Dějiny fyziky - History of physics

A rázostroj , pojmenoval fyzik Isaac Newton

Fyzika je vědní obor, jehož primárními předměty studia jsou hmota a energie . Objevy fyziky nacházejí uplatnění v přírodních vědách a v technice . Fyzika dnes může být volně rozdělena na klasickou fyziku a moderní fyziku .

Dávná historie

Prvky toho, co se stalo fyzikou, byly čerpány především z oblastí astronomie , optiky a mechaniky , které byly metodologicky sjednoceny studiem geometrie . Tyto matematické disciplíny začaly ve starověku u Babylonců a u helénistických spisovatelů, jako byli Archimedes a Ptolemaios . Mezitím starověká filozofie - včetně toho, čemu se říkalo „ fyzika “ 

Řecký koncept

Přechod k racionálnímu chápání přírody začal přinejmenším od archaického období v Řecku (650–480 př. N. L. ) S předsokratovskými filozofy . Filozof Thales z Milétu (7. a 6. století př. N. L.), Přezdívaný „otec vědy“, protože odmítal přijímat různá nadpřirozená, náboženská nebo mytologická vysvětlení přírodních jevů , prohlásil, že každá událost má svou přirozenou příčinu. Thales také dosáhl pokroku v roce 580 př. N. L. Tím, že naznačil, že voda je základním prvkem , experimentoval s přitažlivostí mezi magnety a třeným jantarem a formuloval první zaznamenané kosmologie . Anaximander , známý svým proto- evoluční teorie., Což je látka s názvem apeiron byla stavebním kamenem celé záležitosti. Kolem roku 500 př. N. L. Herakleitos navrhl, že jediným základním zákonem, kterým se řídí vesmír, je princip změny a že nic nezůstane ve stejném stavu neomezeně dlouho. Toto pozorování z něj učinilo jednoho z prvních učenců starověké fyziky, který se zabýval rolí času ve vesmíru, což je klíčový a někdy sporný koncept v moderní i současné fyzice.

Aristoteles
(384–322 př. N. L. )

Během klasického období v Řecku (6., 5. a 4. století př. N. L.) A v helénistické době se přírodní filozofie pomalu vyvinula do vzrušujícího a svárlivého studijního oboru. Aristoteles ( řecky : Ἀριστοτέλης , Aristotélēs ) (384 - 322 př. N. L. ), Student Platóna , prosazoval myšlenku, že pozorování fyzikálních jevů může v konečném důsledku vést k objevení přírodních zákonů, kterými se řídí. Aristotelovy spisy pokrývají fyziku, metafyziku , poezii , divadlo , hudbu , logiku , rétoriku , lingvistiku , politiku , vládu , etiku , biologii a zoologii . Napsal první práci, která se o této linii studia zmiňuje jako o „fyzice“ - ve 4. století př. N. L. Aristoteles založil systém známý jako aristotelská fyzika . Pokusil se vysvětlit myšlenky, jako je pohyb (a gravitace ), pomocí teorie čtyř prvků . Aristoteles věřil, že veškerá hmota je tvořena éterem nebo nějakou kombinací čtyř prvků: země, vody, vzduchu a ohně. Podle Aristotela jsou tyto čtyři pozemské prvky schopné vzájemné transformace a pohybují se směrem ke svému přirozenému místu, takže kámen padá dolů směrem ke středu vesmíru, ale plameny stoupají vzhůru směrem k obvodu . Nakonec se aristotelská fyzika stala v Evropě po mnoho staletí nesmírně populární a informovala o vědeckém a školním vývoji ve středověku . Zůstalo hlavním vědeckým paradigmatem v Evropě až do doby Galileo Galilei a Isaac Newton .

Na počátku klasického Řecka byla znalost, že Země je sférická („kulatá“), běžná. Kolem roku 240 př. N. L. , V důsledku klíčového experimentu , Eratosthenes (276–194 př. N. L.) Přesně odhadl jeho obvod. Na rozdíl od geocentrické výhledem Aristotleových, Aristarchus Samos ( Řek : Ἀρίσταρχος , c.310 - c.230 BCE) představila explicitní argumenty pro heliocentrický model na sluneční soustavy , tedy při umístění Slunce , nikoli Země , v jeho středu . Seleucus Seleucia , stoupenec Aristarchovy heliocentrické teorie, uvedl, že Země se otáčí kolem své vlastní osy , která se zase otáčí kolem Slunce. Ačkoli argumenty, které použil, byly ztraceny, Plutarch uvedl, že Seleucus byl první, kdo dokázal heliocentrický systém pomocí uvažování.

Starověký řecký matematik Archimedes , známý svými nápady ohledně mechaniky tekutin a vztlaku .

Ve 3. století př. N. L. Položil řecký matematik Archimedes ze Syrakus ( řecky : Ἀρχιμήδης (287–212 př. N. L. ) - obecně považován za největšího matematika starověku a jeden z největších všech dob - položil základy hydrostatiky , statiky a vypočítal základní matematika páky . Přední vědec klasické antiky Archimedes také vyvinul propracované systémy kladek pro pohyb velkých předmětů s minimálním úsilím. Archimédův šroub je základem moderního hydroinženýrství a jeho válečné stroje pomohly zadržet armády Říma v první punské válce . Archimedes dokonce roztrhal argumenty Aristotela a jeho metafyziky a poukázal na to, že není možné oddělit matematiku a přírodu a dokázal to převedením matematických teorií na praktické vynálezy. Dále ve své práci O plovoucích tělech kolem roku 250 př. n. l. Archimedes vyvinul zákon vztlaku , známý také jako Archimédův princip . V matematice Archimedes použil metodu vyčerpání k výpočtu plochy pod obloukem paraboly se součtem nekonečné řady a poskytl pozoruhodně přesnou aproximaci . Definoval také spirálu nesoucí jeho jméno , vzorce pro objemy ploch revoluce a důmyslný systém pro vyjádření velmi velkého počtu. Rozvinul také principy rovnovážných stavů a těžiště , myšlenky, které by ovlivnily známé učence, Galilea a Newtona.

Hipparchus (190–120 př. N. L.) Se zaměřením na astronomii a matematiku používal k mapování pohybu hvězd a planet sofistikované geometrické techniky, a dokonce předpovídal doby, kdy dojde k zatmění Slunce . Kromě toho přidal výpočty vzdálenosti Slunce a Měsíce od Země na základě jeho vylepšení pozorovacích přístrojů používaných v té době. Dalším z nejslavnějších z prvních fyziků byl Ptolemaios (90–168 n. L.), Jedna z předních myslí v době římské říše . Ptolemaios byl autorem několika vědeckých pojednání, z nichž alespoň tři měla pokračující význam pro pozdější islámskou a evropskou vědu. Prvním je astronomické pojednání nyní známé jako Almagest (v řečtině Ἡ Μεγάλη Σύνταξις, „Velké pojednání“, původně Μαθηματικὴ Σύνταξις, „Matematické pojednání“). Druhým je Geografie , což je důkladná diskuse o geografických znalostech řecko-římského světa .

Velká část nahromaděných znalostí starověkého světa byla ztracena. I z děl známějších myslitelů přežilo několik fragmentů. Přestože napsal nejméně čtrnáct knih, z Hipparchovy přímé tvorby téměř nic nepřežilo. Ze 150 renomovaných aristotelských děl jich existuje pouze 30 a některé z nich jsou „o něco více než poznámky z přednášek“.

Indie a Čína

Hindsko-arabský číselný systém. Nápisy na ediktech Ashoka (3. století př . N. L.) Zobrazují tento číselný systém používaný císařskými Mauryy .

Ve starověkých čínských a indických vědách existovaly také důležité fyzické a matematické tradice .

Hvězdné mapy čínské polymathky Su Song z 11. století jsou nejstarší známé hvězdné mapy vytištěné dřevěnými bloky, které přežily do současnosti. Tento příklad z roku 1092 využívá válcovou projekci .

V indické filozofii byla Maharishi Kanada první, kdo systematicky rozvíjel teorii atomismu kolem roku 200 př. N. L. I když mu někteří autoři přidělili dřívější éru v 6. století před naším letopočtem. To bylo dále rozpracováno buddhistickými atomisty Dharmakirti a Dignāga během 1. tisíciletí n. L. Pakudha Kaccayana , 6. století před naším letopočtem, indický filozof a současník Gautama Buddhy , také přednesl představy o atomové konstituci hmotného světa. Tito filozofové věřili, že jiné prvky (kromě etheru) jsou fyzicky hmatatelné, a proto obsahují nepatrné částice hmoty. Poslední nepatrná částice hmoty, kterou nebylo možné dále rozdělit, byla pojmenována Parmanu . Tito filozofové považovali atom za nezničitelný, a proto věčný. Buddhisté si mysleli, že atomy jsou nepatrné předměty, které nelze vidět pouhým okem a které v mžiku zmizí. Vaisheshika škola filozofů věřili, že atom byla pouhá bod v prostoru . Bylo to také první, kdo líčil vztahy mezi pohybem a aplikovanou silou. Indické teorie o atomu jsou velmi abstraktní a zapadají do filozofie, protože byly založeny na logice a ne na osobní zkušenosti nebo experimentování. V indickém astronomii , Aryabhata je Aryabhatiya (499 CE) navrhl rotaci Země , zatímco Nilakantha Somayaji (1444-1544) v Kerala školy astronomie a matematiky navrhla semi-heliocentrický model připomínající Tychonic systému .

Studium magnetismu ve starověké Číně se datuje do 4. století před naším letopočtem. (v knize Mistr ďábelského údolí ), Hlavním přispěvatelem do této oblasti byl Shen Kuo (1031–1095), polymat a státník, který jako první popsal kompas s magnetickou jehlou sloužící k navigaci, a také zřízení koncept skutečného severu . V optice Shen Kuo nezávisle vyvinul Camera Obscura .

Islámský svět

Ibn al-Haytham (c. 965–1040).

V 7. až 15. století došlo v muslimském světě k vědeckému pokroku. Mnoho klasických děl v indickém , asyrském , sásánovském (perském) a řeckém jazyce , včetně děl Aristotelových , bylo přeloženo do arabštiny . Důležité příspěvky byly vyrobeny Ibn al-Haytham (965-1040), jako arabskou vědec, považovaný za zakladatele moderní optiky . Ptolemaios a Aristoteles se domnívali, že světlo buď svítí z oka k osvětlení předmětů, nebo že „formy“ vycházejí ze samotných předmětů, zatímco al-Haytham (známý latinským názvem „Alhazen“) naznačoval, že světlo putuje do oka paprsky z různých bodů na předmět. Díla Ibn al-Haytham a Abū Rayhān Bīrūnī (973–1050), perský vědec, nakonec přešla do západní Evropy, kde je studovali učenci jako Roger Bacon a Witelo .

Ibn al-Haytham a Biruni byli prvními zastánci vědecké metody . Ibn al-Haytham je považován za „otce moderní vědecké metody“ díky svému důrazu na experimentální data a reprodukovatelnost jejích výsledků. Nejčasnější metodický přístup k experimentům v moderním smyslu je viditelný v dílech Ibn al-Haythama, který zavedl induktivní experimentální metodu pro dosažení výsledků. Biruni představil rané vědeckých metod pro několik různých oblastí bádání během 1020s a 1030s, včetně rané experimentální metody pro mechaniky . Biruniho metodologie se podobala moderní vědecké metodě, zejména v jeho důrazu na opakované experimentování.

Ibn Sīnā ( 980–1037 ), známý jako „Avicenna“, byl polymath z Bukhary (v dnešním Uzbekistánu ) zodpovědný za důležité příspěvky k fyzice, optice, filozofii a medicíně . Svou teorii pohybu publikoval v knize uzdravení (1020), kde tvrdil, že vrhač vrhá projektilu impuls, a věřil, že jde o dočasnou ctnost, která by klesala i ve vakuu. Považoval to za trvalé, vyžadující vnější síly, jako je odpor vzduchu, aby to rozptýlily. Ibn Sina rozlišoval mezi „silou“ a „sklonem“ (nazývanou „májka“) a tvrdil, že předmět získal máj, když je objekt v opozici vůči jeho přirozenému pohybu. Došel k závěru, že pokračování pohybu je přičítáno sklonu, který je na předmět přenesen, a že předmět bude v pohybu, dokud se nevyčerpá máj. Také tvrdil, že projektil ve vakuu se nezastaví, pokud se s ním nebude jednat. Toto pojetí pohybu je v souladu s Newtonovým prvním pohybovým zákonem , setrvačností , který říká, že předmět v pohybu zůstane v pohybu, pokud na něj nepůsobí vnější síla. Tuto myšlenku, která se rozcházela s aristotelským pohledem, později John Buridan , který byl ovlivněn knihou Ibn Sina o léčení, později popsal jako „ impuls “ .

Stránka z al-Khwarizmi je algebry .

Hibat Allah Abu'l-Barakat al-Baghdaadi (c. 1080-1165) přijal a upravil Ibn Sina teorii o pohybu projektilu . Abu'l-Barakat ve svém Kitab al-Mu'tabar uvedl, že stěhovák přenáší na pohybovaný násilný sklon ( mayl qasri ) a že toto se zmenšuje, když se pohybující se předmět vzdaluje od pohybujícího se. Navrhl také vysvětlení zrychlení padajících těles akumulací postupných přírůstků síly s postupnými přírůstky rychlosti . Podle Shlomo Pines byla Al-Baghdaadiho teorie pohybu „nejstarší negací Aristotelova základního dynamického zákona [totiž, že konstantní síla vytváří rovnoměrný pohyb], [a je tedy] nejasným očekáváním základního zákona klasická mechanika [jmenovitě, že síla působící nepřetržitě vytváří zrychlení]. “ Jean Buridan a Albert Saský později odkazovali na Abu'l-Barakat při vysvětlování, že zrychlení padajícího těla je důsledkem jeho rostoucího impulsu.

Ibn Bajjah (asi 1085–1138), v Evropě známý jako „Avempace“, navrhoval, aby pro každou sílu vždy existovala reakční síla. Ibn Bajjah byl Ptolemaiovým kritikem a pracoval na vytvoření nové teorie rychlosti, která by nahradila teorii teoretizovanou Aristotelem. Dva budoucí filozofové podpořili teorie, které Avempace vytvořil, známé jako Avempacean dynamika. Tito filozofové byli Tomáš Akvinský , katolický kněz a John Duns Scotus . Galileo dále přijal Avempaceův vzorec „že rychlost daného objektu je rozdílem hybné síly tohoto objektu a odporu pohybového média“.

Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274), perský astronom a matematik, který zemřel v Bagdádu, představil manžele Tusi . Copernicus později silně čerpal z práce al-Din al-Tusi a jeho studentů, ale bez uznání.

Středověká Evropa

Povědomí o starodávných dílech se znovu dostalo na Západ prostřednictvím překladů z arabštiny do latiny . Jejich znovuzavedení v kombinaci s židovsko-islámskými teologickými komentáři mělo velký vliv na středověké filozofy , jako byl Tomáš Akvinský . Scholastičtí evropští učenci , kteří se snažili sladit filozofii starověkých klasických filozofů s křesťanskou teologií , prohlásili Aristotela za největšího myslitele antického světa. V případech, kdy přímo neodporovaly Bibli, se aristotelská fyzika stala základem pro fyzikální vysvětlení evropských církví. Kvantifikace se stala základním prvkem středověké fyziky.


Na základě aristotelské fyziky popsala scholastická fyzika věci jako pohybující se podle jejich základní podstaty. Nebeské objekty byly popsány jako pohybující se v kruzích, protože dokonalý kruhový pohyb byl považován za vrozenou vlastnost objektů, které existovaly v nezkorumpované říši nebeských sfér . Teorie impuls , předchůdce k pojetí setrvačnosti a hybnosti , byl vyvinut podél podobných linek středověkých filozofů , jako je Jan Filoponos a Jean Buridan . Pohyby pod měsíční sférou byly považovány za nedokonalé, a proto se nedalo očekávat, že budou vykazovat konzistentní pohyb. Více idealizovaného pohybu v „sublunární“ říši bylo možné dosáhnout pouze uměním a před 17. stoletím mnozí nepovažovali umělé experimenty za platný prostředek poznávání přírodního světa. Fyzická vysvětlení v sublunární oblasti se točila kolem tendencí. Kameny obsahovaly prvek země a pozemské objekty měly tendenci pohybovat se v přímce směrem ke středu Země (a vesmíru v aristotelském geocentrickém pohledu), pokud tomu nebránilo jinak.

Vědecká revoluce

Během 16. a 17. století došlo v Evropě k velkému pokroku vědeckého pokroku známého jako vědecká revoluce . Nespokojenost se staršími filosofickými přístupy začala dříve a přinesla další změny ve společnosti, například protestantskou reformaci , ale revoluce ve vědě začala, když přírodní filozofové začali útočit na scholastický filozofický program a předpokládali, že matematická popisná schémata převzatá z taková pole, jako je mechanika a astronomie, by ve skutečnosti mohla přinést univerzálně platné charakteristiky pohybu a dalších konceptů.

Mikuláš Koperník

Polský astronom Nicolaus Copernicus (1473–1543) je připomínán díky vývoji heliocentrického modelu sluneční soustavy .

Průlom v astronomii byl vyroben polský astronom Mikuláš Koperník (1473-1543), když v roce 1543, dal silné argumenty pro heliocentrický model na sluneční soustavy , zdánlivě jako prostředek k vykreslení tabulek mapovat pohyb planet přesnější a pro zjednodušení Výroba. V heliocentrických modelech sluneční soustavy obíhá Země kolem Slunce spolu s dalšími tělesy v zemské galaxii , což je rozpor podle řecko-egyptského astronoma Ptolemaia (2. století n. L.; Viz výše), jehož soustava umístila Zemi do středu Vesmír a byl přijímán více než 1400 let. Řecký astronom Aristarchus ze Samosu (c.310 - c.230 př. N. L.) Navrhl, aby se Země otáčela kolem Slunce, ale Copernicusova úvaha vedla k trvalému všeobecnému přijetí této „revoluční“ myšlenky. Copernicusova kniha představující teorii ( De revolutionibus orbium coelestium , „O revolucích nebeských sfér“) byla vydána těsně před jeho smrtí v roce 1543 a, jak se nyní obecně považuje za počátek moderní astronomie, je také považována za označit začátek vědecké revoluce. Copernicusova nová perspektiva spolu s přesnými pozorováními provedenými Tycho Brahe umožnila německému astronomovi Johannesovi Keplerovi (1571–1630) formulovat jeho zákony týkající se planetárního pohybu, které se dodnes používají.

Galileo Galilei

Galileo Galilei , raný zastánce moderního vědeckého pohledu na svět a metody
(1564–1642)

Italský matematik, astronom a fyzik Galileo Galilei (1564–1642) byl proslulý svou podporou kopernikanismu, astronomickými objevy, empirickými experimenty a zdokonalováním dalekohledu. Role Galilea v univerzitní kultuře jeho éry byla jako matematik podřízena třem hlavním studijním tématům: právu , medicíně a teologii (která byla úzce spjata s filozofií). Galileo však cítil, že popisný obsah technických oborů si zaslouží filozofický zájem, zejména proto, že matematická analýza astronomických pozorování - zejména Koperníkova analýza relativních pohybů Slunce, Země, Měsíce a planet - naznačuje, že prohlášení filozofů o povaze vesmíru by se mohlo ukázat jako omyl. Galileo také prováděl mechanické experimenty a trval na tom, že samotný pohyb - bez ohledu na to, zda byl produkován „přirozeně“ nebo „uměle“ (tj. Záměrně) - měl univerzálně konzistentní charakteristiky, které lze matematicky popsat.

Galileova raná studia na univerzitě v Pise byla na medicíně, ale brzy ho to táhlo k matematice a fyzice. V 19 letech objevil (a následně ověřil ) izochronní povahu kyvadla, když pomocí svého pulsu načasoval oscilace kyvné lampy v katedrále v Pise a zjistil, že zůstává stejná pro každý výkyv bez ohledu na amplitudu švihu . Brzy se stal známý svým vynálezem hydrostatické rovnováhy a pojednáním o těžišti pevných těles. Při výuce na univerzitě v Pise (1589–1592) zahájil své experimenty týkající se zákonů těles v pohybu, které přinesly výsledky natolik rozporuplné s uznávaným učením Aristotela, že byl vyvolán silný antagonismus. Zjistil, že těla neklesají s rychlostmi úměrnými jejich váhám. Slavný příběh, ve kterém Galileo údajně klesla závaží na šikmou věž v Pise je vymyšlený, ale on si zjistit, že cesta projektilu je parabola a je připočítán se závěry, že očekávaný Newtonovy pohybové zákony (např pojem setrvačnost ). Mezi ně patří to, co se dnes nazývá galilejská relativita , první přesně formulované prohlášení o vlastnostech prostoru a času mimo trojrozměrnou geometrii .

Kompozitní montáž porovnávající Jupiter (levá strana) a jeho čtyři galilejské měsíce (shora dolů: Io , Europa , Ganymede , Callisto ).

Galileo byl nazýván „otcem moderní pozorovací astronomie “, „otcem moderní fyziky “, „otcem vědy“ a „otcem moderní vědy “. Podle Stephena Hawkinga „Galileo, možná více než kterýkoli jiný jediný člověk, byl zodpovědný za zrod moderní vědy“. Když náboženské pravoslaví nařídilo geocentrické nebo techonické chápání sluneční soustavy, Galileova podpora heliocentrismu vyvolala kontroverze a byl zkoušen inkvizicí . Byl shledán „vehementně podezřelým z kacířství“, byl nucen odvolat se a zbytek života strávil v domácím vězení.

Příspěvky, které Galileo udělal pro pozorovací astronomii, zahrnují teleskopické potvrzení fází Venuše ; jeho objev, v roce 1609, čtyř největších měsíců Jupitera (následně dostal souhrnný název „ galilejské měsíce “); a pozorování a analýza slunečních skvrn . Galileo se také věnoval aplikované vědě a technologii a mimo jiné vynalezl vojenský kompas . Jeho objev jovianských měsíců byl publikován v roce 1610 a umožnil mu získat místo matematika a filozofa u soudu Medici . Očekávalo se, že se zapojí do debat s filozofy v aristotelské tradici a přijme velké publikum pro své vlastní publikace, jako jsou Projevy a matematické ukázky týkající se dvou nových věd (publikované v zahraničí po jeho zatčení za vydání Dialogu o dvou Chief World Systems ) a The Assayer . Galileův zájem experimentovat a formulovat matematické popisy pohybu zavedl experimentování jako nedílnou součást přírodní filozofie. Tato tradice, kombinující s nematematickým důrazem na sbírku „experimentálních historií“ filozofických reformistů, jako byli William Gilbert a Francis Bacon , získala v letech před a po Galileově smrti významné pokračování, včetně Evangelisty Torricelli a účastníků. v Accademia del Cimento v Itálii; Marin Mersenne a Blaise Pascal ve Francii; Christiaan Huygens v Nizozemsku; a Robert Hooke a Robert Boyle v Anglii.

René Descartes

René Descartes
(1596–1650)

Francouzský filozof René Descartes (1596–1650) byl dobře napojen na tehdejší experimentální filozofické sítě a měl na ně vliv. Descartes však měl ambicióznější program, který byl zaměřen na úplné nahrazení scholastické filozofické tradice. Když zpochybňoval realitu interpretovanou prostřednictvím smyslů, Descartes se pokusil obnovit filozofická vysvětlující schémata snížením všech vnímaných jevů tak, že je lze přičíst pohybu neviditelného moře „těl“. (Zejména si vyhradil lidské myšlení a Boha ze svého schématu a držel je oddělené od fyzického vesmíru). Při navrhování tohoto filozofického rámce Descartes předpokládal, že různé druhy pohybu, jako je pohyb planet oproti pozemským objektům, se zásadně neliší, ale jsou pouze různými projevy nekonečného řetězce korpuskulárních pohybů, které se řídí univerzálními principy. Obzvláště vlivná byla jeho vysvětlení kruhových astronomických pohybů, pokud jde o pohyb vírů těles v prostoru (Descartes tvrdil, v souladu s vírou, ne -li metodami, scholastiků, že vakuum nemůže existovat), a jeho vysvětlení gravitace, pokud jde o tělíska tlačící předměty dolů.

Descartes, stejně jako Galileo, byl přesvědčen o důležitosti matematického vysvětlování a on a jeho následovníci byli klíčovými postavami ve vývoji matematiky a geometrie v 17. století. Kartézské matematické popisy pohybu uváděly, že všechny matematické formulace musí být ospravedlnitelné z hlediska přímého fyzického působení, což je pozice, kterou zastávají Huygens a německý filozof Gottfried Leibniz , který navazující na karteziánskou tradici vyvinul vlastní filozofickou alternativu k scholastice, který nastínil ve své práci z roku 1714 Monadologie . Descartes byl přezdíván „otec moderní filozofie“ a mnoho dalších západních filosofií je odpovědí na jeho spisy, které jsou podrobně studovány dodnes. Zejména jeho Meditace nad první filozofií jsou i nadále standardním textem na většině kateder filozofie univerzity. Descartův vliv v matematice je stejně zřejmý; kartézský souřadnicový systém - umožňuje algebraických rovnic, které mají být vyjádřen jako geometrické tvary v dvojrozměrném souřadnicovém systému - byl jmenován po něm. Je považován za otce analytické geometrie , mostu mezi algebrou a geometrií , důležitého pro objev počtu a analýzy .

Isaac Newton

Sir Isaac Newton
(1642–1727)

Koncem 17. a počátkem 18. století byly dosaženy úspěchy fyzika a matematika z Cambridgeské univerzity Sira Isaaca Newtona (1642-1727). Newton, člen Královské společnosti v Anglii , spojil své vlastní objevy v mechanice a astronomii s dřívějšími, aby vytvořil jednotný systém pro popis fungování vesmíru. Newton formuloval tři pohybové zákony, které formulovaly vztah mezi pohybem a objekty a také zákon univerzální gravitace , přičemž ten druhý by mohl být použit k vysvětlení chování nejen padajících těles na Zemi, ale také planet a jiných nebeských těles. Aby dospěl ke svým výsledkům, vynalezl Newton jednu formu zcela nové větve matematiky: kalkul (také nezávisle vynalezený Gottfriedem Leibnizem ), který se měl stát základním nástrojem většiny pozdějšího vývoje ve většině oborů fyziky. Newtonova zjištění byla uvedena v jeho Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica („Matematické principy přírodní filozofie“), jehož vydání v roce 1687 znamenalo začátek moderního období mechaniky a astronomie.

Newton dokázal vyvrátit karteziánskou mechanickou tradici, že všechny pohyby by měly být vysvětleny s ohledem na okamžitou sílu vyvíjenou tělísky. Pomocí svých tří zákonů pohybu a zákona univerzální gravitace Newton odstranil myšlenku, že objekty sledují cesty určené přírodními tvary, a místo toho prokázal, že nejen pravidelně pozorované cesty, ale všechny budoucí pohyby jakéhokoli tělesa lze matematicky odvodit na základě znalosti jejich stávající pohyb, jejich hmotnost a síly, které na ně působí. Pozorované nebeské pohyby však přesně neodpovídaly newtonovské léčbě a Newton, který se také hluboce zajímal o teologii , si představoval, že Bůh zasáhl, aby zajistil trvalou stabilitu sluneční soustavy.

Gottfried Leibniz
(1646–1716)

Newtonovy principy (ale ne jeho matematické zpracování) se ukázaly jako kontroverzní u kontinentálních filozofů, kteří považovali jeho nedostatek metafyzického vysvětlení pohybu a gravitace za filozoficky nepřijatelný. Počínaje kolem roku 1700 se mezi kontinentální a britskou filozofickou tradicí otevřela hořká trhlina, která byla vyvolána vášnivými, pokračujícími a začarovaně osobními spory mezi stoupenci Newtona a Leibniza ohledně priority před analytickými technikami počtu , které si každý vyvinul samostatně. Zpočátku na kontinentu převládaly karteziánské a leibnizovské tradice (což vedlo k dominanci leibnizovského zápisu počtu všude kromě Británie). Sám Newton byl soukromě znepokojen nedostatkem filozofického chápání gravitace, zatímco ve svých spisech trval na tom, že k vyvození jeho reality není nic potřeba. Jak 18. století postupovalo, kontinentální přírodní filozofové stále více přijímali ochotu Newtoniánů vzdát se ontologických metafyzických vysvětlení matematicky popsaných pohybů.

Newton postavil první funkční dalekohled a vyvinul teorii barev, publikovanou v Opticks , na základě pozorování, že hranol rozkládá bílé světlo na mnoho barev tvořících viditelné spektrum . Zatímco Newton vysvětlil, že světlo je složeno z drobných částic, v roce 1690 Christiaan Huygens představil konkurenční teorii světla, která vysvětlovala jeho chování pomocí vln . Víra v mechanistickou filozofii spojená s Newtonovou pověstí však znamenala, že vlnová teorie až do 19. století viděla relativně malou podporu. Newton také formuloval empirický zákon chlazení , studoval rychlost zvuku , zkoumal výkonové řady , demonstroval zobecněnou binomickou větu a vyvinul metodu pro sbližování kořenů funkce . Jeho práce na nekonečných sériích byla inspirována desetinnými místy Simona Stevina . A co je nejdůležitější, Newton ukázal, že pohyby objektů na Zemi a nebeských těles se řídí stejným souborem přírodních zákonů, které nebyly ani rozmarné, ani zlovolné. Newton tím, že demonstroval soulad mezi Keplerovými zákony planetárního pohybu a vlastní teorií gravitace, také odstranil poslední pochybnosti o heliocentrismu. Spojením všech myšlenek uvedených během vědecké revoluce Newton účinně vytvořil základ pro moderní společnost v matematice a vědě.

Další úspěchy

V období vědecké revoluce byla pozornost věnována i dalším oborům fyziky. William Gilbert , dvorní lékař královny Alžběty I. , vydal v roce 1600 důležitou práci o magnetismu, která popisuje, jak se samotná Země chová jako obří magnet. Robert Boyle (1627–91) studoval chování plynů uzavřených v komoře a zformuloval pro něj pojmenovaný plynový zákon ; přispěl také k fyziologii a k ​​založení moderní chemie. Dalším důležitým faktorem vědecké revoluce byl vzestup učených společností a akademií v různých zemích. Nejstarší z nich byly v Itálii a Německu a byly krátkodobé. Vlivnější byly Královská společnost Anglie (1660) a Akademie věd ve Francii (1666). První z nich byla soukromá instituce v Londýně a zahrnovala takové vědce jako John Wallis , William Brouncker , Thomas Sydenham , John Mayow a Christopher Wren (kteří přispěli nejen k architektuře, ale také k astronomii a anatomii); druhý jmenovaný v Paříži byl vládní institucí a jako zahraniční člen zahrnoval Holanďana Huygense. V 18. století byly založeny významné královské akademie v Berlíně (1700) a v Petrohradě (1724). Společnosti a akademie poskytly hlavní příležitosti pro publikování a diskusi o vědeckých výsledcích během vědecké revoluce a po ní. V roce 1690, James Bernoulliho ukázalo, že cykloida je řešení problému tautochrone; a následující rok, v roce 1691, Johann Bernoulli ukázal, že řetěz volně zavěšený na dvou bodech vytvoří trolejové vedení , křivka s nejnižším možným těžištěm dostupným pro jakýkoli řetěz visí mezi dvěma pevnými body. V roce 1696 pak ukázal, že cykloid je řešením problému s brachistochronem .

Raná termodynamika

Předchůdce motoru byla navržena německým vědcem Otto von Guericke , kteří v roce 1650, navrhl a postavil jako první na světě vývěvu a vytvořil jako první na světě vůbec vakuově známý jako magdeburské polokoule experimentu. Byl veden k vytvoření vakua, aby vyvrátil Aristotelovu dlouho trvající domněnku, že „příroda nenávidí vakuum“ . Krátce poté se irský fyzik a chemik Boyle dozvěděl o Guerickových návrzích a v roce 1656 ve spolupráci s anglickým vědcem Robertem Hookem postavil vzduchové čerpadlo. Pomocí tohoto čerpadla si Boyle a Hooke všimli korelace tlaku a objemu plynu: PV = k , kde P je tlak , V je objem a k je konstanta: tento vztah je známý jako Boyleův zákon . V té době byl vzduch považován za systém nehybných částic a nebyl interpretován jako systém pohybujících se molekul. Koncept tepelného pohybu přišel o dvě století později. Boyleova publikace z roku 1660 proto hovoří o mechanickém pojetí: vzduchové pružině. Později, po vynálezu teploměru, bylo možné kvantifikovat teplotu vlastnosti. Tento nástroj poskytl Gay-Lussacovi příležitost odvodit jeho zákon , který krátce nato vedl k zákonu o ideálním plynu . Ale již před zavedením zákona o ideálním plynu postavil spolupracovník Boyleova jménem Denis Papin v roce 1679 kostní vyhnívač, což je uzavřená nádoba s těsně přiléhajícím víkem, které omezuje páru, dokud se nevytvoří vysoký tlak.

Pozdější konstrukce implementovaly ventil pro uvolnění páry, aby stroj nevybuchl. Papin sledováním rytmického pohybu ventilu nahoru a dolů pojal myšlenku pístového a válcového motoru. Svým návrhem však nedodržel. Nicméně, v roce 1697, na základě Papinových návrhů, inženýr Thomas Savery postavil první motor. Ačkoli tyto rané motory byly hrubé a neefektivní, přitahovaly pozornost předních vědců té doby. Proto před rokem 1698 a vynálezem Savery Engine byli koně využíváni k pohonu kladek připevněných ke kbelíkům, které zvedaly vodu ze zatopených solných dolů v Anglii. V následujících letech bylo postaveno více variací parních strojů, například Newcomen Engine a později Watt Engine . Časem budou tyto rané motory nakonec použity místo koní. Každý motor tedy začal být spojován s určitým množstvím „koňské síly“ v závislosti na tom, kolik koní nahradil. Hlavním problémem těchto prvních motorů bylo, že byly pomalé a nemotorné a přeměňovaly méně než 2% vstupního paliva na užitečnou práci. Jinými slovy, velké množství uhlí (nebo dřeva) muselo být spáleno, aby se získal jen malý zlomek pracovního výkonu. Proto se zrodila potřeba nové vědy o dynamice motorů .

Vývoj 18. století

Alessandro Volta
(1745–1827)

Během 18. století byla mechanika založená Newtonem vyvinuta několika vědci, protože více matematiků se naučilo kalkulu a rozpracovalo jeho původní formulaci. Aplikace matematické analýzy na problémy pohybu byla známá jako racionální mechanika nebo smíšená matematika (a později byla nazvána klasická mechanika ).

Mechanika

Daniel Bernoulli
(1700–1782)

V roce 1714 Brook Taylor odvodil základní frekvenci nataženého vibrujícího řetězce z hlediska jeho napětí a hmotnosti na jednotku délky řešením diferenciální rovnice . Švýcarský matematik Daniel Bernoulli (1700–1782) provedl důležité matematické studie chování plynů, přičemž předjímal kinetickou teorii plynů vyvinutou o více než století později, a byl označován za prvního matematického fyzika. V roce 1733 Daniel Bernoulli odvodil základní frekvenci a harmonické závěsného řetězce řešením diferenciální rovnice. V roce 1734 vyřešil Bernoulli diferenciální rovnici pro vibrace pružné tyče upnuté na jednom konci. Bernoulliho léčba dynamiky tekutin a jeho zkoumání proudění tekutiny byla představena v jeho práci z roku 1738 Hydrodynamica .

Racionální mechanika se zabývala především vývojem propracovaných matematických zpracování pozorovaných pohybů, přičemž jako základ použila newtonovské principy, a zdůraznila zlepšení sledovatelnosti komplexních výpočtů a rozvoj legitimních prostředků analytické aproximace. Reprezentativní současnou učebnici vydal Johann Baptiste Horvath . Do konce století byly analytické postupy dostatečně přísné, aby bylo možné ověřit stabilitu sluneční soustavy pouze na základě Newtonových zákonů bez odkazu na božský zásah - i když deterministické úpravy systémů tak jednoduchých, jako je problém tří těles v gravitaci, zůstaly neřešitelné. V roce 1705 Edmond Halley předpověděl periodicitu Halleyovy komety , William Herschel objevil Uran v roce 1781 a Henry Cavendish změřil gravitační konstantu a určil hmotnost Země v roce 1798. V roce 1783 John Michell navrhl, že některé objekty mohou být tak masivní, že nemohlo z nich uniknout ani světlo.

V roce 1739 vyřešil Leonhard Euler obyčejnou diferenciální rovnici pro vynucený harmonický oscilátor a všiml si rezonančního jevu. V roce 1742 objevil Colin Maclaurin své rovnoměrně rotující samosvorné sféroidy . V roce 1742 Benjamin Robins publikoval své nové zásady v Gunnery , zakládající vědu o aerodynamice. Britská práce, kterou provádějí matematici jako Taylor a Maclaurin, zaostávala za vývojem kontinentu v průběhu století. Mezitím práce vzkvétala ve vědeckých akademiích na kontinentu, vedených takovými matematiky jako Bernoulli, Euler, Lagrange, Laplace a Legendre . V roce 1743 vydal Jean le Rond d'Alembert svůj Traite de Dynamique , ve kterém představil koncept generalizovaných sil pro zrychlování systémů a systémů s omezeními a aplikoval novou myšlenku virtuální práce na řešení dynamického problému, nyní známého jako D ' Alembertův princip jako soupeř Newtonova druhého pohybového zákona. V roce 1747 Pierre Louis Maupertuis aplikoval minimální principy na mechaniku. V roce 1759 Euler vyřešil parciální diferenciální rovnici pro vibrace obdélníkového bubnu. V roce 1764 Euler zkoumal parciální diferenciální rovnici pro vibrace kruhového bubnu a našel jedno z řešení Besselovy funkce. V roce 1776 John Smeaton publikoval článek o experimentech týkajících se síly, práce , hybnosti a kinetické energie a podpory zachování energie . V roce 1788 Joseph Louis Lagrange představil Lagrangeovy pohybové rovnice v Mécanique Analytique , ve kterém byla celá mechanika organizována kolem principu virtuální práce. V roce 1789 Antoine Lavoisier uvádí zákon zachování hmoty . Racionální mechanika vyvinutá v 18. století získala skvělou expozici jak v Lagrangeově díle z roku 1788, tak v Nebeské mechanice (1799–1825) Pierra-Simona Laplacee .

Termodynamika

V průběhu 18. století byla termodynamika vyvinuta pomocí teorií beztížných tekutin“ bez tíže , jako je teplo („kalorické“), elektřina a flogiston (který byl v průběhu století rychle svržen jako koncept po Lavoisierově identifikaci plynného kyslíku ) . Za předpokladu, že se jedná o skutečné kapaliny, lze jejich tok vysledovat pomocí mechanického zařízení nebo chemických reakcí. Tato tradice experimentování vedla k vývoji nových druhů experimentálních aparátů, jako je Leyden Jar ; a nové druhy měřicích přístrojů, jako je kalorimetr , a vylepšené verze starých, jako je teploměr . Experimenty také přinesly nové koncepty, jako je koncept experimentátora University of Glasgow Josepha Blacka o latentním teple a Philadelphia intelektuál Benjamin Franklin charakterizuje elektrickou tekutinu tekoucí mezi místy přebytku a deficitu (koncept později reinterpretovaný z hlediska pozitivních a záporné poplatky ). Franklin také ukázal, že blesk je elektřina v roce 1752.

Přijatá teorie tepla v 18. století na ni pohlížela jako na druh tekutiny, kterému se říká kalorický ; i když se později ukázalo, že tato teorie byla mylná, řada vědců, kteří se jí drželi, přesto učinila důležité objevy užitečné při vývoji moderní teorie, včetně Josepha Blacka (1728–99) a Henryho Cavendishe (1731–1810). Proti této kalorické teorii, kterou vyvinuli hlavně chemici, stála méně uznávaná teorie pocházející z Newtonovy doby, že teplo je způsobeno pohyby částic látky. Tato mechanická teorie získala podporu v roce 1798 z experimentů vyvrtávání děla hraběte Rumforda ( Benjamin Thompson ), který našel přímý vztah mezi teplem a mechanickou energií.

Přestože se již na počátku 18. století uznávalo, že nalezení absolutních teorií elektrostatické a magnetické síly podobné Newtonovým principům pohybu by bylo důležitým úspěchem, žádná z nich nepřicházela. Tato nemožnost jen pomalu mizela, protože experimentální praxe se v prvních letech 19. století rozšířila a zdokonalila na místech, jako je nově zřízená královská instituce v Londýně. Mezitím se analytické metody racionální mechaniky začaly aplikovat na experimentální jevy, nejvlivněji s analytickým zpracováním toku tepla francouzského matematika Josepha Fouriera , jak bylo publikováno v roce 1822. Joseph Priestley navrhl v roce 1767 elektrický inverzní čtvercový zákon a Charles-Augustin de Coulomb zavedli v roce 1798 inverzní čtvercový zákon elektrostatiky .

Na konci století dosáhli členové Francouzské akademie věd v této oblasti jasné dominance. Současně přetrvávala experimentální tradice zavedená Galileem a jeho následovníky. Royal Society a francouzská akademie věd byly hlavní centra pro provádění a podávání zpráv o experimentální práci. Experimenty v mechanice, optice, magnetismu , statické elektřině , chemii a fyziologii nebyly v průběhu 18. století navzájem jasně odlišeny, ale objevovaly se významné rozdíly ve vysvětlujících schématech, a tedy i v designu experimentů. Chemičtí experimentátoři například vzdorovali pokusům prosadit schéma abstraktních newtonovských sil na chemické asociace a místo toho se zaměřili na izolaci a klasifikaci chemických látek a reakcí.

19. století

Mechanika

V roce 1821 William Hamilton zahájil analýzu Hamiltonovy charakteristické funkce. V roce 1835 uvedl Hamiltonovy kanonické pohybové rovnice .

V roce 1813 Peter Ewart podpořil myšlenku zachování energie ve svém příspěvku O míře pohyblivé síly . V roce 1829 zavedl Gaspard Coriolis termíny práce (síla krát vzdálenost) a kinetickou energii s významy, které mají dnes. V roce 1841, Julius Robert von Mayer , An amatérský vědec, napsal pojednání o zachování energie, i když jeho nedostatek akademické vzdělání vedl k jeho zamítnutí. V roce 1847 formuloval Hermann von Helmholtz zákon o zachování energie.

Elektromagnetismus

Michael Faraday
(1791–1867)

V roce 1800 vynalezl Alessandro Volta elektrickou baterii (známou jako voltaická hromada ) a zlepšil tak způsob, jakým lze studovat také elektrické proudy. O rok později Thomas Young demonstroval vlnovou povahu světla-která získala silnou experimentální podporu od práce Augustina-Jeana Fresnela- a princip interference. V roce 1820 Hans Christian Ørsted zjistil, že proudový vodič vede k magnetické síle, která jej obklopuje, a do týdne poté, co se Ørstedův objev dostal do Francie, André-Marie Ampère zjistil, že dva paralelní elektrické proudy budou na sebe navzájem působit. V roce 1821 postavil Michael Faraday motor na elektrický pohon, zatímco Georg Ohm v roce 1826 uvedl svůj zákon elektrického odporu, vyjadřující vztah mezi napětím, proudem a odporem v elektrickém obvodu.

V 1831, Faraday (a nezávisle Joseph Henry ) objevil opačný efekt, výroba elektrického potenciálu nebo proudu magnetismem - známý jako elektromagnetická indukce ; tyto dva objevy jsou základem elektrického motoru, respektive elektrického generátoru.

Termodynamické zákony

V 19. století spojení tepla a mechanické energie kvantitativně navázali Julius Robert von Mayer a James Prescott Joule , kteří ve 40. letech 19. století změřili mechanický ekvivalent tepla. V roce 1849 Joule publikoval výsledky ze své série experimentů (včetně experimentu s pádlem), které ukazují, že teplo je forma energie, což byla skutečnost, která byla přijata v padesátých letech 19. století. Vztah tepla a energie byl důležitý pro vývoj parních strojů a v roce 1824 byla publikována experimentální a teoretická práce Sadi Carnota . Carnot zachytil některé myšlenky termodynamiky v diskusi o účinnosti idealizovaného motoru. Práce Sadiho Carnota poskytla základ pro formulaci prvního termodynamického zákona - přepracování zákona o zachování energie - který uvedl kolem roku 1850 William Thomson , později známý jako Lord Kelvin, a Rudolf Clausius . Lord Kelvin, který v roce 1848 rozšířil koncept absolutní nuly z plynů na všechny látky, vycházel z inženýrské teorie Lazare Carnota , Sadi Carnota a Émile Clapeyrona - stejně jako z experimentování Jamese Prescotta Jouleho o zaměnitelnosti mechaniky, chemické, tepelné a elektrické formy práce - formulovat první zákon.

Kelvin a Clausius také uvedli druhý termodynamický zákon , který byl původně formulován s ohledem na skutečnost, že teplo samovolně neproudí z chladnějšího tělesa do teplejšího. Rychle následovaly další formulace (například druhý zákon byl vysvětlen ve Thomsonově a Peter Guthrie Taitově vlivném díle Pojednání o přírodní filozofii ) a zejména Kelvin porozuměl některým obecným implikacím zákona. Druhým zákonem byla myšlenka, že plyny sestávající z molekul v pohybu byly podrobně probrány Danielem Bernoullim v roce 1738, ale upadly v nemilost a Clausius ho oživil v roce 1857. V roce 1850 Hippolyte Fizeau a Léon Foucault změřili rychlost světla ve vodě a zjistíte, že je pomalejší než ve vzduchu, na podporu vlnového modelu světla. V roce 1852 Joule a Thomson prokázali, že rychle se rozpínající plyn ochlazuje, později pojmenovaný Joule -Thomsonův efekt nebo Joule -Kelvinův efekt. Hermann von Helmholtz předkládá myšlenku tepelné smrti vesmíru v roce 1854, ve stejném roce, kdy Clausius stanovil důležitost dQ/T ( Clausiova věta ) (ačkoli dosud nepojmenoval množství).

Statistická mechanika (zásadně nový přístup k vědě)

James Clerk Maxwell
(1831-1879)

V roce 1859 objevil James Clerk Maxwell distribuční zákon molekulárních rychlostí . Maxwell ukázal, že elektrická a magnetická pole se šíří směrem ven ze svého zdroje rychlostí stejnou jako světlo a že světlo je jedním z několika druhů elektromagnetického záření, které se liší pouze frekvencí a vlnovou délkou od ostatních. V roce 1859 vypracoval Maxwell matematiku distribuce rychlostí molekul plynu. Vlnová teorie světla byla široce přijímána v době Maxwellovy práce na elektromagnetickém poli a poté studium světla a elektřiny a magnetismu spolu úzce souviselo. V roce 1864 vydal James Maxwell své práce o dynamické teorii elektromagnetického pole a v publikaci Maxwellova pojednání o elektřině a magnetismu z roku 1873 uvedl, že světlo je elektromagnetický jev . Tato práce vycházela z teoretické práce německých teoretiků, jako byli Carl Friedrich Gauss a Wilhelm Weber . Zapouzdření tepla v pohybu částic a přidání elektromagnetických sil do newtonovské dynamiky vytvořilo nesmírně robustní teoretický základ pro fyzikální pozorování.

Předpověď, že světlo představuje přenos energie ve vlnové formě prostřednictvím „ světelného éteru “, a zdánlivé potvrzení této predikce pomocí detekce elektromagnetického záření studenta Helmholtze Heinricha Hertze z roku 1888 byla pro fyzikální teorii velkým triumfem a přinesla možnost že brzy mohou být vyvinuty ještě fundamentálnější teorie založené na oboru. Experimentální potvrzení Maxwellovy teorie poskytl Hertz, který v roce 1886 generoval a detekoval elektrické vlny a ověřoval jejich vlastnosti, a zároveň předznamenával jejich aplikaci v rozhlase, televizi a dalších zařízeních. V roce 1887 objevil Heinrich Hertz fotoelektrický efekt . Výzkum elektromagnetických vln začal brzy poté, mnoho vědců a vynálezců provádělo experimenty na jejich vlastnostech. V polovině 90. let 19. století vyvinul Guglielmo Marconi bezdrátový telegrafní systém založený na rádiových vlnách (viz vynález rádia ).

Atomová teorie hmoty byla znovu navržena na počátku 19. století chemikem Johnem Daltonem a stala se jednou z hypotéz kineticko-molekulární teorie plynů, kterou vyvinuli Clausius a James Clerk Maxwellovi k vysvětlení zákonů termodynamiky.

Ludwig Boltzmann
(1844-1906)

Kinetická teorie zase vedlo k revoluční přístup k vědě, že statistická mechanika z Ludwig Boltzmann (1844-1906) a Josiah Willard Gibbs (1839-1903), která studuje statistiky microstates systému a statistiku používá k určení stavu fyzického systému. V souvislosti se statistickou pravděpodobností určitých stavů organizace těchto částic s energií těchto stavů Clausius reinterpretoval rozptyl energie jako statistickou tendenci molekulárních konfigurací přecházet směrem ke stále pravděpodobnějším, stále více dezorganizovaným stavům (razení termínu „ entropie “ na popsat dezorganizaci státu). Statistické versus absolutní interpretace druhého termodynamického zákona vyvolaly spor, který by trval několik desetiletí (produkoval argumenty jako „ Maxwellův démon “) a který by nebyl považován za definitivně vyřešený, dokud nebude chování atomů pevně stanoveno na počátku 20. století. V roce 1902 James Jeans našel stupnici délky potřebnou pro růst gravitačních poruch ve statickém téměř homogenním médiu.

Další vývoj

V roce 1822 objevil botanik Robert Brown Brownův pohyb : pylová zrna ve vodě procházející pohybem vyplývajícím z jejich bombardování rychle se pohybujícími atomy nebo molekulami v kapalině.

V roce 1834 objevil Carl Jacobi své rovnoměrně se otáčející gravitační elipsoidy ( elipsoid Jacobi ).

V roce 1834 John Russell pozoroval nerozpadající se osamělou vodní vlnu ( soliton ) v Union Canal poblíž Edinburghu a pomocí vodní nádrže studoval závislost rychlostí solitárních vodních vln na amplitudě a hloubce vody. V roce 1835 Gaspard Coriolis teoreticky zkoumal mechanickou účinnost vodních kol a odvodil Coriolisův efekt . V roce 1842 navrhl Christian Doppler Dopplerův efekt .

V roce 1851 ukázal Léon Foucault rotaci Země obrovským kyvadlem ( Foucaultovo kyvadlo ).

V první polovině století došlo v mechanice kontinua k důležitým pokrokům , konkrétně k formulaci zákonů pružnosti pro pevné látky a objevení Navier -Stokesových rovnic pro tekutiny.

20. století: zrod moderní fyziky

Na konci 19. století se fyzika vyvinula do bodu, kdy se klasická mechanika dokázala vypořádat s velmi složitými problémy zahrnujícími makroskopické situace; termodynamika a kinetická teorie byly dobře zavedené; geometrickou a fyzickou optiku lze chápat z hlediska elektromagnetických vln; a zákony zachování energie a hybnosti (a hmotnosti) byly široce přijímány. Tyto a další události byly tak hluboké, že bylo všeobecně přijímáno, že byly objeveny všechny důležité fyzikální zákony a že od nynějška se výzkum bude zabývat vyjasněním drobných problémů a zejména vylepšením metody a měření. Kolem roku 1900 však vyvstaly vážné pochybnosti o úplnosti klasických teorií - triumf Maxwellových teorií byl například narušen nedostatečnostmi, které se již začaly objevovat - a jejich neschopností vysvětlit určité fyzikální jevy, jako je distribuce energie v záření černého tělesa a fotoelektrický efekt , zatímco některé teoretické formulace vedly k paradoxům, když byly tlačeny na hranici možností. Prominentní fyzici jako Hendrik Lorentz , Emil Cohn , Ernst Wiechert a Wilhelm Wien věřili, že nějaká modifikace Maxwellových rovnic by mohla poskytnout základ pro všechny fyzikální zákony. Tyto nedostatky klasické fyziky neměly být nikdy vyřešeny a byly vyžadovány nové nápady. Na počátku 20. století otřásla světem fyziky velká revoluce, která vedla k nové éře, obecně označované jako moderní fyzika .

Radiační experimenty

JJ Thomson (1856–1940) objevil elektron a izotopii a vynalezl také hmotnostní spektrometr . V roce 1906 mu byla udělena Nobelova cena za fyziku .

V 19. století začali experimentátoři detekovat neočekávané formy záření: Wilhelm Röntgen způsobil senzaci svým objevem rentgenových paprsků v roce 1895; v roce 1896 Henri Becquerel zjistil, že určité druhy hmoty vyzařují záření samy. V roce 1897 objevil JJ Thomson elektron a nové radioaktivní prvky, které našli Marie a Pierre Curieovi, vyvolaly otázky ohledně údajně nezničitelného atomu a povahy hmoty. Marie a Pierre vytvořili termín „ radioaktivita “ k popisu této vlastnosti hmoty a izolovali radioaktivní prvky radium a polonium . Ernest Rutherford a Frederick Soddy identifikovali dvě Becquerelovy formy záření s elektrony a elementem helium . Rutherford identifikoval a pojmenoval dva typy radioaktivity a v roce 1911 interpretoval experimentální důkazy jako důkaz, že atom se skládá z hustého, pozitivně nabitého jádra obklopeného negativně nabitými elektrony. Klasická teorie však předpovídala, že tato struktura by měla být nestabilní. Klasická teorie také nedokázala úspěšně vysvětlit další dva experimentální výsledky, které se objevily na konci 19. století. Jedním z nich byla demonstrace Alberta A. Michelsona a Edwarda W. Morleye - známá jako experiment Michelson - Morley - která ukázala, že se nezdá být preferovaný referenční rámec, v klidu s ohledem na hypotetický světelný ether , protože popisující elektromagnetické jevy. Studie záření a radioaktivního rozpadu pokračoval být vynikající zaměření na fyzikální a chemické výzkumu přes 1930, když objev jaderného štěpení by Lise Meitner a Otto Frisch otevřela cestu k praktickému využití toho, co přišlo být nazýván „atomové“ energetické .

Albert Einsteinova teorie relativity

Albert Einstein (1879–1955), zde vyfotografován kolem roku 1905

V roce 1905 šestadvacetiletý německý fyzik jménem Albert Einstein (tehdejší patentový úředník v Bernu ve Švýcarsku) ukázal, jak jsou měření času a prostoru ovlivněna pohybem mezi pozorovatelem a tím, co je pozorováno. Einsteinova radikální teorie relativity způsobila revoluci ve vědě. Ačkoli Einstein přispěl do vědy mnoha dalšími důležitými příspěvky, samotná teorie relativity představuje jeden z největších intelektuálních úspěchů všech dob. Ačkoli koncept relativity nebyl zaveden Einsteinem, jeho hlavním přínosem bylo uznání, že rychlost světla ve vakuu je konstantní, tj. Stejná pro všechny pozorovatele, a absolutní fyzická hranice pohybu. To neovlivní každodenní život člověka, protože většina předmětů cestuje mnohem pomaleji než rychlostí světla. U objektů pohybujících se rychlostí světla však teorie relativity ukazuje, že hodiny spojené s těmito objekty poběží pomaleji a že objekty se zkracují na délku podle měření pozorovatele na Zemi. Einstein také odvodil slavnou rovnici E = mc 2 , která vyjadřuje ekvivalenci hmotnosti a energie .

Speciální relativita

Einstein navrženo, že gravitace je výsledkem hmotnosti (nebo jejich ekvivalent energie ) zakřivení ( „ohýbání“), na časoprostor , ve kterém existují, změny cesty, jimiž se řídí v něm.

Einstein tvrdil, že rychlost světla je ve všech inerciálních referenčních rámcích konstantní a že elektromagnetické zákony by měly zůstat v platnosti nezávisle na referenčním rámci - tvrzení, která činí éter „nadbytečným“ pro fyzikální teorii, a která tvrdí, že pozorování času a délky se mění relativně na to, jak se pozorovatel pohyboval s ohledem na měřený objekt (tomu se začalo říkat „ speciální teorie relativity “). Z toho také vyplývalo, že hmotnost a energie jsou zaměnitelné veličiny podle rovnice E = mc 2 . V jiném dokumentu publikovaném ve stejném roce Einstein tvrdil, že elektromagnetické záření je přenášeno v diskrétních množstvích („ kvantách “), podle konstanty, kterou teoretický fyzik Max Planck předpokládal v roce 1900, aby dospěl k přesné teorii distribuce záření černého tělesa. —Předpoklad, který vysvětlil podivné vlastnosti fotoelektrického jevu .

Speciální teorie relativity je formulací vztahu mezi fyzikálními pozorováními a pojmy prostor a čas. Teorie vzešla z rozporů mezi elektromagnetismem a newtonovskou mechanikou a měla velký dopad na obě tyto oblasti. Původním historickým problémem bylo, zda má smysl diskutovat o elektromagnetickém vlnovém „éteru“ a pohybu vůči němu a také o tom, zda je možné takový pohyb detekovat, jak se neúspěšně pokoušelo v experimentu Michelson – Morley. Einstein tyto otázky a etherový koncept zbořil ve své speciální teorii relativity. Jeho základní formulace však nezahrnuje podrobnou elektromagnetickou teorii. Vyplývá to z otázky: „Co je čas?“ Newton, v Principia (1686), dal jednoznačnou odpověď: „Absolutní, pravdivý a matematický čas sám o sobě a ze své přirozenosti plyne rovnoměrně bez vztahu k čemukoli vnějšímu a jiným jménem se nazývá trvání.“ Tato definice je základní pro všechny klasické fyziky.

Einstein měl génia, aby to zpochybnil, a zjistil, že to není úplné. Místo toho každý „pozorovatel“ nutně využívá svého vlastního časového měřítka a u dvou pozorovatelů v relativním pohybu se jejich časové měřítka budou lišit. To vyvolává související účinek na měření polohy. Prostor a čas se stávají propletenými pojmy, zásadně závislými na pozorovateli. Každý pozorovatel předsedá svému časoprostorovému rámci nebo souřadnicovému systému. Protože neexistuje žádný absolutní referenční rámec, všichni pozorovatelé daných událostí provádějí různá, ale stejně platná (a srovnatelná) měření. To, co zůstává absolutní, je uvedeno v postulátu relativity Einsteina: „Základní fyzikální zákony jsou stejné pro dva pozorovatele, kteří mají vůči sobě konstantní relativní rychlost.“

Speciální relativita měla na fyziku hluboký vliv: začala jako přehodnocení teorie elektromagnetismu a objevila nový symetrický zákon přírody, nyní nazývaný Poincaréova symetrie , který nahradil starou galilejskou symetrii .

Speciální relativita měla další dlouhodobý účinek na dynamiku . Ačkoli zpočátku byla připisována „sjednocení hmoty a energie“, ukázalo se, že relativistická dynamika vytvořila pevný rozdíl mezi klidovou hmotou , která je invariantní (na pozorovateli nezávislou) vlastností částice nebo systému částic, a energií a hybnost systému. Poslední dva jsou odděleně konzervovány ve všech situacích, ale nejsou invariantní vůči různým pozorovatelům. Termín hmota v částicové fyzice prošel sémantickou změnou a od konce 20. století téměř výhradně označuje zbytek (neboli invariantní ) hmotu .

Obecná relativita

V roce 1916 to Einstein dokázal ještě více zevšeobecnit, aby se vypořádal se všemi stavy pohybu včetně nerovnoměrného zrychlení, které se stalo obecnou teorií relativity. V této teorii Einstein také specifikoval nový koncept, zakřivení časoprostoru, který popisoval gravitační účinek v každém bodě prostoru. Zakřivení časoprostoru ve skutečnosti zcela nahradilo Newtonův univerzální gravitační zákon. Podle Einsteina je gravitační síla v normálním smyslu druh iluze způsobené geometrií prostoru. Přítomnost hmoty způsobuje zakřivení časoprostoru v blízkosti hmoty a toto zakřivení určuje časoprostorovou dráhu, kterou musí všechny volně se pohybující objekty řídit. Z této teorie bylo také předpovězeno, že světlo by mělo podléhat gravitaci - to vše bylo experimentálně ověřeno. Tento aspekt relativity vysvětlil jevy světla ohýbajícího se kolem Slunce, předpovídal černé díry a také vlastnosti kosmického mikrovlnného záření na pozadí -objev vykreslující základní anomálie v klasické hypotéze ustáleného stavu. Za práci na relativitě, fotoelektrickém jevu a záření černého tělesa získal Einstein v roce 1921 Nobelovu cenu.

Postupné přijímání Einsteinových teorií relativity a kvantované povahy přenosu světla a modelu atomu Nielse Bohra vytvořilo tolik problémů, kolik vyřešily, což vedlo k úsilí v plném rozsahu obnovit fyziku na nových základních principech. Když Einstein rozšířil relativitu na případy zrychlujících referenčních rámců („ obecná teorie relativity “) v roce 1910, předpokládal ekvivalenci mezi setrvačnou silou zrychlení a gravitační silou, což vedlo k závěru, že prostor je zakřivený a konečný, a predikce takových jevů, jako jsou gravitační čočky a zkreslení času v gravitačních polích.

Kvantová mechanika

Max Planck
(1858–1947)

Ačkoli relativita vyřešila konflikt elektromagnetických jevů demonstrovaný Michelsonem a Morleyem, druhým teoretickým problémem bylo vysvětlení distribuce elektromagnetického záření vyzařovaného černým tělesem ; experiment ukázal, že na kratších vlnových délkách, směrem k ultrafialovému konci spektra, se energie blížila nule, ale klasická teorie předpovídala, že by se měla stát nekonečnou. Tento do očí bijící nesoulad, známý jako ultrafialová katastrofa , byl vyřešen novou teorií kvantové mechaniky . Kvantová mechanika je teorie atomů a subatomárních systémů. Přibližně prvních 30 let 20. století představuje dobu koncepce a evoluce teorie. Základní myšlenky kvantové teorie představil v roce 1900 Max Planck (1858–1947), kterému byla v roce 1918 udělena Nobelova cena za fyziku za objev kvantifikované podstaty energie. Kvantová teorie (která se dříve spoléhala na „korespondenci“ ve velkých měřítcích mezi kvantovaným světem atomu a kontinuitami „ klasického “ světa) byla přijata, když Comptonův efekt zjistil, že světlo nese hybnost a může rozptýlit částice, a když Louis de Broglie tvrdil, že na hmotu lze pohlížet jako na vlnu podobně, jako se elektromagnetické vlny chovají jako částice ( dualita vlna – částice ).

Werner Heisenberg
(1901-1976)

V roce 1905 použil Einstein kvantovou teorii k vysvětlení fotoelektrického jevu a v roce 1913 dánský fyzik Niels Bohr použil stejnou konstantu k vysvětlení stability Rutherfordova atomu i frekvencí světla emitovaného plynným vodíkem. Kvantovaná teorie atomu ustoupila ve 20. letech 20. století plnohodnotné kvantové mechanice. Nové principy „kvantová“ spíše než „klasické“ mechaniky, formulované v matriční formě by Werner Heisenberg , Max Born a Pascual Jordán v roce 1925, byly založeny na pravděpodobnostním vztahu mezi diskrétní „států“ a popřel možnost kauzality . Kvantová mechanika byla rozsáhle vyvinuta Heisenbergem, Wolfgangem Pauliem , Paulem Diracem a Erwinem Schrödingerem , kteří v roce 1926 založili ekvivalentní teorii založenou na vlnách; ale Heisenbergův „ princip nejistoty “ z roku 1927 (což naznačuje nemožnost přesně a současně měřit polohu a hybnost ) a „ kodaňská interpretace “ kvantové mechaniky (pojmenované podle Bohrova domovského města) nadále popíraly možnost zásadní kauzality, ačkoli odpůrci jako Einstein by metaforicky tvrdil, že „Bůh nehraje s vesmírem kostky“. Nová kvantová mechanika se stala nepostradatelným nástrojem při zkoumání a vysvětlování jevů na atomové úrovni. Také ve 20. letech 20. století práce indického vědce Satyendry Nath Bose na fotonech a kvantové mechanice poskytla základ pro statistiku Bose – Einsteina , teorii kondenzátu Bose – Einstein .

Tyto spin-statistiky teorém zjištěno, že jakýkoliv částice v kvantové mechaniky může být buď boson (statisticky Bose-Einstein) nebo fermion (statisticky Fermiho-Diracova ). Později se zjistilo, že všechny základní bosony přenášejí síly, například foton, který přenáší elektromagnetismus.

Fermiony jsou částice „jako elektrony a nukleony“ a jsou obvyklými složkami hmoty . Statistiky Fermi -Diracovy později našly řadu dalších využití, od astrofyziky (viz degenerovaná hmota ) až po polovodičový design.

Současná a částicová fyzika

Teorie kvantového pole

Feynman diagram představující (zleva doprava) výroba fotonu (modrá sinusového ) od zničení elektronu a její komplementární antiparticle , na pozitron . Z fotonu se stane pár kvark - antikvark a uvolní se gluon (zelená spirála).
Odznak Richarda Feynmana Los Alamos

Jak filozoficky naklonění pokračovali v debatách o základní povaze vesmíru, kvantové teorie se i nadále vytvářely, počínaje formulací relativistické kvantové teorie Paulem Diracem v roce 1928. Pokusy o úplnou kvantizaci elektromagnetické teorie však byly v průběhu třicátých let minulého století zmařeny teoretické formulace poskytující nekonečné energie. Tato situace nebyla považována za dostatečně vyřešenou, dokud neskončila druhá světová válka , kdy Julian Schwinger , Richard Feynman a Sin-Itiro Tomonaga nezávisle navrhli techniku renormalizace , která umožnila vytvoření robustní kvantové elektrodynamiky (QED).

Mezitím se nové teorie základních částic množily se vzestupem myšlenky kvantování polí prostřednictvím „ výměnných sil “ regulovaných výměnou „virtuálních“ částic s krátkou životností , kterým bylo dovoleno existovat podle zákonů, kterými se řídí nejistota spojená v kvantovém světě. Je pozoruhodné, že Hideki Yukawa navrženo, že kladné náboje z jádra byly drženy pohromadě zásluhou výkonný, ale síly krátkého dosahu zprostředkované částici s hmotností mezi že na elektronu a protonu . Tato částice, „ pion “, byla identifikována v roce 1947 jako součást toho, co se stalo hromadou částic objevených po druhé světové válce. Zpočátku byly takové částice nalezeny jako ionizující záření zanechané kosmickými paprsky , ale stále více se začaly vyrábět v novějších a výkonnějších urychlovačích částic .

Mimo fyziku částic, významné pokroky doby byly:

Sjednocené polní teorie

Einstein usoudil, že všechny základní interakce v přírodě lze vysvětlit jedinou teorií. Sjednocené polní teorie představovaly četné pokusy o „sloučení“ několika interakcí. Jednou z mnoha formulací takových teorií (stejně jako polních teorií obecně) je gauge theory , zobecnění myšlenky symetrie. Standardnímu modelu (viz níže) se nakonec podařilo sjednotit silné, slabé a elektromagnetické interakce. Všechny pokusy o sjednocení gravitace něčím jiným selhaly.

Standardní model

Chien-Shiung Wu pracovala na narušení parity v roce 1956 a v lednu 1957 oznámila své výsledky.

Když byla Chien-Shiung Wu ve svém experimentu narušena parita v slabých interakcích, byla poté vytvořena řada objevů. Interakce těchto částic rozptylem a rozpadem poskytla klíč k novým základním kvantovým teoriím. Murray Gell-Mann a Yuval Ne'eman vnesli do těchto nových částic určitý řád tím, že je klasifikovali podle určitých vlastností, počínaje tím, co Gell-Mann označoval jako „ Osminásobnou cestu “. Zatímco jeho další vývoj, model kvarku , zpočátku vypadal nedostatečný k popisu silných jaderných sil , což umožňovalo dočasný vzestup konkurenčních teorií, jako je S-Matrix , zavedení kvantové chromodynamiky v 70. letech 20. století dokončilo soubor základních a výměnných částic, který umožnil vytvoření „ standardního modelu “ založeného na matematice invariance měřidla , který úspěšně popsal všechny síly kromě gravitace , a který zůstává obecně přijímán v rámci své oblasti použití.

Standardní model, založený na Yang-Mills Theory, seskupuje teorii elektroslabých interakcí a kvantovou chromodynamiku do struktury označené měřicí skupinou SU (3) × SU (2) × U (1). Za formulaci sjednocení elektromagnetických a slabých interakcí ve standardním modelu stojí Abdus Salam , Steven Weinberg a následně Sheldon Glashow . Elektroslabá teorie byla později experimentálně potvrzena (pozorováním neutrálních slabých proudů ) a oceněna Nobelovou cenou za fyziku z roku 1979 .

Od 70. let 20. století poskytuje fyzika základních částic pohledy na ranou vesmírnou kosmologii , zejména teorii Velkého třesku navrhovanou jako důsledek Einsteinovy obecné teorie relativity . Počínaje devadesátými léty však astronomická pozorování přinesla také nové výzvy, například potřebu nových vysvětlení galaktické stability („ temná hmota “) a zjevné zrychlení expanze vesmíru („ temná energie “).

I když urychlovače potvrdily většinu aspektů standardního modelu detekcí očekávaných interakcí částic při různých kolizních energiích, dosud nebyla nalezena žádná teorie, která by sladila obecnou relativitu se standardním modelem, ačkoli mnoho teoretiků považovalo supersymetrii a teorii strun za slibnou cestu vpřed . Large Hadron Collider , nicméně, který začal fungovat v roce 2008, se nepodařilo najít sebemenší důkaz, který by podporoval ze supersymetrie a teorie strun.

Kosmologie

O kosmologii lze říci, že se stala vážnou výzkumnou otázkou s vydáním Einsteinovy ​​obecné teorie relativity v roce 1915, ačkoli se do vědeckého hlavního proudu dostala až v období známém jako „ zlatý věk obecné relativity “.

Asi o deset let později, uprostřed toho, čemu se říkalo „ Velká debata “, Hubble a Slipher objevili rozpínání vesmíru ve 20. letech 20. století měřením červených posunů Dopplerových spekter z galaktických mlhovin. Pomocí Einsteinovy ​​obecné relativity formulovali Lemaître a Gamow to, co by se stalo známým jako teorie velkého třesku . Soupeř, nazvaný teorie ustáleného stavu bylo vymyšleno Hoyle , zlato , Narlikar a Bondi .

Kosmické záření na pozadí bylo v 60. letech ověřeno Penziasem a Wilsonem a tento objev favorizoval velký třesk na úkor scénáře ustáleného stavu. Pozdější práce byly od Smoot et al. (1989), mimo jiné přispěvatelé, využívající data ze satelitů Cosmic Background explorer (CoBE) a satelitů Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), které tato pozorování zpřesnily. Osmdesátá léta (stejné desetiletí měření COBE) také viděla návrh teorie inflace od Alana Gutha .

V poslední době se problémy temné hmoty a temné energie dostaly na vrchol kosmologické agendy.

Higgsův boson

Jeden možný podpis Higgsova bosonu ze simulované kolize proton -proton. Téměř okamžitě se rozpadá na dva paprsky hadronů a dva elektrony , viditelné jako čáry.

4. července 2012 fyzici pracující v CERN's Large Hadron Collider oznámili, že objevili novou subatomární částici velmi podobající se Higgsovu bosonu , což je potenciální klíč k pochopení toho, proč mají elementární částice hmotnost a skutečně k rozmanitosti a životu v vesmír. Někteří fyzici tomu zatím říkají částice „Higgslike“. Joe Incandela , z University of California, Santa Barbara , řekl: „Je to něco, co se může v konečném důsledku je jedním z největších pozorování případných nových jevů v našem oboru za posledních 30 nebo 40 let, které jdou cestu zpět do například objev kvarků . “ Michael Turner , kosmolog z University of Chicago a předseda správní rady fyziky, řekl:

Toto je velký okamžik pro fyziku částic a křižovatku - bude to značka vysoké vody nebo to bude první z mnoha objevů, které nás nasměrují k vyřešení skutečně velkých otázek, které jsme si položili?

-  Michael Turner , University of Chicago

Peter Higgs byl jedním ze šesti fyziků pracujících ve třech nezávislých skupinách, kteří v roce 1964 vynalezli pojem Higgsova pole („kosmická melasa“). Ostatní byli Tom Kibble z Imperial College v Londýně ; Carl Hagen z University of Rochester ; Gerald Guralnik z Brown University ; a François Englert a Robert Brout , oba z Université libre de Bruxelles .

Ačkoli nebyly nikdy spatřeny, Higgsova pole hrají důležitou roli v teoriích vesmíru a v teorii strun. Za zvláštních podmínek, podle podivného účtování einsteinovské fyziky, se mohou naplnit energií, která působí antigravitační silou. Taková pole byla navržena jako zdroj obrovského výbuchu expanze, známého jako inflace, na počátku vesmíru a případně jako tajemství temné energie, která nyní vypadá, že urychluje expanzi vesmíru.

Fyzikální vědy

Se zvýšenou dostupností a zpracováním pokročilých analytických technik v 19. století byla fyzika těmito technikami definována stejně, ne -li více, než hledáním univerzálních principů pohybu a energie a základní povahy hmoty . Pole, jako je akustika , geofyzice , astrofyzice , aerodynamiky , fyziky plazmatu , nízkoteplotních fyziky a fyziky pevných látek spojeny optiky , dynamiky tekutin , elektromagnetismu a mechaniky jako oblasti fyzické výzkumu. Ve 20. století se fyzika také úzce spojila s takovými obory, jako je elektrické , letecké a materiálové inženýrství, a fyzici začali pracovat ve vládních a průmyslových laboratořích stejně jako v akademickém prostředí. Po druhé světové válce se počet fyziků dramaticky zvýšil a začal se soustředit na Spojené státy, zatímco v posledních desetiletích se fyzika stala mezinárodnějším zaměřením než kdykoli v předchozí historii.

Seminární fyzikální publikace

Viz také

Poznámky

Reference

Prameny

Další čtení

externí odkazy