Просмотр кода страницы История физики

[[Файл:Three famous physicists.png|340px|мини|right|[[Ньютон, Исаак|Ньютон]], [[Галилей, Галилео|Галилей]], [[Эйнштейн, Альберт|Эйнштейн]]]]
'''История физики''' исследует эволюцию [[Физика|физики]] — [[Наука|науки]], изучающей фундаментальные (наиболее общие) свойства и законы движения объектов материального мира. Предметом истории физики являются выявление и обобщённый анализ основных событий и тенденций в развитии физических знаний.

До XVII века [[механика]], физика, химия, науки о Земле, [[астрономия]] и даже [[физиология]] были частью «пакета знаний», называвшегося «[[натуральная философия]]» и соединявшего позитивные сведения о природных явлениях и гениальные догадки (понятия пространства, времени, движения, идея естественной закономерности, бесконечность мира, континуум пространства, дискретная структура вещества) с умозрительными фантазиями и ошибочными заключениями о причинах этих явлений<ref name="Zub1">''[[Зубов, Василий Павлович (учёный)|Зубов В. П.]]'' Физические идеи древности // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 11-80;</ref>. 

История физики как самостоятельной науки начинается в XVII веке с опытов [[Галилей, Галилео|Галилея]] и его учеников. Теоретический фундамент [[Классическая физика|классической физики]] создал [[Ньютон, Исаак|Ньютон]] в конце XVII века. Сочетание быстрого технологического развития и его теоретического осмысления в XVIII—XIX веках привело к выявлению коренных физических понятий ([[масса]], [[энергия]], [[импульс]], [[атом]]ы и т. д.) и открытию фундаментальных законов их взаимосвязи, хорошо проверенных в экспериментах<ref>{{книга |часть=Физика |заглавие=[[Физическая энциклопедия]] (в 5 томах)   |ответственный=Под редакцией акад. [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохорова]] |том=5 |год=1998 |место=М. |издательство=[[Большая Российская энциклопедия (издательство)|Советская Энциклопедия]] |isbn=5-85270-034-7 }}</ref>.

В начале XX века сразу в нескольких областях была обнаружена ограниченность сферы применения классической физики. Появились [[теория относительности]], [[квантовая физика]], [[Стандартная модель|теория микрочастиц]]. Но количество [[Нерешённые проблемы современной физики|нерешённых физических проблем]] по-прежнему велико, и это стимулирует деятельность физиков к дальнейшему развитию данной науки.
{{История науки}}

== Ранние физические воззрения ==
В Древнем мире происходило становление [[Астрономия|астрономии]], [[оптика|оптики]] и других наук, прогресс в которых не только стимулировал развитие [[математика|математики]], но и сам во многом от неё зависел. В то же время развивалась [[натурфилософия]], которая пыталась (в основном качественно) объяснять причины явлений. Если создать практически полезную модель явления природы не удавалось, её заменяли религиозные [[миф]]ы (например, «[[молния]] есть гнев [[бог]]ов», «[[затмение Солнца]] вызвано происками дракона»){{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 43}}.

Средств для проверки теоретических моделей и выяснения вопроса, какая из них верна, в древности было крайне мало, даже если речь шла о земных каждодневных явлениях. Единственные физические величины, которые умели тогда достаточно точно измерять, — [[вес]], [[длина]] и [[угол]]. Эталоном времени служили [[сутки]], которые в Древнем Египте делили не на 24 часа, а на 12 дневных и 12 ночных, так что было два разных часа, и в разные сезоны продолжительность часа была разной{{sfn |История астрономии|1989|с=34}}. Но даже когда установили привычные нам единицы времени, из-за отсутствия точных часов большинство физических экспериментов было бы невозможно провести. Поэтому естественно, что вместо научных школ возникали умозрительные или мистические учения.

=== Месопотамия и древний Египет ===
Несмотря на большое число дошедших до нас документов древнего Египта и Вавилона (III—I тысячелетия до н. э.), ни один из них не содержит каких-либо сведений по физике. Наиболее развитой теоретической наукой была, видимо, [[астрономия]], тогда ещё не отделившаяся от [[Астрология|астрологии]]. Для нужд астрономии в Вавилоне разработали методы довольно точного измерения времени и [[Угол|углов]]; точность вавилонских астрономических таблиц была намного выше, чем египетских{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=17—19|name=DOR17}}.

В области прикладной механики, судя по впечатляющим сооружениям, египтяне и вавилоняне далеко продвинулись — они умело использовали при строительстве [[Блок (механика)|блоки]], [[Наклонная плоскость|наклонные плоскости]], [[рычаг]]и, [[Клин (механика)|клинья]] и другие механизмы. Однако нет признаков того, что у них существовала какая-либо развитая физическая теория<ref name=DOR17/><ref name="Zub1"></ref>.

=== Древний Китай ===
[[Файл:CircleOfElements3Cycles.svg|мини|[[Пентаграмма]] ([[У-син]]) взаимосвязи стихий мироздания в китайской натурфилософии]]
Древнейшие дошедшие до нас публикации в области естественных наук появились в Китае и относятся к VII веку до н. э.; возможно, были и более ранние. Китай уже в древние времена достиг высокого уровня развития строительства и ремесла, и накопленный опыт был подвергнут научному анализу. Расцвет китайской физики относится примерно к V—II векам до н. э. Результаты размышлений древнекитайских учёных были включены в различные общефилософские сочинения, из которых выделяются труды [[Мо-цзы]] (IV век до н. э.) и его учеников («[[Моизм|моистов]]»)<ref>{{книга |автор=Needham J. |часть=Physics and physical technology |заглавие=Science and Civilization in China. With the research assistance by Wang Ling, v 1—7 |место=Cambridge |издательство=Univ. Press |год=1954—1963 |volume=4, pt 1 (1962 год) |pages= }}</ref><ref name="Zub1"></ref>.

В той части труда «Моистский канон», где затронуты физические вопросы, основное внимание уделяется механике. Там предпринята первая попытка сформулировать [[Инерция|закон инерции]]: «Прекращение движения происходит из-за противодействующей силы… Если не будет никакой противостоящей силы, то движение никогда не закончится». Далее упоминается некий «переход по мосту», что можно трактовать как утверждение о прямолинейности свободного движения. В других китайских сочинениях просматриваются (в чисто качественной формулировке) [[закон действия и противодействия]], [[Рычаг|закон рычага]], расширение тел при нагревании и сжатие при охлаждении{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=22—24|name=DOR22}}.

[[Файл:Model Si Nan of Han Dynasty.jpg|мини|280px|Реконструкция древнекитайского компаса времён [[Хань (династия)|династии Хань]]]]
Китайцы далеко продвинулись в открытии законов [[Геометрическая оптика|геометрической оптики]], в частности, им была известна [[камера-обскура]], причём принцип её работы был описан совершенно правильно (в трактате «Мо-цзин»). Примерно с VI века до н. э. китайцы начали использовать [[компас]] («указатель юга»), действие которого они объясняли воздействием звёзд и использовали также для гадания<ref group=C>Мнение о притяжении магнита к звёздам существовало даже в Средневековье; в «[[Божественная комедия|Божественной комедии]]» [[Данте Алигьери|Данте]] говорится:
: Раздался голос, взор мой вынуждая
: Оборотиться, как иглу звезда.
(Рай, XII, 29—30, перевод М. Лозинского).</ref>. Привычный нам компас со стрелкой появился впервые тоже в Китае в XI веке. Китайские учёные много занимались [[Теория музыки|теорией музыки]] (в том числе [[резонанс]]ом) и [[Акустика|акустикой]]<ref name=DOR22/>.

В целом древнекитайская физика имела прикладной характер. Отдельные попытки обобщения огромного накопленного эмпирического материала носили метафизический или даже религиозный характер; например, привлекались понятия [[Инь и ян|инь/ян]] и других природных стихий или [[Конфуцианство|конфуцианская]] мистика{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=28—29}}<ref name="Zub1"></ref>.

=== Древняя Индия ===
Индийские натурфилософы представляли мир состоящим из пяти основных [[Стихия (философия)|элементов]]: земля, огонь, воздух, вода и [[Эфир (физика)|эфир]]. Последний заполнял пространство, а также считался носителем звука. Остальные элементы часто связывали с разными органами чувств. Около VII века до н. э. индийские учёные, начиная с основателя школы «[[вайшешика]]» [[Канада (мыслитель)|Канады]], сформулировали и стали развивать концепцию [[атом]]ов. Приверженцы теории полагали, что атом состоит из элементов, в каждом атоме находится до 9 элементов и каждый элемент имеет до 24 свойств<ref>{{книга |автор=Bose D. M., Sen S. N., Subbarayappa D. V. (editors). |заглавие=A Concise History of Science In India |место=Hyderabad |издательство=Universities Press |год=2009 |allpages=980 |isbn= 978-81-7371-618-8 }}</ref>.

Физика и механика древней Индии имеют отчётливый [[Метафизика|метафизический]] и качественный характер. Особенно подробно рассматривался вопрос о движении. По учению вайшешики, каждое тело может принимать участие в данный момент только в одном движении, которое встречает сопротивление и само себя разрушает. Причиной движения могут быть напор (в средневековой Европе называвшийся «[[импетус]]»), волевое действие и упругость; никакое тело не может само себя привести в движение. Вечное движение невозможно{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=30—34}}.

=== Античная физика ===

==== Особенности античной физики ====
<gallery mode=packed>
Illustrerad Verldshistoria band I Ill 107.jpg|[[Фалес Милетский]]
Anaxagoras Lebiedzki Rahl.jpg|[[Анаксагор]]
Democritus in Thomas Stanley History of Philosophy.jpg|[[Демокрит]]
Archimede Luis Figuier.jpg|[[Архимед]]
Hero of Alexandria.png|[[Герон]]
</gallery>

Античная наука в Древней Греции опиралась на построенную греческими философами содержательную и целостную систему математических знаний — алгебраических и геометрических. [[Пифагорейцы]] провозгласили, что все природные явления (механика, астрономия, оптика, музыка и другие) подчиняются математическим законам. Такой подход позволил получить ряд ценных результатов, однако демонстративное дистанцирование многих античных учёных от опытной проверки своих теорий привело и к многочисленным заблуждениям{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=36—39|name=DOR36}}<ref name="Zub1"></ref>.

Важнейшими источниками по истории античной физики являются труды [[Платон]]а, [[Аристотель|Аристотеля]] (IV век до н. э.), [[Архимед]]а (III век до н. э.), [[Герон]]а и [[Тит Лукреций Кар|Лукреция Кара]] (I век до н. э.), а также уцелевшие в цитатах фрагменты текстов других мыслителей. В отличие от мыслителей Китая и Индии, древнегреческие натурфилософы разработали ряд внемифических систем физических взглядов широкого охвата, построенных на основе единых и явно сформулированных принципов. Большинство этих принципов — например, механика Аристотеля — оказались ошибочными. Исключение составили работы Архимеда и Герона, которые соединяли в себе физика-теоретика и умелого инженера, поэтому их открытия, с некоторым уточнением терминологии, остались и в современной науке. В целом греческая натурфилософия оказала огромное влияние на развитие науки и не имела конкурентов вплоть до XVII века. Значение античной физики в том, что она ясно поставила коренные проблемы структуры и движения материи, а также обсудила возможные пути решения этих проблем<ref name=DOR36/><ref name="Zub1"></ref>.

==== Первоэлементы и платонизм ====
[[Файл:Plato-raphael.jpg|200px|мини|left|[[Платон]]. Деталь «[[Афинская школа|Афинской школы]]» [[Рафаэль Санти|Рафаэля]]]]
Ранние античные физики выдвигали различные гипотезы о том, что следует считать основой Вселенной, первоэлементом, из которого строится всё многообразие наблюдаемых объектов. [[Фалес]] считал таковым воду, [[Анаксимен]] — воздух, [[Гераклит]] — огонь. [[Анаксимандр]] полагал, что все эти стихии вторичны и порождаются особой субстанцией, «[[апейрон]]ом». В системе [[Анаксагор]]а число элементов бесконечно<ref>{{книга |автор=Рожанский И. Д. |заглавие=Анаксагор. У истоков античной науки |место=М. |издательство=Наука |год=1972 }}</ref>. С появлением хорошо аргументированной пифагорейской доктрины с тезисом «Числа правят миром» её концепции включились в этот спор, математика рассматривалась как своего рода идеальный скелет мира и прямой путь к познанию законов Вселенной. Тем не менее качественные, метафизические модели мира в античной физике преобладали{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=40—41|name=DOR40}}.

[[Платон]], знаменитый философ IV века до н. э., коснулся физических проблем в своём диалоге «[[Тимей (Платон)|Тимей]]». Несмотря на откровенно мистический характер изложенных там идей, этот труд оставил заметный след в истории науки и философии. Платон постулировал существование, наряду с материальным, ещё и идеального мира «чистых идей», устроенного по законам красоты и математики; реальный же мир представляет собой его размытую копию<ref name=DOR49/>.

Платон признаёт четыре классические стихии: землю, воду, воздух и огонь, но наряду с ними — ещё и первичный элемент, порождающий прочие четыре, когда укладывается в фигуры [[Правильный многогранник|правильных многогранников]]. Платон даже нарисовал схему, какие многогранники соответствуют разным стихиям; например, куб соответствует земле, а пирамида — огню. С этих позиций Платон анализирует и объясняет различные физические процессы — горение, растворение, смену фаз воды, коррозию и т. д.{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=49—56|name=DOR49}}
{{clear}}

==== Атомизм ====
Появление [[Апории Зенона|апорий Зенона]] поставило труднейшую и до сих пор не решённую проблему: делимы ли материя, время и пространство бесконечно или для деления существуют какие-то пределы. Одним из вариантов ответа на этот вопрос стал [[атомизм]] ([[Демокрит]], V век до н. э.), согласно которому разные тела отличаются друг от друга не составом, а строением, то есть структурой соединения в них неделимых атомов (впрочем, допускалось наличие атомов разных типов и формы). Атомисты считали, что в природе нет ничего, кроме атомов и пустоты. Атомы обладают способностью достаточно прочно соединяться между собой, образуя вещество и другие наблюдаемые физические проявления (свет, тепло, запахи, магнетизм, электрические эффекты). [[Эпикур]] даже полагал, что [[свобода воли]] человека вызвана тем, что движение атомов подвержено случайным смещениям{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=42—49}}.

Атомисты провозгласили [[Закон сохранения массы|закон сохранения материи]], естественным путём вытекающий из неразрушимости атомов. Первую формулировку этого закона предложил [[Эмпедокл]] (предположительно [[пифагореец]]) в V веке до н. э.<ref>{{книга |автор=Лункевич В. В. |заглавие=От Гераклита до Дарвина |том=1 |страниц=960 |страницы=26 |место=М. |издательство=Учпедгиз РСФСР |год=1960 |isbn= }}</ref>:
{{начало цитаты}}Ничто не может произойти из ничего, и никак не может то, что есть, уничтожиться.{{конец цитаты}}
Позже аналогичный тезис высказывали Демокрит, Эпикур, [[Аристотель]] и другие натурфилософы.

==== Физика Аристотеля ====
{{main|Физика Аристотеля}} {{also|Теория импетуса}}
[[Файл:Aristotle. Line engraving by P. Fidanza after Raphael Sanzio Wellcome V0000205.jpg|200px|мини|right|[[Аристотель]].<br>Гравюра П. Фиданца]]
[[Аристотель]] (IV век до н. э.) осудил модели своих предшественников как догматические и не подтверждённые наблюдениями. Единственным источником сведений о природе он признал анализ реального опыта, а вводить в теорию заведомо ненаблюдаемые понятия (вроде атомов или корпускул) принципиально недопустимо. Сам Аристотель старался на место догм поставить логические рассуждения и ссылку на общеизвестные физические явления. Термин «[[Физика]]» возник как название одного из сочинений Аристотеля. Учёному одно время приписывался содержательный труд «Механические проблемы», но, скорее всего, у этой книги был более поздний автор из [[Александрия|Александрии]], по взглядам близкий к школе Аристотеля<ref name=DOR56/>.

Предметом физики, по мнению Аристотеля, является выяснение первопричин природных явлений:
{{начало цитаты}}Так как научное знание возникает при всех исследованиях, которые простираются на начала, причины или элементы путём их познания (ведь мы тогда уверены в познании всякой вещи, когда узнаём её первые причины, первые начала и разлагаем её впредь до элементов), то ясно, что и в науке о природе надо определить прежде всего то, что относится к началам.{{конец цитаты}}

Вопреки стремлению Аристотеля к опытному обоснованию физики, такой подход, из-за отсутствия экспериментальной физики и точных измерительных приборов, ещё долго (фактически до [[Ньютон, Исаак|Ньютона]]) отдавал приоритет метафизическим фантазиям. В частности, Аристотель и его последователи утверждали, что движение тела поддерживается приложенной к нему силой. Понятия скорости у Аристотеля, как и у других античных мыслителей, не было, так как для него требуется отношение пути ко времени, а греки признавали только отношения однородных величин (по той же причине отсутствовало понятие плотности)<ref name=DOR58/>.

Аристотель резко критиковал атомистов, заявив: если атомов бесконечно много и они движутся, то у них должно быть бесконечно много «движущих причин», но тогда мир обратился бы в хаос. Большинство движений, по Аристотелю, происходят потому, что тела стремятся занять свои естественные места — например, для тяжёлых тел такое место находится в центре Земли, отсюда возникает эффект падения. Тяжёлые предметы, по мнению Аристотеля, падают быстрее, чем лёгкие той же формы, и время падения обратно пропорционально весу тел. Аристотель рассматривал также и «искусственное движение» под влиянием приложенной силы, но считал, что с прекращением воздействия тело остановится. Очевидное противоречие с опытом — например, летящая стрела движется вовсе не по вертикали — Аристотель объяснял тем, что стрелу поддерживает возмущение воздуха, созданное при выстреле. Он отрицал возможность пустоты, так как в ней невозможно определить «естественное движение»{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=56—58|name=DOR56}}<ref name=DOR58/>.

Аристотель отверг и модель Платона. Он указал, что она не объясняет многие реальные явления, например, рост давления пара при закипании воды, а связь свойств стихий с многогранниками есть произвольный домысел. Взамен Аристотель предложил столь же надуманную «теорию качеств»<ref name=DOR56/>.

Всё же часть изложенных у Аристотеля физических знаний выдержала испытание временем и, с соответствующими уточнениями, укоренилась в науке. При описании принципа действия [[Весы|весов]] он дал (в несколько туманной формулировке) условие равновесия [[рычаг]]а{{sfn |Льоцци М.|1970|с=11}}. В [[Акустика|акустике]] он правильно описал, что источником звука от звучащего тела является сжатие и разрежение воздуха, а [[эхо]] вызвано отражением звука от препятствий{{sfn |Храмов Ю. А.|1983|с=352}}.

Система Аристотеля просуществовала почти два тысячелетия, за это время она подверглась многочисленным толкованиям и комментариям. Большой спор вызвал, например, вопрос о том, как меняется вес тела по мере его приближения к центру Земли — одни считали, что вес растёт, другие — что он падает до нуля<ref name=DOR58/>.

==== Александрийская школа ====
После IV века до н. э. идейные системы афинской научной школы, недостаточно связанные с опытом, обогащаются более практичным подходом [[Александрийская школа|александрийской школы]]. Александрийские греки разработали несколько количественных (изложенных математически) теорий и описали их практическое применение; среди учёных и изобретателей этого периода особенно прославились [[Архимед]], [[Ктесибий]] и [[Герон Александрийский]]{{sfn |Льоцци М.|1970|с=16—17}}.

Архимед ясно изложил [[Рычаг|теорию рычага]] и механического равновесия, сделав вывод: «величины уравновешиваются на длинах, обратно пропорциональных тяжестям». Он дал определение [[центр масс|центра тяжести]] и нашёл его положение для [[треугольник]]а и других фигур. Архимед подсчитал величину [[Выталкивающая сила|выталкивающей силы]] жидкости ([[закон Архимеда]])<ref>{{книга |автор=Архимед. |заглавие=Сочинения |ссылка=https://archive.org/details/libgen_00045522 |место=М. |издательство=Физматгиз |год=1962 |страницы=[https://archive.org/details/libgen_00045522/page/n272 273]—274 }}</ref>. В IV веке н. э. [[Синезий Киренский]], ученик [[Гипатия|Гипатии]], на основе открытий Архимеда изобрёл [[ареометр]] для определения [[Удельный вес|удельного веса]] жидкостей{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=58—82|name=DOR58}}.

[[Файл:Aeolipile illustration.png|200px|мини|слева|Паровая турбина Герона]]
Ещё [[Эмпедокл]] и [[Анаксагор]] экспериментально доказали [[упругость]] воздуха. Герон, обобщая накопленный опыт по [[Гидравлика|гидравлике]], опубликовал двухтомное учебное пособие «Пневматика». Сжимаемость газа, писал Герон, доказывает, что он состоит из частиц, разделённых пустотой. В «Пневматике» описано множество технических устройств, в том числе первая [[паровая турбина]] (''эолипил''). Большой вклад был внесен в теоретическую [[Акустика|акустику]] и [[Теория музыки|теорию музыки]]<ref name=DOR58/>.

Эллины успешно развивали [[геометрическая оптика|геометрическую оптику]]. [[Евклид]] в книгах «Оптика» и «Катоптрика»<ref group=C>Авторство Евклида в отношении «Катоптрики» не общепризнано.</ref> глубоко исследовал законы [[Перспектива (геометрия)|перспективы]] и [[Зеркало|теорию зеркал]]. Другой труд большого объёма по оптике написал Архимед, но он не сохранился. Известно, что Архимед измерил угловой диаметр Солнца и получил довольно точный результат: между 27' и 33' (угловых минут). У Герона встречается первый [[вариационный принцип]] «наименьшего пути» для [[Отражение (физика)|отражения света]]. [[Клавдий Птолемей]] в своём трактате «Оптика» подробно описал [[Астрономическая рефракция|астрономическую рефракцию]] и указал, что она поднимает видимые изображения светил. Тем не менее в оптике древних греков были и грубые ошибки. Например, [[Преломление|угол преломления]] считался пропорциональным углу падения (эту ошибку разделял даже [[Кеплер, Иоганн|Кеплер]]), изображение на сетчатке глаза ещё не было открыто, и поэтому зрение связывалось с особыми лучами, исходящими из глаз человека и животных. Гипотезы о природе света и цветности были многочисленны, но чисто умозрительны<ref>{{книга |автор=Вавилов С. И. |заглавие=Собрание сочинений |место=М. |издательство=Изд-во АН СССР |год=1952—1956 |том=III |страницы=238 }}</ref>{{sfn |Льоцци М.|1970|с=23}}.

==== Древний Рим ====
Римская империя поддерживала в первую очередь высокий уровень развития инженерного искусства (строительство, военная техника, водопроводы и др.). Из руководств по практической инженерии большой интерес представляют «''[[Десять книг об архитектуре]]''» [[Витрувий|Витрувия]] (I век до н. э.), содержащие ряд перспективных физических идей. Витрувий характеризует звук как волны в воздухе, пишет о [[Круговорот воды в природе|круговороте воды в природе]] (многие его современники верили в самозарождение воды в пещерах из воздуха), утверждает, что ветры образуются от «напряжения водяных паров»{{sfn |Розенбергер Ф.|1934|с=65}}.

Несколько римских мыслителей оставили сочинения по теоретико-физическим проблемам — частью под греческим влиянием, частью оригинальных. [[Тит Лукреций Кар]] (I век до н. э.), по своим взглядам [[эпикуреец]], написал поэму [[De rerum natura|«''О природе вещей''»]]. Поэма содержит попытки объяснения различных явлений (в том числе [[магнетизм|магнитного притяжения]]) с позиций [[атомизм]]а Демокрита. Другой римский сторонник атомизма, [[Луций Анней Сенека|Сенека]], в своём семитомном труде «''Исследования о природе''» даёт объяснения электричеству, небесным явлениям, кометам, свойствам воды, воздуха и света. Объяснения Сенеки по большей части «легкомысленны» — например, цвета предметов, по его мнению, возникают при смешении солнечного света с тёмными облаками. Ещё больше фантазий в книге [[Плиний Старший|Плиния Старшего]] «[[Естественная история (Плиний)|Естественная история]]» — например, что алмаз экранирует магнит, что звёзды могут спускаться на мачты кораблей, образуя «[[огни святого Эльма]]» и др. Полководец [[Секст Юлий Фронтин]] (I век н. э.), которого на склоне лет назначили смотрителем городского водопровода, оставил сочинение «''О римских водопроводах''»; в нём он впервые, за полтора тысячелетия до [[Торричелли, Эванджелиста|Торричелли]], отметил, что скорость вытекания воды из сосуда зависит не от ширины отверстия, но от уровня воды в сосуде{{sfn |Розенбергер Ф.|1934|с=64, 66—70}}.

=== Страны ислама ===
Золотой век науки в исламских странах длился примерно с IX по XIV век (до [[Монгольские завоевания|монгольского завоевания]]). В этот период главные труды греческих и индийских учёных были переведены на арабский, после чего арабские, персидские и тюркские мыслители развили и прокомментировали эти труды, а в ряде случаев предложили новые физические модели. Основное внимание исламские учёные уделяли оптике и [[техническая механика|технической механике]] (в [[теоретическая механика|теоретической механике]] существенного продвижения не было){{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=85—99|name=DOR85}}{{sfn |Льоцци М.|1970|с=26}}.

[[Абдуррахман аль-Хазини]] (XII век), автор трактата «Книга весов мудрости» (1121), продолжил исследования [[Архимед]]а по [[Весы|рычажным весам]] и [[Центр тяжести|центрам тяжести]]. В книге описаны многочисленные практические применения изложенных принципов, включая способы обнаружить ювелирные подделки, приводится таблица [[Удельный вес|удельных весов]] разных материалов. Аль-Хазини пошёл дальше Архимеда и распространил его закон на тела в воздухе: при откачке воздуха из резервуара находящиеся там тела становятся тяжелее. Дополнительную ценность книге аль-Хазини придают включённые в неё результаты [[Омар Хайям|Омара Хайяма]] и [[Аль-Бируни]], связанные с темой точного взвешивания и расчёта [[Удельный вес|удельного веса]]<ref name=DOR85/>.

[[Файл:Thesaurus opticus Titelblatt.jpg|260px|мини|Титульная страница латинского перевода «Книги оптики»]]
В оптике крупнейший после Птолемея вклад сделал [[Ибн аль-Хайсам]] (XI век, в Европе его называли «''Альхазен''»), автор монографии «Книга оптики». Альхазен отверг древнюю гипотезу о лучах зрения, исходящих из глаз, дал правильное описание строения глаза и свойств [[Бинокулярное зрение|бинокулярного зрения]]. Он, однако, полагал, что изображение внешних предметов формируется внутри [[хрусталик]]а<ref group=C>Вероятно, изображение на сетчатке Альхазен отверг, так как оно формируется перевёрнутым.</ref>. Альхазен высказал предположение о конечности скорости света и проводил опыты с [[Камера-обскура|камерой-обскурой]], опыты по преломлению света и эксперименты с различными видами зеркал. Он установил, что отражённый от криволинейного зеркала луч находится в плоскости, содержащей падающий луч и [[нормаль]] к поверхности. Взгляды Альхазена (без упоминания его имени) были детально изложены в книге [[Витело|Эразма Витело (Вителлия)]], которая появилась в 1271 году и заслужила большую популярность; эта книга издавалась на протяжении 300 лет и существенно содействовала развитию оптики в Европе{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=107—111|name=DOR111}}.

[[Аль-Джазари]] (1136—1206), один из крупнейших арабских изобретателей, в своем сочинении «Книга грёз» описал [[коленчатый вал]], клапанные насосы, водоподъёмные машины, [[водяные часы]], музыкальные автоматы и другое. Аль-Джазари принадлежат такие технологические новшества, как: [[ламинирование]] древесины, [[Кодовый замок|кодовые замки]], гибрид компаса с универсальными [[Солнечные часы|солнечными часами]] для любых широт и т. д.<ref>{{cite web |author=Salim Al-Hassani |url=https://en.wikipedia.org/wiki/Al-Jazari#Biography |title=Al-Jazari: The Mechanical Genius |publisher= |access-date=2015-08-22 |lang=en |description= |archive-date=2015-08-12 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150812145742/https://en.wikipedia.org/wiki/Al-Jazari#Biography |url-status=live }}</ref>

=== Средневековая Европа ===
В христианской Европе научные исследования фактически начались в XIV веке. До этого можно упомянуть только несколько достижений: изобретены [[очки]], правильно объяснено явление [[Радуга|радуги]], освоен [[компас]]<ref name=DOR111/>. Французский учёный [[Пьер де Марикур]] в 1269 году издал обширное исследование свойств магнитов, где указал, помимо прочего, что намагниченный предмет можно перемагнитить, и что источником магнетизма являются небесные «полюса мира»<ref>{{статья |автор=Райнов Т. И. |заглавие=У истоков экспериментального естествознания: Пьер де Марикур и западноевропейская наука XIII-XIV вв |издание=Вопросы истории естествознания и техники |год=1988 |номер=4 |страницы=105—116 }}</ref><ref name="Zub2">''[[Зубов, Василий Павлович (учёный)|Зубов В. П.]]'' Физические идеи средневековья // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 81-128;</ref>.

В XI—XIV веках появились латинские переводы арабских и уцелевших греческих текстов. Эти работы оказали значительное влияние на таких средневековых философов, как [[Фома Аквинский]]. Средневековые [[Схоластика|схоласты]] искали способ согласовать античную философию с христианской [[Теология|теологией]], провозглашая [[Аристотель|Аристотеля]] самым выдающимся мыслителем античности. [[Физика Аристотеля]], в тех случаях, когда она не противоречила учению церкви, стала основой физических объяснений.

[[Файл:Buridan-impetus.jpg|260px|мини|Так в Средневековье представляли себе траекторию пушечного ядра]]
В соответствии с учением Аристотеля, средневековые мыслители считали, что тела тяготеют к их естественному месту пребывания. Например, «тяжёлые» тела тяготеют вниз, «лёгкие» — вверх. Как указано выше, считалось, что для поддержания движения требуется некоторая сила, без силы движение прекращается. Эта модель подверглась аргументированной критике [[Иоанн Филопон|Иоанном Филопоном]] уже в VI веке н. э. Филопон выдвинул ряд вопросов, для которых механика Аристотеля не даёт правильного ответа, например: почему камень, брошенный рукой вертикально вверх, после отрыва от руки продолжает некоторое время двигаться вверх, хотя сила броска на него больше не действует? Если движение брошенного тела поддерживает, по мнению Аристотеля, возмущение воздуха, то что поддерживает движение колеса, приведенного толчком во вращение вокруг своей оси, ведь воздух тут явно ни при чём? Филопон также отверг мнение Аристотеля, что тяжёлые тела падают быстрее лёгких{{sfn |Льоцци М.|1970|с=25}}.

Для ответа на эти вопросы средневековые учёные (Филопон, позднее — [[Буридан]]) разработали [[Теория импетуса|теорию импетуса]] (встроенной силы движения). Это понятие было шагом в сторону концепции [[Инерция|инерции]], хотя всё же существенно отличалось от неё, так как предполагала, что на брошенные тела продолжает действовать некоторая «унаследованная» сила{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 64}}{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=74}}.

В XIV веке английская группа учёных (так называемые «[[оксфордские калькуляторы]]») провела новое исследование нерешённых проблем механики. Они также критиковали механику Аристотеля, уточнили определение скорости и ввели понятие [[Мгновенная скорость|мгновенной скорости]], детально изучили [[равноускоренное движение]]. Эти работы продолжил парижский натурфилософ [[Буридан]] и его ученики [[Орем, Николай|Никола Орем]] и [[Альберт Саксонский]] (автор понятия [[Угловая скорость|угловой скорости вращения]]). Школа Буридана не только подвергла разносторонней критике архаичные выводы Аристотеля, но и продвинулась к новой механике, близко подойдя к механическому принципу относительности. Буридан писал, что импетус, соединяясь с тяжестью, ускоряет падение тела; он также, в осторожных выражениях, допустил [[суточное вращение Земли]]{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=88, 103—104}}{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 79—81}}{{sfn |Льоцци М.|1970|с=28}}.

В конце XV века [[Леонардо да Винчи]] открыл фундаментальный [[закон трения]] и явление [[Капиллярность|капиллярности]]. Он также, после нескольких неудачных попыток создания [[Вечный двигатель|вечного двигателя]], одним из первым высказал мнение о неосуществимости такого механизма<ref name=DOR114/>. Немецкий философ [[Николай Кузанский]] высказал ряд мыслей, опередивших своё время; в частности, он провозгласил, что Вселенная бесконечна, всякое движение относительно, а земные и небесные тела созданы из одной и той же материи{{sfn |Храмов Ю. А.|1983|с=354}}<ref name="Zub2"></ref>.

== Зарождение физики ==

=== XVI век: технический прогресс и начало научной революции ===
{{Также|Научная революция}}
В XVI веке наблюдается быстрый технический прогресс во многих областях. Были изобретены [[печатный станок]], [[вязальная машина]] и многие другие сложные механизмы, появились развитые средства обработки материалов; потребности артиллерии, мореплавания и строительства стимулировали развитие физики. Долгое время проведению экспериментов мешал тот факт, что практически все они были связаны с измерением времени, однако водяные и солнечные часы не могли обеспечить приемлемую точность (например, Галилей для отсчёта времени использовал собственный пульс). В XVI—XVII веках начинают появляться новые, более совершенные измерительные инструменты: [[механические часы]] с [[маятник]]ом, [[термометр]], [[барометр]], точные [[Ручные пружинные весы|пружинные весы]] и другие. Эти изобретения значительно расширили возможности проверки физических гипотез{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=133—134}}. Не менее важной переменой становится растущее убеждение, что реальный опыт является верховным судьёй во всех естественно-научных спорах. Об этом настойчиво писали [[Николай Кузанский]], [[Леонардо да Винчи]], [[Фрэнсис Бэкон]], другие крупные учёные и философы{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 84—86}}{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=114—124, 130|name=DOR114}}. Ещё одним важным фактором стало практическое завершение освоения античного и исламского наследия — все основные уцелевшие книги были переведены на латинский и освоены европейскими учёными<ref name="Zub3">''[[Зубов, Василий Павлович (учёный)|Зубов В. П.]]'' Физические идеи Ренессанса // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 129-155;</ref>.

[[Файл:Krakow 3Maja Park Jordana popiersie Kopernik stan 2001r A-579.tif|thumb|left|Бюст Коперника в Кракове]]
Большие перемены произошли и в развитии теоретической науки. [[Научная революция]] началась с того, что [[Николай Коперник]] предложил [[Гелиоцентрическая система мира|гелиоцентрическую систему мира]] (1543) взамен общепринятой тогда [[Геоцентрическая система мира|геоцентрической]]. В своей книге «[[О вращении небесных сфер]]» Коперник высказал также ряд идей новой, неаристотелевой механики, включая [[принцип относительности]], догадку о [[Инерция|законе инерции]] и [[Закон всемирного тяготения|всемирном тяготении]]. Ещё более смелую систему мира предложил в 1580-е годы [[Джордано Бруно]], у которого не только Земля, но и Солнце — рядовое светило.

[[Симон Стевин]] в книгах «Десятая» (1585), «Начала статики» и других ввёл в обиход [[Десятичная дробь|десятичные дроби]], сформулировал (независимо от Галилея) закон давления на наклонную плоскость, правило [[Параллелограмм сил|параллелограмма сил]], продвинул гидростатику и навигацию. Любопытно, что формулу равновесия на наклонной плоскости он вывел из невозможности [[Вечный двигатель|вечного движения]] (которую считал аксиомой){{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=141—142}}.

=== Галилей: создание экспериментальной физики ===
[[Файл:Carlo marcelini, busto di galileo galilei, 1674-77.JPG|thumb|200px|Бюст Галилея работы Карло Марчелини. Музей Галилея, [[Флоренция]]]]
[[Галилео Галилей]] прославился как изобретатель [[телескоп]]а, с помощью которого совершил множество выдающихся астрономических открытий. Но не менее революционные преобразования принадлежат Галилею в механике. Почти все его труды касаются проблем механики, а последняя книга специально ей посвящена. Работы Галилея стали решающим этапом в замене аристотелевой механики новыми, реальными принципами.

Галилей сформулировал основы [[Теоретическая механика|теоретической механики]] — [[принцип относительности]], [[Инерция|закон инерции]], квадратично-ускоренный закон падения. Галилей доказал, что любое брошенное под углом к горизонту тело летит по [[парабола|параболе]] (если пренебречь сопротивлением воздуха). Он изобрёл первый [[термометр]] (ещё без шкалы) и один из первых [[микроскоп]]ов, открыл [[изохронность колебаний]] [[маятник]]а, оценил [[плотность воздуха]]. Одно из рассуждений Галилея представляет собой нечётко сформулированный [[принцип виртуальных перемещений]]. Большинство своих выводов Галилей делал на основании тщательно спланированных экспериментов. Опыты Галилея по изучению колебаний струны позволили [[Мерсенн, Марен|Мерсенну]] в 1588 году обогатить акустику, связав звучащий тон не только с длиной струны, как у пифагорейцев, а также с частотой её колебаний и натяжением; заодно Мерсенн получил первую оценку скорости звука в воздухе (в метрической системе — около 414 м/с; современное значение - около 330 м/с)<ref name=DOR148/>.

Открытия Галилея ясно и убедительно, хотя и в общих чертах, указали путь к созданию новой механики. Хотя в ряде случаев Галилей ошибался (скажем, причиной приливов он считал вращение Земли), но большинство этих ошибок относятся к ситуациям, где он не мог поставить проверочный опыт{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=148—158, 223|name=DOR148}}.

Ученик Галилея, [[Торричелли, Эванджелиста|Торричелли]], развил идеи Галилея о движении, сформулировал принцип движения [[Центр масс|центров тяжести]], решил ряд задач [[Гидродинамика|гидродинамики]] и [[Баллистика|баллистики]], в том числе открыл фундаментальную [[Формула Торричелли (гидродинамика)|формулу Торричелли]] (для скорости вытекающей из сосуда жидкости){{sfn |Льоцци М.|1970|с=89}}. Он опубликовал основанные на идеях Галилея артиллерийские таблицы, однако из-за неучёта сопротивления воздуха их погрешность оказалась практически неприемлемой<ref name=DOR148/><ref name="Kuz1">''[[Кузнецов, Борис Григорьевич|Кузнецов Б. Г.]]'' Генезис механического объяснения физических явлений и идеи картезианской физики // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 156-185;</ref>.

=== XVII век ===
<gallery perrow="4" widths="90," heights="100" style="text-align:center;">
JKepler.jpg|[[Иоганн Кеплер]]
Frans Hals - Portret van René Descartes.jpg|[[Рене Декарт]]
Christiaan Huygens-painting.jpeg|[[Христиан Гюйгенс]]
GodfreyKneller-IsaacNewton-1689.jpg|[[Исаак Ньютон]]
</gallery>

В XVII веке интерес к науке в основных странах Европы резко возрос. Возникают первые Академии наук и первые научные журналы. Возрождаются, несмотря на противодействие католической церкви, идеи [[атомизм]]а (по мнению Ватикана, эти идеи противоречили смыслу таинства [[Причащение|причащения]])<ref>{{книга |автор=Ирхин В. Ю., Кацнельсон М. И. |часть=Первоэлементы и атомизм |ссылка часть=http://www.imp.uran.ru/ktm_lab/irkhin/bookall/09.htm |заглавие=Уставы небес. 16 глав о науке и вере |место=Екатеринбург |издательство=У-Фактория |год=2000 |страниц=512 |isbn=6-94176-010-8 }}</ref>. Появляются совершенно новые научные идеи, и усовершенствование измерительных приборов уже позволяет проверить многие из них. Особенно большую роль в истории оптики, физики и науки вообще сыграло изобретение в начале XVII века в Голландии [[Зрительная труба|зрительной трубы]], родоначальника всех последующих оптических инструментов исследования<ref name="Kuz1"></ref>.

==== Кеплер и Декарт ====
[[Файл:Orbita da terra.gif|thumb|200px|Движение планеты по Кеплеру]]
[[Иоганн Кеплер]] в 1609 году издал книгу «Новая астрономия», где изложил открытые им два [[Законы Кеплера|закона движения планет]]; третий закон он сформулировал в более поздней книге «Мировая гармония» (1619). Вопреки [[Клавдий Птолемей|Птолемею]], Кеплер установил, что планеты движутся не по окружностям, а по [[эллипс]]ам, причём неравномерно — чем дальше от Солнца, тем медленнее. Заодно Кеплер сформулировал (более чётко, чем Галилей) закон инерции: всякое тело, на которое не действуют иные тела, находится в покое или совершает прямолинейное движение. Менее ясно формулируется закон всеобщего притяжения: сила, действующая на планеты, проистекает от Солнца и убывает по мере удаления от него, и то же верно для всех прочих небесных тел. Источником этой силы, по его мнению, является магнетизм в сочетании с вращением Солнца и планет вокруг своей оси. Кеплер также значительно продвинул оптику, в том числе физиологическую — выяснил роль [[хрусталик]]а, верно описал причины [[Близорукость|близорукости]] и [[Дальнозоркость|дальнозоркости]]. Он существенно доработал теорию [[Линза|линз]], ввёл понятия [[Фокус (физика)|фокуса]] и [[Оптическая ось|оптической оси]], открыл приближённую формулу связи расстояний объекта и его изображения с [[Фокусное расстояние|фокусным расстоянием]] линзы{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 122}}.

[[Файл:Descartes Discours de la Methode.jpg|thumb|200px|left|«Рассуждение о методе» Декарта]]
В 1637 году [[Рене Декарт]] издал «Рассуждение о методе» с приложениями «[[Геометрия (Декарт)|Геометрия]]», «Диоптрика», «Метеоры». Декарт считал пространство материальным, а причиной движения — вихри материи, возникающие, чтобы заполнить пустоту (которую считал невозможной и поэтому не признавал атомов), или от вращения тел. В «Диоптрике» Декарт впервые (независимо от [[Снелл, Виллеброрд|Снеллиуса]]) дал правильный [[закон преломления света]]. Он создал [[Аналитическая геометрия|аналитическую геометрию]] и ввёл современную [[История математических обозначений|математическую символику]]. Декарт заявил о единстве земной и небесной физики: «все тела, составляющие Вселенную, состоят из одной и той же материи, бесконечно делимой и в действительности разделённой на множество частей»{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=136—138|name=DOR136}}.

В 1644 году вышла книга Декарта «Начала философии». В ней провозглашается, что изменение состояния материи возможно только при воздействии на неё другой материи. Это сразу исключает возможность [[Дальнодействие|дальнодействия]] без ясного материального посредника. В книге приводятся [[Инерция|закон инерции]] и [[закон сохранения количества движения]]. Количество движения Декарт правильно определил как пропорциональное «количеству вещества» и его скорости, хотя в своих рассуждениях он не учитывал его векторную направленность{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=160—168|name=DOR160}}.

Декарт уже понимал, что движение планеты — это ускоренное движение. Вслед за Кеплером Декарт считал: планеты ведут себя так, как будто существует притяжение Солнца. Для того чтобы объяснить притяжение, он сконструировал механизм Вселенной, в которой все тела приводятся в движение толчками вездесущей, но невидимой, «тонкой материи». Лишённые возможности двигаться прямолинейно из-за отсутствия пустоты, прозрачные потоки этой среды образуют в пространстве системы больших и малых вихрей. Вихри, подхватывая более крупные, видимые частицы обычного вещества, формируют круговороты небесных тел, вращают их и несут по орбитам. Внутри малого вихря находится и Земля. Круговращение стремится растащить прозрачный вихрь вовне, при этом частицы вихря прижимают видимые тела к Земле. По Декарту, это и есть [[Гравитация|тяготение]]<ref name=DOR136/>{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 103}}.

Физика Декарта была первой попыткой описать в единой системе все типы природных явлений как механическое движение, представить Вселенную как единый механизм. Многое в этой системе (например, [[Близкодействие|принцип близкодействия]]) актуально и сейчас, однако Декарт сделал методологическую ошибку, требуя при исследовании явления сначала непременно выяснить его «главные причины», а уже потом строить математическую модель. Это был шаг назад, из-за такого подхода в трудах Декарта и его последователей («[[Картезианство|картезианцев]]») содержится не меньше ошибок и умозрительных фантазий, чем у Аристотеля. Галилей и Ньютон поступили наоборот — сначала на основе наблюдений строили математическую модель, а затем, если данных достаточно, выдвигали предположения о «первопричинах» («сначала анализ, потом синтез»). Этот подход оказался более продуктивным, например, для [[Гравитация|тяготения]] — от создания Ньютоном математической модели до выяснения Эйнштейном [[Общая теория относительности|физической сущности тяготения]] прошло более двух столетий<ref name=DOR136/><ref name=DOR160/>{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 105 }}.

==== Создание классической механики: Гюйгенс и Ньютон ====
В 1673 году вышла книга [[Гюйгенс, Христиан|Христиана Гюйгенса]] «Часы с маятником». В ней Гюйгенс приводит (словесно) несколько важнейших формул: для периода колебаний [[маятник]]а и для [[Центростремительное ускорение|центростремительного ускорения]]; неявно используется даже [[момент инерции]]. Гюйгенс довольно точно измерил величину [[Ускорение свободного падения|ускорения силы тяжести]] и объяснил, почему это ускорение (как обнаружил [[Жан Рише]] в 1676 году) уменьшается при смещении наблюдателя к югу{{sfn |Льоцци М.|1970|с=93}}. В другой работе (1669 год) Гюйгенс впервые сформулировал, для частного случая [[Удар|ударного столкновения]], [[закон сохранения энергии]]: «''При соударении тел сумма произведений из их величин [весов] на квадраты их скоростей остается неизменной до и после удара''». Общий закон сохранения [[Кинетическая энергия|кинетической энергии]] (которую тогда называли «живой силой») опубликовал [[Лейбниц, Готфрид Вильгельм|Лейбниц]] в 1686 году<ref name=DOR160/>.

[[Файл:NewtonsLawOfUniversalGravitation.svg|200px|мини|[[Закон всемирного тяготения|Закон тяготения Ньютона]]]]
Завершающим шагом в создании классической механики стало появление в 1687 году книги [[Ньютон, Исаак|Ньютона]] [[Начала Ньютона|«Математические начала натуральной философии»]]. В ней введено понятие [[Масса|массы]], изложены [[Законы Ньютона|три закона механики]] и [[закон всемирного тяготения]], на их основе решается большое число прикладных задач. В частности, Ньютон строго доказал, что все [[Законы Кеплера|три закона Кеплера]] вытекают из ньютоновского закона тяготения; он также показал, что модель Декарта, которая объясняла движение планет эфирными вихрями, не согласуется с третьим законом Кеплера и неприменима к движению [[Комета|комет]]{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=243—244, 248}}. Наука [[Динамика (физика)|динамика]], созданная Ньютоном, позволяла принципиально определить движение любого тела, если известны свойства среды и начальные условия. Для решения возникающих при этом уравнений возникла и стала быстро развиваться [[математическая физика]]<ref name="Kuz2">''[[Кузнецов, Борис Григорьевич|Кузнецов Б. Г.]]'' Основные принципы физики Ньютона // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 186-197;</ref>.

Свои рассуждения Ньютон сопровождает описанием опытов и наблюдений, убедительно подтверждающих его выводы. Кроме механики, Ньютон заложил основы [[Оптика|оптики]], [[Небесная механика|небесной механики]], [[гидродинамика|гидродинамики]], открыл и далеко продвинул [[математический анализ]]. Изложенные Ньютоном законы имеют всеобщий характер, так что исчезли основания для разделения физики на земную и «небесную», а система Коперника—Кеплера получила прочную динамическую основу. Этот успех подтверждал распространённое среди физиков мнение, что все процессы во Вселенной имеют в конечном счёте механический характер.

Физические концепции Ньютона находились в резком противоречии с декартовскими. Ньютон верил в [[атом]]ы, считал «поиск первопричин» вторичным методом, которому должны предшествовать эксперимент и конструирование математических моделей. По этой причине ньютоновская теория тяготения, в которой притяжение существовало без материального носителя и без механического объяснения, долгое время отвергалась учёными (особенно [[Картезианство|картезианцами]]) континентальной Европы; дальнодействующее тяготение отвергали, среди прочих, такие крупные учёные как [[Гюйгенс, Христиан|Гюйгенс]] и [[Эйлер, Леонард|Эйлер]]. Только во второй половине XVIII века, после работ [[Клеро, Алекси Клод|Клеро]] по теории движения Луны и [[Комета Галлея|кометы Галлея]], критика утихла<ref>{{книга |автор=Карцев В. П. |заглавие=Ньютон |серия=ЖЗЛ |ссылка=http://www.ega-math.narod.ru/Bell/Kartsev.htm |место=М. |издательство=Молодая гвардия |год=1987 |страницы=221—225 |archive-date=2014-07-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140716214254/http://www.ega-math.narod.ru/Bell/Kartsev.htm }}</ref>. Хотя метафизические фантазии кое-где встречались и в последующем, всё же, начиная с XVIII века, основным методом познания в физике становится метод Галилея и Ньютона — проведение опытов, выявление по их результатам объективных узловых физических понятий («сил природы», как выражался Ньютон), математическое описание взаимосвязи этих понятий (чаще всего в форме [[Дифференциальное уравнение|дифференциальных уравнений]]), теоретический анализ и опытная проверка полученной модели{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=224—233}}.

==== Оптика: новые эффекты ====
[[Файл:Prism-rainbow.svg|200px|мини|Опыт Ньютона по разложению белого света]]
В области древней науки оптики в XVII веке был совершён целый ряд фундаментальных открытий. Был наконец сформулирован правильный [[Закон Снеллиуса|закон преломления света]] ([[Снелл, Виллеброрд|Снеллиус]], 1621 год), а [[Ферма, Пьер|Ферма]] открыл основополагающий для [[Геометрическая оптика|геометрической оптики]] [[вариационный принцип|вариационный]] [[принцип Ферма|принцип]]{{sfn |Храмов Ю. А.|1983|с=355—356|name=HRA355}}. В 1676 году [[Оле Рёмер]] получил первую оценку [[Скорость света|скорости света]]. Итальянский физик [[Гримальди, Франческо Мария|Гримальди]] обнаружил явления [[Интерференция света|интерференции]] и [[Дифракция|дифракции света]] (опубликовано посмертно, в 1665 году), в 1668 году было открыто [[двойное лучепреломление]], а в 1678 году — [[Поляризация волн|поляризация света]] ([[Гюйгенс, Христиан|Гюйгенс]])<ref name=HRA355/>.

Продолжались споры сторонников [[Корпускулярная теория света|корпускулярной]] и [[Волновая оптика|волновой]] природы света. Гюйгенс в «Трактате о свете» построил первую качественную и отчасти математическую модель световых волн — ещё несовершенную, так как она не могла объяснить ни дифракции, ни прямолинейного распространения света. Главным достижением Гюйгенса стал «[[Принцип Гюйгенса — Френеля|принцип Гюйгенса]]», лежащий в основе волновой оптики — он наглядно объясняет ход распространения волны{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 123—125}}.

Важным этапом в развитии оптики и астрономии стало создание Ньютоном первого зеркального телескопа ([[Рефлектор (телескоп)|рефлектора]]) с вогнутым сферическим зеркалом: в нём, в отличие от чисто линзовых телескопов, отсутствовала [[хроматическая аберрация]]. Ньютон также опубликовал теорию [[цвет]]ности, хорошо проверенную на опытах, и доказал, что белый солнечный свет есть наложение разноцветных составляющих. Свои представления о свойствах света (не отвлекаясь на гипотезы о его природе) Ньютон изложил в капитальной монографии «Оптика» (1704), на столетие определившей развитие этой науки{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=200—213}}.

==== Электричество и магнетизм — первые исследования ====
Экспериментальная основа знаний об электричестве и магнетизме к началу XVI века включала только электризацию трением, свойство [[магнетит]]а притягивать железо и способность намагниченной стрелки [[компас]]а указывать направление север — юг. Около XV века (возможно, и раньше) европейские мореплаватели выяснили, что стрелка компаса указывает не точно на север, а направлена к нему под некоторым углом («[[Магнитное склонение|магнитным склонением]]»). [[Христофор Колумб]] обнаружил, что величина магнитного склонения зависит от [[Географические координаты|географических координат]], а картографы показали, что причиной этого эффекта является существование у Земли [[Магнитный полюс|магнитных полюсов]], не совпадающих с географическими. Некоторое время эффект пытались использовать для решения важнейшей задачи определения долготы в открытом море, но безуспешно{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=218—222|name=DOR218}}. В 1558 году итальянский алхимик [[Джамбаттиста делла Порта]] в труде «''Натуральная магия''» отметил несколько новых свойств магнита: магнитное воздействие не проникает за железную пластину достаточной величины, а при нагревании магнита до некоторой высокой температуры его магнитные свойства пропадают и при остывании не восстанавливаются{{sfn |Льоцци М.|1970|с=65}}.

[[Файл:Elektrisiermaschine.jpg|240px|мини|left|Электростатическая машина, гравюра 1750 года]]
В 1600 году врач английской королевы [[Уильям Гильберт]] опубликовал результаты своих 17-летних экспериментальных исследований электрических и магнитных явлений. Он подтвердил, что Земля является [[магнит]]ом. Гильберт продемонстрировал, что при любом разрезании магнита у полученных фрагментов всегда два полюса. Для изучения электрических явлений Гильберт изобрёл [[электроскоп]], с помощью которого разделил все вещества на «электрики» (то есть электризуемые, в современной терминологии — [[диэлектрик]]и) и «не-электрики» (например, [[Проводник (электричество)|проводники]], заряды на которых через руки экспериментатора уходили в землю). Именно У. Гильберт придумал термин «[[электричество]]»<ref name=DOR218/>.

[[Отто фон Герике]] в 1672 году опубликовал собственные результаты экспериментов. Он изобрёл довольно мощную электростатическую машину (вращающийся шар из серы, электризуемый прижатой рукой) и впервые отметил явление бесконтактного переноса электризации от заряженного тела другому, расположенному неподалёку (или соединённому с первым телом льняной ниткой). Герике первым обнаружил, что наэлектризованные тела могут не только притягиваться, но и отталкиваться{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 170}}.

[[Декарт, Рене|Декарт]] построил первую теорию магнетизма: вокруг магнита циркулируют потоки винтообразных [[Эфир (физика)|эфирных частиц]] двух типов, с противоположной резьбой. Эти потоки вытесняют воздух между двумя магнитами, в результате чего они притягиваются; аналогично Декарт объяснил притяжение железа к магниту. За электростатические явления аналогично ответственны частицы лентообразной формы<ref>{{книга |автор=Декарт Р. |часть=Первоначала философии, часть IV, §§ 133—187 |заглавие=Сочинения в 2 томах |место=М. |издательство=Мысль |год=1989 |том=I |страниц=654 |серия=Философское наследие, том 106 }}</ref>. Модель Декарта, за неимением лучшей, просуществовала почти до конца XVIII века<ref name=DOR218/>.

==== Рождение теории газов и другие достижения ====
[[Файл:The Shannon Portrait of the Hon Robert Boyle.jpg|200px|мини|[[Роберт Бойль]]]]
В 1647 году [[Блез Паскаль]] испытал первый [[барометр]] (изобретённый [[Торричелли, Эванджелиста|Торричелли]]) и предположил, что давление воздуха падает с высотой; эта гипотеза была доказана его зятем Флореном Перье (''Florin Périer'') в следующем году. Точную формулировку [[Барометрическая формула|связи давления с высотой]] открыл [[Эдмунд Галлей]] в 1686 году, причём из-за отсутствия понятия [[Экспонента|экспоненциальной функции]] он изложил эту зависимость следующим образом: когда высота увеличивается в [[Арифметическая прогрессия|арифметической прогрессии]], атмосферное давление падает в [[Геометрическая прогрессия|геометрической]]. В 1663 году Паскаль опубликовал [[Закон Паскаля|закон распространения давления]] в жидкости или газе<ref name=HRA355/>{{sfn |Льоцци М.|1970|с=109}}.

[[Отто фон Герике]] в 1669 году изобрёл воздушный насос, провёл серию эффектных опытов («[[магдебургские полушария]]») и окончательно опроверг мнение Аристотеля, что «природа боится пустоты». Существование [[Атмосферное давление|атмосферного давления]], открытого [[Торричелли, Эванджелиста|Торричелли]] в 1644 году, с этого момента наглядно доказано. Опыты Герике заинтересовали английских физиков [[Бойль, Роберт|Роберта Бойля]] и [[Роберт Гук|Роберта Гука]], которые значительно усовершенствовали насос Герике и сумели сделать с его помощью множество новых открытий, включая связь между объёмом и [[давление]]м газа ([[закон Бойля — Мариотта]]).

В других трудах Бойль утверждает, что материя состоит из мелких частиц (''корпускул'', в современной терминологии — [[Молекула|молекул]]), определяющих химические свойства вещества, и химические реакции сводятся к перестановке таких частиц. Он также обосновал кинетический характер [[Теплота|теплоты]], то есть её глубокую связь с хаотическим движением частиц тела: при нагревании скорость этих частиц увеличивается{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=187—192|name=DOR187}}.

Книга Бойля «Новые физико-механические эксперименты касательно упругости воздуха» получила широкую известность, исследованием свойств газов и их практическим применением занялись крупнейшие физики Европы. [[Дени Папен]] построил первый набросок парового двигателя («''котёл Папена''») и «паровую повозку»{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=171—179|name=DOR171}}. Папен также обнаружил, что температура кипения воды зависит от атмосферного давления (1674 год)<ref name=HRA355/>.

Из других важных открытий XVII века следует назвать [[закон Гука]] (1678), связывающий растяжение упругого тела с приложенной силой.

== XVIII век ==

=== Общая характеристика физики XVIII века ===
[[Файл:Steam engine in action.gif|мини|Схема [[паровая машина|паровой машины]]]]
Главным достижением техники XVIII века стало изобретение [[паровая машина|паровой машины]] (1784 год), вызвавшее перестройку многих промышленных технологий и появление новых средств производства. В связи с быстрым развитием металлургии, машинной и военной промышленности интерес к физике растёт. Начинается выпуск не только сводных, но и специализированных научных журналов, количество и тиражи научных изданий показывают постоянный рост. Повысился престиж науки, лекции видных учёных привлекают толпы любознательного народа{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 149—158|name=SPAS149}}<ref name="Kud1">''[[Кудрявцев, Павел Степанович|Кудрявцев П. С.]]'' Основные линии развития физических идей в XVIII веке // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 198-217;</ref>.

Физики-экспериментаторы в этот период уже располагали множеством измерительных инструментов приемлемой точности и средствами изготовления недостающих приборов. Смысл термина «физика» сузился, из сферы этой науки были выделены астрономия, геология, минералогия, техническая механика, физиология. [[Картезианство]], не подтверждаемое опытом, быстро теряет сторонников; [[Д’Аламбер, Жан Лерон|Даламбер]] в 1743 году иронически назвал картезианцев «почти не существующей сектой». Ускоренными темпами развивались [[механика]] и учение о теплоте. Во второй половине века начинается интенсивное изучение электричества и магнетизма. В рамках ньютоновской системы мира с большим успехом формируется новая [[небесная механика]]. Характерной особенностью физики XVIII века является тот факт, что все разделы физики, а также химии и астрономии, развивались независимо, попытка Декарта создать единую целостную систему знаний была признана неудачной и на время оставлена. Однако носителями природных сил по-прежнему считались декартовские «тонкие материи» — невидимые, невесомые и всепроникающие ([[теплород]], электрическая и магнитная жидкости)<ref name=DOR257/><ref name=SPAS149/>.

Первоначально теоретическая и прикладная физика развивались в значительной степени независимо — например, в изобретении очков не участвовали теоретики-оптики. С XVIII века взаимодействие теории с практикой начинает становиться более интенсивным, хотя в разных разделах физики ситуация разная — в более развитых разделах взаимодействие более заметно. Например, [[термодинамика]] делала только первые шаги, и [[паровая машина]] была построена без помощи теоретиков, а вот развитие оптического приборостроения в XVIII веке уже существенно опирается на хорошо развитую теорию{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=257—266|name=DOR257}}.

=== Механика ===
<gallery perrow="4" widths="90," heights="100" style="text-align:center;">
Leonhard Euler 2.jpg|[[Леонард Эйлер]]
Лагранж.jpg|[[Жозеф Луи Лагранж]]
Daniel Bernoulli by Grooth.jpg|[[Даниил Бернулли]]
PierreLouisMaupertuis.jpg|[[Пьер Луи де Мопертюи]]
</gallery>

Создание [[Аналитическая механика|аналитической механики]] начал [[Эйлер, Леонард|Эйлер]] в 1736 году; позднее (1760) он исследовал не только движение [[Материальная точка|материальной точки]], но и произвольного твёрдого тела. [[Д’Аламбер, Жан Лерон|Д’Аламбер]] в монографии «Динамика» (1742) и [[Лагранж, Жозеф Луи|Лагранж]] в «Аналитической механике» (1788) объединили [[Статика|статику]] и [[Динамика (физика)|динамику]] единым подходом (основанным на «[[Принцип Д’Аламбера|принципе д’Аламбера]]») и завершили превращение [[Теоретическая механика|теоретической механики]] в раздел [[Математический анализ|математического анализа]]. Дальнейшее развитие теоретической механики происходит в основном в русле математики{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=268—278|name=DOR268}}{{sfn |Льоцци М.|1970|с=157}}.

[[Файл:Newtons cradle animation book.gif|220px|мини|left|«[[Колыбель Ньютона]]» — наглядная иллюстрация [[закон сохранения импульса|закона сохранения импульса]]]]
Вопрос о том, какая величина ([[импульс]] <math>mv</math> или «[[Живая сила (физика)|живая сила]]» <math>mv^2</math>) сохраняется при движении, вызвал горячие споры, продолжавшиеся до середины XVIII века, когда [[Меран, Жан-Жак де|де Меран]] и [[Д’Аламбер, Жан Лерон|д’Аламбер]] обосновали (для механических столкновений) как [[закон сохранения импульса]], так и [[закон сохранения энергии]]{{sfn |Льоцци М.|1970|с=95|name=LIO95}}. В 1746 году Эйлер и [[Даниил Бернулли]] (независимо) обнаружили новый фундаментальный закон механики: [[закон сохранения момента импульса]]. [[Мопертюи, Пьер Луи де|Мопертюи]] и Эйлер ввели в научный обиход понятие [[Действие (физическая величина)|действия]] и основанный на нём исключительно плодотворный [[вариационный принцип]]. С конца XIX века становится ясно, что вариационный [[принцип наименьшего действия]] выходит далеко за рамки механики, он фундаментален и пронизывает всю физику{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 187—205}}.

Вторую после Декарта попытку охватить единой механической теорией все законы природы предпринял [[Дубровницкая республика|рагузский]] учёный [[Руджер Бошкович]] в монографии «''Теория натуральной философии, сведенная к единому закону сил, существующих в природе''» (1759). Первоэлементами материи, согласно Бошковичу, являются неделимые и непротяжённые материальные точки, которые могут, в зависимости от расстояния, притягиваться друг к другу или отталкиваться (вблизи они всегда отталкиваются, а в значительном удалении — притягиваются). С помощью этой гипотезы Бошкович качественно объяснил множество физических явлений. Несмотря на общую метафизичность, работы Бошковича, отличавшиеся идейным богатством, в XIX веке оказали большое влияние на развитие физики, в частности, на формирование у [[Фарадей, Майкл|Фарадея]] концепции [[Поле (физика)|физического поля]]{{sfn |Льоцци М.|1970|с=153, 276}}{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 211}}.

Создание [[Гидродинамика|динамики жидкостей]] и [[Газовая динамика|газов]] связано с пионерской работой Даниила Бернулли «Гидродинамика» (1738). В этой работе Бернулли с механических позиций исследовал разнообразные виды движения жидкостей и газов, дал фундаментальный [[закон Бернулли]], впервые ввёл понятие [[Механическая работа|механической работы]]. Многие рассуждения Бернулли опираются на [[закон сохранения энергии]] («живой силы»). Работы Бернулли продолжили Эйлер, который в 1755 году опубликовал основы аналитической механики жидкостей, [[Д’Аламбер, Жан Лерон|д’Аламбер]] и [[Клеро, Алекси Клод|Клеро]]. Эйлер разработал общую теорию [[Турбина|турбин]], мельничных колёс и иных механизмов, приводимых в движение текущей водой; важные практические усовершенствования по этой теме выполнил английский инженер [[Джон Смитон]] (1759). В этот период всё больше утверждается общее мнение, что все физические процессы — в конечном счёте проявления механического движения вещества<ref name=DOR268/>.

=== Электричество и магнетизм ===
<gallery perrow="4" widths="90," heights="100" style="text-align:center;">
Joseph Siffrein Duplessis - Benjamin Franklin - Google Art Project.jpg|[[Бенджамин Франклин]]
Coulomb.jpg|[[Шарль Огюстен де Кулон]]
Luigi Galvani, oil-painting.jpg|[[Луиджи Гальвани]]
Alessandro Volta.jpeg|[[Алессандро Вольта]]
</gallery>
В первой половине XVIII века единственным источником электричества служила электризация трением. Первый существенный вклад в электростатику сделал [[Стивен Грей]], исследовавший передачу электричества от одного тела к другому. Проведя серию опытов, он открыл [[Электростатическая индукция|электростатическую индукцию]] и заодно доказал, что электрические заряды располагаются на поверхности электризуемого тела. В 1734 году французский учёный [[Дюфе, Шарль Франсуа|Шарль Франсуа Дюфе]] показал, что существуют два вида электричества: положительное и отрицательное (сам он использовал термины «стеклянное» и «смоляное»). Дюфе также впервые высказал предположение об электрической природе грома и молнии и о том, что электричество играет скрытую, но значительную роль в физических процессах. Из-за скудной опытной базы никаких серьёзных теорий о сущности электричества в этот период не появилось{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=280—303|name=DOR280}}{{sfn |Льоцци М.|1970|с=170—172}}.

[[Файл:Houghton Typ 815.67.3922 - Les merveilles de la science, Figuier, fig. 272.jpg|320px|мини|Эксперимент [[Бенджамин Франклин|Бенджамина Франклина]] с молнией]]
Перелом наступил в 1745 году, когда был изобретён более мощный источник электричества — [[лейденская банка]]. Параллельное соединение этих [[Электрический конденсатор|конденсаторов]] давало кратковременный, но достаточно сильный [[электрический ток]]. Сразу во многих странах началось изучение свойств электротока. Наиболее глубокие исследования выполнил американский политик и физик-любитель [[Бенджамин Франклин]]; его книга «Опыты и наблюдения над электричеством» произвела сенсацию и была переведена на многие европейские языки. Франклин убедительно доказал гипотезу Дюфе об электрической природе молнии и объяснил, как защититься от неё с помощью изобретённого им [[громоотвод]]а. Он стал первым, кто сумел превратить электричество в механическое движение, правда, весьма кратковременное (на период разряда лейденской банки). Франклин предположил (1749 год), что существует какая-то связь электричества с магнетизмом, так как был зарегистрирован случай, когда молния поменяла полюса магнита<ref name=DOR280/>.

Франклин предложил и первую теорию: электричество, по его мнению, есть особая субстанция из мельчайших частиц, подобная жидкости («''флюид''»). Она притягивается к обычному веществу и может входить внутрь его, но отталкивается сама от себя. Разные материалы могут вместить в себе разное количество электричества, при этом они становятся окружены некой «электрической атмосферой». Положительный и отрицательный заряды, по этой теории, вызваны избытком или недостатком электрической субстанции соответственно. Теория Франклина не объясняла, однако, почему отрицательно заряженные тела, лишённые электричества, отталкиваются так же, как и положительно заряженные, поэтому многие физики склонялись к мнению, что «электрических жидкостей» всё-таки две{{sfn |Льоцци М.|1970|с=176—177}}.

Мнения учёных о модели Франклина разделились: была резкая критика, но были и сторонники, среди которых — видный немецкий физик [[Эпинус, Франц Ульрих Теодор|Эпинус]]. Эпинус был известен тем, что открыл [[пироэлектричество]] и предсказал [[закон Кулона]] за 20 лет до Кулона. Эпинус также предположил, что разряд лейденской банки имеет колебательный характер. [[Эйлер, Леонард|Эйлер]] в особую электрическую жидкость не верил и приписывал электрические явления процессам сгущения/разрежения в [[Эфир (физика)|эфире]]<ref name=DOR280/>.

[[Файл:Volta-and-napoleon.PNG|240px|мини|left|[[Алессандро Вольта|Вольта]] демонстрирует своё изобретение [[Наполеон]]у в Париже (1800)]]
Конец века ознаменовался двумя этапными событиями в истории электричества. В 1785 году появился первый из мемуаров [[Кулон, Шарль Огюстен де|Кулона]], в них был описан и обоснован точными опытами [[закон Кулона]], и его сходство с [[Закон всемирного тяготения|законом всемирного тяготения]] позволило в короткий срок (к 1828 году) завершить математические основы [[электростатика|электростатики]], применив в ней ранее разработанные аналитические методы{{sfn |Льоцци М.|1970|с=190}}. В 1791 году итальянский врач [[Луиджи Гальвани]] опубликовал трактат об открытом им «животном электричестве»: лапка лягушки, подвешенная латунным крючком к железной решётке, самопроизвольно подёргивалась. Итальянский физик [[Алессандро Вольта]] вскоре обнаружил, что лягушка в этом опыте служит только индикатором тока, а фактическим источником является контакт двух разнородных металлов в [[электролит]]е. Проведя ряд опытов, Вольта сконструировал в 1800 году мощный источник [[Постоянный ток|постоянного тока]] — «[[вольтов столб]]», первую электрическую [[Батарея (электротехника)|батарею]]. С его помощью были сделаны решающие открытия электромагнитных свойств в следующем, XIX веке<ref name=DOR280/>.

В деле изучения магнетизма прогресс был менее заметен. Появились несколько феноменологических теорий, претендовавших на объяснение свойств магнитов. [[Эйлер, Леонард|Эйлер]] в 1744 году опубликовал свою теорию магнетизма, предположив, что он вызван некой «магнитной жидкостью», струящейся в магните и железе через особые «магнитные поры». Аналогичная жидкость фигурировала в альтернативной теории [[Бенджамин Франклин|Франклина]] и [[Эпинус, Франц Ульрих Теодор|Эпинуса]]. Последний, однако, считал эту жидкость общим носителем электричества и магнетизма. [[Кулон, Шарль Огюстен де|Кулон]] присоединился к Эпинусу и отверг теории, в которых участвует «поток магнитной жидкости», поскольку он не может объяснить стабильность направления стрелки компаса. Он предположил (1784 год), что притяжение и отталкивание магнитов вызвано силой, подобной ньютоновскому тяготению<ref name=DOR280/>.

=== Теплота ===
Представление о «тонкой материи огня», переносящей тепло, в XVIII веке сохранилось и даже расширилось. В существование [[теплород]]а, носителя теплоты, верили многие физики, начиная с [[Галилей|Галилея]]; однако другой лагерь, в который входили [[Бойль, Роберт|Роберт Бойль]], [[Гук, Роберт|Роберт Гук]], [[Даниил Бернулли]], [[Леонард Эйлер]] и [[Ломоносов, Михаил Васильевич|М. В. Ломоносов]], придерживался [[Молекулярно-кинетическая теория|молекулярно-кинетической гипотезы]]: тепло есть движение внутренних микрочастиц. Обе гипотезы носили качественный характер, и это не позволяло осуществить их сравнение и проверку (понятие о [[Механический эквивалент теплоты|механическом эквиваленте теплоты]], решившее спор, возникло только в следующем веке). Некоторые учёные считали, что тепло, электричество и магнетизм представляют собой видоизменения одной и той же [[Эфир (физика)|эфирной]] материи. Истинную природу процесса [[Горение|горения]] как реакции [[Окисление|окисления]] раскрыл только [[Лавуазье, Антуан Лоран|Лавуазье]] в 1780-е годы{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=309—326|name=DOR309}}.

[[Файл:Fahrenheit Celsius scales.svg|220px|мини|left|Соответствие шкал Цельсия (слева) и Фаренгейта]]
[[Файл:Benjamin Thompson.jpg|200px|мини|[[Румфорд, Бенджамин|Бенджамин Томпсон (граф Румфорд)]]]]
В начале века немецкий физик [[Фаренгейт, Габриель|Габриель Фаренгейт]] изобрёл [[термометр]] (на ртутной или спиртовой основе) и предложил [[Градус Фаренгейта|шкалу Фаренгейта]] (точнее, первый её вариант, позднее им же скорректированный). До конца века появились и другие варианты температурной шкалы: [[Реомюр, Рене Антуан|Реомюра]] (1730 год), [[Градус Цельсия|Цельсия]] (1742 год) и другие. С этого момента открывается возможность точного измерения количества тепла. [[Румфорд, Бенджамин|Бенджамин Томпсон (граф Румфорд)]] в ряде тонких опытов показал, что нагрев или охлаждение тел не влияет на их вес. Он также обратил внимание на значительный нагрев при сверлении металла; сторонники теплорода объясняли этот эффект повышением плотности теплорода в детали при отделении от неё стружек, однако Румфорд показал, что [[теплоёмкость]] стружек такая же, как у заготовки. Тем не менее гипотеза теплорода сохранила многочисленных сторонников даже в начале XIX века<ref name=DOR309/>.

Фаренгейт исследовал проблему: какая температура установится в результате смешения двух порций неодинаково нагретой воды. Он предполагал, что температура смеси будет [[Среднее арифметическое|средним арифметическим]] из температур компонентов, но опыты опровергли это предположение. Хотя этим вопросом занимались многие физики, проблема оставалась нерешённой до создания в конце века теории [[теплоёмкость|теплоёмкости]] и ясного осознания, что температура и теплота — не одно и то же<ref name=DOR309/>. Окончательным аргументом в пользу такого заключения стали опыты [[Блэк, Джозеф|Джозефа Блэка]], обнаружившего (1757), что [[Теплота плавления|плавление]] и [[Теплота парообразования|парообразование]], не изменяя температуры, требуют значительной дополнительной теплоты. В 1772 году [[Вильке, Иоганн|Йохан Вильке]] ввёл единицу измерения тепла — [[Калория|калорию]]{{sfn |Льоцци М.|1970|с=166}}.

В 1703 году французский физик [[Гийом Амонтон]], исследовав зависимость упругости воздуха от температуры, сделал вывод, что существует [[абсолютный нуль температуры]], значение которого он оценил как {{nobr|−239,5 °C}}. [[Ламберт, Иоганн Генрих|Ламберт]] в 1779 году подтвердил результат Амонтона, получив более точное значение {{nobr|−270 °C}}{{sfn |Льоцци М.|1970|с=162}}. Итогом накопленных за XVIII век знаний о свойствах тепла можно считать «Мемуар о теплоте» [[Лавуазье, Антуан Лоран|Лавуазье]] и [[Лаплас, Пьер-Симон|Лапласа]], в нём, помимо прочего, есть теория теплоёмкости и её зависимости от температуры, исследуется расширение тел при нагревании{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 163}}.

=== Акустика ===
Создание [[Математический анализ|математического анализа]] дало возможность исчерпывающим образом изучить колебания струны, поэтому в XVIII веке акустика, подобно механике, становится точной наукой. Уже в начале века [[Жозеф Совёр]] установил длину волны всех музыкальных тонов и объяснил происхождение [[обертон]]ов (открытых в 1674 году), а [[Эйлер, Леонард|Эйлер]] в труде «Опыт новой теории музыки» (1739) дал полную аналитическую теорию колебаний струны. Немецкий физик-экспериментатор [[Хладни, Эрнст Флоренс Фридрих|Эрнст Хладни]] в конце века детально исследовал колебания стержней и пластин («[[фигуры Хладни]]»); теоретическое объяснение его наблюдений дали в XIX веке [[Лаплас, Пьер-Симон|Лаплас]], [[Пуассон, Симеон Дени|Пуассон]] и другие математики{{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=278—280}}{{sfn |Льоцци М.|1970|с=158}}.

=== Оптика ===
[[Файл:Mineral-lum.jpg|thumb|[[Люминесценция]] [[минерал]]ов в [[ультрафиолетовое излучение|ультрафиолетовых лучах]]]]
В оптике, под влиянием ньютоновской критики, волновая теория света в течение XVIII века почти потеряла сторонников, несмотря на решительную поддержку [[Эйлер, Леонард|Эйлера]] и некоторых других авторитетов. Из новых достижений можно упомянуть важное для астрономов изобретение [[фотометр]]а (1740, [[Бугер, Пьер|Бугер]], усовершенствован [[Румфорд, Бенджамин|Румфордом]] в 1795 году). [[Ламберт, Иоганн Генрих|Ламберт]] разработал [[Метрология|метрологию]] оптики — дал строгие определения понятий [[Яркость|яркости]] и [[Освещённость|освещённости]], сформулировал зависимость освещённости поверхности от её площади и угла наклона, выяснил [[Закон Бугера — Ламберта — Бера|закон падения интенсивности света в поглощающей среде]]{{sfn |Льоцци М.|1970|с=161—162}}.

[[Доллонд, Джон|Джон Доллонд]] в 1757 году создал первый [[ахроматический объектив]], оказавшийся особенно полезным для создания [[рефрактор|телескопов-рефракторов]] и [[микроскоп]]ов. В конце века [[Гершель, Джон|Джон Гершель]] в опытах по [[Дисперсия света|дисперсии]] открыл [[инфракрасные лучи]], передающие тепло и по своим свойствам аналогичные видимому свету. Расположенное с другого конца видимого спектра [[ультрафиолетовое излучение]] вскоре открыл [[Иоганн Вильгельм Риттер]] (1801 год){{sfn |История физики до конца XVIII века|2010|с=332—341|name=DOR332}}.

== XIX век ==

=== Общая характеристика физики XIX века ===
[[Промышленная революция]] и потребности военной техники стимулировали приоритетное развитие как экспериментальной, так и теоретической физики. Задачей физики всё более становится не объяснение природных сил, а управление ими. Точные измерительные приборы появились практически во всех областях, и результаты физических опытов в XIX веке носят преимущественно количественный характер. Разработана математическая теория [[Погрешность измерения|погрешностей измерения]], позволяющая оценить достоверность наблюдаемых физических величин. Тем не менее для истолкования огромного экспериментального материала в первой половине XIX века всё ещё часто привлекаются качественные метафизические понятия и надуманные гипотезы: [[теплород]], электрическая и магнитная жидкости, «звуковая материя» и т. д. В течение века на их месте появляются новые понятия и физические модели: [[волновая теория света]], кинетическая теория тепла, [[закон сохранения энергии]]<ref name="Kud2">''[[Кудрявцев, Павел Степанович|Кудрявцев П. С.]]'' Закон сохранения энергии // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 218-228;</ref>, [[Уравнения Максвелла|электромагнитная теория Максвелла]], [[периодическая система элементов]], основанная на [[атомизм]]е. К концу века все эти теории, совместно называемые «[[Классическая физика|классической физикой]]», получают общее признание и широкое практическое применение. Возникает также [[прикладная физика]], ориентированная на эффективное решение конкретных технологических задач; влияние практики на теоретические исследования становится особенно активным после появления [[Электротехника|электротехники]] и [[Двигатель внутреннего сгорания|двигателя внутреннего сгорания]] во второй половине XIX века{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=5—10|name=DORF5}}{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том II, стр. 17—22}}.

Важной особенностью периода стало постепенное укрепление мнения, что не все явления природы основаны на механическом движении. Уже [[второе начало термодинамики]] не допускало механического обоснования, поскольку из него вытекала [[Необратимый процесс|необратимость]] ряда процессов, а попытки объяснить электромагнетизм как колебания [[Эфир (физика)|эфирной среды]] натолкнулись на непреодолимые трудности, разрешившиеся только в XX веке с появлением [[Теория относительности|теории относительности]] и упразднением эфира как среды-носителя{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=89—93|name=DORF89}}.

В XIX веке появились много новых разделов физики, прежде всего — связанные с [[электромагнетизм]]ом, а также [[термодинамика]], [[статистическая физика]], [[статистическая механика]], [[теория упругости]], [[радиофизика]], [[метеорология]], [[сейсмология]].

=== Волновая теория света ===
<gallery perrow="3" widths="110," heights="120" style="text-align:center;">
Thomas Young by Briggs.jpg|[[Томас Юнг]]
Augustin Fresnel.jpg|[[Огюстен Жан Френель]]
Hippolyte Fizeau.jpg|[[Арман Ипполит Луи Физо]]
</gallery>

Через сто лет после появления «[[Математические начала натуральной философии|Начал]]» ньютоновская критика [[волновая теория света|волновой теории света]] была признана большинством учёных не только в Англии, но и на континенте. Частично это объяснялось тем, что полная математическая теория [[Волна|волновых колебаний]] была создана только в начале XIX века ([[Фурье, Жан Батист Жозеф|Фурье]]). Свет считался потоком каких-то мелких корпускул{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=11—19|name=DORF11}}.

[[Файл:Young experience.jpg|240px|мини|[[Опыт Юнга]] по [[Интерференция волн|интерференции]]]]
Первый удар по корпускулярной (эмиссионной) теории света нанёс [[Томас Юнг]], врач, специалист по физиологической оптике. В 1800 году он, выступая перед [[Лондонское королевское общество|Королевским обществом]], перечислил непреодолимые затруднения эмиссионной теории: почему все источники света испускают корпускулы с одинаковой скоростью и как получается, что часть света, падающего на тело, обычно отражается, а другая часть проходит внутрь тела? Юнг также указал, что убедительного объяснения явлениям [[Преломление|преломления света]], [[Дифракция|дифракции]] и [[Интерференция волн|интерференции]] Ньютон не дал. Взамен Юнг разработал волновую теорию интерференции (и ввёл сам этот термин) на основе сформулированного им принципа [[Принцип суперпозиции|суперпозиции (наложения) волн]], аналогично объяснялась дифракция. «[[Опыт Юнга]]» впоследствии вошёл в учебники. По результатам своих опытов Юнг довольно точно оценил [[Длина волны|длину волны]] света в различных цветовых диапазонах. Он также построил правильную теорию [[Цветовое зрение|цветового зрения]] и [[Аккомодация (биология)|аккомодации]]<ref name=DORF11/>.

Волновая теория Юнга была встречена враждебно. Как раз в это время (1808 год, [[Малюс, Этьенн Луи|Малюс]], [[Лаплас, Пьер-Симон|Лаплас]] и другие) было глубоко изучено явление [[Двойное лучепреломление|двойного лучепреломления]] и [[Поляризация света|поляризации света]], воспринятое как решающее доказательство в пользу эмиссионной теории. Но тут в поддержку волновой теории выступил [[Огюстен Жан Френель]], в то время дорожный инженер-строитель. Рядом остроумных опытов он продемонстрировал чисто волновые эффекты, совершенно необъяснимые с позиций корпускулярной теории, а его мемуар, содержащий всестороннее исследование с волновых позиций, точные количественные измерения и детальную [[Математическая модель|математическую модель]] всех известных тогда свойств света (кроме [[Поляризация электромагнитных волн|поляризации]]), победил на конкурсе [[Французская академия наук|Парижской академии наук]] 1818 года. Френель обобщил [[Принцип Гюйгенса — Френеля|принцип Гюйгенса]] и сумел строго объяснить прямолинейность распространения световой волны<ref name=DORF11/>.

Курьёзный случай описывает [[Араго, Франсуа Жан Доминик|Араго]]: на заседании комиссии академиков [[Пуассон, Симеон Дени|Пуассон]] выступил против теории Френеля, так как из неё следовал нелепый вывод: при определённых условиях в центре тени от непрозрачного кружка мог появиться ярко освещённый участок. На одном из следующих заседаний Френель и Араго продемонстрировали членам комиссии этот эффект, получивший название «[[пятно Пуассона]]»{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 255}}. С этих пор формулы Френеля для дифракции, преломления и интерференции вошли во все учебники физики. И Юнг, и Френель рассматривали свет как упругие продольные колебания [[Эфир (физика)|эфира]], плотность которого в веществе выше, чем в вакууме<ref name=DORF11/>.

[[Файл:Animation polariseur.gif|220px|мини|left|[[Поляризация света]]: поворот фильтра блокирует поляризованный свет]]
Оставалось понять механизм поляризации. Ещё в 1816 году Френель обсуждал возможность того, что световые колебания эфира не продольны, а поперечны. Это легко объяснило бы явление поляризации. Однако поперечные колебания ранее встречались только в несжимаемых твёрдых телах, в то время как эфир считали близким по свойствам к газу или жидкости. Исследование отражения поляризованного света убедило Френеля, что гипотеза о поперечности световых волн справедлива, после чего он представил мемуар с описанием новых опытов и полную теорию поляризации, сохраняющую значение и в наши дни{{sfn |Льоцци М.|1970|с=205—206}}. Следующие почти сто лет обозначены триумфальным успехом волновой теории во всех областях. Классическая волновая оптика была завершена, поставив в то же время труднейший вопрос: что же такое эфир и каковы его свойства?<ref name=DORF11/>

Сильнейшее влияние на развитие физики имел [[опыт Физо]] (1849—1851), который показал, что [[скорость света]] в воде на четверть меньше, чем в воздухе (согласно эмиссионной теории, она должна быть больше, иначе не объяснить [[преломление света]])<ref>{{книга |автор=Франкфурт У. И., Френк А. М. |заглавие=Оптика движущихся тел |место=М. |издательство=Наука |год=1972|страницы=31—32}}</ref>.{{-}}

=== Возникновение электродинамики и электротехники ===
<gallery perrow="3" widths="110," heights="120" style="text-align:center;">
Ørsted, Hans Christian (av Christian Albrecht Jensen 1842).jpg|[[Ханс Кристиан Эрстед]]
Ampere portrait at the Musee Poleymieux.jpg|[[Андре Мари Ампер]]
Michael Faraday (1791-1867).jpg|[[Майкл Фарадей]]
</gallery>

К концу XVIII века в активе физики электромагнитных явлений были уже теория [[Атмосферное электричество|атмосферного электричества]] [[Франклин, Бенджамин|Франклина]] и [[закон Кулона]]. Стараниями [[Пуассон, Симеон Дени|Пуассона]], [[Гаусс, Карл|Гаусса]] и [[Грин, Джордж (математик)|Грина]] в первой четверти XIX века [[электростатика]] была в основном разработана, см. [[уравнение Пуассона]] (1821). Пуассон ввёл также, кроме электрического, [[Векторный потенциал электромагнитного поля|магнитный потенциал]], позволяющий рассчитать статическое магнитное поле{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=25—37|name=DORF25}}{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 181—183}}.

Теоретической основой этих результатов считалось существование двух типов «электрической жидкости», положительной и отрицательной; каждая из них притягивает частицы другого типа и отталкивает — своего собственного. Тело заряжено, если один из типов этой жидкости преобладает; проводниками являются те материалы, которые не оказывают электрическим жидкостям сопротивления. Сила притяжения или отталкивания подчиняется [[Закон обратных квадратов|закону обратных квадратов]]<ref name=DORF25/>.

Как уже сказано выше, в 1800 году [[Алессандро Вольта|Вольта]] собрал первый «[[вольтов столб]]», при помощи которого исследовал ток в замкнутых цепях. Благодаря этим первым батареям постоянного тока вскоре были сделаны два выдающихся открытия:
* [[электролиз]]: в том же 1800 году Никольсон и Карлайл (''William Nicholson, Anthony Carlisle'') разложили воду на [[водород]] и [[кислород]], а [[Дэви, Гемфри|Дэви]] в 1807 году открыл [[калий]] и [[натрий]].
* [[электрическая дуга]]: [[Петров, Василий Владимирович|В. В. Петров]] (1802) и Дэви.

[[Файл:AtractionTwoWires.svg|right|thumb|200px|Опыт Ампера: два параллельных проводника притягиваются, если направление токов одинаково]]
Главные сенсационные события начались в 1820 году, когда [[Эрстед, Ханс Кристиан|Эрстед]] обнаружил на [[Опыт Эрстеда|опыте]] отклоняющее действие тока на магнитную стрелку. Сообщение Эрстеда вызвало всеобщий взрыв интереса. Уже через два месяца [[Ампер, Андре Мари|Ампер]] сообщил об открытом им явлении взаимодействия двух проводников с током; он также предложил термины «электродинамика» и «электрический ток»<ref group=C>Ранее ток назывался «гальваническим», отсюда — «[[гальванометр]]», «[[гальванопластика]]».</ref>. Ампер высказал предположение, что все магнитные явления вызваны внутренними токами внутри материи, протекающими в плоскостях, перпендикулярных оси магнита<ref name=DORF25/>. Первые теории, связывающие [[электричество]] и [[магнетизм]] (ещё в старых терминах), построили в том же году [[Био, Жан Батист|Био]], [[Савар, Феликс|Савар]] и позже [[Лаплас]] (см. [[Закон Био — Савара — Лапласа]])<ref name=DORF25/>.

Незамедлительно последовал новый каскад открытий:
* первый [[электродвигатель]] (1821 год, [[Майкл Фарадей|Фарадей]])
* [[Термоэлектрогенератор|термоэлемент]] (1821 год, [[Зеебек, Томас Иоганн|Зеебек]])
* первый чувствительный [[гальванометр]] для измерения [[Постоянный ток|величины тока]] (1825 год, [[Нобили, Леопольдо|Л. Нобили]])
* [[закон Ома]] (1827)

В 1826 году Ампер издал монографию «Теория электродинамических явлений, выведенная исключительно из опыта». Он открыл [[электромагнит]] ([[соленоид]]), высказал идею [[электрический телеграф|электрического телеграфа]]. [[Закон Ампера|Формула Ампера]] для взаимодействия двух элементов тока вошла в учебники. [[Максвелл, Джеймс Клерк|Максвелл]] назвал Ампера «Ньютоном электричества»<ref name=DORF25/>.

Первые [[Метрология|метрологические]] стандарты, установившие единицы измерения электричества и магнетизма, разработали в 1830-е годы [[Гаусс, Карл|Гаусс]] и [[Вебер, Вильгельм Эдуард|Вебер]]. Начинается практическое применение электричества. В этот же период, благодаря [[Даниель, Джон Фредерик|Д. Ф. Даниэлю]] и [[Якоби, Борис Семёнович|Б. С. Якоби]], появилась [[гальванопластика]], преобразившая типографское дело, ювелирные технологии, впоследствии — выпуск аудиозаписей на пластинках. В 1830-е годы были разработаны первые образцы [[электротелеграф]]а, в 1844 году в США введена в действие первая в мире коммерческая телеграфная линия, а несколько лет спустя их число в США и Европе измерялось десятками{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 236—238, 299}}.

[[Файл:Induction experiment.png|right|thumb|240px|Опыт Фарадея: при движении [[соленоид]]а с током внутри проволочной катушки в ней возникает индуктивный ток]]
[[Майкл Фарадей]] в 1831 году открыл [[Электромагнитная индукция|электромагнитную индукцию]], тем самым доказав, что связь электричества и магнетизма взаимна. В результате серии опытов Фарадей сформулировал (словесно) свойства [[Электромагнитное поле|электромагнитного поля]], позже математически оформленные Максвеллом: электрический ток оказывает магнитное действие перпендикулярно своему направлению, а изменение [[Магнитный поток|магнитного потока]] генерирует [[электродвижущая сила|электродвижущую силу]] и вихревое [[электрическое поле]]{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=37—54|name=DORF37}}.

Фарадей построил первый [[электродвигатель]] и первый [[электрогенератор]], открыв путь к промышленному применению электричества. Фарадей открыл законы [[электролиз]]а, ввёл термины: [[ион]], [[катод]], [[анод]], [[электролит]], [[Диамагнетики|диамагнетизм]], [[Парамагнетики|парамагнетизм]] и другие. В 1845 году Фарадей обнаружил поворот плоскости поляризации света в веществе, помещённом в магнитное поле. Это означало, что свет и электромагнетизм тесно связаны. Позже Фарадей исследовал [[Самоиндукция|самоиндукцию]], открытую в 1832 году американским учёным [[Генри, Джозеф|Генри]], свойства [[диэлектрик]]ов, разряды в газах<ref name=DORF37/>.

Развитие теории и применений электротехники продолжалось. В 1845 году [[Кирхгоф, Густав Роберт|Кирхгоф]] установил [[Правила Кирхгофа|законы распределения токов]] в сложных электрических цепях. В 1874 году [[Умов, Николай Алексеевич|Н. А. Умов]] исследовал понятие потока энергии в произвольной среде, а в 1880-е годы [[Пойнтинг, Джон Генри|Пойнтинг]] и [[Хевисайд, Оливер|Хевисайд]] развили эту теорию применительно к электромагнитному полю<ref name=DORF94/>.

Промышленные модели электродвигателей и электрогенераторов со временем становились всё более мощными и технологичными; постоянный ток был заменён на [[Переменный ток|переменный]]. К концу века неисчерпаемые возможности электричества, благодаря совместным усилиям физиков-теоретиков и инженеров, нашли самое широкое применение. В 1866 году запущен трансатлантический [[электротелеграф]], в 1870-е годы изобретён [[телефон]], в 1880-е годы начинается широкое применение [[Лампа накаливания|ламп накаливания]]{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том II, стр. 7—13}}.

=== Теория электромагнитного поля ===
Силы, введённые Ампером, как и у Ньютона, считались [[Дальнодействие и короткодействие|дальнодействующими]]. Это положение решительно оспорил [[Майкл Фарадей]], который с помощью убедительных опытов показал: электрические и магнитные силы перетекают непрерывно от точки к точке, образуя соответственно (взаимосвязанные) «электрическое поле» и «магнитное поле». Понятие «поля», введенное Фарадеем, стало его главным вкладом в физику. Однако учёные того времени, уже свыкшиеся с дальнодействием ньютонового притяжения, теперь уже к близкодействию относились с недоверием<ref>{{статья |автор=Шапиро И. С. |заглавие=К истории открытия уравнений Максвелла |ссылка=http://ufn.ru/ufn72/ufn72_10/Russian/r7210f.pdf |издание=УФН |год=1972 |том=108 |номер=2 |страницы=319—333 |archivedate=2013-05-22 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20130522205530/http://ufn.ru/ufn72/ufn72_10/Russian/r7210f.pdf }}</ref>.

[[Файл:James Clerk Maxwell statue in George Street, Edinburgh 04.jpg|мини|слева|Статуя Джеймса Максвелла в [[Эдинбург]]е]]
После открытий Фарадея стало ясно, что старые модели электромагнетизма ([[Ампер, Андре Мари|Ампер]], [[Пуассон, Симеон Дени|Пуассон]] и др.) существенно неполны. Вскоре появилась теория [[Вебер, Вильгельм Эдуард|Вебера]], основанная на дальнодействии. Однако к этому моменту вся физика, кроме теории тяготения, имела дело только с близкодейственными силами ([[оптика]], [[термодинамика]], [[механика сплошных сред]] и др.). [[Гаусс, Карл|Гаусс]], [[Риман, Бернхард|Риман]] и ряд других учёных высказывали уверенность, что свет имеет электромагнитную природу, откуда следовало, что теория электромагнитных явлений тоже должна быть близкодейственной<ref name=DORF37/>. Важным обстоятельством стала и глубокая разработка к середине XIX века теории [[Дифференциальные уравнения в частных производных|дифференциальных уравнений в частных производных]] для сплошных сред — по существу был готов математический аппарат [[Классическая теория поля|теории поля]]. В этих условиях и появилась теория [[Максвелл, Джеймс Клерк|Максвелла]], которую её автор скромно называл математическим пересказом идей Фарадея{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том II, стр. 93—107|name=SPASS93}}.

[[Файл:Maxwell'sEquations.svg|мини|справа|[[Уравнения Максвелла]] в [[Векторный анализ|векторной форме]]]]
В первой работе (1855—1856) Максвелл дал ряд уравнений в интегральной форме для постоянного электромагнитного поля на основе гидродинамической модели (силовые линии соответствовали трубкам тока жидкости). Эти уравнения вобрали всю электростатику, электропроводность и даже поляризацию. Магнитные явления моделируются аналогично. Во второй части работы Максвелл, уже не приводя никаких аналогий, строит модель электромагнитной индукции. В последующих работах Максвелл формулирует свои уравнения в дифференциальной форме и вводит [[Ток смещения (электродинамика)|ток смещения]]. Он доказывает существование [[Электромагнитное излучение|электромагнитных волн]], скорость которых равна [[Скорость света|скорости света]], предсказывает [[давление света]]. Завершающий труд Максвелла — «Трактат об электричестве и магнетизме» (1873 год) содержит полную систему уравнений поля в символике [[Хевисайд, Оливер|Хевисайда]], который предложил наиболее удобный для этого аппарат — [[векторный анализ]]. Современный вид уравнениям Максвелла позже придали [[Герц, Генрих|Герц]] и Хевисайд<ref name=SPASS93/><ref name="Kud4">''[[Кудрявцев, Павел Степанович|Кудрявцев П. С.]]'' Развитие теории электромагнитного поля // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 236-262;</ref>.

Единство природных сил, которое не сумел доказать Декарт, было восстановлено. Гипотезы об электрической и магнитной жидкостях ушли в прошлое, вместо них появился новый физический объект — [[электромагнитное поле]], объединяющее электричество, магнетизм и свет. Первоначально это поле трактовали как механические процессы в упругом [[Эфир (физика)|эфире]]{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=94—121|name=DORF94}}.

[[Файл:Heinrich rudolf hertz.jpg|мини|200px|слева|[[Генрих Герц]]]]
Часть физиков выступила против теории Максвелла (особенно много возражений вызвала концепция тока смещения). [[Гельмгольц, Герман Людвиг Фердинанд|Гельмгольц]] предложил свою теорию, компромиссную по отношению к моделям Вебера и Максвелла, и поручил своему ученику [[Герц, Генрих|Генриху Герцу]] провести её проверку. Однако опыты Герца, проведенные в 1885—1889 годы, однозначно подтвердили правоту Максвелла<ref name=DORF94/>.

[[Файл:Hertz Transmitter Receiver.svg|мини|справа|240px|Схема радиопередатчика Герца]]
Уже в 1887 году Герц построил первый в мире [[радиопередатчик]] ([[вибратор Герца]]); приёмником служил резонатор (разомкнутый проводник). В том же году Герц обнаружил [[Ток смещения (электродинамика)|ток смещения]] в диэлектрике (заодно открыв [[фотоэффект]]). В следующем году Герц открыл [[Стоячая волна|стоячие электромагнитные волны]], позже с хорошей точностью измерил скорость распространения волн, обнаружил для них те же явления, что и для света — отражение, преломление, интерференция, поляризация и др.<ref name=DORF94/>

В 1890 году [[Бранли, Эдуард|Бранли]] изобрёл чувствительный приёмник радиоволн — [[когерер]] и ввёл в обиход термин «[[радио]]». Когерер ловил радиоволны на расстоянии до 40 метров ([[Оливер Лодж]], 1894), а с [[Антенна|антенной]] — намного дальше. Спустя ещё несколько лет [[Попов, Александр Степанович|Попов]] и [[Маркони, Гульельмо|Маркони]] предложили соединить когерер с электрозвонком, создав первый аппарат для [[Радиосвязь|радиосвязи]]<ref>{{cite web |author=Крыжановский Л. Н. |title=История изобретения и исследований когерера |url=http://www.ufn.ru/ufn92/ufn92_4/Russian/r924d.pdf |access-date=2015-09-24 |archive-date=2016-03-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160304060102/http://www.ufn.ru/ufn92/ufn92_4/Russian/r924d.pdf |url-status=live }}</ref>. В XX веке началась эра радио и электроники.

=== Термодинамика, газы, строение вещества ===
<gallery perrow="5" widths="100px" heights="100px" style="text-align:center;">
Johndaltonfrsmem00lonsrich 0012.jpg|[[Джон Дальтон]]
Joule James Jeens engraving.jpg|[[Джеймс Джоуль]]
Rudolf Clausius 01.jpg|[[Рудольф Клаузиус]]
Portrait of Lord Kelvin.jpg|[[Уильям Томсон (лорд Кельвин)]]
Boltzmann Ludwig Dibner coll SIL14-B5-06a.jpg|[[Людвиг Больцман]]
</gallery>

Успехи химии и невозможность взаимопревращения [[Химический элемент|химических элементов]] стали весомым аргументом в пользу идеи [[Роберт Бойль|Роберта Бойля]] о существовании [[Молекула|молекул]] как дискретных первоносителей химических свойств. Было отмечено, что для участников [[Химическая реакция|химических реакций]] соблюдаются некоторые весовые и объёмные соотношения; это не только косвенно свидетельствовало в пользу существования молекул, но и позволяло сделать предположения об их свойствах и структуре. [[Джон Дальтон]] ещё в начале XIX века объяснил с помощью молекулярной теории [[Законы Дальтона|закон парциальных давлений]] и составил первую таблицу [[Атомный вес|атомных весов]] химических элементов — как позже выяснилось, ошибочную, так как он исходил из формулы для воды ''HO'' вместо ''H<sub>2</sub>O'', а некоторые соединения посчитал элементами{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=55—72|name=DORF55}}<ref name="Kud3">''[[Кудрявцев, Павел Степанович|Кудрявцев П. С.]]'' Развитие идей термодинамики и атомистики // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 229-235;</ref>.

В 1802 году [[Гей-Люссак, Жозеф Луи|Гей-Люссак]] и Дальтон открыли [[Закон Гей-Люссака|закон связи объёма и температуры газа]]. В 1808 году Гей-Люссак обнаружил парадокс: газы соединялись всегда в кратных объёмных отношениях, например: C + O<sub>2</sub> (по одному объёму) = CO<sub>2</sub> (два объёма). Для объяснения этого противоречия с теорией Дальтона [[Авогадро, Амедео|Авогадро]] в 1811 году предложил разграничить понятие атома и молекулы. Он также предположил, что в равных объёмах газов содержится равное число молекул (а не атомов, как считал Дальтон). Тем не менее вопрос о существовании атомов был спорным ещё долгое время{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том II, стр. 37—39}}.

[[Файл:Sadi Carnot - Reflexions sur la puissance motrice du feu, 1824.djvu|мини|240px|left|page=12|Книга [[Сади Карно]] (1824)]]
В теории тепла в первой половине XIX века по-прежнему господствовал [[теплород]], хотя уже начали появляться количественные модели теплопередачи. Обсуждался также компромиссный вариант: теплота есть движение частиц вещества, но передаётся это движение через теплород (иногда отождествляемый с [[Эфир (физика)|эфиром]]). В 1822 году [[Фурье, Жан Батист Жозеф|Фурье]] публикует «Аналитическую теорию тепла», где появляется [[уравнение теплопроводности]] и показывается, что поток тепла (у Фурье — теплорода) пропорционален [[градиент]]у температуры. В рамках теории теплорода была написана и книга [[Карно, Сади|Сади Карно]] «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» (1824 год), фактически содержащая два [[начала термодинамики]]; первоначально не замеченная, эта работа в 1830-е годы была должным образом оценена и оказала огромное влияние на развитие физики<ref name=DORF72/>.

[[Файл:Joule's Apparatus (Harper's Scan).png|thumb|Установка Джоуля для измерения механического эквивалента тепла (1847). Груз справа заставляет лопасти, погруженные в воду, вращаться, в результате чего вода нагревается]]
В это же время начинают формироваться современные понятия [[Работа (физика)|работы]] и [[Энергия|энергии]] (термин предложен [[Юнг, Томас|Юнгом]] в 1807 году, первоначально только для [[Кинетическая энергия|кинетической энергии]]<ref>{{книга|автор=Smith, Crosbie.|название=The science of energy: a cultural history of energy physics in Victorian Britain |издательство=The University of Chicago Press |год=1998 |isbn=0-226-76421-4}}</ref>, и поддержан [[Томсон, Уильям (лорд Кельвин)|Кельвином]] в 1849-м). В 1829 году [[Кориолис, Гаспар-Гюстав|Кориолис]], проанализировав связь работы с «[[Живая сила (физика)|живой силой]]», добавил в выражение для последней множитель <math>1/2</math>, после чего кинетическая энергия <math>\frac{mv^2}{2}</math> приобрела современный вид<ref name=LIO95/>.

[[Джеймс Джоуль]], проведя серию опытов с электричеством (1843 год), пришёл к выводу: «во всех случаях, когда затрачивается механическая сила, всегда получается точно эквивалентное количество тепла». Он подсчитал величину этого эквивалента: около 460 кГм/ккал. Для электротока, как выяснил Джоуль, выделяемое тепло пропорционально [[Сопротивление электрическое|сопротивлению]] и квадрату [[Сила тока|силы тока]]. Позднее Джоуль подтвердил свои выводы экспериментами со сжатием газов и объявил, что теплота есть механическое движение, а теплопередача есть переход этого движения в иные формы. Во всех опытах оценка механического эквивалента теплоты давала близкие значения. Обобщая, [[Майер, Юлиус Роберт|Майер]] и Джоуль формулируют [[закон сохранения энергии]], а [[Гельмгольц, Герман Людвиг Фердинанд|Гельмгольц]] в своей монографии (1847 год) кладёт этот закон в основу всей физики{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=72—84|name=DORF72}}.

[[Файл:Thermally Agitated Molecule.gif|мини|слева|Тепловое движение атомов в молекуле]]
Работы по [[Молекулярно-кинетическая теория|кинетике газов]], почти заброшенной в первой половине XIX века, начали [[Крёниг, Август Карл|Крёниг]] (1856 год) и [[Рудольф Клаузиус]], независимо обосновавшие «[[уравнение состояния идеального газа]]». Клаузиус предложил правильную [[Математическая модель|модель]] [[Идеальный газ|идеального газа]], ввёл понятие [[Внутренняя энергия|внутренней энергии]] системы и объяснил [[фазовый переход|фазовые переходы]]. В середине XIX века [[Томсон, Уильям (лорд Кельвин)|Уильям Томсон (лорд Кельвин)]] и Клаузиус сформулировали в ясном виде два закона ([[Начала термодинамики|начала]]) [[термодинамика|термодинамики]]. Понятие теплорода было окончательно похоронено, [[Ренкин, Уильям Джон|Рэнкин]] и Томсон ввели взамен общее понятие энергии (1852 год), уже не только кинетической. Название «термодинамика» для раздела физики, занимающегося превращением энергии в макроскопических телах, было предложено Томсоном. После 1862 года Клаузиус исследовал необратимые процессы, не укладывающиеся в механическую модель, и предложил понятие [[Энтропия|энтропии]]. Началось широкое обсуждение проблемы «[[Тепловая смерть Вселенной|тепловой смерти Вселенной]]», вызванное тем, что принцип возрастания энтропии несовместим с вечностью Вселенной{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=122—136|name=DORF122}}.

Кельвин в 1848 году предложил «[[Кельвин|абсолютную температурную шкалу]]» (шкалу Кельвина), начинающуюся в точке «[[Абсолютный нуль температуры|абсолютного нуля]]» (—273 градуса Цельсия). [[Максвелл, Джеймс Клерк|Максвелл]] в 1860 году вывел статистический закон [[Распределение Максвелла|распределения скоростей молекул]] газа, получил формулы для внутреннего трения и [[Диффузия|диффузии]], создал набросок кинетической теории [[теплопроводность|теплопроводности]]<ref name=DORF122/>.

Дальнейшие успехи кинетической теории газов и термодинамики во многом связаны с [[Людвиг Больцман|Людвигом Больцманом]] и [[Ван дер Ваальс]]ом. Помимо прочего, они пытались вывести законы термодинамики на базе механики, и неудача этих попыток для необратимых процессов вынудила Больцмана предположить (1872 год), что [[второе начало термодинамики]] имеет не директивно-точный, а статистический характер: тепло может перетекать и от холодного тела к горячему, просто обратный процесс гораздо более вероятен. Более 20 лет эта догадка не вызывала интереса среди физиков, затем развернулась оживлённая дискуссия. Примерно с 1900 года, особенно после работ [[Планк, Макс|Планка]], [[Гиббс, Джозайя Уиллард|Гиббса]] и [[Эренфест, Пауль|Эренфеста]], идеи Больцмана получили признание. С 1871 года Больцман и Максвелл развивают статистическую физику. Чрезвычайно плодотворной оказалась [[Эргодичность|эргодическая гипотеза]] (средние по времени совпадают со средними по ансамблю частиц)<ref name=DORF122/>.

Кроме открытия электрона (см. ниже), решительным аргументом в пользу атомистики стала теория [[Броуновское движение|броуновского движения]] ([[Эйнштейн, Альберт|Эйнштейн]], 1905). После работ [[Смолуховский, Мариан|Смолуховского]] и [[Перрен, Жан Батист|Перрена]], подтвердивших эту теорию, даже убеждённые [[позитивист]]ы уже не оспаривали существование атомов. Начались первые попытки согласовать с атомной теорией [[Периодическая система элементов|периодическую систему элементов]], разработанную в 1869 году [[Менделеев, Дмитрий Иванович|{{nobr|Д. И. Менделеевым}}]], но реальные успехи в этом направлении были достигнуты уже в XX веке{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=164—165, 227}}.

В конце века начались глубокие исследования [[Фазовый переход|фазовых переходов]] и поведения вещества при сверхнизких температурах. В 1888 году шотландец [[Джеймс Дьюар]] впервые получил [[жидкий водород]], он же изобрёл «[[сосуд Дьюара]]» (''термос''). [[Гиббс, Джозайя Уиллард|Гиббс]] в 1870-е годы сформулировал [[правило фаз]]<ref>{{книга |автор=Серафимов Л. А., Фролкова А. К., Хахин Л. А.|заглавие=Правило фаз |издательство =МИТХТ |год =2008 |место=М.|страниц =48}}</ref>.

=== Открытие электрона, радиоактивность ===
<gallery perrow="4" widths="110," heights="120" style="text-align:center;">
Файл:Jj-thomson2.jpg|[[Джозеф Джон Томсон]]
Файл:Paul Nadar - Henri Becquerel.jpg|[[Анри Беккерель]]
Файл:Millikan.jpg|[[Роберт Эндрюс Милликен]]
Файл:HD.1A.002 (12662581074).jpg|[[Эрнест Резерфорд]]
</gallery>

Чтобы связать атомную гипотезу с электрическими явлениями, [[Берцелиус, Йёнс Якоб|Берцелиус]] и [[Фарадей, Майкл|Фарадей]] предположили, что имеются два типа атомов, с положительными и отрицательными зарядами. Из этого следовало существование наименьшего электрического заряда. [[Стони, Джордж|Стоуни]] предложил термин «[[электрон]]» (1874 год) и дал неплохую оценку его заряда. Были и другие гипотезы, например, [[Праут, Уильям|У. Праут]] считал, что раз атомные веса элементов кратны атомному весу водорода, то существует один первичный атом — водорода, а все прочие состоят из сцеплённых первичных атомов. [[Крукс, Уильям|Крукс]] предположил, что существует нулевой первоэлемент — «протил», составляющий и водород, и прочие элементы, а [[Томсон, Уильям (лорд Кельвин)|Уильям Томсон]] считал атом стабильным вихрем в [[Эфир (физика)|эфире]]<ref name=DORF166/>.

[[Файл:Katódsugarak mágneses mezőben(3).jpg|240px|мини|справа|[[Катодные лучи]] в магнитном поле]]
Ещё ранее, в 1858 году, при исследовании электрического разряда в газе были открыты [[катодные лучи]]. После долгих дискуссий учёные пришли к выводу, что это и есть поток электронов. В 1897 году [[Томсон, Джозеф Джон|Дж. Дж. Томсон]] измерил отношение заряд/масса для катодных лучей и доказал, что оно не зависит от материала катода и других условий опыта. Предположив, что заряд электрона совпадает с (уже известным) зарядом [[ион]]а [[водород]]а, Томсон получил оценку массы электрона. Ко всеобщему удивлению, она оказалась во много раз меньше массы атома водорода. Гипотезу Берцелиуса-Фарадея пришлось отвергнуть. Томсон показал также, что частицы, излучаемые при [[фотоэффект]]е, имеют такое же отношение заряд/масса и, очевидно, тоже являются электронами. Экспериментально определить заряд и массу электрона удалось в 1910 году [[Милликен, Роберт Эндрюс|Роберту Милликену]] в ходе остроумного [[Опыт Милликена|опыта]]{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=166—183|name=DORF166}}.

В 1878 году [[Гендрик Лоренц]] обобщил теорию Максвелла для подвижных сред, содержащих [[ион]]ы. Электронная теория Лоренца хорошо объясняла [[диамагнетизм]], процессы в электролите, движение электронов в металле, а также открытый в 1896 году [[эффект Зеемана]] — расщепление спектральных линий, излучаемых веществом, находящимся в магнитном поле<ref name=DORF166/>.

[[Файл:X-ray by Wilhelm Röntgen of Albert von Kölliker's hand - 18960123-02.jpg|thumb|200px|left|Сделанная В. К. Рентгеном фотография человеческой руки]]
Решающие открытия были совершены в 1895-м ([[рентгеновские лучи]], [[Рентген, Вильгельм Конрад|Вильгельм Конрад Рентген]]) и 1896-м годах ([[радиоактивность]] [[Уран (элемент)|урана]], [[Беккерель, Антуан Анри|Анри Беккерель]]). Правда, волновая природа рентгеновских лучей была окончательно доказана только в 1925 году ([[Лауэ, Макс фон|Лауэ]], [[дифракция]] в кристаллах), но предполагалась многими и ранее. А вот радиоактивность поставила физиков в тупик и подверглась активному исследованию. Вскоре были открыты [[радий]], [[торий]] и др. активные элементы, а также неоднородность излучения ([[Альфа-частица|альфа-]] и [[Бета-частица|бета-лучи]] открыл [[Резерфорд, Эрнест|Резерфорд]] в 1899-м, а [[гамма-лучи]] — [[Виллар, Поль Ульриш|Виллар]] в 1900-м). Природа бета-лучей стала ясна сразу, когда Беккерель измерил их отношение заряд/масса — оно совпало с таковым для электрона. Природу [[Альфа-частица|альфа-частиц]] выяснил Резерфорд только в 1909 году<ref name=DORF166/>{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=260—280|name=DORF260}}.

В 1901 году [[Кауфман, Вальтер (физик)|Вальтер Кауфман]] сообщил, что он обнаружил предсказанное [[Хевисайд, Оливер|Хевисайдом]] и [[Томсон, Джозеф Джон|Дж. Дж. Томсоном]] возрастание [[Масса|инертной массы]] электрона при увеличении его скорости. Лоренцеву теорию движения электрона пришлось пересматривать; полемика на эту тему продолжалась даже после создания [[Теория относительности|теории относительности]]<ref name=DORF166/>.

Большие споры вызывал вопрос о том, что является источником энергии радиоактивного излучения. В 1902 году [[Резерфорд, Эрнест|Резерфорд]] и [[Содди, Фредерик|Содди]] сделали вывод, что «радиоактивность есть атомное явление, сопровождаемое химическими изменениями». В 1903 году они открыли [[Закон радиоактивного распада|экспоненциальный закон распада радиоактивного атома]], оценили внутриатомную энергию как неизмеримо превышающую любую химическую, и выдвинули гипотезу, что именно она является источником энергии Солнца. Одновременно Резерфорд, [[Рамзай, Уильям|Уильям Рамзай]] и Содди обнаружили первые превращения элементов ([[радон]]а в [[гелий]]), а Дж. Дж. Томсон дал первое обоснование [[Периодическая система элементов|периодической системе элементов]] с позиций электронной теории<ref name=DORF166/>{{sfn |Льоцци М.|1970|с=361—367, 375}}.

=== Механика, оптика, теория упругости ===
[[Уильям Роуэн Гамильтон|Уильям Гамильтон]] в 1834—1835 годах опубликовал [[принцип Гамильтона|вариационный принцип]], который имел универсальный характер и был успешно использован в самых разных разделах физики<ref>{{книга|автор=[[Румянцев, Валентин Витальевич|Румянцев В. В.]] |часть=Гамильтона — Остроградского принцип |заглавие=Математическая энциклопедия. Т. 1 |место=М. |издательство=Сов. энциклопедия|год=1977}} — 1152 стб. — Стб. 856—857.</ref>. Гамильтон положил этот принцип в основу своей [[Гамильтонова механика|«гамильтоновой механики»]]. «Эти работы легли в основу всего развития аналитической механики в XIX веке»<ref>{{книга|автор=[[Сретенский, Леонид Николаевич|Сретенский Л. Н.]] |часть=Аналитическая механика (XIX в.)|заглавие=История механики с конца XVIII до середины XX века|ответственный=Под общ. ред. [[Григорьян, Ашот Тигранович|А. Т. Григорьяна]], [[Погребысский, Иосиф Бенедиктович|И. Б. Погребысского]] |место=М. |издательство=Наука |год=1972 |страниц=411}} — С. 7.</ref>.

В оптике главным событием стало открытие [[Спектральный анализ|спектрального анализа]] (1859 год). В 1842 году австрийский физик [[Доплер, Кристиан|Доплер]] обнаружил [[Эффект Доплера|изменение частоты и длины волны]], испускаемых движущимся источником. Оба эффекта стали важнейшими инструментами науки, особенно в [[астрофизика|астрофизике]]{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=147—156|name=DORF147}}. В середине века появилось ещё одно важное изобретение — [[фотография]]{{sfn |Спасский Б. И.|1977|loc=Том I, стр. 238}}.

В 1821 году [[Анри Навье]] вывел основную систему уравнений [[теория упругости|теории упругости]], заменив одномерный [[закон Гука]] на универсальный закон трёхмерных деформаций [[Изотропность|изотропных]] упругих тел. Модель Навье была сразу же (1823 год) обобщена в работах [[Коши, Огюстен Луи|Коши]], который снял ограничение изотропности. На основе уравнений Коши [[Пуассон, Симеон Дени|Пуассон]] решил множество практически важных задач<ref>{{книга |автор=Тимошенко С. П. |заглавие=История науки о сопротивлении материалов |место=М.|издательство=ГИТТЛ|год=1957|страницы=128—149|страниц=535}}</ref>.

== XX век ==

=== Общая характеристика физики XX века ===
В начале XX века физика столкнулась с серьёзными проблемами — начали возникать противоречия между старыми моделями и опытными данными. Так, например, наблюдались противоречия между классической механикой и электродинамикой при попытках измерить [[скорость света]] — выяснилось, что она не зависит от [[Система отсчёта|системы отсчёта]]. Физика того времени также была неспособна описать некоторые эффекты микромира, такие как атомные спектры излучений, [[фотоэффект]], энергетическое равновесие электромагнитного излучения и вещества, спектр излучения [[Абсолютно чёрное тело|абсолютно чёрного тела]]. [[Смещение перигелия Меркурия|Движение Меркурия]] не соответствовало ньютоновской теории тяготения; не было найдено решения и для «[[Гравитационный парадокс|гравитационного парадокса]]». Наконец, новые явления, обнаруженные на рубеже веков — [[радиоактивность]], [[электрон]], [[рентгеновские лучи]] — не были теоретически объяснены. «Это целый мир, о существовании которого никто не подозревал», заявил [[Пуанкаре, Анри|Пуанкаре]] в 1900 году, и для понимания нового мира понадобился существенный пересмотр старой физики{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=158—165|name=DORF158}}.

Ещё одной важной особенностью физики XX века стало расширение понимания единства природных сил. Уже в XIX веке появилось универсальное понятие [[Энергия|энергии]], а [[Максвелл, Джеймс Клерк|Максвелл]] объединил оптику, электричество и магнетизм. В XX веке обнаружились глубокие связи [[Пространство-время|пространства и времени]], вещества и излучения ([[Корпускулярно-волновой дуализм|частицы и волны]]), [[Общая теория относительности|гравитации и геометрии]], [[Эквивалентность массы и энергии|массы и энергии]] и многие другие взаимоотношения. Появилось немало новых разделов физики — [[теория относительности]], [[квантовая механика]], [[атомная физика]], [[электроника]], [[аэродинамика]], [[радиофизика]], [[физика плазмы]], [[астрофизика]], [[космология]] и другие.

=== Теория относительности ===
{{main|История теории относительности}}
<gallery perrow="4" widths="110," heights="120" style="text-align:center;">
Albert-abraham-michelson4.jpg|[[Альберт Абрахам Майкельсон]]
Lorentz-Haverman.jpg|[[Хендрик Антон Лоренц]]
PSM V82 D416 Henri Poincare.png|[[Анри Пуанкаре]]
De Raum zeit Minkowski Bild.jpg|[[Герман Минковский]]
</gallery>

В 1728 году английский астроном [[Брэдли, Джеймс|Брэдли]] открыл [[Аберрация света|аберрацию света]]: все звёзды описывают на небосводе малые круги с периодом в один год. С точки зрения [[Эфир (физика)|эфирной]] теории света это означало, что эфир неподвижен, и его кажущееся смещение (при движении Земли вокруг Солнца) по принципу суперпозиции отклоняет изображения звёзд.

[[Файл:Michelson experiment (ru).svg|240px|мини|слева|Схема опыта {{nobr|Майкельсона — Морли}}]]
[[Френель, Огюстен Жан|Френель]], однако, допускал, что внутри вещества эфир частично увлекается движущейся материей. Эта точка зрения, казалось, нашла подтверждение в [[Опыт Физо|опытах Физо]], который обнаружил, что скорость света в воде меньше, чем в пустоте. [[Максвелл, Джеймс Клерк|Максвелл]] в 1868 году предложил схему решающего опыта, который после изобретения [[интерферометр]]а смог осуществить в 1881 году американский физик [[Майкельсон, Альберт Абрахам|Майкельсон]]. Позже Майкельсон и [[Морли, Эдвард Уильямс|Морли]] повторили [[Опыт Майкельсона|опыт]] несколько раз с возрастающей точностью; другие физики провели десятки опытов, основанных на иных принципах (например, Троутон и Нобль измеряли поворот подвешенного [[Конденсатор (электронный компонент)|конденсатора]]), но результат был неизменно отрицательным — «эфирного ветра» не существовало<ref>{{статья |автор=Иоос Г. |заглавие=Повторения опыта Майкельсона |ссылка=http://ufn.ru/ru/articles/1932/1/g/ |издание=Успехи физических наук |место=М. |год=1932 |выпуск=Январь |номер=12 (1) |страницы=136—147 |archivedate=2015-06-11 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150611043446/http://ufn.ru/ru/articles/1932/1/g/ }}</ref>{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=203—217|name=DORF203}}.

В 1892 году [[Гендрик Лоренц]] и (независимо от него) [[Фицджеральд, Джордж Френсис|Джордж Фицджеральд]] предположили, что эфир неподвижен, а длина любого тела сокращается в направлении его движения. Такое «[[лоренцево сокращение]]» неизбежно должно было привести к эффекту [[Двойное лучепреломление|двойного лучепреломления]] во всех движущихся прозрачных телах; однако опыты опровергли существование подобного эффекта. Тогда Лоренц изменил свою гипотезу: сокращаются не сами тела, а входящие в них электроны, причём во всех направлениях, но в направлении движения сокращение больше. Лоренц не смог объяснить, отчего величина сокращения в точности такая, чтобы скомпенсировать «эфирный ветер»<ref name=DORF203/>.

Другим серьёзным затруднением был тот факт, что [[уравнения Максвелла]] не соответствовали [[Принцип относительности|принципу относительности]] Галилея, несмотря на то, что электромагнитные эффекты зависят только от ''относительного'' движения<ref>{{книга|автор=Эйнштейн А.|заглавие=Собрание научных трудов в четырёх томах|место=М.|издательство=Наука|год=1965|том=I|страницы=138}}</ref>. Был исследован вопрос, при каких преобразованиях координат уравнения Максвелла инвариантны. Правильные формулы впервые выписали [[Лармор, Джозеф|Лармор]] (1900 год) и [[Пуанкаре, Анри|Пуанкаре]] (1905 год), который доказал их [[Группа (математика)|групповые]] свойства и предложил назвать [[Преобразования Лоренца|преобразованиями Лоренца]]. В работе «О динамике электрона» (1905 год) Пуанкаре также дал обобщённую формулировку [[принцип относительности|принципа относительности]], охватывающего и электродинамику. В этой работе есть даже [[Интервал (теория относительности)|четырёхмерный интервал]] [[Минковский, Герман|Минковского]]. Тем не менее Пуанкаре продолжал верить в реальность эфира, а разработанной им математической модели не придавал объективного физического содержания, рассматривая её, в соответствии со [[Конвенционализм|своей философией]], как удобное соглашение (''«конвенцию»'')<ref name=DORF203/>.

[[Файл:Albert Einstein (Nobel).jpg|thumb|200px|[[Альберт Эйнштейн]]]]
Физическая, объективная сущность модели Пуанкаре раскрылась после работ [[Эйнштейн, Альберт|Эйнштейна]]. В статье 1905 года Эйнштейн рассмотрел два постулата: всеобщий [[принцип относительности]] и постоянство [[Скорость света|скорости света]]. Из этих постулатов автоматически следовали формулы [[преобразования Лоренца]], [[лоренцево сокращение]], относительность одновременности и ненужность эфира. Были выведены также новый закон суммирования скоростей, возрастания инерции со скоростью и т. д. Эйнштейн указал, что все законы физики должны быть инвариантны относительно преобразований Лоренца. Позже эта теория получила название [[специальная теория относительности|специальной теории относительности (СТО)]]. После изгнания из физики эфира электромагнитное поле приобрело новый статус самодостаточного физического объекта, не нуждающегося в дополнительном механическом носителе. В том же году появилась и формула <math>E=mc^2</math> — [[инерция]] определяется [[Энергия|энергией]]<ref name=DORF203/><ref name="Kuz5">''[[Кузнецов, Борис Григорьевич|Кузнецов Б. Г.]]'' Основные идеи специальной теории относительности // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 263-287;</ref>.

Часть учёных сразу приняли [[Специальная теория относительности|СТО]]: [[Планк]] (1906 год) и сам Эйнштейн (1907 год) построили релятивистскую динамику и термодинамику, а [[Минковский, Герман|Минковский]] в 1907 году представил [[Математическая модель|математическую модель]] кинематики СТО в виде геометрии [[Пространство Минковского|четырёхмерного неевклидова мира]] и разработал теорию [[Инвариант (физика)|инвариантов]] этого мира.

С 1911 года Эйнштейн разрабатывал [[общая теория относительности|общую теорию относительности (ОТО)]], заменившую [[Закон всемирного тяготения|теорию тяготения Ньютона]], и завершил её в 1915 году. В теории тяготения Эйнштейна, в отличие от ньютоновской, нет [[Дальнодействие и короткодействие|дальнодействия]] и ясно указан физический носитель тяготения — модификация геометрии [[Пространство-время|пространства-времени]]. Опытная проверка предсказанных этой теорией [[Проверка общей теории относительности|новых эффектов]], предпринятая в десятках экспериментов, показала полное согласие ОТО с наблюдениями. Попытки Эйнштейна и других учёных расширить ОТО, объединив гравитацию, электромагнетизм и теорию микромира, успехом не увенчались<ref name="Kuz6">''[[Кузнецов, Борис Григорьевич|Кузнецов Б. Г.]]'' Основные идеи общей теории относительности // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 288-322;</ref>.

=== Строение атома ===
После открытия [[электрон]]а стало ясно, что атом имеет сложную структуру, и встал вопрос, какое место в ней занимает электрон, и какие есть ещё субатомные частицы. В 1904 году появилась первая [[Физическая модель|модель]] атома, известная как [[Модель атома Томсона|модель «пудинга с изюминками»]]; в ней атом представлял собой положительно заряженное тело, с равномерно перемешанными в нём электронами. Движутся они там или нет — этот вопрос был оставлен открытым. [[Томсон, Джозеф Джон|Томсон]] первым выдвинул перспективную гипотезу, что свойства [[химический элемент|химических элементов]] определяются распределением электронов в атоме. Одновременно японский физик [[Нагаока, Хантаро|Нагаока]] предложил планетарную модель, но [[Вин, Вильгельм|Вин]] сразу указал, что круговые орбиты электронов несовместимы с классической электродинамикой: при всяком отклонении от прямой электрон должен терять энергию{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=226—240|name=DORF226}}.

В 1909—1910 годах эксперименты [[Резерфорд, Эрнест|Резерфорда]] и [[Гейгер, Ханс|Гейгера]] по рассеянию альфа-частиц в тонких пластинках обнаружили, что внутри атома существует небольшая компактная структура — [[атомное ядро]]. От «модели пудинга» пришлось отказаться. Резерфорд предложил уточнённую планетарную модель: положительное ядро, заряд которого (в единицах заряда электрона) точно соответствует номеру элемента в [[периодическая система элементов|таблице Менделеева]]. Первым успехом новой теории было объяснение существования [[изотоп]]ов. Но были и другие модели. [[Томсон, Джозеф Джон|Дж. Дж. Томсон]] предположил, что взаимодействие электронов и ядра отличается от кулоновского; делались попытки привлечь [[теория относительности|теорию относительности]] и даже [[неевклидова геометрия|неевклидовы геометрии]].

[[Файл:Bohr atom animation.gif|мини|справа|Атом водорода в модели Бора (анимация перескока с орбиты на орбиту)]]
Первую успешную теорию, объяснившую спектр атома [[водород]]а, построил [[Нильс Бор]] в 1913 году. Бор дополнил модель Резерфорда [[Постулаты Бора|постулатами]] неклассического характера:
# Существуют орбиты, на которых электрон будет стабилен (не будет терять энергию).
# При перескоке с одной дозволенной орбиты на другую электрон излучает или поглощает энергию, соответствующую разнице энергий орбит. Спектр атома [[водород]]а теория Бора предсказывала точно, но для других элементов согласия не было<ref name=DORF226/>.

В 1915 году теория Бора была дополнена [[Зоммерфельд, Арнольд Иоганнес Вильгельм|Зоммерфельдом]] и [[Вильсон, Чарлз Томсон Риз|Вильсоном]]; были объяснены [[эффект Зеемана]] и [[тонкая структура]] спектра водорода. Бор добавил к своим постулатам [[принцип соответствия]], который позволил определить интенсивность спектральных линий. В 1925 году [[Паули, Вольфганг|Паули]] высказал гипотезу о наличии у электрона [[спин]]а, а позже — [[принцип запрета]], по которому никакие два электрона не могут иметь одинаковые [[квантовые числа]] (с учётом спина). После этого стало понятно, как и почему распределяются электроны по слоям (орбитам) в атоме<ref name=DORF226/>. В 1920-е годы была в основном сформирована [[электронная теория металлов]], объясняющая их хорошую [[электропроводность]], в 1930-е годы было объяснено явление [[ферромагнетизм]]а{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=281—306|name=DORF281}}.

Нерешённой оставалась проблема — что, вопреки кулоновским силам отталкивания, удерживает протоны в ядре атома? [[Гамов, Георгий Антонович|Гамов]] предположил, что там существуют силы, аналогичные силам [[Поверхностное натяжение|поверхностного натяжения]] в капле жидкости; так возникла «[[капельная модель ядра]]», оказавшаяся плодотворной. Японский физик [[Юкава, Хидэки|Юкава]] разработал (1935 год) модель [[Сильное взаимодействие|ядерных сил]], квантами которых являются частицы особого рода; эти частицы были обнаружены в космических лучах (1947 год) и названы [[пи-мезон]]ами<ref name=DORF226/>.

В 1932 году [[Чедвик, Джеймс|Чадвик]] открыл [[нейтрон]], предсказанный Резерфордом ещё в 1920-м. Структура [[атомное ядро|ядра]] стала теперь ясна. [[Протон]] фактически был открыт в 1919 году, когда Резерфорд обнаружил расщепление атома [[азот]]а при обстреле альфа-частицами; название «протон» Резерфорд придумал позднее. В том же 1932 году в [[космические лучи|космических лучах]] был открыт [[позитрон]], подтверждающий идеи [[Дирак, Поль Адриен Морис|Дирака]] о существовании [[антивещество|антивещества]]. В 1934 году [[Ферми, Энрико|Ферми]] опубликовал теорию [[Бета-распад нейтрона|бета-распада]] — нейтрон ядра превращается в протон, испуская электрон и (тогда ещё не обнаруженную) лёгкую частицу, названную им [[нейтрино]]. Чтобы теоретически обосновать распад нейтрона, понадобилось, кроме упомянутого выше «сильного», ввести дополнительное (четвёртое по счёту) [[фундаментальное взаимодействие]], получившее название «[[слабое взаимодействие|слабого]]»<ref name=DORF260/>.

[[Файл:Standard Model of Elementary Particles ru.svg|thumb|300px|right|Стандартная модель [[Элементарная частица|элементарных частиц]]: 12 [[фермион]]ов и 5 [[бозон]]ов]]
После открытия [[Деление ядра|деления ядра урана]] (1938 год, [[Отто Ган]] и [[Фриц Штрассман]]) и успеха работ по созданию [[Ядерное оружие|ядерной бомбы]] ядерная физика превратилась в один из инструментов, формирующих мировую историю.

В 1967 году [[Стивен Вайнберг]] и [[Абдус Салам]], использовав ранее опубликованную «[[Электрослабое взаимодействие|электрослабую]]» модель [[Шелдон Ли Глэшоу|Шелдона Ли Глэшоу]], разработали так называемую «[[Стандартная модель|стандартную модель]]», объединяющую три из четырёх фундаментальных взаимодействий (гравитация в неё не вошла). После открытия предсказанного стандартной моделью бозона Хиггса она считается основой современных представлений о микромире (хотя эксперименты по её проверке и поиску границ применимости продолжаются)<ref>{{статья |автор=Вайнберг С. |заглавие=Идейные основы единой теории слабых и электромагнитных взаимодействий. Нобелевская лекция |ссылка=http://ufn.ru/ru/articles/1980/10/a/ |издание=[[Успехи физических наук]] |выпуск=2 |issn= |место=М. |год=1980 |том=132 |страницы= |archivedate=2015-09-20 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150920085901/http://ufn.ru/ru/articles/1980/10/a/ }}</ref>.

=== Квантовая теория ===
{{main|История возникновения квантовой физики}}

<gallery perrow="5" widths="100px" heights="100px" style="text-align:center;">
Файл:Bundesarchiv Bild 183-R0116-504, Max Planck.jpg|[[Макс Планк]]
Файл:Niels Bohr.jpg|[[Нильс Бор]]
Файл:Louis de Broglie.jpg|[[Луи де Бройль]]
Файл:Erwin Schrödinger (1933).jpg|[[Эрвин Шрёдингер]]
Файл:Dirac 4.jpg|[[Поль Дирак]]
</gallery>

В 1880-е годы был экспериментально получен спектр излучения [[Абсолютно чёрное тело|абсолютно чёрного тела]]; распределение энергии по частотам оказалось несогласованным со всеми имевшимися теориями, особенно для длинных (инфракрасных) волн. Правильную формулу подобрал в 1900 году [[Макс Планк]]. Несколькими неделями позже он выяснил, что эта формула может быть строго доказана, если сделать допущение, что излучение и поглощение энергии происходит порциями не меньше некоторого порога ([[квант]]а), пропорционального частоте волны. Сам Планк вначале рассматривал такую модель как чисто математический трюк; даже много позже, в 1914 году, он пытался опровергнуть собственное открытие, но безуспешно<ref name=DORF184/>.

[[Эйнштейн, Альберт|Эйнштейн]] сразу принял гипотезу квантов света, причём считал, что квантование относится не только ко взаимодействию света с веществом, но является свойством самого света. В 1905 году он построил на этой основе теорию [[фотоэффект]]а, в 1907 году — теорию [[Теплоёмкость|теплоёмкости]], которая до Эйнштейна при низких температурах расходилась с экспериментом. В 1912 году [[Дебай, Петер Йозеф Вильгельм|Дебай]] и [[Борн, Макс|Борн]] уточнили теорию теплоёмкости Эйнштейна, и согласие с опытом было достигнуто. Эйнштейновская теория фотоэффекта была полностью подтверждена опытами [[Милликен, Роберт Эндрюс|Милликена]] в 1914—1916 годах{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=184—202|name=DORF184}}.

Наконец, в 1920-х годах были обнаружены сразу несколько существенно квантовых явлений, необъяснимых с классических позиций. Наиболее показателен был [[эффект Комптона]] — вторичное излучение при рассеянии [[Рентгеновские лучи|рентгеновских лучей]] в лёгких газах. В 1923 году Комптон разработал теорию этого явления (основанную на работе Эйнштейна 1917 года) и предложил термин «[[фотон]]». В 1911 году была открыта [[сверхпроводимость]] — ещё одно специфически квантовое явление, но оно получило теоретическое объяснение только в 1950-е годы ([[теория Гинзбурга — Ландау]], а затем [[теория Бардина — Купера — Шриффера]])<ref name=DORF158/>.

[[Файл:Electron diffraction Laue-zone tilt-series.gif|мини|[[Дифракция электронов]], вид в [[Просвечивающий электронный микроскоп|электронном микроскопе]]]]
Электромагнитному полю, таким образом, оказался присущ «[[корпускулярно-волновой дуализм]]». Французский физик [[Луи де Бройль]] предположил (1923), что подобный дуализм свойственен не только свету, но и веществу. Каждой материальной частице он сопоставил волну определённой частоты. Это объясняет, почему [[принцип Ферма]] в оптике похож на [[Принцип наименьшего действия|принцип Мопертюи]], а также — почему устойчивые орбиты Бора именно таковы: только у них длина волны де Бройля укладывается на орбите целое число раз. По удачному совпадению, как раз в этом году американские физики [[Дэвиссон, Клинтон Джозеф|Дэвиссон]] и [[Джермер, Лестер Хэлберт|Джермер]] изучали отражение электронов от твёрдых тел и обнаружили предсказанную де Бройлем [[Дифракция электронов|дифракцию электронов]]. Ещё раньше (1921 год) волновые свойства электронов обнаружились в [[Эффект Рамзауэра|эффекте Рамзауэра]], но в тот момент не были должным образом истолкованы. В 1930 году [[Отто Штерн]] тонкими опытами показал волновые эффекты для атомов и молекул{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=241—259|name=DORF241}}.

В 1925 году [[Гейзенберг, Вернер Карл|Вернер Гейзенберг]] предложил использовать в теории субатомных явлений только наблюдаемые величины, исключив координаты, орбиты и т. п. Для определения наблюдаемых величин он разработал так называемую «[[Матричная квантовая механика|матричную механику]]». Гейзенберг, [[Макс Борн]] и [[Йордан, Паскуаль|Йордан]] сформулировали правила, по которым классическим величинам сопоставлялись [[Эрмитова матрица|эрмитовы матрицы]], так что каждое дифференциальное уравнение классической механики переходило в квантовое<ref name=DORF241/><ref name="Pol1">''[[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Возникновение квантовой физики // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 323-389;</ref><ref name="Kuz7">''[[Кузнецов, Борис Григорьевич|Кузнецов Б. Г.]]'' Основные идеи квантовой механики // отв. ред. ''[[Григорьян, Ашот Тигранович|Григорьян А. Т.]], [[Полак, Лев Соломонович|Полак Л. С.]]'' Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 390-421;</ref>.

Синтез идей де Бройля и Гейзенберга осуществил [[Эрвин Шрёдингер]], который в 1926 году создал «[[Квантовая механика|волновую механику]]» на базе выведенного им [[уравнение Шрёдингера|уравнения Шрёдингера]] для нового объекта — [[волновая функция|волновой функции]]. Новая механика, как показал сам Шрёдингер, эквивалентна матричной: элементы матрицы Гейзенберга, с точностью до множителя — [[собственные функции]] [[Гамильтониан (квантовая механика)|оператора Гамильтона]], а [[Собственные значения|собственными значениями]] оказалась квантованная энергия. В таком виде волновая механика была удобнее матричной, и вскоре стала общепризнанной. Первоначально Шрёдингер считал, что амплитуда волновой функции описывает плотность заряда, но этот подход был быстро отвергнут, и было принято предложение Борна (1926 год) истолковывать её как [[плотность вероятности]] обнаружения частицы («[[копенгагенская интерпретация]]»)<ref name=DORF241/>.

[[Файл:Onde Corpuscule.png|мини|280px|[[Корпускулярно-волновой дуализм]] и [[принцип неопределённости]]:<br>(a) Волна, частота известна, положение не определено;<br>(b) Общий случай, для частоты и положения существует неопределённость;<br>(c) Частица, положение известно, частота не определена.]]
В 1927 году Гейзенберг сформулировал [[принцип неопределённости]]: координаты и импульс микрообъекта невозможно точно определить одновременно — уточняя координаты, мы неизбежно «размываем» точность определения скорости. Бор обобщил этот тезис до «[[принцип дополнительности|принципа дополнительности]]»: корпускулярное и волновое описание явлений дополняют друг друга; если нас интересует причинная связь, удобно корпускулярное описание, а если пространственно-временная картина, то волновое. Фактически же микрообъект не является ни частицей, ни волной; эти классические понятия возникают только потому, что наши приборы измеряют классические величины. Школа Бора вообще считала, что все атрибуты атома не существуют объективно, а появляются только при взаимодействии с наблюдателем. «Нет реальности, не зависящей от способа её наблюдения» (Бор). Многие физики (Эйнштейн, Планк, де Бройль, Бом и др.) пытались заменить копенгагенскую интерпретацию [[Интерпретация квантовой механики|иной]], но успеха не добились<ref name=DORF241/>.

[[Поль Дирак]] разработал релятивистский вариант квантовой механики ([[уравнение Дирака]], 1928 год) и предсказал существование [[позитрон]]а, положив начало [[Квантовая электродинамика|квантовой электродинамике]]. В 1920-е годы был заложен фундамент ещё одной науки — [[Квантовая химия|квантовой химии]], разъяснившей сущность [[Валентность|валентности]] и [[Химическая связь|химической связи]] вообще. В 1931 году был построен первый исследовательский [[ускоритель заряженных частиц]] ([[циклотрон]]). В 1935 году был опубликован знаменитый [[парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена]]<ref name=DORF241/>.

В начале 1950-х [[Басов, Николай Геннадиевич|Н. Г. Басов]], [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохоров]] и [[Таунс, Чарлз Хард|Ч. Таунс]] разработали основные принципы усиления и генерации электромагнитного излучения квантовыми системами, положенные затем в основу создания принципиально новых источников излучения радиочастотного ([[мазер]]ы) и оптического ([[лазер]]ы) диапазонов. В 1960 году [[Майман, Теодор|Теодор Майман]] создал первый лазер (оптический квантовый генератор) на основе кристалла рубина, генерирующий импульсы монохроматического излучения на длине волны 694 нм. К настоящему времени создано большое количество лазеров с различными характеристиками — газовых, твердотельных, полупроводниковых, излучающих свет в различных частях оптического диапазона спектра.

Разработана и проверена в экспериментах [[квантовая теория поля]]<ref>{{книга |часть=Квантовая теория поля |заглавие=[[Физическая энциклопедия]] (в 5 томах) |ответственный=Под редакцией акад. [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохорова]] |том=2 |год=1990 |место=М. |издательство=[[Большая Российская энциклопедия (издательство)|Советская Энциклопедия]] |isbn=5-85270-034-7 }}</ref>. Идут поиски [[Теория всего|общей теории поля]], которая охватила бы все [[фундаментальные взаимодействия]], включая [[Гравитация|гравитацию]]. В течение всего XX века продолжались попытки построить квантовую теорию гравитации; основные из них — это [[Теория струн|теории суперструн]] и [[Квантовая гравитация|петлевая квантовая гравитация]]. Ещё одним кандидатом на эту роль является [[М-теория]], которая, в свою очередь, — недавнее развитие теории суперструн.

Математические методы квантовой теории поля были успешно применены и в теоретической [[Физика твёрдого тела|физике твёрдого тела]]; позже в ней получили применение методы [[Топология|топологии]] — например, для описания [[Квантовый эффект Холла|квантового эффекта Холла]].

=== Астрофизика и космология ===
Первую «стыковку» физики и астрономии осуществил [[Исаак Ньютон]], который установил физическую причину наблюдаемых движений небесных тел (1687 год). На протяжении следующих столетий учёные обсуждали проблемы, связанные с внеземной физикой, в том числе<ref>{{cite web |author= |datepublished= |url=http://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/ |title=Focus Areas |publisher= |access-date=2015-08-21 |archive-date=2015-08-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150811095500/http://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/ |url-status=live }}</ref>:
* Температура и иные физические условия на других небесных телах, состав их атмосферы и поверхностного грунта, наличие магнитного поля.
* Источник светимости звёзд, варианты их структуры, механизм образования и возможные направления дальнейшей эволюции, наличие планет.
С астрофизикой близко смыкается [[космология]], изучающая строение и эволюцию всей наблюдаемой Вселенной.

[[Файл:Solar-evolution.png|thumb|left|700px|Предполагаемые этапы эволюции [[Солнце|Солнца]]]]
{{clear}}
В XVIII веке гипотезы о «планетогенезе», то есть механизме формирования [[Солнечная система|Солнечной системы]] и, возможно, иных планетных систем, предложили [[Сведенборг, Эммануил|Сведенборг]] (1732 год, на основе декартовских вихрей), [[Кант, Иммануил|Кант]] (1755 год) и [[Лаплас, Пьер-Симон|Лаплас]] (1796 год, [[Небулярная гипотеза|сгущение газопылевого облака]]). Последняя идея, в значительно расширенном и доработанном виде, стала основой современных теорий планетогенеза. Были, однако, и другие версии; например, [[Джинс, Джеймс Хопвуд|Дж. Джинс]] в 1919 году предположил, что некогда рядом с Солнцем прошла массивная звезда, в результате чего случился выброс из Солнца вещества, сгустившегося в планеты. Более перспективной оказалась другая идея Джинса (1904 год): источник энергии Солнца — внутриатомная энергия{{sfn |История астрономии|1989|с=251—252|name=EREM251}}<ref>{{статья|автор=Montmerle, T., Augereau, J.-C., Chaussidon, M. et al|год=2006|заглавие=Solar System Formation and Early Evolution: the First 100 Million Years|издание=Earth, Moon, and Planets (Spinger)|volume=98|номер=1—4|pages=39—95}}</ref>.

Первым инструментом, пригодным для научного исследования внеземных объектов, стал [[спектральный анализ]] (1859 год), позволивший дистанционно определить химический состав звёзд и некоторых других небесных тел. Как и предполагалось со времён Ньютона, небесные тела состоят из тех же веществ, что и земные. В 1869 году шведский физик и астроном [[Андрес Йонас Ангстрем]] опубликовал первый атлас спектра Солнца, а [[Анджело Секки]] исследовал и классифицировал спектры 4 тысяч звёзд. В этот же период вошёл в употребление и термин «[[астрофизика]]» ([[Цёлльнер, Иоганн Карл Фридрих|Цёлльнер]], 1865 год)<ref name=DORF147/><ref>{{Citation | last = Hetherington | first = Norriss S. | last2 = McCray | first2 = W. Patrick | editor-last = Weart | editor-first = Spencer R. | title = Spectroscopy and the Birth of Astrophysics | publisher = American Institute of Physics, Center for the History of Physics | url = https://www.aip.org/history/cosmology/tools/tools-spectroscopy.htm | access-date = 2015-07-19 | archive-url = https://web.archive.org/web/20150907133751/https://www.aip.org/history/cosmology/tools/tools-spectroscopy.htm | archive-date = 2015-09-07 }} {{Cite web |url=https://www.aip.org/history/cosmology/tools/tools-spectroscopy.htm |title=Источник |access-date=2015-08-09 |archive-date=2015-09-07 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150907133751/https://www.aip.org/history/cosmology/tools/tools-spectroscopy.htm |url-status=dead }}</ref>.

[[Файл:Universe expansion rus.png|240px|мини|Расширение Вселенной]]
Другим незаменимым инструментом астрофизиков стал [[эффект Доплера]], используемый в астрономии в основном для измерения относительных [[Радиальная скорость|радиальных скоростей]] звёзд<ref name=DORF147/>. В начале XX века [[Слайфер, Весто Мелвин|Весто Слайфер]], [[Эдвин Хаббл]] и другие астрономы использовали эффект Доплера для доказательства, что внегалактические объекты существуют, и почти все они удаляются от Солнечной системы. [[Артур Эддингтон]] на основе обсуждавшихся в те годы космологических моделей [[Общая теория относительности|Общей теории относительности]] предположил, что этот факт отражает общий природный закон: [[Расширение Вселенной|Вселенная расширяется]], и чем дальше от нас астрономический объект, тем больше его относительная скорость. Эддингтон разработал также (в монографии «''The Internal Constitution of the Stars''»<ref>{{cite web |author=Eddington A. |datepublished= |url=http://ebooks.cambridge.org/ebook.jsf?bid=CBO9780511600005 |title=The Internal Constitution of the Stars |publisher= |access-date=2015-08-21 |lang=en |description= |url-status=dead }}</ref>) первую модель внутренней структуры звезды. Совместно с [[Перрен, Жан Батист|Перреном]] Эддингтон обосновал теорию о [[Термоядерная реакция|термоядерной реакции]] как источнике энергии Солнца<ref name=EREM251/><ref>{{MacTutor Biography|id=Eddington}}</ref>.

Расцвет астрофизики начался во второй половине XX века, когда парк наблюдательных средств астрономии резко вырос: [[Орбитальный телескоп|космические телескопы]], детекторы [[Рентгеновская астрономия|рентгеновского]], [[Ультрафиолетовая астрономия|ультрафиолетового]], [[Инфракрасная астрономия|инфракрасного]], [[Нейтринная астрономия|нейтринного]] и [[Гамма-астрономия|гамма-излучения]], [[Автоматическая межпланетная станция|межпланетные зонды]] и др. Были установлены и исследованы основные физические характеристики всех крупных тел Солнечной системы, найдены многочисленные [[Экзопланета|экзопланеты]], новые типы светил ([[пульсар]]ы, [[квазар]]ы, [[радиогалактики]]), обнаружены и изучены [[реликтовое излучение]], [[гравитационное линзирование]] и кандидаты в [[Чёрная дыра|чёрные дыры]]. Изучаются ряд нерешённых проблем: свойства [[Гравитационные волны|гравитационных волн]], природа [[Тёмная материя|тёмной материи]] и [[Тёмная энергия|тёмной энергии]], причины [[Ускорение расширения Вселенной|ускорения расширения Вселенной]]. Установлена [[крупномасштабная структура Вселенной]]. Сформирована общепринятая на данный момент теория [[Большой взрыв|Большого взрыва]] как начального этапа эволюции наблюдаемой Вселенной{{sfn |История астрономии|1989|с=276—282}}.

Изучение астрономических объектов предоставляет теоретической физике уникальные возможности, поскольку по масштабу и разнообразию космические процессы неизмеримо превосходят всё, что можно воспроизвести в земной лаборатории. Например, астрофизики провели множество наблюдений для проверки [[Общая теория относительности|эйнштейновской теории тяготения]] и выяснения возможных границ её применимости. При объяснении ряда наблюдаемых явлений (например, [[Нейтронная звезда|нейтронных звёзд]] и космологических эффектов) применяются и проверяются методы физики микромира<ref>{{книга  |автор=Шапиро С. Л., Тьюколски С. А. |заглавие=Черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды  |ответственный=Пер. с англ. под ред. Я. А. Смородинского  |место=М.  |издательство=Мир |год=1985  |том=1—2  |страниц=656 }}</ref>.

=== Аэродинамика и метеорология ===
Появление [[Авиация|авиации]] и потребность в точных метеопрогнозах привело к быстрому прогрессу [[аэродинамика|аэродинамики]] и [[Теория полёта|теории полёта]]. Научные основы расчёта движения в воздухе или иной сопротивляющейся среде изложил [[Ньютон, Исаак|Ньютон]] во II томе своих «[[Начала Ньютона|Начал]]» (1687 год); большой вклад в аэродинамику внесли в XVIII веке [[Даниил Бернулли]] и [[Леонард Эйлер]], а в XIX веке были выведены общие [[уравнения Навье — Стокса]], учитывающие [[вязкость]]<ref>{{Книга:Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М.: Гидродинамика|1988}}</ref>.

[[Файл:George Cayley2.jpg|200px|мини|[[Кейли, Джордж|Джордж Кейли]]]]
Английский учёный и изобретатель [[Джордж Кейли]] в 1799 году, значительно опередив своё время, опубликовал теорию полёта аппаратов тяжелее воздуха. Он ввёл основные параметры полёта аппарата — вес, [[подъёмная сила]], [[лобовое сопротивление]] и [[Тяга (авиация)|тяга]]. Кейли построил и испытал несколько планеров, тягу в которых, за неимением мотора, создавали машущие крылья<ref>{{cite web | title=U.S Centennial of Flight Commission - Sir George Cayley | url=http://www.centennialofflight.net/essay/Prehistory/Cayley/PH2.htm | access-date=2015-08-11 | archive-url=https://web.archive.org/web/20080920052758/http://centennialofflight.gov/essay/Prehistory/Cayley/PH2.htm | archive-date=2008-09-20 }}</ref>. В 1871 году появились первые в мире исследовательские [[Аэродинамическая труба|аэродинамические трубы]] ([[Уэнхем, Фрэнсис Герберт|Уэнхем]])<ref>{{книга |заглавие=Энциклопедия «Авиация» |место=М. |издательство=Научное издательство «Большая Российская Энциклопедия» |год=1994|страниц=736}}</ref>.

В начале XX века, когда появились мощные двигатели, следующим этапом стали разработка управления самолётом в воздухе, оптимизация его характеристик и повышение надёжности. [[Братья Райт]], которые первыми наладили управление самолётом в полёте, разработали и многие теоретические аспекты аэродинамики полёта, в том числе контроль трёх [[Оси вращения самолёта|осей вращения самолёта]] и способы уменьшить [[аэродинамическое сопротивление]]. В первые два десятилетия XX века были заложены основы теории полёта и прикладной аэродинамики, в чём велика заслуга [[Жуковский, Николай Егорович|Н. Е. Жуковского]]<ref>{{cite web|title=Николай Егорович Жуковский (1847—1921)|url=http://www.inventor.perm.ru/persons/inventor_zhukovskiy.htm|access-date=2015-09-24|archive-date=2015-09-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20150925120845/http://www.inventor.perm.ru/persons/inventor_zhukovskiy.htm|url-status=live}}</ref>.

Первые попытки научного предсказания погоды делались ещё в XVII веке, хотя достоверность прогнозов была тогда незначительной. Теоретическая [[метеорология]] на основе общефизических законов была разработана в XIX веке. В 1820 году вошли в обиход наглядные [[Синоптическая карта|синоптические карты]] ([[Брандес, Генрих Вильгельм|Г. В. Брандес]])<ref>{{cite web |author= |datepublished= |url=http://www.rg-rb.de/index.php?option=com_rgchik&task=item&id=2193 |title=Русская Германия |publisher=www.rg-rb.de |access-date=2013-09-14 |description= |archive-date=2015-09-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150924090927/http://www.rg-rb.de/index.php?option=com_rgchik&task=item&id=2193 |url-status=live }}</ref>. Важнейшие понятия [[циклон]]а и [[антициклон]]а ввёл в середине XIX века знаменитый астроном [[Леверье, Урбен Жан Жозеф|Леверье]]<ref>{{cite web |author= |datepublished= |url=http://meteonovosti.ru/index.php?index=14&value=10 |title=Циклоны и антициклоны и их роль в прогнозировании погоды |publisher= |access-date=2015-08-21 |description= |archive-date=2015-09-25 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150925134358/http://meteonovosti.ru/index.php?index=14&value=10 |url-status=live }}</ref>. К концу XIX века была организована всемирная сеть метеостанций, которые обменивались информацией сначала телеграфом, а потом — по радио; это позволило повысить достоверность прогнозов. В 1917 году норвежский метеоролог [[Бьеркнес, Вильгельм Фриман Корен|Вильгельм Бьеркнес]] предложил ещё одно важное понятие — «[[атмосферный фронт]]»<ref>{{Книга:Храмов Ю. А.:Физики|часть = Бьёркнес (Bjerknes) Вильгельм Фриман Корен|с=50}}</ref>.

Специфика законов метеорологии (высокий динамизм, большое число факторов влияния, неустойчивость из-за наличия положительных обратных связей с труднопредсказуемыми последствиями и т. д.) вынуждает использовать для моделирования изменения погоды мощные компьютеры, но проблема долгосрочных прогнозов остаётся актуальной<ref>{{cite web|title=Моделирование погоды|url=http://chernykh.net/content/view/193/204/|access-date=2015-09-24|archive-date=2015-09-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20150925114153/http://chernykh.net/content/view/193/204/|url-status=live}}</ref>.

=== Другие достижения ===
В 1918 году [[Эмми Нётер]] доказала фундаментальную [[Теорема Нётер|теорему]]: каждой непрерывной [[Симметрия (физика)|симметрии]] физической системы соответствует некоторый [[Законы сохранения|закон сохранения]]. Например, однородности времени соответствует [[закон сохранения энергии]]. Это открытие привлекло внимание к роли симметрии в физике, которое оказалось основополагающим, особенно в атомной физике<ref>{{книга|автор=Ибрагимов Н. Х.|заглавие=Группы преобразований в математической физике |место=М. |издательство=Наука |год=1983|страниц=280}}</ref>.

Одним из главных направлений развития физики стала прикладная [[электроника]], к концу века полностью перестроившая практически все области человеческой деятельности. В начале века были изобретены первые [[Электронная лампа|электронные лампы]] — [[диод]] (1904 год, [[Флеминг, Джон Амброз|Флеминг]]) и [[триод]] (1907 год, [[Ли де Форест]]). Триод оказался незаменим для создания незатухающих колебаний и усиления тока. На ламповой основе вскоре появились звуковое радио, первые наброски телевидения, а после войны — первые ЭВМ. Успех процесса миниатюризации электронных устройств, повышение их мощности и надёжности позволило создать универсальные и специализированные [[компьютер]]ы, удобные средства связи и «умные» механизмы для повсеместного использования{{sfn |История физики, XIX—XX века|2011|с=218—225|name=DORF218}}.

Распространение компьютеров, в свою очередь, позволило [[Компьютерное моделирование|компьютерному моделированию]] стать широко используемым инструментом в физике.

Из других достижений физики конца XX — начала XXI века следует упомянуть открытие [[Высокотемпературная сверхпроводимость|высокотемпературной сверхпроводимости]] (1986 год) и технологии получения [[графен]]а (2002 год) и других [[Двумерный кристалл|двумерных кристаллов]]; оба эти направления исследований расцениваются как перспективные, но их широкое практическое применение ещё впереди.

== XXI век и новые рубежи ==
: {{also|Нерешённые проблемы современной физики}}
[[Файл:CMS Higgs-event.jpg|мини|Рождение [[Бозон Хиггса|бозона Хиггса]] при столкновении двух [[протон]]ов (компьютерная модель)]]
С 1970-х годов в теоретической физике наблюдается затишье, некоторые учёные даже заговорили о «кризисе физики» или даже о «конце науки»<ref name="Lee Smolin">{{книга |автор=Lee Smolin. |часть= |заглавие=The trouble with physics: the rise of string theory, the fall of a science, and what comes next |место=London |издательство=Penguin Book |год=2007 |pages=viii, 3—17, 66 |isbn=9780713997996 }}</ref>. Тем не менее, идёт работа в рамках существующих теорий. Так, например, получены первые надёжные признаки существования [[Открытие гравитационных волн|гравитационных волн]], исследуются скорости распространения гравитационного и электромагнитного взаимодействия, которые, по предсказаниям теории относительности, совпадают. В [[ЦЕРН]]е построен и эксплуатируется [[Большой адронный коллайдер]] высоких энергий, который должен помочь проверить, помимо прочего, теорию [[Суперсимметрия|суперсимметрии]] и [[Стандартная модель|стандартную модель]]. В 2013 году было официально объявлено, что с помощью коллайдера обнаружен [[бозон Хиггса]], что подтверждает и завершает стандартную модель<ref>{{статья |автор=Понятов А. |заглавие=Хиггс открыт. Что дальше? |ссылка=http://elementy.ru/lib/432189?context=369876 |издание=[[Наука и жизнь]] |issn= |место=М. |год=2013 |номер=10 |страницы= |archivedate=2015-06-21 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20150621042319/http://elementy.ru/lib/432189?context=369876 }}</ref>.

[[Смолин, Ли|Ли Смолин]] выделяет пять актуальных физических проблем фундаментального значения, решение которых приведёт к существенному прогрессу физики<ref name="Lee Smolin"/>.
* Разработка квантового варианта теории [[Гравитация|гравитации]], построение «[[Теория всего|теории всего]]».
* Физическое (не только математическое) обоснование [[Квантовая механика|квантовой механики]] или обобщение её до теории с более понятным физическим смыслом.
* Объединить в одной теории [[Частица|частицы]] и все четыре силы взаимодействия.
* Найти причины [[Тонкая настройка Вселенной|«тонкой настройки Вселенной»]], для чего желательно свести число фундаментальных констант к минимуму.
* Выяснить, что собой представляют [[тёмная материя]] и [[тёмная энергия]] или, если они не существуют, определить, как и почему тяготение в очень больших масштабах действует вопреки теории. Расширить экспериментальную базу [[Космология|космологии]].
Из других важнейших проблем, выходящих за рамки Стандартной модели, физики называют<ref>{{cite web |author=Womersley J. |datepublished= |url=http://www.symmetrymagazine.org/pdfs/200502/beyond_the_standard_model.pdf |title=Beyond the Standard Model |publisher= |access-date=2015-08-21 |lang=en |description= |archive-url=https://web.archive.org/web/20071017160238/http://www.symmetrymagazine.org/pdfs/200502/beyond_the_standard_model.pdf |archive-date=2007-10-17 |url-status=dead }}</ref>:
* [[Барионная асимметрия Вселенной|Асимметрия материи и антиматерии]] в наблюдаемой Вселенной
* [[Нейтринные осцилляции]]
* [[Нарушение CP-инвариантности#Сильная CP-проблема|Сильная CP-проблема]]
[[Нобелевская премия по физике|Нобелевский лауреат]] [[Фрэнк Вильчек]] оптимистически оценивает перспективы дальнейшего прогресса физики<ref>{{книга |автор=[[Вильчек, Фрэнк|Вильчек Ф.]] |isbn=978-5-91671-486-9 |заглавие=Красота физики. Постигая устройство природы |место=М. |издательство=Альпина нон-фикшн |оригинал=A Beautiful Question. Finding Nature's Deep Design |год=2016 |страниц=604 |страницы=329}}</ref>:
{{начало цитаты}}
…Перед нами открытые двери.<br>
Поскольку мы, в сущности, достигли понимания того, что такое материя, мы находимся в положении ребёнка, который только что изучил правила игры в шахматы, или начинающего музыканта, который только что выяснил, на какие звуки способен его инструмент. Такие элементарные знания — это подготовка к совершенному владению искусством, но ещё не искусство.
{{конец цитаты}}

== См. также ==
* [[:Категория:Историки физики|Историки физики]]

== Примечания ==
'''Комментарии'''
{{примечания|group=C}}
'''Источники'''
{{примечания|3}}

== Литература ==
'''Общая история физики'''
* {{книга |автор=[[Дорфман, Яков Григорьевич|Дорфман Я. Г.]] |ref=История физики до конца XVIII века
  |заглавие=Всемирная история физики. С древнейших времён до конца XVIII века |издание=Изд. 3-е
  |место=М. |издательство=[[ЛКИ (издательство)|ЛКИ]] |год=2010 |страниц=352 |isbn=978-5-382-01091-5 }}
* {{книга |автор=Дорфман Я. Г. |ref=История физики, XIX—XX века |издание=Изд. 3-е
  |заглавие=Всемирная история физики. С начала XIX до середины XX века |isbn=978-5-382-01277-3
  |место=М. |издательство=ЛКИ |год=2011 |страниц=317 }}
* {{книга |автор= |заглавие=История естествознания в России
  |место=М. |издательство=[[Издательство АН СССР|Изд-во АН СССР]] |год=1957—1960 }}
* {{книга |автор=[[Кудрявцев, Павел Степанович|Кудрявцев П. С.]]
  |заглавие=Курс истории физики |издательство=[[Просвещение (издательство)|Просвещение]] |место=М. |год=1974
  |ссылка=http://www.edu.delfa.net/Interest/biography/biblio.htm |ref=Кудрявцев П. С. }}
* {{книга|автор=[[Лауэ, Макс фон|Лауэ М.]] |заглавие=История физики |место=М.
  |издательство=[[ГИТТЛ]] |ref=Лауэ М. |год=1956 |страниц=230 }}
* {{книга|автор=Льоцци М.|заглавие=История физики |место=М. |издательство=[[Мир (издательство)|Мир]] |ref=Льоцци М.
  |год=1970 |страниц=464 }}
* {{книга |автор= |заглавие=Очерки развития основных физических идей
  |ответственный=Под ред. А. Т. Григорьяна и Л. С. Полака
  |место=М. |издательство=Изд-во АН СССР |год=1959 }}
* {{книга |автор=[[Розенбергер, Иоганн Карл Фердинанд|Розенбергер Ф.]] |ref=Розенбергер Ф.
  |заглавие=[[s:История физики (Розенбергер)|История физики]]
  |место={{М.}}—{{Л.}} |издательство=ГИТТЛ |год=1934 }}
* {{книга |автор=[[Спасский, Борис Иванович|Спасский Б. И.]] |заглавие=История физики, в двух томах
  |ref=Спасский Б. И. |издательство=[[Высшая школа (издательство)|Высшая школа]] |издание=Изд. 2-е |место=М. |год=1977 }}
* {{книга |автор= |заглавие=Физика на рубеже XVII—XVIII веков |место=М. |издательство=Наука |год=1974 }}
* {{книга |автор=[[Храмов, Юрий Алексеевич|Храмов Ю. А.]]
  |заглавие=Физики. Биографический справочник |страниц=400
  |издание=Изд. 2-е, испр. и доп |место=М. |издательство=Наука |год=1983 |ref=Храмов Ю. А. }}

'''История отдельных разделов физики и смежных наук'''
* {{книга|автор=Брегг В. Г. |заглавие=История электромагнетизма
  |место={{М.}}—{{Л.}} |издательство=Гостехиздат |год=1947 }}
* {{книга |автор=Визгин В. П. |место=М. |издательство=Наука |год=1981 |страниц=352
  |заглавие=Релятивистская теория тяготения (истоки и формирование, 1900—1915) |isbn= }}
* {{книга|автор=Гельфер Я. М.
  |заглавие=История и методология термодинамики и статистической физики, в двух томах
  |место=М. |издательство=Высшая школа |год=1969—1973 }}
* {{книга |автор=Григорьян А. Т. |заглавие=Механика от античности до наших дней
  |место=М. |издательство=Наука |год=1971 }}
* {{книга |автор=[[Джеммер, Макс|Джеммер М.]] |заглавие=Эволюция понятий квантовой механики
  |место=М. |издательство=Наука |год=1985 |страниц=379 }}
* {{книга |автор=Еремеева А. И., Цицин Ф. А. |ref=История астрономии
  |заглавие=История астрономии (основные этапы развития астрономической картины мира)
  |место=М. |издательство=[[Изд-во МГУ]] |год=1989 |isbn=5-211-00347-0 }}
* {{книга |автор= |заглавие=Творцы физической оптики |место=М. |издательство=Наука |год=1973 }}
* {{книга|автор=[[Уиттекер, Эдмунд Тейлор|Уиттекер Э.]] |ref=Уиттекер
  |заглавие=История теории эфира и электричества. Классические теории
  |место={{М.}}—Ижевск |isbn=5-93972-070-6 |издательство=НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика»
  |год=2001 |страниц=512 }}
* {{книга|автор=Фигуровский И. А. |заглавие=Очерк общей истории химии
  |место=М. |издательство=Наука |год=1969 }}

== Ссылки ==
* {{cite web|author=Pierre Duhem|title=History of Physics|access-date=2015-08-15|language=en|url=http://oce.catholic.com/index.php?title=History_of_Physics|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20150711051702/http://oce.catholic.com/index.php?title=History_of_Physics|archive-date=2015-07-11}} (The original catholic encyclopedia).

{{Избранная статья|История|Физика}}
{{Статья года|2015}}

[[Категория:История физики|*]]