Sejarah Fisika Yunani Kuno

Pada zaman kuno, studi sistematis tentang hukum-hukum alam yang mendasar bukanlah masalah besar. Kekhawatiran itu tetap hidup. Ilmu pengetahuan, seperti yang ada pada waktu itu, terutama terdiri dari pertanian dan, pada akhirnya, rekayasa untuk meningkatkan kehidupan sehari-hari masyarakat yang sedang tumbuh. Berlayar kapal, misalnya, menggunakan hambatan udara, prinsip yang sama yang membuat pesawat tetap tinggi. Orang-orang kuno dapat mengetahui bagaimana membangun dan mengoperasikan kapal layar tanpa aturan yang tepat untuk prinsip ini.

Orang dahulu dikenal mungkin terbaik untuk mereka astronomi, yang terus mempengaruhi kami hari ini. Mereka secara teratur mengamati langit, yang diyakini sebagai alam ilahi dengan Bumi sebagai pusatnya. Jelas bagi semua orang bahwa matahari, bulan, dan bintang-bintang bergerak melintasi surga dalam pola yang teratur, dan tidak jelas apakah ada pemikir terdokumentasi dari dunia kuno berpikir untuk mempertanyakan geosentris ini sudut pandang. Apapun, manusia mulai mengidentifikasi rasi bintang di langit dan menggunakan tanda-tanda Zodiak ini untuk menentukan kalender dan musim.

Matematika dikembangkan pertama kali di Timur Tengah, meskipun asal-usul pastinya berbeda-beda tergantung pada sejarawan mana seseorang berbicara. Hampir dapat dipastikan bahwa asal mula matematika adalah untuk pencatatan sederhana dalam perdagangan dan pemerintahan.

Mesir membuat kemajuan besar dalam pengembangan geometri dasar, karena kebutuhan untuk mendefinisikan dengan jelas wilayah pertanian menyusul banjir tahunan Sungai Nil. Geometri juga dengan cepat menemukan aplikasi dalam astronomi.

Sebagai Peradaban Yunani muncul, bagaimanapun, akhirnya muncul stabilitas yang cukup - terlepas dari kenyataan bahwa masih sering terjadi perang - untuk itu timbul aristokrasi intelektual, inteligensia, yang mampu mengabdikan dirinya untuk studi sistematis ini masalah. Euclid dan Pythagoras hanyalah beberapa nama yang beresonansi selama berabad-abad dalam pengembangan matematika dari periode ini.

Dalam ilmu fisika, ada juga perkembangan. Leucippus (abad ke-5 SM) menolak untuk menerima penjelasan supernatural kuno tentang alam dan menyatakan dengan tegas bahwa setiap peristiwa memiliki sebab alami. Muridnya, Democritus, melanjutkan untuk melanjutkan konsep ini. Mereka berdua adalah pendukung konsep bahwa semua materi terdiri dari partikel kecil yang sangat kecil sehingga mereka tidak dapat dipecah. Partikel-partikel ini disebut atom, dari kata Yunani untuk "tak terpisahkan." Itu akan menjadi dua milenium sebelum pandangan atomistik mendapat dukungan dan bahkan lebih lama sebelum ada bukti untuk mendukung spekulasi.

Sedangkan mentornya Plato (dan -nya mentor, Socrates) jauh lebih peduli dengan filsafat moral, filsafat Aristoteles (384 - 322 SM) memiliki dasar yang lebih sekuler. Dia mempromosikan konsep bahwa pengamatan fenomena fisik pada akhirnya dapat mengarah pada penemuan hukum alam yang mengatur fenomena-fenomena itu, meskipun tidak seperti Leucippus dan Democritus, Aristoteles percaya bahwa hukum-hukum alam ini, pada akhirnya, ilahi dalam alam.

Nya adalah filsafat alam, ilmu pengamatan yang didasarkan pada alasan tetapi tanpa eksperimen. Dia telah benar dikritik karena kurangnya ketelitian (jika tidak kecerobohan langsung) dalam pengamatannya. Untuk satu contoh mengerikan, ia menyatakan bahwa pria memiliki lebih banyak gigi daripada wanita yang tentu saja tidak benar.

Tetap saja, itu adalah langkah ke arah yang benar.

Salah satu kepentingan Aristoteles adalah gerak benda:

• Mengapa batu jatuh sementara asap naik?
• Mengapa air mengalir ke bawah saat api menari ke udara?
• Mengapa planet-planet bergerak melintasi langit?

Dia menjelaskan ini dengan mengatakan bahwa semua materi terdiri dari lima elemen:

• Api
• Bumi
• Udara
• air
• Aether (substansi ilahi dari surga)

Empat elemen dunia ini saling bertukar dan berhubungan satu sama lain, sementara Aether adalah jenis substansi yang sama sekali berbeda. Unsur-unsur duniawi ini masing-masing memiliki alam alami. Misalnya, kita ada di mana dunia Bumi (tanah di bawah kaki kita) bertemu dengan dunia Udara (udara di sekitar kita dan naik setinggi yang bisa kita lihat).

Keadaan alamiah objek, bagi Aristoteles, sedang diam, di lokasi yang seimbang dengan unsur-unsur yang menyusunnya. Gerakan benda, oleh karena itu, merupakan upaya oleh objek untuk mencapai keadaan alami. Sebuah batu jatuh karena dunia Bumi sedang turun. Air mengalir ke bawah karena alamnya berada di bawah alam Bumi. Asap mengepul karena terdiri dari Udara dan Api, sehingga ia mencoba mencapai wilayah Api yang tinggi, yang juga merupakan alasan mengapa api meluas ke atas.

Tidak ada upaya Aristoteles untuk secara matematis menggambarkan kenyataan yang dia amati. Meskipun ia memformalkan Logika, ia menganggap matematika dan dunia alam secara fundamental tidak berhubungan. Matematika, dalam pandangannya, prihatin dengan benda-benda yang tidak berubah yang tidak memiliki realitas, sementara filsafat alaminya berfokus pada mengubah benda-benda dengan realitas mereka sendiri.

Selain karya ini pada dorongan, atau gerak, benda, Aristoteles melakukan studi ekstensif di bidang lain:

• menciptakan sistem klasifikasi, membagi hewan dengan karakteristik serupa menjadi "genera."
• mempelajari, dalam karyanya Meteorologi, alam tidak hanya dari pola cuaca tetapi juga geologi dan sejarah alam.
• memformalkan sistem matematika yang disebut Logika.
• karya filosofis yang luas tentang sifat hubungan manusia dengan pertimbangan ilahi, serta etis

Karya Aristoteles ditemukan kembali oleh para sarjana di Abad Pertengahan dan dia dinyatakan sebagai pemikir terhebat di dunia kuno. Pandangannya menjadi fondasi filosofis Gereja Katolik (dalam kasus di mana itu tidak secara langsung bertentangan dengan Alkitab) dan dalam beberapa abad yang akan datang pengamatan yang tidak sesuai dengan Aristoteles dikecam sebagai a sesat. Ini adalah salah satu ironi terbesar bahwa pendukung ilmu pengamatan akan digunakan untuk menghambat pekerjaan seperti itu di masa depan.

Archimedes (287 - 212 SM) terkenal karena cerita klasik tentang bagaimana ia menemukan prinsip-prinsip kepadatan dan daya apung saat mandi, segera menyebabkan dia berlari melalui jalan-jalan Syracuse telanjang berteriak "Eureka!" (yang secara kasar diterjemahkan menjadi "Saya telah menemukan Itu!"). Selain itu, ia dikenal karena banyak prestasi penting lainnya:

• menguraikan prinsip-prinsip matematika tuas, salah satu mesin tertua
• menciptakan sistem katrol yang rumit, konon telah mampu memindahkan kapal ukuran penuh dengan menarik seutas tali
• mendefinisikan konsep pusat gravitasi
• menciptakan bidang statika, menggunakan geometri Yunani untuk menemukan keadaan keseimbangan untuk objek yang akan membebani fisikawan modern
• terkenal telah membangun banyak penemuan, termasuk "sekrup air" untuk irigasi dan mesin perang yang membantu Syracuse melawan Roma dalam Perang Punisia Pertama. Dia dikaitkan oleh beberapa orang dengan menciptakan odometer selama ini, meskipun itu belum terbukti.

Mungkin prestasi terbesar Archimedes, bagaimanapun, adalah untuk mendamaikan kesalahan besar Aristoteles dalam memisahkan matematika dan alam. Sebagai ahli fisika matematika pertama, ia menunjukkan bahwa matematika terperinci dapat diterapkan dengan kreativitas dan imajinasi untuk hasil teoretis dan praktis.

Hipparchus (190 - 120 SM) lahir di Turki, meskipun ia adalah orang Yunani. Dia dianggap oleh banyak orang sebagai astronom pengamatan terbesar dari Yunani kuno. Dengan tabel trigonometrik yang ia kembangkan, ia menerapkan geometri dengan teliti pada studi astronomi dan mampu memprediksi gerhana matahari. Dia juga mempelajari gerakan matahari dan bulan, menghitung dengan ketepatan yang lebih besar daripada jarak sebelumnya, ukuran, dan paralaksnya. Untuk membantunya dalam pekerjaan ini, ia meningkatkan banyak alat yang digunakan dalam pengamatan mata-telanjang saat itu. Matematika yang digunakan menunjukkan bahwa Hipparchus mungkin telah mempelajari matematika Babel dan bertanggung jawab untuk membawa sebagian pengetahuan itu ke Yunani.

Hipparchus terkenal telah menulis empat belas buku, tetapi satu-satunya karya langsung yang tersisa adalah komentar pada puisi astronomi yang populer. Kisah-kisah menceritakan tentang Hipparchus setelah menghitung keliling Bumi, tetapi ini dalam beberapa perselisihan.

Astronom besar terakhir dari dunia kuno adalah Claudius Ptolemaeus (Dikenal sebagai Ptolemy sampai anak cucu). Pada abad kedua C.E., ia menulis ringkasan astronomi kuno (banyak dipinjam dari Hipparchus - ini adalah sumber utama kami untuk pengetahuan tentang Hipparchus) yang kemudian dikenal di seluruh dunia Saudi sebagai Almagest (terbesar). Dia secara formal menguraikan model geosentris alam semesta, menggambarkan serangkaian lingkaran konsentris dan bola tempat planet-planet lain bergerak. Kombinasi harus sangat rumit untuk menjelaskan gerakan yang diamati, tetapi karyanya cukup memadai sehingga selama empat belas abad itu dipandang sebagai pernyataan komprehensif tentang surgawi gerakan.

Namun, dengan jatuhnya Roma, stabilitas yang mendukung inovasi semacam itu mereda di dunia Eropa. Banyak pengetahuan yang diperoleh oleh dunia kuno hilang selama Abad Kegelapan. Sebagai contoh, dari 150 karya Aristotelian yang terkenal, hanya 30 yang ada saat ini, dan beberapa di antaranya sedikit lebih dari catatan kuliah. Di zaman itu, penemuan pengetahuan akan terletak di Timur: ke Cina dan Timur Tengah.