Szkolne lekcje historii, to głównie wojny, sojusze, pakty, układy, zdrady, napaści, morderstwa… jak w typowym serialu telewizyjnym dla domowych gospodyń, nadawanym w czasie najlepszej oglądalności. A może by tak uczyć dzieci historii odkryć naukowych, wysiłku umysłowego, błysków geniuszu i rewelacyjnych wynalazków? Pokojowo i mądrze jednocześnie. Jak by więc wyglądała historia odkrywania cząstek elementarnych? W pierwszej części dowiedzieliśmy się, że świat (Wszechświat) zbudowany jest z takich samych maleńkich cząstek: fermionów i bozonów.

Newton - Prawa ruchu

Pierwszy milowy krok fizyki klasycznej, uczyniony na drodze do zrozumienia świata, uczynił Isaac Newton, który w roku 1678 opublikował „Principia” (Matematyczne zasady filozofii naturalnej). W słynnym dziele znalazły się matematyczne opisy ruchu wszystkich obiektów fizycznych oraz to wszystko, co się z nimi dzieje, gdy znajdują się pod wpływem sił. Newton wprowadził też pojęcie grawitacji, której podlegają wszystkie ciała we Wszechświecie. Dziś uznajemy to za oczywistość, ale kiedyś opisanie skomplikowanego świata w kilku prostych matematycznych równaniach było traktowane niemalże jak religijne bluźnierstwo.

Chemia i termodynamika - silniki parowe

Następcy Newtona, w ślad za rewolucją przemysłową, zajęli się prawami mającymi zastosowanie w przemyśle i nowymi wynalazkami – silnikami parowymi. Zastąpienie siły mięśni ludzi i zwierząt silnikami, wymusiło na naukowcach poważne potraktowanie fizyki, chemii i nowych dziedzin, jak np. termodynamika. Dzięki teorii mówiącej o tym, że wszystko składa się z malutkich kuleczek (atomów), udało się wyjaśnić wiele zjawisk, odkryto nowe pierwiastki, a także udało się je pogrupować na podstawie ich własności. W 1869 roku rosyjski uczony Mendelejew opublikował ogólnie dziś przyjętą tablicę układu okresowego pierwiastków. Puste miejsca w tablicy pozwalały przewidzieć własności nieodkrytych jeszcze pierwiastków.

Elektryczność i magnetyzm - silniki elektryczne

Kolejną grupą zjawisk, które znane były ludziom od wieków (pioruny i elektryzowanie przez pocieranie), były elektryczność i magnetyzm. Na początku XIX wieku Faraday przeprowadził serię genialnych eksperymentów, w których pokazał, że oba te zjawiska są ze sobą wzajemnie powiązane.

Pół wieku później (1862) Maxwell stworzył teorię, która w nowatorski sposób opisywała zjawiska zachodzące w świecie. Zunifikował wszystkie zjawiska elektryczne i magnetyczne w postaci czterech krótkich równań. Teoria przewidywała istnienie fal elektromagnetycznych, które w idealny sposób opisywały produkcję prądu elektrycznego, przesyłanie go na odległość, silniki elektryczne, żarówki, telegraf, telefon, radio i telewizję. Silniki parowe odeszły w zapomnienie w połowie XX wieku i dzisiaj to elektryczność jest główną siłą napędową przemysłu.

Koniec fizyki klasycznej

Pod koniec XIX wieku wydawało się uczonym, że świat został opisany w najdrobniejszych szczegółach, że mamy wzory, które opisują wszystkie zjawiska w nim zachodzące, i że nic ciekawego już się nie może wydarzyć. Jakże się mylili. Ale o tym w kolejnym odcinku.

mgr inż. Wacław Libront