Fyzika

, původně věda o celé přírodě, v současnosti definována jako věda studující základní vlastnosti látek a polí a jejich nejjednodušší formy pohybu. Podle metody se dělí na fyziku experimentální (odvozování fyzikálních zákonů z pokusů), teoretickou (hledání obecných principů, z nichž plynou fyzikální zákony) a aplikovanou (využívání fyzikálních poznatků v praxi). Podle obsahu se dělí např. na mechaniku, akustiku, termodynamiku, nauku o elektřině a magnetismu, optiku, kvantovou, atomovou, jadernou fyziku, teorii relativity, fyziku pevných látek. Za mezní obory je považována např. astronomie, astrofyzika, meteorologie, geofyzika, biofyzika. – Fyzika vznikala už v antice, rozvíjela se v 16. – 17. stol. (G. Galilei, I. Newton), v 18. stol. dovršen vývoj klasické mechaniky (L. Euler, P. S. Laplace, J. L. Lagrange, J. B. d’Alembert) a v 19. stol. vývoj klasické fyziky (J. P. Joule, L. Boltzmann, J. C. Maxwell). Ve 20. stol. vzniká teorie relativity (Albert Einstein), kvantová teorie (M. Planck), jaderná fyzika, fyzika elementárních částic.

Ottův slovník naučný: Fyzika

Fysika (ϕ(σι(, příroda), silozpyt, jedna z nejdůležitějších disciplin přírodovědeckých. pojednává, jak obvyklá definice dosti neúplně dí, rovněž jako lučba, o zákonech zjevů, které na neústrojných hmotách pozorujeme, lišíc se tím od fysiologie a věd biologických, které k ústrojné hmotě přihlížejí. Jest otázkou dosud nerozhodnutou, ve kterém dosahu se zákony fysiky a chemie, nebo lépe řečeno obrazy, které si v nitru našem o zákonitostech neústrojné hmoty tvoříme, přenésti dají na ústrojnou hmotu. Od lučby v užším slova smyslu liší se nynější fysika tím, že operujíc více méně formálně a methodologicky s pojmy, které jí k dokonalému co možná výpisu rozmanitých vlastností hmoty sloužiti mají, nepřihlíží k tomu, kterak hmota z prvků složena jest. Toť úlohou nového odvětví, chemie fysikální. Dosah problemů této disciplině přikázaných dovedeme zajisté oceniti, uvážíme-li, jak úzce souvisí fysikální vlastnosti hmoty, např. specifické teplo, vodivost elektřiny, lomivost, disperse světla, optická aktivita a j. s atomovým ustrojením hmoty.

Poukazujíce stran jednotlivých oddílů fysiky, jako jest mechanika, akustika, thermika (nauka o teple), optika, magnetismus a elektřina k dotyčným heslům, uvádíme k všeobecnější informaci o obsahu fysiky pouze následující:

1. Nejstarším odvětvím fysiky jest mechanika, nauka o rovnováze a pohybu hmoty viditelné. K ní náleží v širším slova smyslu astronomie, mnohé vědy technické, akustika, čili věda o objektivných příčinách zjevů zvukových, do jisté míry meteorologie a j.

2. V nauce o teple shrnujeme jisté zjevy sui generis, seřaďujíce je v určitý vědecký system zavedením pojmů teploty (temperatury) a množství tepla, jejichž vniterné podstaty sice neznáme, které však nicméně (aspoň prakticky) lze zcela přesně definovati. Otázka po oteplení hmot se zřetelem na množství spotřebovaného tepla vede ke kalorimetrii, jiná po postupu tepla v hmotách ke krásné nauce o teple vedeném, v thermice vyšetřují se zákony o vývoji tepla při dějích chemických a mechanických, změny, které v mechanickém stavu tělesa teplem vznikají a j. Objev, že se mechanická práce v teplo a toto zpět v práci měniti může, vedl k novému odvětví nauky o teple, k thermodynamice, jejíž dosah jest najmě v chemii fysikální nedozírným. Je-li nebo není-li teplo projevem mechanického pohybu atomů a molekul, jest zde otázkou vedlejší, která mimo vlastní thermiku stojí; tato jest založena na základech pevných, protože operuje s pojmy, třeba jen prakticky, přece určitě definovanými. jednak dle pravidel logiky, jinak pod ustavičnou kontrolou zkušenosti.

3. O zjevech světelných pojednává optika. Jednak vyšetřuje je po stránce geometrické, hledíc k zákonům odrazu, lomu, disperse, dvojlomu, jinak si předkládá otázku po vlastní podstatě světla. Odpověď na ni jest do jisté míry kusá; neb to, co nezvratně tvrditi lze, dá se shrnouti ve větu, že světlo podobně jako zvuk jest projevem jakéhos periodického děje, který se v témže ústředí isotropickém se stálou rychlostí šíří. Toť železná konsekvence ze zjevů interferenčních a ohybových. Zjevy dvojlomu a interference polarisovaného světla nutí nás k doplnění tohoto obrazu v tom smyslu, že ději světelnému nutno přičísti transversalitu, to jest vlastnost, která se jedině vztahuje k rovině kolmé na onom směru, v kterém se světlo šíří. Jak si to vše mysliti máme, závisí na dalším doplnění obrazu. Dle staršího, nyní skoro již opuštěného názoru jest děj světelný identickým s příčnými kmity jisté světlovodné hypothetické látky, aetheru; dle novějších a zcela opodstatněných názorů jest světlo projevem sil magnetických a elektrických, rovněž příčných ku směru postupu. Substrátem dějů jest tam, kde obecné hmoty není, hypothetická látka, aether světelný, jinde hmota i aether.

4. Magnetismus a električnost jsou opět zjevy sui generis. Bezprostředně jsme na existenci jejich upozorňováni mechanickými akcemi, na př. přitahováním železa magnetem. Odtud vznikl názor o existenci sil magnetických a elektrických, jehož se ve všech zjevech toho druhu houževnatě přidržujeme, akkommodujíce i assimulujíce všechny zjevy nové tím, že imputujeme hmotě nové a nové vztahy k těmto fundamentálním pojmům síly magnetické a elektrické. Tak na př. mluvíme o větší propustnosti (permeabilitě) železa k síle magnetické u přirovnání ke vzduchu, o neutrálním elektrickém stavu kovů jakožto o kompromissu obou hmot elektrických, o pohyblivosti elektřiny v kovech a j. Vlivem mohutné myšlénky Newtonovy o gravitaci vznikla představa, že příčinou sil magnetických a elektrických jsou hypothetické hmoty magnetické a elektrické, které bezprostředně do dálky účinkují, aniž šíření sil z nich vycházejících potřebuje času. V rámci těchto názorů vytvořily se všechny představy naše o proudu a účincích jeho. V jedné příčině objevila se arci korrektura nutnousíly ty nešíří se rychlostí nekonečnou, nýbrž konečnou.

Veškeré zjevy, s nimiž fysika činiti má, jsou ovládány nejvyšším zákonem o zachování energie. Mechanická práce sil mění se buď opět v mechanickou práci, proti jiným vnitřním neb zevním silám vykonanou, nebo v živou sílu, nebo v teplo, chemickou energii a naopak; nikdy nepřichází však energie na zmar, měníc se ve zjevech pouze v energii tvaru jiného.

O vztahu fysiky ku vědám technickým. Fysika, která jako věda o sobě se nese za nejvyššími cíli poznání přírodního a právem filosofií přírody se nazývá (Natural-Philosophy), souvisí podle obsahu svého úzce se životem praktickým. Zákony, dle kterých se řídíme při rozličných konstrukcích technických, jsou zákony fysiky. Záhy vzniklý poznatek o napjetí vodních par dal myšlénku k sestrojení parostrojů, ze zdánlivě nepatrného objevu o účinku galvanického proudu na železo vznikly tele. grafy, chemické účinky proudu vedly ku galvanoplastice. k zařízení akkumulátorů elektrických, z Faradyových objevů o proudech indukovaných povstaly stroje dynamoelektrické, telefony. Hromosvody nás chrání před bleskem, dalekohledy stopujeme zjevy ve vesmíru nekonečném, drobnohledy, jež nikterak náhodou, nýbrž vědomou účelností na stupeň nynější dokonalosti přivedeny jsou, odhalily nám nový svět mikroorganismů. Spektrální rozbor odhaluje nám netoliko chemické složení hvězd, nýbrž slouží i účelům technickým, lékařským, podobně polarimetry. Vlastnosti magnetů upotřebujeme k orientaci na moři, komprimovaného vzduchu k vrtání tunnelů a ke konservování mrtvých organismů následkem chladu při rozpjetí jeho se vyvinujícího, fonografem fixujeme říši zvuků, fotografií říši zjevů světelných atd.

Methoda fysiky. Fysika jest vědou ryze zkušebnou, čerpající obsah svůj z pozorování buď zjevů, které se nám samy sebou nabízejí, nebo – což nyní téměř pravidlem jest – ze zkušeností, které umělými experimenty vyvozujeme. Pokusem přírodě otázky předkládáme, uznávajíce odpovědi její za výroky absolutně platné, které nám jsou kontrolou a vodítkem při dalších badáních. Arciť jest nutno, aby experimentator své otázky určitě formuloval, chce-li míti odpověď rovněž určitou; nutno, aby si byl vědom dosahu všech podmínek, za kterých pokus svůj zařizuje. Vyšetřují-li se na př. zákony tlaku pro plyny, třeba si zjednati přesnou vědomost o objemu, na nějž určité kvantum plynu stlačeno bylo, nutno se přesvědčiti o neprostupnosti stěn nádoby, v níž plyn obsažen jest (najmě při vysokých temperaturách), o jich deformaci tlakem, o správnosti thermometrů, o udržování stálé temperatury atd.

Veliká řada objevů učinila se – nutno to vyznati – nahodile, tedy za podmínek, které mnohdy účelně vyvolávány nebyly; v takovém nahodilém pozorování o sobě neleží však pokrok vědy, nýbrž v interpretaci jeho. Pozorování Oerstedtovo, že se magnetka v přítomnosti proudu pohybuje, bylo úplně nahodilé, nicméně nebylo na snadě, v účinku tom viděti zjev sui generis, charakteristickou novou vlastnost proudu; k tomu vedly teprve další úvahy a pokusy. Nyní pokročila fysika tak daleko, že podstatně nových objevů bez veliké duševní práce a značných prostředkův učiniti nelze. Z pravidla se poutají k nějaké méně povšimnuté okolnosti, která jako nevysvětlené residuum jiného známého pokusu zbývá. Jde. li na př o výboj láhve Lejdské drátem a může-li výboj současně jíti malou mezerou jako jiskra, volí raději cestu poslední. Tato jednoduchá okolnost dala podnět k slavným výzkumům Hertzovým o proudech oscillačních a k objevu, že síly elektromagnetické k šíření svému času potřebují Že se horké plameny (na př. líhový nebo dmuchavkový) do žluta zbarvují, zdánlivě nahodile, vědělo se dávno, až se konečně přišlo na stopu příčině, parám sodíkovým. V tomto poznatku je zárodek spektrálné analysy.

Že fysika u přirovnání k vědám biologickým dosáhla dokonalosti aspoň formálně vědecky vyšší, jest podmíněno tím, že při poměrně jednodušší povaze zjevů jí přikázaných na nich vždy nalézti lze stránku kvantitativně měřitelnou. Tím se stala přístupnou kalkulu mathematickému. Z elementárních zákonů, za nejjednodušších okolností nalezených, lze si pak pomocí mathematiky a priori konstruovati obraz zjevů komplikovanějších. Pomocí jednoduchého gravitačního zákona ovládáme spletité pohybové zákony sluneční soustavy, jednoduché zákony pružnosti dovolují nám předpověděti, jaké kmity dává struna, tyč, blána, Chladného deska, známe-li hmotu co do pružnosti, jakož i geometrický tvar zmíněných těles. Mnohdy nám nejsou nutné zákony elementárné ani známy. I kdybychom i věděli, že existuje na př. světlovodný aether, nemůžeme existenci jeho přímo dokázati, na př. hmatem, poněvadž jediná forma, ve které nám svou jsoucnost prozrazuje, jest světelný zjev sám o sobě; tím méně lze si o jeho vlastnostech direktním experimentem vědomostí zjednati. Experiment nás poučuje na př. o zákonech uzavřeného proudu elektrického, nikterak však o tom, kterak účinkuje proud otevřený neb element jeho.

Zde zasahují hypothesy do díla fysiky, podobajíce se berlám, jichž pomocí, byť 1 později zavrženy býti musily, se dostáváme proto dále, jelikož nás ustavičně vybízejí ku zkoumání konklusí z nich vyvozovaných. Mnohé hypothesy vystačují pro jistou skupinu zjevů, ba byly pomocí jich zjevy naprosto nové předpověděny (zákony dvojlomu, polarisace, konická refrakce, magnetický účinek dielektrik v proměnlivém poli elektrickém, časové šíření se zjevů elektromagn.). S hypothesami jest mnohdy jako s kamenem moudrosti; zlato alchymisté dělati nedovedli, ale četné objevy chemické se učinily. V tvoření hypothes prozrazuje se jaksi vrozená potřeba ducha lidského, chtíti pochopiti vše, nebo lépe řečeno assimilovati nepochopitelné tomu, co následkem větší všednosti považujeme za pochopitelnější. Ve vědomém upotřebování hypothes nevězí nebezpečí pro vědu, je-li chráněna před zdogmatisováním jejich ustavičným se odvoláváním ke zkušenosti. Klč.

Související hesla