भौतिकशास्त्र

भौतिकशास्त्र ही नैसर्गिक शास्त्रांपैकी एक फार पुरातन शाखा आहे. यामध्ये पदार्थविज्ञान, गतिशास्त्र, ध्वनिशास्त्र, उपयोजित गणित, विद्युत-चुंबकशास्त्र, अणुभौतिकी, कणशास्त्र, ऊर्जाशास्त्र, अंतराळ विज्ञान, वातावरणशास्त्र या व अशा इतर उपशाखांचा समावेश होतो. ढोबळमानाने, हे नैसर्गिक घटनांमधील कार्यकारणभाव शोधणारे शास्त्र आहे असे म्हणता येईल. यासाठी प्रामुख्याने पदार्थावरील (यात पदार्थाचे अविभाज्य घटक असणारे अणु-रेणु व मूलकण देखील समाविष्ट आहेत) बल व कार्य यांचा अभ्यास केला जातो. तसेच त्यामुळे होणारी हालचाल, मिळणारी ऊर्जा व गती, तसेच या सर्वांचा आजुबाजुच्या परिस्थितीशी असणारा संबंध देखील अभ्यासला जातो.

भौतिकशास्त्राच्या अभ्यासकक्षेतील विषयांशी संबंधित काही दृश्ये

पुरातन असणारी ही ज्ञानशाखा खगोलशास्त्राच्या त्यातील समावेशामुळे कदाचित सर्वात प्राचीन ठरते. भौतिकशास्त्राचे मानवी प्रगती (विशेषतः गेल्या दोन शतकांमधील) वृद्धिंगत करण्यामागील योगदान वादातीत व एकमेवाद्वितीय आहे. भौतिकशास्त्र हा एक विज्ञानाचा प्रकार आहे.

सुमारे दोन सहस्र वर्षे भौतिकशास्त्र हे रसायनशास्त्र, जीवशास्त्र व गणित अशा इतर शास्त्रशाखांच्या बरोबरीने तत्त्वज्ञानाचा भाग समजले जात असे. परंतु सोळाव्या शतकात प्रारंभ झालेल्या वैज्ञानिक क्रांतीमुळे या सर्व शाखांना समर्पकपणे त्यांच्या हक्काचे स्वतंत्र अस्तित्त्व मिळाले. भौतिकशास्त्र तरीही इतर शास्त्रशाखांच्या कक्षांमध्ये आपले कार्यक्षेत्र विस्तारित करते, उदाहरणार्थ जीवभौतिकशास्त्र (इंग्रजी: biophysics) किंवा पुंजरसायनशास्त्र (इंग्रजी: quantum chemistry). अशा आंतरशाखीय संशोधनक्षेत्रांमुळे सर्वच शास्त्रशाखांच्या कक्षा आता ठळक न राहता विरळ झाल्या आहेत. भौतिकशास्त्रातील नवीन संकल्पना बरेचदा इतर शास्त्रशाखांमधील मूलभूत तत्त्वे समजण्यास मदत करतात.
मूलभूत संकल्पनांवर आधारित असणाऱ्या नवीन तंत्रशाखा वाढवण्यास भौतिकशास्त्राचे मोठे योगदान आहे. विद्युतचुंबकीय क्षेत्राच्या अभ्यासातूनच पुढे दूरचित्रवाणी, घरगुती वापराची विद्युत उपकरणे, संगणक, भ्रमणध्वनी (मोबाईल फोन) या तंत्रशाखा विकसित झाल्या व मानवी जीवन अक्षरशः नाट्यमयरीत्या उजळून निघाले. उष्मागतिकी प्रगत होण्याने औद्योगिक क्रांतीचा पाया रचला गेला. यामिकी व गतिशास्त्र (इंग्रजी: mechanics and dynamics) यातील प्रश्न सोडविण्याच्या प्रयत्‍नांमुळे उपयोजित गणित व कलन यांचा विकास प्रेरित झाला.

इतिहास

नैसर्गिक घटना, त्यांच्या मागचा कार्यकारणभाव, त्यांचे परिणाम यांच्या अभ्यासाच्या पद्धती तत्त्वज्ञानातून विकसित झाल्या. पुढे विविध प्रागतिक टप्प्यांवर या अभ्यासाला नैसर्गिक-तत्त्वज्ञान व नंतर नैसर्गिक-शास्त्र अशी नावे मिळाली. अंतिमतः सध्या आपण त्याला भौतिकशास्त्र या नावाने ओळखतो. हाच इतिहास पुढील काही परिच्छेदांमध्ये वर्णन केला आहे.

नैसर्गिक-तत्त्वज्ञान याची पाळेमुळे पुरातन ग्रीक कालखंडात (ख्रिस्तपूर्व ६५०-४८० वर्षे) शोधता येतात. सॉक्रेटीस-पूर्व काळात थेल्स याने नैसर्गिक घटना घडण्यामागे काही अतिभौतिक, धार्मिक अथवा दैवी शक्तींचा हात असतो हे नाकारून त्यामागे केवळ नैसर्गिक कारणच असते असे प्ततिपादन केले. काळजीपूर्वक मांडलेले विचार व प्रयोगांच्या परिणामांचे केलेले निरीक्षण यांमुळे संकल्पना सिद्ध करता येतात हेही त्याच्यासारख्या तत्त्ववेत्त्यांनी दाखवून दिले. आधुनिक काळात अणु व रेणुंचे अस्तित्त्व सिद्ध करता आल्याने मुलभूत, अविभाज्य कणांनी सर्व पदार्थ बनलेले असतात हा प्राचीन काळापासून अनेक संस्कृतींमधील विचारवंतांनी मांडलेला सिद्धांत पडताळून पहाता आला.

नैसर्गिक-विज्ञान हे ख्रिस्तपूर्व सुमारे ४थे ते १०वे शतक या काळात भारत, चीन व अरब प्रदेशात विकसित झाले. विविध मोजमापांचे गणन करण्याची पद्धती याच काळात प्रयोगकर्त्यांमधे रुजली. घटनांची निरीक्षणे करणे, वैचारिक प्रयोग करून बघणे अशा पद्धती वापरून युरोपमध्ये आर्किमिडीज तसेच मध्यपूर्वेत अल्बेरूनी यांनी स्थितिशास्त्र (इंग्रजी: statics) किंवा स्थैतिकी, यामिकी , द्रव-स्थितिशास्त्र (इंग्रजी: hydrostatics) याचा पाया रचला.

मध्ययुगीन युरोपमध्ये पूर्वार्धात केपलर आणि गॅलिलिओ व उत्तरार्धात प्रामुख्याने न्यूटन यांनी प्रायोगिक व मोजणी पद्धती वापरून विविध नियम मांडले जे आज भौतिकशास्त्र व खगोलशास्त्र यातील मुलभूत नियम मानले जातात. यातूनच अभिजात यामिकी (इंग्रजी: Classical mechanics) ही भौतिकशास्त्राची प्रमुख शाखा म्हणुन स्थापित झाली.

आधुनिक भौतिकशास्त्र विसाव्या शतकाच्या पूर्वार्धात उदयाला येऊन लोकप्रिय झाले ते प्रामुख्याने अल्बर्ट आइनस्टाइन यांनी केलेल्या सापेक्षता व पुंजवाद (इंग्रजी: quantum theory) या क्षेत्रांतील असाधारण कामगिरीमुळे विश्वनिर्मिती कशी झाली या प्रश्नाचे उत्तर मिळण्यास मदत झाली.E=mc^२ या सूत्रावरून त्यांनी सापेक्षता सिद्धांत मांडला.

प्रसिद्ध भौतिकशास्त्रज्ञ

• आयझॅक न्यूटन
• अल्बर्ट आइनस्टाइन
• जेम्स क्लार्क मॅक्सवेल
• मॅक्स प्लांक
• गॅलिलिओ
• ॲंपियर
• लॉर्ड केल्विन
• वर्नर हायझेन्बर्ग
• वोल्फगांग पाउली
• मॅक्स बॉर्न
• एर्विन श्र्यॉडिंगर
• नील्स बोर

भारतीय भौतिकशास्त्रज्ञ

• चंद्रशेखर वेंकट रामन