«Õhus on füüsikat!» hüüti Tartus augusti lõpus. Õhus oli füüsikat kindlasti ka aastal 1632 ülikooli asutamise ajal.

Kuid siis polnud veel füüsikaprofessoreid, teaduskonda, instituuti, laboreid, iseseisvat teadusharugi. Tänapäevane füüsika oli alles kujunemas. Just samal aastal ilmus Galilei kuulus «Dialoog kahe peamise maailmasüsteemi kohta». Academia Gustavianas oli neli klassikalist teaduskonda: usu-, õigus- arsti- ja filosoofiateaduskond. Viimasesse hakkasidki kuuluma füüsika-, matemaatika- ja astronoomiaprofessuurid. 1689. aasta põhikirja järgi haaras matemaatika ka astronoomiat ja optikat, eraldi õppetool oli füüsikale.

Newtoni kiire lend

Uued teooriad jõudsid Tartusse kiiresti. Professorite Helmut Piirimäe ja Ülo Lumiste uurimuste kohaselt tutvustati Newtoni suurteost «Principia» siin ilmselt varem kui Rootsis ja Prantsusmaal. Tema gravitatsiooniõpetust ja selle alusel planeetide liikumise teooriat käsitles 1690. aastail matemaatikaprofessor Sven Dimberg (1661–1731), kellele kuulub ka tõenäoliselt Eestis esimese teadaoleva teleskoobi tellimise au. Dimbergi teleskoobi lugu on uurinud Tartu tähetorni juhataja Janet Laidla, UT TV-s võib ka loengut jälgida.

Ülikooli esimene asukoht oli endise gümnaasiumi ja jesuiitide kolleegiumi laguneva hoone teisel korrusel Toomemäe nõlval praeguse peahoone juures. Võimalik, et esimesi füüsikateemalisi arutlusi peeti juba seal ja ka 1639–1642 ülikooli ajutises asukohas Maarja kirikus peahoone lõunatiival. Edasi tegutses ülikool kuni 1699 Ülikooli 28 maja kohal Jaani kiriku vastas (vahepeal ka Tallinnas). Pärnusse üleviidud ülikoolis katkes töö 1710 Põhjasõja tõttu.

Kui algul läheneti füüsikale keskaja skolastilis-aristootellikul meetodil, siis Rootsi ülikooli teisel poolel toimus kiire pööre uusaja füüsika suunas. Tartuski uuriti tähti, tõlgendati Aristotelest, Kopernikut, kirjutati dissertatsioone maa-alusest tulest, atmosfäärist, metallidest jmt. Loodus- ja täppisteadused olid omamoodi interdistsiplinaarsed, sest näiteks astronoomiaga tegelesid ka matemaatikud jne. Pärnusse oli kavas rajada koguni tähetorn.

Füüsika õitseaeg

Süstemaatiline füüsikaõpetus algas ülikoolis pärast taasavamist 1802. Keiserliku ülikooli filosoofiateaduskonna loodusteaduste osakonda (klassi) kuulus ka teoreetilise ja rakendusfüüsika (eksperimentaal)professuur, mis 1865 nimetati füüsika professuuriks. Algusest peale oli ühendatud matemaatika ja astronoomia professuur. 1850 jagati eri teadusalade kiire arengu ja diferentseerimise tõttu filosoofiateaduskond ajaloo-keele- ja füüsika-matemaatikateaduskonnaks. Esimene füüsikaprofessor oli rektor Georg Friedrich Parrot (1767–1852), kellest sai üks galvaanielemendi keemilise teooria loojaid. Võimeka administraatorina seadis Parrot sisse eeskujuliku füüsikalabori Bocki maja teisel korrusel, kus ülikool tegevust alustas. Tema füüsikainstrumentide kogu säilib ülikooli ajaloo muuseumis, vastavatud näitusel saab kiigata Parroti füüsikakabinetti.

Peahoone valmimisel 1809 anti füüsikuile esimese korruse vasakpoolsed ruumid. Pärast tiibhoonete ehitamist viidi füüsikaruumid 1859 peahoone parema tiiva teisele korrusele, mis jäidki ajaloolisteks füüsikute ruumideks.

Sealses füüsikakabinetis tegi katseid ka hilisem Nobeli preemia laureaat, füüsikalise keemia üks rajajaid Wilhelm Ostwald (1853–1932), kes pärast ülikooli lõpetamist töötas assistendina füüsikaprofessor Arthur von Oettingeni (1836–1920) juures, kelle algatusel asutati meteoroloogiaobservatoorium. Ostwald meenutab mälestustes, et tema edukalt kulgenud katsete tulemused soovitas just Oettingen kirja panna ja avaldada.

Keiserlikus ülikoolis õppis ja õpetas palju füüsikaajalukku läinud teadlasi, nagu Emil Lenz, Moritz Herman Jacobi, Boriss Golitsõn, Friedrich Georg Wilhelm Struve jpt. Nende katsed, uurimused ja Tartus valmistatud teadusinstrumendid innustasid tudengeidki. 1911–1913 korraldas professor Aleksander Sadovski (1859–1923) ülikooli juures üheaastased keskkoolilõpetajate ettevalmistuskursused. Kuulajate hulgas oli ka hilisem füüsikadotsent ja õpikute autor Juhan Lang (1888–1977). Langi konspekteeritud füüsika üldkursuse loengute tekstidest on näha, et õpetati mehaanikat, optikat, gaaside kineetilist teooriat, magnetismi ja elektrit.

19. sajandil kujunesid välja tänapäevase teaduse olulised suunad ja erialad diferentseerusid. Tsaaririik soosis eriti loodus- ja täppisteadusi nii kiiresti areneva tööstuse kui ka läbiuurimata maa-alade tõttu. See kõik hoogustas leiutama mitmesuguseid teadusaparaate. Tartus arendati neid hulgaliselt, neid on näha ka Toomel näitusel.

Üks hiljem Tartule tuntust toonutest on sajandivahetusel ülikooli lõpetanud Johan Vilip (1870–1942), kes sai kuulsaks seismograafide valmistajana. Oligi aeg anda Tartus füüsikaga tegelemine põlisrahva kätte. Eestlaste haridustung ja vabadusiha suurenes, peale tungis esimene maailmasõda. Kuigi ülikool evakueeriti sise-Venemaale, sealhulgas füüsikalabori varad, jäid ülikoolile edumeelsed teadmised ja kogemused. Näiteks kui röntgenikiirte avastamine sai üldsusele teatavaks 1895. aasta detsembris, siis Postimees kirjutab, et juba järgmise aasta algul demonstreeris Sadovski röntgeniülesvõtte valmistamist ka ülikooli füüsikakabinetis.

Eesti füüsika aeg

Johan Vilipist saigi 1920. aastal eesti ülikooli esimene füüsikaprofessor ja füüsika instituudi juhataja. Teda soovitas valida esimest eestikeelset füüsikakursust lugenud matemaatika-loodusteaduskonna (endine füüsika-matemaatikateaduskond) ajutine dekaan Jaan Sarv. Vilip oli juhatanud Pulkovo observatooriumi seismoloogiajaama. Tartus täiustas ta Golitsõni seismograafe, mis said tuntuks üle ilma. Vilip luges üldfüüsikat nii matemaatikuile kui ka arstiteaduse tudengeile korraga. Akadeemik Harald Keres (1912–2010) on mälestustes meenutanud, et need kursused olid erineva ulatusega ning Vilip maininud sageli, et näiteks seda või seda ei ole vaja arstitudengeil tähele panna. Loengud olnud aga väga hästi ette valmistatud ning «auditooriumi pikk laud oli alati kubinal katseseadmeid täis.» Instituut tegutses tsaariaegse füüsikakabineti ruumides. Ka eesti ajal valmistati palju seadmeid ise, kogu instituudi aparatuur võimaldas teha ligi 500 katset.

Teoreetilist füüsikat hakkas õpetama röntgenistruktuurialase uurimissuuna algataja Harald Perlitz (1889–1973). Kui üldfüüsika professori juhatada oli instituut, lugeda füüsika põhikursust, korraldada praktikume, siis teoreetilise füüsika õppejõud luges mehaanikat, termodünaamikat jmt ning juhatas seminari. 1934 nimetati seminar teoreetilise ja tehnilise füüsika laboriks.

Püsiva väärtusega on professor Perlitzi juures intermetalliliste sulamite struktuuri uurinud noorte füüsikute tööd. Enamik selle ala spetsialiste lahkus küll hiljem Eestist. Perlitzi juures alustas tööd ka hilisem eksperimentaalfüüsika kateedri dotsent Aleksander Pae.

Füüsikaosakonna suurimaks üksuseks kujunes meteoroloogia ja geofüüsika õppetool koos meteoroloogiaobservatooriumiga (metobs), mida juhatas professor Kaarel Kirde (1892–1953). Metobsi alluvuses töötas Eesti ühtne meteoroloogiateenistuse võrk. Tartus kujunes tugev kliimauurijate koolkond.

Astronoomia professuur ja tähetorn kuulusid endiselt matemaatika osakonda. Tsaariajal tugeva aluse saanud astronoomiauuringud jätkusid astronoomiaprofessori ja tähetorni juhataja Taavet Rootsmäe (1885–1957) juhtimisel. Koos Juhan Langiga kujundas ta ka astronoomia eestikeelset põhiterminoloogiat ja kirjutas eestikeelse kosmograafiaõpiku. Üliõpilaste poolt kõrgelt hinnatud Rootsmäe kabinet oli Harald Kerese mäletamist mööda tähetorni kõrval vana lõhkivajunud elamu teisel korrusel, kaldu vajunud põrandaga. «Väike auditoorium oli sama maja teisel korrusel. Astronoomia praktikumi peeti tähetorni alumise korruse kellatornis.» Tähetornis alustas Ernst Öpik (1893–1985) astrofüüsika probleemide uurimist ning 1937 arendas ta ideed tähtedes toimuvatest termotuumaprotsessidest, kus vesinik muutub heeliumiks. Tema innustusel hakkasid nooremad kolleegid süvenema kvantmehaanikasse. Lühikesse, kuid edukasse eesti teadlaste füüsikaaega lõid mõrad Vene ja Saksa okupatsioon.

Füüsika lahku, kokku

Sõja lõpuks olid Eestist ära läinud kõik füüsikaosakonna professorid, seepärast võeti õppejõududeks ka magistrikraadiga gümnaasiumiõpetajaid, nagu näiteks Anatoli Mitt (1909–1980), kellel on suuri teeneid raskel sõjajärgsel ajal majandusülemana ülikooli taaskäivitamisel. Loenguid pidas ta algul paksus talvemantlis ja pikkades viltides nagu paljud teised. «Ka kuulajad istusid, mantlid seljas, mütsid peas,» on ta meenutanud. Termomeeter näidanud -4. Füüsika didaktika lektor Henn Voolaid ütleb oma esimest füüsikaõppejõudu Mitti meenutades 1960. aastate algusest, et ta luges üldfüüsikat parajal tasemel: ilma rohket matemaatikat kasutamata ja paljude näidetega. «Lisaks vürtsitas ta oma loenguid ka naljadega, millega teised õppejõud olid kaunis kitsid.»

Füüsika kateedri juhatajaks ja professoriks sai algul osakonna vaimne liider, astrofüüsik Aksel Kipper (1907–1984). 1945 jaguneti teoreetilise füüsika ning eksperimentaal- ja üldfüüsika kateedriks, viimast hakkas juhatama Mitt. Mitt oli ka 1951–1969 matemaatika-loodusteaduskonna ja 1967 moodustatud füüsika-keemiateaduskonna dekaan. 1944 alustas tööd geofüüsika ja 1945 astronoomia kateeder.

1946 asutati teaduste akadeemia füüsika, matemaatika ja mehaanika instituut, kuhu siirdus ka osa füüsikuid. Siitpeale algabki füüsikute kord kokku-, kord lahkuviimine koos nimemuudatustega, aga ka füüsika instituudi ajalugu. Oluline muudatus toimus 1973, kui instituut pooldus astrofüüsika ja atmosfäärifüüsika instituudiks Tõraveres ja füüsika instituudiks (FI). 1997 muudeti FI ülikooli instituudiks, 2008 ühineti füüsika-keemiateaduskonnaga.

Struktuurilisi muudatusi toimus sageli ka ülikooli sees – loodi uusi kateedreid ja laboreid. 1958 asutati eksperimentaalfüüsika kateeder, kuhu siirdusid ka luminestsentsi uurijad. Mõne aasta pärast loodi juba mitu eraldi laborit (elektroluminestsentsi ja pooljuhtide, raadiospektroskoopia, elektromeetria jt). Oma laborihoone oli füüsikuil ka Leningradi mnt 2.

1977. aastal ehitati ülikooli füüsikutele päris oma maja Tähe tänavasse, selle teine järk valmis 1982. Voolaid meenutab, et peahoones oli muidugi põnev õppida, sest seal tekkis ikka mulje tõeliselt ülikoolis käimisest. «Juba need füüsika auditooriumid 128 ja 232 (Vilipi auditoorium) mõjusid eriliselt. Seal ei sobinud viilida, vaid pidi hoolega õppima.» Voolaiul on meeles, et kui ta noore õppejõuna läks esimesse loengusse arstiteaduse tudengitega, oodanud teda koridoris dekaan Anatoli Mitt ning soovinud edu.

Praeguseks on minevikuks saanud ka Tähe tänava õppehoone. Viimased 50–60 edukat Tartu füüsika-aastat on väärt detailsemat läbikirjutamist. Sest juba algab uus ajalugu nelja tippkeskuse ja 14 laboriga verivärskes Physicumis.

Kasutatud kirjandus:

• «Tartu ülikooli ajalugu I.»Koostanud H. Piirimäe. Valgus 1982.
• «Tartu Ülikooli ajalugu II.»Koostanud Karl Siilivask. Eesti Raamat 1982.
• «Tartu Ülikooli ajalugu III.» Koostanu Karl Siilivask, Hillar Palamets. Eesti Raamat 1982.
• «Universitas Tartuensis 1632 –2007». Toimetajad Toomas Hiio, Helmut Piirimäe. TÜ Kirjastus 2007.
• Harald Keres «Sajandi seiklused». Ilmamaa 2009.
• Elsa Kudu «Tartu ülikoolile üüritud õpperuumide asukohti 1802–1809» – «Tartu Ülikooli ajaloo küsimusi V», TRÜ 1977.
• Anatoli Mitt «Meenutusi». Eesti Raamat, 1977.
• W. Ostwald «Elujooned. Autobiograafia» –  «Mälestusi Tartu ülikoolist». Koostanud Sergei Issakov. Eesti Raamat 1986.
• Ivar Piir. «Füüsika ajalugu. Õpik kõrgkoolidele». Ilmamaa 2013.
• Paul Prüller «Academia Gustaviana (1632–1656) ja Gustavo-Carolina (1690–1710) Tartus–Pärnus ja füüsika ning matemaatika õpetamisest seal». – «Tartu Ülikooli ajaloo küsimusi II“, TRÜ 1975.
• Paul Prüller «Füüsika Tartu ülikoolis 19. sajandi esimesel poolel»– «Tartu Ülikooli ajaloo küsimusi V», TRÜ 1977.
• Paul Prüller «Füüsika Tartu ülikoolis 19. sajandi teisel poolel ja 20. sajandi algul» – «Tartu Ülikooli ajaloo küsimusi VIII», TRÜ 1979.
• Paul Prüller «Tartu ülikooli füüsika instituut 1919–1940» – «Tartu Ülikooli ajaloo küsimusi VIII», TRÜ 1979.
• Paul Prüller «Tartu ülikooli füüsikaprofessor J. Vilip pedagoogi ja seismoloogina» – «Tartu Ülikooli ajaloo küsimusi II», TRÜ 1975.
• Karl-Samuel Rebane «TRÜ füüsikaosakonna arengust aastatel 1945–1970» – «Tartu Ülikooli ajaloo küsimusi II», TRÜ 1975.
• Jaan Reinet «Prof. Johan Vilipi elust ja tegevusest» – «Tartu Ülikooli ajaloo küsimusi II», TRÜ 1975.