Историята

Нютон, Галилей и гравитация

Нютон, Галилей и гравитация



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Едно от малкото неща, които си спомням от часовете по физика в гимназията, е моят учител, който ми казва, че Нютон е открил неща като универсалния закон на гравитацията, просто защото първоначалната му предпоставка е била правилна. Нютон приема, че "нещата, движещи се по права линия, са склонни да продължават да се движат, освен ако не са принудени да спрат". Всички преди Нютон по същество се провалиха, защото първоначалната им предпоставка „нещата се движат по права линия са склонни да се забавят и спират и освен ако не са принудени да продължат да се движат“ е грешна и този списък с неуспехи включва Галилей. Гелилей направи тази грешка и следователно историята увенчава Нютон за това постижение вместо Галилей, въпреки че Галилей беше толкова близо.

Но отговорът на Томас Порнин тук казва, че Галилей е направил правилното предположение. Та въпросите ми са: Галилео направи ли правилното предположение или грешното предположение? Ако е направил правилното предположение, тогава какво му е попречило да разбере закона за универсалната гравитация? Защо му попречи да бъде коронясан преди Нютон? Би било чудесно, ако отговорът може да бъде подкрепен с някакви исторически доказателства/препратки.


Принципът на инерцията

Галилей е ранен и виден защитник на принципа на инерцията - грубо казано, че нещата естествено продължават да се движат, а не естествено да се забавят. В отговора си на Инголи от 1624 г. той описва специфичен експеримент, който той твърди, че е извършил, при който скала е изпусната от мачтата на движещ се кораб и е ударена в основата на мачтата, а не зад нея. (В писания от тази епоха понякога е трудно да се каже какво е мисловен експеримент и кое е истински експеримент.) Неговите възгледи за инерцията са свързани с неговото застъпничество за коперниканството, което от своя страна е поне един основен фактор, който го е затруднил с Църквата. Галилей не разбираше инерцията в математически детайли и по -конкретно не разбираше ясно, че тя се прилага само за линейно движение, а не за кръгово движение.

Гравитация

Ако е направил правилното предположение, тогава какво му е попречило да разбере закона за универсалната гравитация?

Галилей е живял след Брахе и е бил съвременник на Кеплер. Така че Галилей разполага с данните за движението на планетите, но това, което му липсваше, беше необходимата математика (смятане) и физика (първият и вторият закон на Нютон). Без тези съставки не беше възможно той да разбере, както направи Нютон, че законът на обратната квадратна сила ще обясни наблюдаваното движение на планетите. Дори много по -късно, по време на живота на Нютон, идеята за обратен квадратен закон се носеше във въздуха и беше широко подозирана, но само Нютон имаше инструментите да свърже всичко заедно.


Нютон приема, че „нещата, движещи се по права линия, са склонни да продължават да се движат, освен ако не са принудени да спрат“

Това е първият му закон, както е посочено в Нютон Principia през 1666 г .; но 20 години по -рано, по време на Гражданската война в Англия, Хобс пише в своето Левиатан:

че когато нещо стои неподвижно, освен ако нещо друго не го разклати, то ще лежи неподвижно завинаги, е истина, в която никой човек не се съмнява.

Това всъщност беше истина, установена за първи път от Аристотел; но само на Земята; в небесата той прие, че естественото движение не е покой, а кръгово движение. Хобс обаче продължава:

Но [предложението], че когато нещо е в движение, то ще бъде вечно в движение, освен ако нещо друго не го задържи, макар че причината е същата (а именно, че нищо не може да се промени), не е толкова лесно да се приеме.

Известно е също, че Нютон е чел епичната космологична поема на Лукрецион De Rerum Natura относно епикурейската атомна теория на материята:

Встъпителното изложение на книга 2 се спуска към подробностите за поведението и качествата на атомите. Те са във вечно движение с огромна скорост, тъй като в празнотата не получават съпротива от средата и когато се сблъскат, те могат само да бъдат отклонени, но не и спрени.

По този начин триенето (според неговите думи Колисън) забавя движението на атомите наоколо; заслужава да се посочи колко близо е той до атомната теория на материята от 19C, разработена от Бойл и Далтън:

Теглото им им дава присъща тенденция да се движат надолу, но сблъсъците могат да отклонят тези движения в други посоки. Резултатът е, че когато са в космическа подредба, атомите изграждат сложни и относително стабилни модели на движение, които на макроскопично ниво ни изглеждат като състояния на покой или относително леко движение.

Приблизително по същото време, когато Хобс пишеше, Гасенди направи атомизма отново уважаван в ранната модерна Европа:

Основната характеристика на атомите, която работи най -много във физиката на Гасенди ... е присъщото им тегло, което им дава присъща, естествена склонност към движение.

И той разви представата за постоянен движение:

Като се има предвид тази тенденция, атомната почивка е или временна, или илюзия. Атомното тегло поражда не само прост капацитет за постоянен движение, но и до редица по -сложни поведения:

Струва си да се отбележи, че Аристотел е имал теория на гравитацията - естественото движение на телата; въпреки че, разбира се, той не го наричаше с това име; нейното постижение на Нютон до универсализиране че явления; той наруши разделението между небесната и земната сфера - по този начин „универсалната гравитация“.


Гравитация и гравитация

Гръцкият философ Аристотел (384 & ndash322 Пр.н.е..) постави, следвайки по -ранните традиции, че материалният свят се състои от четири елемента: земя, вода, въздух и огън. Например, скалата е предимно земя с малко вода, въздух и огън, облак е предимно въздух и вода с малко пръст и огън. Всеки елемент имаше естествено или подходящо място във Вселената, към което спонтанно наклонената земя принадлежеше в самия център, вода в слой, покриващ земята, въздух над водата и огън над въздуха. Всеки елемент има естествена тенденция да се връща на правилното си място, така че, например, скали падна към центъра и огънят се издигна над въздуха. Това беше едно от най -ранните обяснения на гравитацията: че е естествената тенденция по -тежките елементи, земята и водата, да се върнат на правилните си позиции близо до центъра на Вселената. Теорията на Аристотел в продължение на векове се приема като предполагаща, че обекти с различно тегло трябва да падат с различна скорост, тоест по -тежък обект трябва да пада по -бързо, защото съдържа повече от централните тенденции елементи, земя и вода. Това обаче не е правилно. Обектите с различно тегло падат всъщност еднакво процент. (Това изявление все още е само приближениеобаче, тъй като приема, че Земята е напълно неподвижна, което не е така. Когато един обект е изпуснат, Земята се ускорява „нагоре“ под въздействието на взаимната им гравитация, точно както обектът „пада“ и те се срещат някъде по средата. За по -тежък предмет, тази среща прави се извършват малко по -рано, отколкото за лек обект, и по този начин по -тежките обекти всъщност падат малко по -бързо от леките. На практика обаче движението на Земята не е измеримо за „изпуснати“ обекти с по -малък от планетарен размер и затова е точно да се твърди, че всички малък обектите падат със същата скорост, независимо от тяхната маса.)

Моделът на Вселената на Аристотел също включва Луна, Слънце, видимите планети и неподвижните звезди. Аристотел предположи, че те са извън слоя огън и са направени от пети елемент, етер или квинтесенция (терминът произлиза от латинския израз quinta essentia, или пета същност, използван от средновековните преводачи на Аристотел). Небесните тела обикаляха Земята, прикрепени към вложени ефирни сфери, центрирани върху Земята. Не бяха необходими сили, за да се поддържат тези движения, тъй като всичко беше счетено за перфектно и непроменено, след като беше въведено движение от Prime Mover & mdashGod.

Идеите на Аристотел бяха приети през Европа и Близкия изток в продължение на векове, докато полският астроном Николай Коперник (1473 & ndash1543) не разработи хелиоцентричен (със слънчева ориентация) модел, който да замени геоцентричния (със земно ориентиран) модел, който е бил доминиращата космологична концепция още от времето на Аристотел. (Неевропейски астрономи, непознати за Аристотел, като китайците и ацтеките, са разработили свои собствени геоцентрични модели, преди Коперник не е съществувал хелиоцентричен модел.) Моделът на Коперник поставя Слънцето в центъра на Вселената, като всички планети обикалят около Земята. Слънцето в перфектни кръгове. Това развитие беше толкова драматична промяна от предишния модел, че сега се нарича Коперниканска революция. Това беше гениална интелектуална конструкция, но все още не обяснява защо планетите обикалят около Слънцето, в смисъл какво ги е накарало да го направят.

Докато много учени се опитваха да обяснят тези небесни движения, други се опитваха да разберат земната механика. Изглежда здравият разум е, че по-тежките предмети падат по-бързо от леките с еднаква маса: пуснете едно перо и камъче с еднаква маса и вижте кое първо удря земята. Грешката в този експеримент е, че въздушното съпротивление влияе върху скоростта, с която обектите падат. Какво ще кажете за друг експеримент, в който въздушното съпротивление играе по -малка роля: наблюдение на разликата между изпускането на голяма скала и средна скала? Това е лесен експеримент за изпълнение и резултатите имат дълбоки последици. Още през шести век А.Д. Йоханес Филипонос (ок. 490 и ndash566) твърди, че разликата във времето за кацане е малка за обекти с различно тегло, но с подобна форма. Приятелят на Галилей, италианският физик Джамбатиста Бенедети (1530 & ndash1590), през 1553 г., и холандският физик Саймън Стевин (1548 & ndash1620), през 1586 г., също разглеждат проблема с падащите скали и заключават, че скоростта на падане не зависи от теглото. Най-тясно свързаният с проблема с падащото тяло индивид обаче е италианският физик Галилео Галилей (1564 & ndash1642), който систематично наблюдава движенията на падащи тела. (Малко вероятно е той наистина да е свалил тежести от Наклонената кула в Пиза, но той е написал, че такъв експеримент може да бъде извършен.)

Тъй като обектите се ускоряват (ускоряват) бързо при падане и Галилей е бил ограничен до наблюдение с невъоръжено око по технологията на своето време, той изучава по-бавните движения на махалата и на телата, които се търкалят и плъзгат надолу по наклон. От резултатите си Галилей формулира своя закон за падащите тела. Това гласи, че без да се съобразява въздушното съпротивление, телата в свободно падане се ускоряват с константа ускорение (скорост на промяна на скорост), което не зависи от тяхното тегло или състав. Ускорението, дължащо се на гравитацията близо до земната повърхност, е дадено със символа g и има стойност от около 32 фута в секунда в секунда (9.8 m/s 2 ) Това означава, че 1 секунда след освобождаване падащ обект се движи със скорост около 10 m/s след 2 секунди, 20 m/s след 10 секунди, 100 m/s. Тоест, след като падне за 10 секунди, той пада достатъчно бързо, за да пресече дължината на футболно игрище за по -малко от една секунда. Писане v за скоростта на падащото тяло и T за времето от началото на свободното падане имаме v = gt.

Галилео също определи формула за описание на разстоянието д че тялото пада в даден момент:

Тоест, ако човек изпусне обект, след 1 секунда той е паднал приблизително 5 м след 2 секунди, 20 м и след 10 секунди, 500 метра.

Галилей се справи отлично с описването на ефекта на гравитацията върху обекти на Земята, но едва английският физик Исак Нютон (1642 & ndash1727) проучи проблема, че се разбра колко универсална е гравитацията. Една стара история казва, че Нютон внезапно е разбрал гравитацията, когато ябълка е паднала от дърво и го удари по главата тази история може да не е точно вярна, но Нютон наистина каза, че падаща ябълка му е помогнала да развие теорията си за гравитацията.


Тегло и маса

Теглото W на едно тяло може да бъде измерено чрез равна и противоположна сила, необходима за предотвратяване на ускорението надолу, което е Мg. Същото тяло, поставено на повърхността на Луната, има същата маса, но тъй като Луната има маса от около 1 /81 пъти този на Земята и радиус от само 0,27 този на Земята, тялото на лунната повърхност има тегло само 1 /6 нейното тегло на Земята, както демонстрираха астронавтите от програмата Аполо. Пътниците и инструментите в орбиталните спътници са в свободно падане. Те изпитват безтегловност, въпреки че масите им остават същите като на Земята.

Уравнения (1) и (2) могат да се използват за извеждане на третия закон на Кеплер за случая на кръгови планетарни орбити. Използвайки израза за ускорение А в уравнение (1) за силата на гравитацията за планетата GМPМС/R 2, разделено на масата на планетата МP, следното уравнение, в което МС е масата на Слънцето, се получава:

Много важният втори закон на Кеплер зависи само от факта, че силата между две тела е по линията, която ги свързва.

Така Нютон успя да покаже, че и трите закони на Кеплер, получени от наблюдението, следват математически от предположението за неговите собствени закони за движение и гравитация. При всички наблюдения на движението на небесно тяло само продуктът на G и масата може да се намери. Нютон първо оцени величината на G като приемем, че средната маса на Земята е около 5,5 пъти по -голяма от тази на водата (малко по -голяма от плътността на земните скали) и като се изчисли масата на Земята от това. След това, приемайки МE и rE като масата и радиуса на Земята, съответно стойността на G беше което числено се доближава до приетата стойност от 6.6743 × 10 −11 m 3 s −2 kg −1, първо директно измерена от Хенри Кавендиш.

Сравняване на уравнение (5) за ускорението на земната повърхност g с R 3 /T 2 съотношение за планетите, формула за съотношението на масата на Слънцето МС към масата на Земята МE е получена по отношение на известни количества, RE като радиус на земната орбита:

Движенията на луните на Юпитер (открити от Галилей) около Юпитер се подчиняват на законите на Кеплер, точно както планетите около Слънцето. Така Нютон изчислява, че Юпитер, с радиус 11 пъти по -голям от земния, е 318 пъти по -масивен от Земята, но само 1 /4 като плътна.


Телескопът и изследвания на светлината на Исак Нютон

Нютон се завръща в Кеймбридж през 1667 г. и е избран за непълнолетен сътрудник. Той конструира първия отразяващ телескоп през 1668 г., а на следващата година получава магистърска степен по изкуствата и поема професията по математика в Лука в Кеймбридж. Помолен да даде демонстрация на своя телескоп на Лондонското кралско общество през 1671 г., той е избран за член на Кралското общество на следващата година и публикува бележките си за оптиката за своите връстници.

Чрез експериментите си с пречупване Нютон установи, че бялата светлина е съставна част от всички цветове в спектъра и твърди, че светлината е съставена от частици вместо от вълни. Неговите методи предизвикаха остър укор от утвърдения член на Обществото Робърт Хук, който отново не беше щадящ с последващия доклад на Нютон през 1675 г. Известен с темпераментната си защита на работата си, Нютон започна разгорещена кореспонденция с Хук, преди да претърпи нервен срив и да се оттегли. от погледа на обществеността през 1678 г. През следващите години той се връща към по -ранните си изследвания за силите, управляващи гравитацията и се занимава с алхимия.


Наука: Орбитална механика

Kepler & rsquos Закони на планетарното движение

Докато Коперник правилно отбеляза, че планетите се въртят около Слънцето, Кеплер беше този, който правилно определи техните орбити. На 27 години Кеплер става асистент на богат астроном Тихо Брахе, който го моли да определи орбитата на Марс. Брахе беше събрал цял живот астрономически наблюдения, които след смъртта му преминаха в ръцете на Kepler & rsquos. (Брахе, който имаше свой собствен ориентиран към Земята модел на Вселената, оттегли по-голямата част от наблюденията си от Кеплер поне отчасти, защото не искаше Кеплер да ги използва, за да докаже верността на теорията на Коперник.) Използвайки тези наблюдения, Кеплер установи, че орбитите на планетите следват три закона.

Подобно на много философи от неговата епоха, Кеплер имаше мистично убеждение, че кръгът е Вселената и rsquos перфектна форма, и че като проява на Божествения ред, планетите и rsquo орбитите трябва да бъдат кръгови. В продължение на много години той се бори да направи Brahe & rsquos наблюдения на движенията на Марс съвпадащи с кръгова орбита.

В крайна сметка обаче Кеплер забелязал, че въображаема линия, изтеглена от планета към Слънцето, е изхвърлила еднаква площ от пространството за еднакво време, независимо къде се намира планетата в орбитата си. Ако изтеглите триъгълник от Слънцето до позиция на планета в един момент във времето и позицията му в определено време по -късно & mdashsay, 5 часа или 2 дни & mdash, зоната на този триъгълник винаги е една и съща, навсякъде в орбитата. За да имат всички тези триъгълници една и съща площ, планетата трябва да се движи по -бързо, когато е близо до Слънцето, но по -бавно, когато е най -отдалечена от Слънцето.

Това откритие (което стана втори закон на орбиталното движение на Kepler & rsquos) доведе до осъзнаването на това, което стана първият закон на Kepler & rsquos: че планетите се движат в елипса (смачкана окръжност) със Слънцето в една фокусна точка, изместена от центъра.

Третият закон на Kepler & rsquos показва, че има точна математическа връзка между разстоянието на планетата и rsquos от Слънцето и времето, необходимо за въртене около Слънцето. Именно този закон вдъхнови Нютон, който излезе с три свои закона, за да обясни защо планетите се движат по същия начин.

Нютон и закони за движение

Ако законите на Kepler & rsquos определят движението на планетите, законите на Newton & rsquos определят движението. Мислейки за законите на Kepler & rsquos, Нютон осъзна, че цялото движение, независимо дали става въпрос за орбитата на Луната около Земята или ябълка, падаща от дърво, следва същите основни принципи. & ldquoЗа същите природни ефекти, & rdquo той пише, & ldquowe трябва, доколкото е възможно, да присвоят едни и същи причини. & rdquo Предишното аристотелево мислене, физикът Стивън Хокинг е писал, приписва различни причини на различни видове движение. Обединявайки цялото движение, Нютон измести научната перспектива към търсене на големи, обединяващи модели в природата. Нютон очерта своите закони в Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (& ldquo Математически принципи на естествената философия, & rdquo), публикуван през 1687 г.

Закон I. Всяко тяло упорито се намира в състояние на покой или равномерно движение по права линия, освен ако не е принудено да промени това състояние чрез силите, впечатлени от терон.

По същество движещият се обект ще спечели & rsquot промяна на скоростта или посоката, нито неподвижният обект ще започне да се движи, освен ако върху него не действа някаква външна сила. Законът редовно се обобщава с една дума: инерция.

Закон II. Промяната на движението винаги е пропорционална на движещата сила и е направена в посоката на дясната линия, в която е въздействана тази сила.

Вторият закон на Нютон и rsquos е най -разпознаваем в своята математическа форма, емблематичното уравнение: F = ma. Силата на силата (F) се определя от това колко тя променя движението (ускорението, а) на обект с известна маса (m).

Закон III. На всяко действие винаги се противопоставя еднаква реакция: или взаимните действия на две тела едно върху друго винаги са равни и насочени към противоположни части.

Както самият Нютон описа: & ldquoАко натиснете камък с пръст, пръстът също се притиска от камъка. & Rdquo

Земно притегляне

В рамките на страниците на Principia Нютон също представи своя закон за универсалната гравитация като казус на неговите закони на движение. Всяка материя упражнява сила, която той нарича гравитация, която дърпа цялата друга материя към центъра си. Силата на силата зависи от масата на обекта: Слънцето има по -голяма гравитация от Земята, която от своя страна има по -голяма гравитация от ябълка. Също така силата отслабва с разстоянието. Обектите, отдалечени от Слънцето, няма да бъдат повлияни от тежестта му.

Законите на Нютон и rsquos за движение и гравитация обясниха годишното пътуване на Земята около Слънцето. Земята ще се движи право напред през Вселената, но Слънцето упражнява постоянно привличане на нашата планета. Тази сила огъва пътя на Земята и rsquos към Слънцето, издърпвайки планетата в елиптична (почти кръгова) орбита. Неговите теории също направиха възможно да се обяснят и предскажат приливите и отливите. Повишаването и спадането на океанските водни нива се създава от гравитационното привличане на Луната, докато тя обикаля около Земята.

Айнщайн и относителността

Идеите, очертани в законите на Нютон и rsquos за движение и универсална гравитация, остават безспорни в продължение на почти 220 години, докато Алберт Айнщайн не представя своята теория за специалната относителност през 1905 г. Теорията на Нютон и rsquos зависи от предположението, че масата, времето и разстоянието са постоянни, независимо къде ги измервате .

Теорията на относителността третира времето, пространството и масата като флуидни неща, дефинирани от референтна рамка на наблюдател. Всички ние, движещи се през Вселената на Земята, сме в една единствена референтна система, но астронавтът в бързодвижещ се космически кораб ще бъде в различна референтна рамка.

В рамките на една референтна система законите на класическата физика, включително законите на Нютон и rsquos, са валидни. Но законите на Нютон могат да обяснят разликите в движението, масата, разстоянието и времето, които се получават, когато обектите се наблюдават от две много различни референтни рамки. За да опишат движението в тези ситуации, учените трябва да разчитат на теорията на относителността на Айнщайн и rsquos.

При бавни скорости и при големи мащаби обаче разликите във времето, дължината и масата, предвидени от относителността, са достатъчно малки, че изглеждат постоянни, а законите на Нютон и rsquos все още работят. Като цяло малко неща се движат с достатъчно бързи скорости, за да забележим относителността. За големите бавно движещи се спътници законите на Newton & rsquos все още определят орбитите. Все още можем да ги използваме, за да изстреляме спътници за наблюдение на Земята и да предвидим тяхното движение. Можем да ги използваме, за да достигнем Луната, Марс и други места извън Земята. По тази причина много учени виждат законите на Айнщайн и rsquos за обща и специална теория на относителността не като замяна на законите за движение и универсалното гравитация на Нютон и rsquos, а като пълната кулминация на неговата идея.


Галилей срещу Нютон

Имената на Галилей и Нютон са известни по целия свят поради големия им принос в развитието на математиката, физиката, астрономията. Галилео Галилей, като математик, астроном, философ и физик, играе жизненоважна роля в научната революция. Той беше един от първите учени, които заявиха, че природните закони са математически. Говорейки за приноса, който той е направил за развитието на астрономията, е необходимо да споменем наблюденията му върху луните на Юпитер, които абсолютно опровергаха предположението, че всички небесни тела се въртят около Земята (Дрейк, 1998, 17). Галилей е първият, който докладва за планини и кратери на Луната, които е проследил от сенки и светли петна по повърхността на Луната. Така той стигна до заключението, че Луната е „груба и неравна и точно като повърхността на самата Земя“ (Клавелин, 1974, 85). За своите наблюдения Галилей започна да използва пречупващ телескоп.

Галилей провежда много експерименти, свързани с работата на телата и подготвя перфектна основа за по -нататъшно развитие на механиката от Исак Нютон. "Галилео предлага свободно падащо тяло да падне с равномерно ускорение, докато съпротивлението на средата, през която пада, остава незначително, или в ограничаващия случай на падане през вакуум" (Дрейк, 1998, 32 ). През 1638 г. Галилей завършва метода за измерване на скоростта на светлината.

Подходът на Галилей към математиката изглеждаше по -традиционен в този момент от неговите иновативни идеи относно експерименталната физика. В своите изследвания той широко използва евдоксианската теория за пропорциите.

Най -накрая Галилей не разработи свой собствен модел на Вселената, но неговите теоретични и експериментални приноси послужиха като добра основа за развитието на динамиката от Нютон. Галилей умира през същата година, когато се ражда Нютон - 1642 г. Исак Нютон е изключителен математик, астроном, философ, алхимик и теолог. Неговият научен принос се състои от описание на универсалната гравитация, трите закона на движение, представяне на основите на класическата механика, които послужиха за основата на съвременното инженерство (Christianson, 1994, 87). Той продължи идеите на Галилей относно небесните тела, като добави връзката между естествените закони, управляващи техните движения, към теорията на гравитацията. За механиката Нютон декларира принципите за запазване на импулса и ъгловия импулс. Когато работи в областта на оптиката, Нютон разработва теория за цвета, емпиричен закон на охлаждане и изучава скоростта на звука (Christianson, 1994, 92). В математиката Нютон разработи обобщена биномиална теорема, която е свързана с нулите на функция. За разлика от Галилео Нютон беше силно религиозен, той се казва, че е произвел повече работа по библейската херменевтика, отколкото естествената наука, докато Галилей най -накрая е имал проблеми с църквата, защото неговите възгледи за хелиоцентризма доведоха до забрана на Католическата църква да го защитава като емпирично доказан факт и дори дадоха заповед да арестуват Галилей.

Като цяло бихме могли да заключим, че и двамата учени без никакво съмнение са спечелили статута си на прогресивни фигури на научната революция и двамата са използвали идеите и постиженията на по -ранните мислители като Коперник, Кеплер, Повече - Галилей и Нютон главно като ръководства и гаранти за тяхното прилагане на единствената концепция за природата и природното право във всяко физическо и социално поле на деня (Бел, 1977, 111). Със сигурност поради факта, че Нютон е живял и работил по -късно от Галилей, той е успял да използва предимствата на изследванията на Галилео вече, въпреки че като цяло Нютон е бил много по -загрижен за религиозните въпроси, отколкото Галилей.


1917: Теорията на Айнщайн стимулира емисиите

През 1917 г. Айнщайн публикува статия за квантовата теория на радиацията, показваща възможна стимулирана емисия.

Айнщайн предполага, че възбуден атом може да се върне в по -ниско енергийно състояние чрез освобождаване на енергия под формата на фотони в процес, наречен спонтанно излъчване.

При стимулирано излъчване входящият фотон взаимодейства с възбудения атом, което го кара да премине в по -ниско енергийно състояние, освобождавайки фотони, които са във фаза и имат същата честота и посока на движение като входящия фотон. Този процес позволи развитието на лазера (усилване на светлината чрез стимулирано излъчване на радиация).


Биография на сър Исак Нютон Основателят на теорията за гравитацията

Това, че всеки обект, който не се движеше или мълчеше, се движеше или всеки обект, който се движеше, мълчеше, въпросът се случи, защото някой премести или спря целта. Познаваме го като “style. ”

Защо плодовете падат или се движат към повърхността на земята, след като са освободени от стъблото? Адвокатите на Нютон твърдят, че ако плодът се движи, тогава, разбира се, има сила, действаща върху плода. Силата, която води до падане на всеки плод или предмет към повърхността на земята, се нарича гравитационна сила. Говорейки за това, разбира се, ще знаем сред създателите на теорията за гравитацията, а именно Исак Нютон.

Сър Исак Нютон се появи на 25 декември 1642 г. в Woolsthorpe, Линкълншир. Той е математик, физик, натурфилософ, с опит в астрономията от Англия. Баща му почина три месеца преди раждането на Нютон.

Баща му се казваше Исак Нютон, а майка му се казваше Хана Айскаф. Когато Нютон беше на 3 години, майка му се ожени повторно и повери на Нютон да се грижи за него от баба му, която носи името Марджъри Айскаф. Нютон не харесваше втория си баща и запази омразата си към майка си, защото се ожени за мъжа.

Нютон започва образованието си, когато е на 12 години, посещава училище King ’s, Грантъм, Линкълншир, където е сред най -добрите ученици в училището. Той беше изключен от училище, защото майка му поиска Нютон да се прибере да работи като фермер.

С такава изобретателност училището му даде възможност да предаде на Нютон, за да завърши обучението си, като убеди майка си и семейството си. Накрая майка му го изпрати от училище дотам, че да завърши образованието си. На 18 -годишна възраст той успешно завършва със задоволителни оценки.

През юни 1661 г. Нютон е приет в Тринити Колидж, Кеймбридж. Нютон най -добре усвои практиката по математика, наука и физика. През 1665 г. той следва общата биномиална теорема и започва да развива математическа теория, която в края си развива това, което сега знаете, а именно смятане. Той обича да слуша идеите на сложни философи като Декарт и астрономи като Коперник, Галилей и Кеплер.

Нютон често работи върху проучвания в дома си в продължение на около 2 години, което го насърчава да разработи смятане, оптика и теории на закона за гравитацията. Завършва през 1665 и 1667 г. и се връща в Кеймбридж като учител в Тринити.

През 1666 г. През деня Нютон слушаше теориите на Коперник, Галилей и Кеплер за земната орбита под ябълково дърво. Ябълка падна върху него. По това време той започва да работи и върху научни изследвания. Седем години той просто преследва отговора и след това издърпа червения конец, че Луната също има чар, защото Луната не пада на земята точно като ябълки, които са подложени на гравитация.

Обосновка, базирана на Нютон, Галилеова#8217s, аналитична геометрия от закона на Декарт и Кеплер за движение на планетите. Следните трима души му помогнаха в проучването. Той формулира три правила, които управляват всички движения във Вселената от галактики във Вселената до електронно въртене около ядрото.

В допълнение към познаването на Вселената, Нютон изследва и светлина. През 1672 г. Нютон е приет за член на Кралското общество, група учени, посветени на експерименталните методи (свързани с предварителни въпроси). Той дари сред своите телескопи своите изследвания на светлина. Нютон разработи телескоп, произведен от Галилео, наречен отразяващ телескоп.

През 1696 г. Нютон е промотиран като защитник на валутата от правителството. Неговата работа беше да следи замяната на стара и овехтяла британска валута с нови пари, които бяха по -трайни, не само това, той беше отговорен за ремонта на мрежата от фалшификатори.

Кралското общество събра малка колекция, водена от Робърт Хук, за да оцени новите открития, една от които беше да анализира резултатите от Нютон. Хук имаше своето предложение за светлина, защото не искаше да приеме откритията на Нютон. Заради бизнеса и двамата спореха.

През 1703 г. Нютон получава титлата сър и той е избран за президент на Кралското общество. Той представи своята прочута работа за светлината. Оптичните книги включват светли цветове, отражения и светлинни спектри. Неговите открития в оптиката са законно заявени през 1705 г., когато той става първият човек, награден с награда заради постиженията си в областта на науката.

НЮТОН ’S НАУЧНИ ПОСТИЖЕНИЯ

1) Оптика
Нютон направи голяма цивилизация в изучаването на оптиката. Той разработва изключително спектъра, като отчуждава бялата светлина през призмата.
2) Телескоп
Significant improvements were made to the development of the telescope. However, when Hooke criticized his ideas, Newton withdrew from the public debate. He developed an antagonistic attitude and was hostile to Hooke, all his life.
3) Mechanical and Gravity
In his simple book Principia Mathematica. Newton stated three laws of motion that place a framework for modern physics. This involves declaring planetary movements.

In 1727, Newton died at the age of 84 years. He got the greatness of being buried in Westminster Abbey a tomb for the royal family, famous people, heroes, and scientists. To commemorate his dedication in science, he made an eye on Newton’s picture.


Newton's greatest rivalry begins

When German philosopher Gottfried Leibniz published an important mathematical paper, it was the beginning of a lifelong feud between the two men.

Leibniz, one of Europe’s most prominent philosophers, had set his mind to one of the trickiest problems in mathematics – the way equations could describe the physical world. Like Newton, he created a new theory of calculus. However, Newton claimed heɽ done the same work 20 years before and that Leibniz had stolen his ideas. But the secretive Newton hadn't published his work and had to hastily return to his old notes so the world could see his workings .


Galileo Versus Newton

In researching the works of Galileo, it was discovered that Galileo ف had precluded the establishment of the theory of universal gravitation and that his work went unheeded. He did so with a mathematical analysis and an experimental demonstration that clearly reaffirmed the irreducible qualitative difference between curvilinear and linear motion, thereby precluding the validity of considering linearity as being the fundamental building block of curvilinearity – a necessary premise of the theory of universal gravitation. We had previously discovered that universal gravitation was a theory that never became a fact under the tutelage of Rudolf Steiner ق,ك,ل , etc. and were thereby read) to detect what others had missed. A minimum case is presented an elaboration will follow.

In order to demonstrate that solar system dynamics are machine dynamics, Newton م and Borelli ن theorized that the curvilinear (conic section) motions of the solar system were reducible to centric linear motions. This was supposedly justified by their assumption that when a curve becomes infinitely small it becomes a line. This idea was readily acceptable because theoretical scientists of their times had begun to believe that natural motion was straight line motion in contradiction to the ideas held by King Solomon and all great thinkers up to and including Galileo who considered that natural, creative motion is curvilinear. Newton went so far as to define the circle as being a polygon with an infinite number of infinitely small sides.

Having theorized geometry and kinematics so that an arc equals a line Newton extended his theorizing into the realm of dynamics and deduced that since an orbiting object is at all times moving in a straight line, linear inertia is operative in curvilinear motion. As a consequence, the orbiting object is tending to fly off on a tangent to the orbit, thus Newton attributed centrifugal motion to the tendency of orbiting objects to fly off on a tangent. He attributed it to a cause that was within the orbiting system. He went on theorizing and deduced that since the moon, for example, does not depart from its orbit, despite its tendency to do so, it must be restrained from doing so by a centripetal opposing balancing force that results in the moon's orbit. This is the force he called universal gravitation. He theorized further that the moon held in its orbit continues to tend to move out on its tangents and thereby provides the momentum to propel itself along in its orbit. Thus, Newton theorized the perpetually propelled solar system dynamics as being machine dynamics. Newton confirmed his theories by observing that the stone in a whirling sling, when released to flight, moves out of its orbit on a tangent to the orbit. Thus, the theory has stood for 300 years.

However, we have determined through various experiments both machine and manually operated that an orbiting object does not “fly off on a tangent” it is pulled out radially. The most convenient observation of the phenomenon is the pitched baseball. The pitcher's arm and the orbiting ball in his hand constitutes the dynamic equivalent of the stone and sling. The pitcher executes a semi-circular orbit with outstretched arm and hand and releases the ball when it intercepts his line of sight to the target. The ball is seen to be pulled out radially to its target. If the ball were acted upon by linear inertia it would move away from its orbit on a tangent at right angles to the line of sight from pitcher to batter and baseball would have been impossible.

A mechanically driven system used to demonstrate that orbiting objects move out radially was a modified record turn table that was provided with a continuously variable speed ac-dc motor from a sewing machine. A ⅛ inch hole to serve as an indent to hold a ⅝ inch glass marble at a radius of rotation of 4 inches was drilled in the table and a pouch was fashioned to catch the marble as it moves radially outward. The turn table speed is gradually increased and stabilized at the increasing speeds until the critical speed is reached and the marble is pulled out radially. An improvised, but quite adequate experiment can be conducted by placing a 25-cent coin in the middle of the heel of the dominant hand, fully extend the arm and rotate it palm upward in the horizontal plane at constant speed. It will be very obvious that the coin is pulled out radially. Many variations of these experiments are possible and were performed.

It is our experience that one who is enslaved to the concept that orbiting objects fly out tangentially will not be able to extricate himself without conducting at least one of the above or equivalent experiments. We have confirmed the experiment used in college courses in which an orbiting object is released to flight via an electromagnetic coupling and is seen to fly off on a tangent or near tangent. The reason that this is so is that the orbit is deformed into linearity by the lengthening of the radius as the tether momentarily elongates during the disengagement process allowing linear inertia to be expressed.

It is obvious that Galileo was very impatient with the concept of universal gravitation. His response to it was totally at odds with the entire community of theoretical scientists. He said that those who would make the arc into a line, especially mathematicians do not err, they lie because they know the truth that the arc is a line when the radius is of infinite length. 1 Thus Galileo, the father of modern science and a professor of mathematics was ignored by the scientific community when he reminded them of the simple fact that curvature of an arc is proportional to the radius and not to the length of the arc. That he did so to no avail, indicates that in accepting theories, we must not abandon reason.

In addition to his demolition of the concept of – the arc is a line – by mathematical analysis, Galileo conducted an experiment that demonstrated that curvilinear dynamics were not translatable to linear dynamics. He allowed two bodies to fall (roll) through the same distance simultaneously one through an arc of a circle and the other through the much shorter chord of the arc. He found that the object that traveled the arc was the first to reach the common terminal of arc and chord. Thus, an object falling in an arc is pulled down with a greater force than one falling in a line. This force which Galileo detected but did not identify is the force of levity. We repeated Galileo's experiment and reproduced his result.

Let us explain Galileo's experiment in which curvilinear and linear dynamics were compared. Levity is a force with a source outside the earth. Since it approaches the earth from every direction, it must have a source in the cosmic, spherical periphery at least as far as the sphere outlined by the orbit of the moon. Like gravity it permeates all matter. It pulls radially outward on every rotating object from the earth as planet to the molecules and submolecular particles in living cells and inanimate matter. It is passive to linearly moving objects. Thus, in Galileo's experiment it is passive to the object falling in the chord but pulls radially outward on the object traveling in the arc. Thus, the object moving in the arc is being pulled vertically downward by the vertical component of the radially directed force of levity. This force adds to the force of gravity and accounts for the increased acceleration of the object traveling in the curvilinear path.

When it was found that linear inertia is inoperative in curvilinear motion and that centrifugal motion was radially directed, it was obvious that we had discovered a new force – a centrifugal force acting from outside the orbiting system. This force was described by Rudolf Steiner but as is his style of teaching, he left its actual discovery to others. He stated that humankind is obliged to live amidst error and lies and truth and that we gain our individual freedom by working to understand and extricate the truth from the errors and lies. This he called the special moral battle of the 20th century and beyond. “Ye shall know the Truth and the Truth shall set Ye Free.” Of course, such a battle must be fought with the battle cry of “Love Your Enemies.” We close with an aphorism from Rudolf Steiner to whom this work is dedicated: “One must be able to confront the idea in living experience or else fall into bondage to it.”

Rudolf Steiner Research Center
2825 Vinsetta
Royal Oak, MI 48071

    Galileo, 1637, Two New Sciences, pages 95,251-252 translated from Italian to English by Henry Crew and Alfonso De Salvio, 1914, Dover Publications, NY Rudolf Steiner, 1919, First Scientific Lecture Course: Light Course, Anthroposophic Press Hudson, NY Rudolf Steiner, 1920, Second Scientific Lecture Course: Warmth Course, Anthroposophic Press, Hudson, NY Rudolf Steiner, 1921, Third Scientific Lecture Course: Astronomy, Anthroposophic Press, Hudson, NY Isaac Newton, 1687, Principia, revised by author 1713 and 1726. Translated from Latin to English by Andrew Motte, 1848, Prometheus Books, Amherst, NY, 1995 S. Mason, 1979, A History of the Sciences, Collier Books, New York, NY.

Revised and reprinted, with permission from the author, from Frontier Perspectives, Volume 7, Number 1, Fall/Winter, 1998
(The Center for Frontier Sciences at Temple University)


Гледай видеото: Inertia - Galileo, Newton and CSI (Август 2022).