물리 과학

물리학

역학

Copernicanism의 싸움은 천문학뿐만 아니라 역학의 영역에서 싸웠다. 프톨레마이오스-아리스토텔레스 제도는 단일체로 서 있거나 떨어졌으며, 우주 중심에 지구가 고정되어 있다는 생각에 기초하고있었습니다. 중심에서 지구를 제거하는 것은 자연 운동과 장소의 교리를 파괴했으며 지구의 원형 운동은 아리스토텔레스 물리와 호환되지 않았습니다.

역학 과학에 대한 갈릴레오의 기여는 그의 코페르니쿠스주의 방어와 직접 관련이있었습니다. 젊었을 때 그는 전통적인 자극 물리학을 고수했지만 아르키메데스 방식으로 수학하려는 욕망은 전통적인 접근법을 포기하고 고도로 수학 가능하고 새로운 물리에 직접적으로 관련된 문제와 직접 관련된 새로운 물리학의 기초를 개발하도록 이끌었습니다. 우주론. 떨어지는 신체의 자연적인 가속도를 찾는 데 관심이, 그는 자유 낙하의 법칙을 도출 할 수 있었다 (거리가,들, 시간의 광장, t로 변화한다 ²). 이 결과와 그의 기본 원리의 관성 원리를 결합하여 포물선 운동의 포물선 경로를 도출 할 수있었습니다. 또한, 그의 관성 원리는 그가 지구 운동에 대한 전통적인 물리적 이의를 충족시킬 수있게 해주었다. 운동하는 물체는 운동하는 경향이 있기 때문에, 지상 표면의 발사체와 다른 물체는 지구의 움직임을 공유하는 경향이 있으며, 따라서 지구에 서있는 사람에게는 보이지 않습니다.

프랑스 철학자 르네 데카르트 (Rene Descartes)의 역학에 대한 17 세기 기여는 과학적 노력에 대한 전체 기여와 마찬가지로 특정 기술적 문제의 해결보다는 과학의 기초에있는 문제에 더 관심이 있었다. 그는 과학에 대한 일반 프로그램의 일환으로 물질과 운동의 개념, 즉 물질과 운동의 관점에서 자연의 모든 현상을 설명하기 위해 주로 관심을 가졌다. 기계적 철학으로 알려진이 프로그램은 17 세기 과학의 주요 주제가되었습니다.

데카르트는 하나의 물질이 빈 공간을 통해 다른 물질에 작용할 수 있다는 생각을 거부했다. 대신, 힘은 모든 공간을 채우는 물질 물질 인 "에테르"에 의해 전파되어야합니다. 물질은 관성 원리에 따라 직선으로 움직이는 경향이 있지만 다른 물질로 채워진 공간을 차지할 수 없으므로 실제로 발생할 수있는 유일한 종류의 운동은 고리의 각 입자가 동시에 움직이는 소용돌이입니다.

데카르트에 따르면, 모든 자연 현상은 작은 입자의 충돌에 의존하므로 영향의 양적 법칙을 발견하는 것이 매우 중요합니다. 이것은 데카르트의 제자 인 네덜란드 물리학 자 크리스티 아안 휴이 겐 (Christiaan Huygens)이 운동량 보존과 운동 에너지 보존 법칙을 공식화했다 (후자는 탄성 충돌에만 유효하다).

아이작 뉴턴 경의 작업은 17 세기 말 과학 혁명의 정점을 나타냅니다. 그의 기념비적 인 Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687; 자연 철학의 수학적 원리)는 역학과 우주론의 과학 혁명에 의해 제기 된 주요 문제를 해결했습니다. 그것은 케플러의 법칙에 대한 물리적 기반을 제공하고 한 가지 법칙에 따라 천체와 지상 물리학을 통합했으며 한 세기 동안 천문학과 물리학을 지배하는 문제와 방법을 확립했습니다. 힘의 개념을 통해 뉴턴은 과학 혁명의 두 가지 중요한 구성 요소 인 기계적 철학과 자연의 수학을 합성 할 수있었습니다.

뉴턴은 그의 세 가지 운동 법칙에서이 모든 놀라운 결과를 도출 할 수있었습니다.

1. 모든 몸은 힘을 가하여 그 상태를 변화 시키도록 강요받지 않는 한, 직선 상태에서 휴식 또는 운동 상태를 유지한다.

2. 운동의 변화는 영향을받은 원동력에 비례하고 그 힘이 영향을받는 직선의 방향으로 이루어진다.

3. 모든 행동에 대해 항상 동등한 반응에 반대한다: 또는 두 신체의 상호 작용은 항상 동일하다.

두 번째 법칙은 1750 년 스위스 수학자 Leonhard Euler에 의해 현대식 F = ma (a는 가속도)로 작성되었습니다.이 형태에서, 속도 변화율은 힘에 작용하는 힘에 직접 비례한다는 것이 분명합니다. 몸과 질량에 반비례합니다.

뉴턴은 자신의 법칙을 천문학에 적용하기 위해 데카르트가 정한 한계를 넘어 기계적 철학을 확장해야했습니다. 그는이 힘이 어떻게 전파 될 수 있는지 설명 할 수는 없었지만 우주의 두 물체 사이에 작용하는 중력을 가정했다.

뉴턴은 그의 운동 법칙과 두 몸의 중심 사이의 거리의 제곱에 비례하는 중력을 통해 케플러의 행성 운동 법칙을 추론 할 수있었습니다. 갈릴레오의 자유 낙하 법칙도 뉴턴의 법칙과 일치합니다. 물체가 지구 표면 근처로 떨어지게하는 동일한 힘도 달과 행성을 궤도에 유지합니다.

뉴턴의 물리학은 지구의 모양이 정확히 구형이 아니라 적도에서 팽팽 해져야한다는 결론을 내 렸습니다. 18 세기 중반 프랑스 탐험에 의한 이러한 예측의 확인은 대부분의 유럽 과학자들이 데카르트에서 뉴턴 물리학으로 변화하도록 설득하는 데 도움이되었습니다. 뉴턴은 또한 비구면 형태의 지구를 사용하여 적도의 돌출부에서 달과 태양의 미분 작용을 사용하여 춘분의 세차 운동을 설명했습니다.

광학

17 세기 광학 과학은 실험적 접근법과 현상의 정량적 분석을 결합함으로써 과학 혁명의 근본적인 전망을 표현했습니다. 광학은 그리스에서, 특히 유클리드 (300 년경 cce)의 작품에서 유래되었으며, 반사 법칙을 포함하여 그리스인들이 발견 한 기하학적 광학에서 많은 결과를 발표했습니다. 반사. 13 세기에 로저 베이컨, 로버트 그로 세 스테, 존 페참과 같은 남자들은 아랍 이븐 알-하이 텀 (1040 년 사망)의 연구에 의존하여 무지개의 광학을 포함하여 수많은 광학 문제를 고려했다. Kepler는 17 세기에 과학의 분위기를 설정 한 13 세기 안경점의 저술에서 주도권을 얻었습니다. Kepler는 물체의 각 지점에서 이미지의 지점까지 광선을 추적하여 광학 문제에 대한 지점 별 분석을 도입했습니다. 기계적 철학이 세상을 원자 부분으로 나누는 것처럼 Kepler는 유기 현실을 궁극적으로 실제 단위로 간주하여 광학에 접근했습니다. 그는 렌즈의 기하학적 이론을 개발하여 갈릴레오 망원경의 첫 번째 수학적 설명을 제공했습니다.

데카르트는 물질과 운동의 관점에서 완전히 설명 될 수 있음을 보여줌으로써 빛의 현상을 기계적 철학에 통합하고자했다. 그는 기계적인 비유를 사용하여 반사 법칙과 새로 발견 된 굴절 법칙을 포함하여 알려진 빛의 많은 속성을 수학적으로 도출 할 수있었습니다.

17 세기에 광학에 대한 가장 중요한 기여는 뉴턴의 작품, 특히 색상 이론이었습니다. 전통적인 이론은 색상을 백색광 수정의 결과로 간주했습니다. 예를 들어 데카르트는 색이 빛을 구성하는 입자의 스핀의 결과라고 생각했습니다. 뉴턴은 인상적인 실험 세트에서 백색광이 별도의 유색 광 빔을 분리 할 수있는 혼합물임을 입증함으로써 전통적인 색상 이론을 뒤집 었습니다. 그는 다른 색의 광선과 다른 정도의 반사도를 연관 시켰으며,이 방법으로 프리즘이 백색광으로부터 색의 스펙트럼을 생성하는 방법을 설명 할 수있었습니다.

그의 실험 방법은 항상 측정 가능한 변수를 찾았고 실험 결과와 그 결과에 대한 기계적 설명을 명확하게 구분했기 때문에 정량적 접근 방식으로 특징지었습니다. 광학에 대한 그의 두 번째 중요한 기여는“뉴턴의 고리”라고 불리는 간섭 현상을 다루었습니다. 박막 (예를 들어, 수 중유)의 색상이 이전에 관찰되었지만, 어떤 식으로도 현상을 정량화하려고 시도한 사람은 없었습니다. 뉴턴은 필름의 두께와 색상 고리의 직경 사이의 양적 관계를 관찰했다. 그는 규칙적인 전달과 쉬운 반사의 이론에 의해 설명하려고 시도한 규칙 성이다. 그가 일반적으로 빛을 입자로 생각했다는 사실에도 불구하고, 뉴턴의 적합 이론은 모든 공간에 퍼져있는 가상 유체 물질 인 에테르의주기 성과 진동을 포함합니다 (위 참조).

Huygens는 17 세기의 두 번째 위대한 광학 사상가였습니다. 그는 데카르트의 체계에 대한 많은 세부 사항을 비판했지만, 데카르트 전통에서 현상에 대한 순수한 기계적 설명을 찾아 썼다. Huygens는 빛을 맥박 현상으로 간주했지만 광 펄스의 주기성을 명시 적으로 거부했습니다. 그는 파면의 개념을 발전 시켰으며,이를 통해 펄스 이론으로부터 반사와 굴절의 법칙을 도출하고 최근 발견 된 이중 굴절 현상을 설명 할 수있었습니다.