Fizika
Mechanika
Kova už kopernikanizmą vyko mechanikos ir astronomijos srityse. Ptolemaico – Aristotelio sistema stovėjo arba krito kaip monolitas, ir ji rėmėsi mintimi apie Žemės tvirtumą kosmoso centre. Pašalinus Žemę iš centro, buvo sunaikinta natūralaus judesio ir vietos doktrina, o apskritas Žemės judėjimas buvo nesuderinamas su Aristotelio fizika.
Galileo indėlis į mechanikos mokslą buvo tiesiogiai susijęs su jo gynimu kopernikanizme. Nors jaunystėje jis laikėsi tradicinės impulsų fizikos, jo noras matematikuoti Archimedo būdu paskatino jį atsisakyti tradicinio požiūrio ir sukurti pagrindus naujai fizikai, kuri buvo labai matematiška ir tiesiogiai susijusi su problemomis, su kuriomis susiduria nauja. kosmologija. Norėdamas rasti natūralų krentančių kūnų pagreitį, sugebėjo išvesti laisvo kritimo dėsnį (atstumas, s, kinta kaip laiko kvadratas, t 2). Derindamas šį rezultatą su savo rudimentine inercijos principo forma, jis sugebėjo išvesti parabolinį sviedinio judesio kelią. Be to, jo inercijos principas leido jam įvykdyti tradicinius fizinius prieštaravimus dėl Žemės judesio: kadangi judantis kūnas linkęs likti judesiu, sviediniai ir kiti antžeminio paviršiaus objektai linkę dalintis Žemės judesiais, kurie tokiu būdu bus nepastebimas tam, kas stovi žemėje.
Prancūzijos filosofo René Descarteso įnašas į mechaniką, kaip ir jo amžius, kaip ir jo indėlis į visą mokslinę veiklą, buvo labiau susijęs su mokslo pagrindų problemomis, o ne su konkrečių techninių problemų sprendimu. Jis, kaip savo bendrosios mokslo programos dalis, rūpinosi materijos ir judesio sampratomis, būtent, kad paaiškintų visus gamtos reiškinius materijos ir judesio prasme. Ši programa, žinoma kaip mechaninė filosofija, tapo dominuojančia XVII amžiaus mokslo tema.
Dekartas atmetė mintį, kad vienas materijos gabalas gali veikti kitą per tuščią vietą; vietoj to, jėgas turi skleisti materiali medžiaga - „eteris“, kuri užpildo visą erdvę. Nors materija linkusi judėti tiesia linija pagal inercijos principą, ji negali užimti vietos, kurią jau užpildė kita materija, todėl vienintelis judesio tipas, kuris iš tikrųjų gali atsirasti, yra sūkurys, kuriame kiekviena žiedo dalelė juda vienu metu.
Anot Descartes'o, visi gamtos reiškiniai priklauso nuo mažų dalelių susidūrimo, todėl labai svarbu atrasti kiekybinius poveikio dėsnius. Tai padarė Descarteso mokinys, olandų fizikas Christiaan Huygens, kuris suformulavo impulsų ir kinetinės energijos išsaugojimo dėsnius (pastarieji galioja tik elastingiems susidūrimams).
Sero Izaoko Newtono darbas atspindi mokslinės revoliucijos kulminaciją XVII amžiaus pabaigoje. Jo monumentalioji „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica“ (1687; Gamtos filosofijos matematiniai principai) išsprendė pagrindines problemas, kurias kelia mokslinė mechanikos ir kosmologijos revoliucija. Tai sudarė fizinį pagrindą Keplerio įstatymams, suvienytą dangaus ir sausumos fiziką pagal vieną įstatymų rinkinį ir nustatė problemas ir metodus, kurie daugiau nei šimtmetį dominavo astronomijos ir fizikos srityse. Pasinaudodamas jėgos samprata, Niutonas sugebėjo susintetinti du svarbius mokslinės revoliucijos komponentus - mechaninę filosofiją ir gamtos matematiką.
Niutonas visus šiuos įspūdingus rezultatus sugebėjo išvesti iš savo trijų judesio dėsnių:
1. Kiekvienas kūnas išlieka ramybės būsenoje arba juda tiesia linija, nebent jis yra priverstas pakeisti tą būseną jėga, į kurią jis nukreiptas;
2. Judesio pokytis yra proporcingas paveiktai judančiajai jėgai ir atliekamas tiesės, kuria veikiama ta jėga, kryptimi;
3. Kiekvienam veiksmui visada prieštarauja lygi reakcija: arba, abiejų kūnų tarpusavio veiksmai vienas kito atžvilgiu visada yra lygūs.
Antrąjį dėsnį savo šiuolaikine forma F = ma (kur a yra pagreitis) 1750 m. Pateikė šveicarų matematikas Leonhardas Euleris. Šioje formoje aišku, kad greičio kitimo greitis yra tiesiogiai proporcingas jėgai, veikiančiai kūnas ir atvirkščiai proporcingas jo masei.
Norėdamas pritaikyti savo dėsnius astronomijai, Niutonas turėjo išplėsti mechaninę filosofiją už Descartes'o nustatytų ribų. Jis postuliavo gravitacinę jėgą, veikiančią tarp bet kurių dviejų visatos objektų, nors ir negalėjo paaiškinti, kaip ši jėga gali būti išplitusi.
Savo judėjimo dėsniais ir gravitacine jėga, proporcinga atstumui tarp dviejų kūnų centrų atvirkštiniu kvadratu, Niutonas galėjo išvesti Keplerio planetų judėjimo dėsnius. Galileo laisvo kritimo dėsnis taip pat atitinka Niutono įstatymus. Ta pati jėga, sukelianti objektų kritimą prie Žemės paviršiaus, taip pat sulaiko Mėnulį ir planetas savo orbitose.
Niutono fizika padarė išvadą, kad Žemės forma nėra tiksliai rutulio formos, bet turėtų nukrypti ties pusiauju. 18-ojo amžiaus viduryje Prancūzijos ekspedicijos patvirtinę šią prognozę padėjo įtikinti daugumą Europos mokslininkų pakeisti Dekarto ir Niutono fiziką. Niutonas taip pat panaudojo nesferinę Žemės formą, siekdamas paaiškinti lygiadienių pirmtaką, Mėnulio ir Saulės diferencinį poveikį ekvatoriaus bulkui parodydamas, kaip sukimosi ašis pakeis jos kryptį.
Optika
XVII amžiaus optikos mokslas išreiškė pagrindines mokslo revoliucijos perspektyvas, derindamas eksperimentinį požiūrį su kiekybine reiškinių analize. Optikos ištakos buvo Graikijoje, ypač Euklido (apytiksliai 300 mlrd. Past.), Kuris paskelbė daugelį graikų atrastų geometrinės optikos rezultatų, įskaitant atspindžio dėsnį: kritimo kampas yra lygus kampui atspindys. XIII amžiuje tokie vyrai kaip Rogeris Baconas, Robertas Grosseteste'as ir Johnas Pechamas, remdamiesi arabų Ibn al-Haytham (mirė apie 1040 m.) Darbais, svarstė daugybę optinių problemų, įskaitant vaivorykštės optiką. Tai buvo Kepleris, ėmęsis vadovautis šių XIII amžiaus optikų raštais, kurie sudarė pagrindą mokslui XVII a. Kepleris pristatė optinių problemų taškų analizę, stebėdamas spindulius nuo kiekvieno objekto taško iki vaizdo taško. Kaip ir mechaninė filosofija padalijo pasaulį į atomines dalis, taip Kepleris kreipėsi į optiką, suskaidydamas organinę tikrovę į tai, ką jis laikė galutinai realiais vienetais. Jis sukūrė lęšių geometrinę teoriją, pateikdamas pirmąjį matematinį „Galileo“ teleskopo aprašą.
Descartes'as siekė šviesos reiškinius įtraukti į mechaninę filosofiją, parodydamas, kad juos galima visiškai paaiškinti materija ir judesiu. Naudodamas mechanines analogijas, jis sugebėjo matematiškai išvesti daugelį žinomų šviesos savybių, įskaitant atspindžio dėsnį ir naujai atrastą refrakcijos dėsnį.
Daugybė svarbiausių XVII a. Optikos įmokų buvo Niutono darbai, ypač spalvų teorija. Tradicinė teorija spalvas laikė baltos šviesos modifikavimo rezultatu. Pavyzdžiui, Dekartas manė, kad spalvos atsirado dėl dalelių, kurios sudaro šviesą, sukimosi. Niutonas supykdė tradicinę spalvų teoriją, įspūdingame eksperimentų rinkinyje parodydamas, kad balta šviesa yra mišinys, iš kurio galima atskirti atskiras spalvotos šviesos pluoštus. Jis susiejo skirtingą atnaujinamumo laipsnį su skirtingų spalvų spinduliais ir tokiu būdu sugebėjo paaiškinti, kaip prizmės sukuria spalvų spektrus iš baltos šviesos.
Jo eksperimentiniam metodui buvo būdingas kiekybinis požiūris, nes jis visada siekė išmatuojamų kintamųjų ir aiškių skirtumų tarp eksperimentinių išvadų ir mechaninių tų išvadų paaiškinimų. Antrasis svarbus jo indėlis į optiką buvo susijęs su trikdžių reiškiniais, kurie buvo vadinami „Niutono žiedais“. Nors anksčiau buvo stebimos plonų plėvelių spalvos (pvz., Aliejus ant vandens), niekas nemėgino šio reiškinio kiekybiškai įvertinti. Niutonas pastebėjo kiekybinius ryšius tarp plėvelės storio ir spalvos žiedų skersmens - tai dėsningumas, kurį jis bandė paaiškinti savo teorija apie lengvo perdavimo ir tinkamo atspindžio savybes. Nepaisant to, kad jis šviesą suprato kaip dalelę, Newtono priepuolių teorija apima eterio periodiškumą ir virpesius, hipotetinė skysčio medžiaga skverbiasi į visą erdvę (žr. Aukščiau).
Huygensas buvo antrasis puikus optinis mąstytojas XVII a. Nors ir kritiškai vertino daugelį Descartes'o sistemos detalių, jis rašė Dekarto tradicijoje, ieškodamas grynai mechaninių reiškinių paaiškinimų. Huygenas šviesą laikė tam tikru impulsų reiškiniu, tačiau jis aiškiai neigė šviesos impulsų periodiškumą. Jis sukūrė bangos fronto sąvoką, kurios dėka jis galėjo iš savo impulsų teorijos išvesti atspindžio ir refrakcijos dėsnius ir paaiškinti neseniai atrastą dvigubos refrakcijos reiškinį.
