A mozgás korai megértéseEdit
A reneszánsz előtt a nyugati filozófia legáltalánosabban elfogadott mozgáselmélete Arisztotelészen alapult, aki Kr. E. 335 és 322 között azt mondta, hogy , külső mozgatóerő hiányában az összes tárgy (a Földön) pihenni kezd, és a mozgó tárgyak csak addig mozognak, amíg van olyan erő, amely erre készteti őket. Arisztotelész a vetítőjétől elválasztott lövedékek folyamatos mozgását a környező közeg működésével magyarázta, amely valamilyen módon tovább mozgatja a lövedéket. Arisztotelész arra a következtetésre jutott, hogy az ilyen erőszakos mozgás egy űrben lehetetlen.
Az általános elfogadás ellenére Arisztotelész mozgáskoncepcióját neves filozófusok közel két évezreden keresztül többször is vitatták. Például Lucretius ( feltehetően Epicurus) kijelentette, hogy az anyag “alapállapota” a mozgás, nem pedig a stagnálás. A 6. században John Philoponus kritizálta az Arisztotelész lövedékekkel kapcsolatos vitája közötti következetlenséget, ahol a médium folyamatosan mozgatja a lövedékeket, és az ürességről folytatott vitáját. , ahol a médium akadályozná a test mozgását. Philoponus azt javasolta, hogy a mozgást ne a környező médium működése tartsa fenn, hanem valamilyen tulajdonság, amelyet az objektumnak indítottak annak mozgásakor. Bár ez nem a modern tehetetlenség, mivel még mindig szükség volt egy test mozgásában tartásra, ez alapvető lépésnek bizonyult ebben az irányban. Ezt a nézetet erősen ellenezte Averroes és sok skolasztikus filozófus, akik támogatják ed Arisztotelész. Ez a nézet azonban nem maradt vitathatatlan az iszlám világban, ahol Philoponusnak több támogatója volt, akik tovább fejlesztették elképzeléseit.
A 11. században Ibn Sina (Avicenna) perzsa polihisztor azt állította, hogy egy lövedék egy a vákuum csak akkor áll le, ha cselekszenek.
A lendület elméleteEdit
században Jean Buridan elutasította azt a gondolatot, hogy egy mozgást generáló tulajdonság, amelyet lendületnek nevezett el, spontán feloszlott. Buridan álláspontja az volt, hogy egy mozgó tárgyat a levegő ellenállása és a test súlya megállít, ami szembeszállna a lendületével. Buridan azt is fenntartotta, hogy a lendület sebességgel nőtt, ezért kezdeti impulzus-gondolata sokakban hasonló volt Annak ellenére, hogy a modern tehetetlenségi elképzelések nyilvánvalóan hasonlítanak egymásra, Buridan elméletét csak Arisztotelész alapfilozófiájának módosításaként tekintette sok más peripatetikus nézet fenntartására, beleértve azt a hitet, hogy még mindig van alapvető különbség mozgásban lévő és nyugalmi tárgy között. Buridan azt is hitte, hogy a lendület nemcsak lineáris, hanem körkörös is lehet, ezáltal a tárgyak (például az égitestek) körben mozoghatnak.
Buridan gondolatát szász Albert tanítványa követte. (1316–1390) és az oxfordi számológépek, akik különféle kísérleteket végeztek, amelyek tovább rontották a klasszikus, arisztotelészi nézetet. Munkájukat viszont Nicole Oresme dolgozta ki, aki úttörő szerepet játszott a mozgás törvényeinek grafikonok formájában történő bemutatásában.
Röviddel Galileo tehetetlenség-elmélete előtt Giambattista Benedetti módosította a növekvő lendületelméletet, hogy csak a lineáris mozgást vonja be:
“… a testi anyag, amely önmagában mozog, ha egy lendületet bármilyen külső mozgatóerő benyomást tett rá, természetes módon hajlamos egyenes vonalú, nem pedig görbült úton haladni. “
Benedetti a hevederben lévő szikla mozgását idézi a tárgyak eredendő lineáris mozgásának példájául körkörös mozgásra kényszerítve.
Klasszikus tehetetlenségEdit
Charles Coulston Gillispie tudománytörténész szerint a tehetetlenség “a Descartes” tér-anyag geometrizálásának fizikai következményeként lépett a tudományba, kombinálva a Isten megváltoztathatatlansága. “
Galileo Galilei
A tehetetlenség elve, amely Arisztotelésztől az “ürességben történő mozdulatok” miatt keletkezett, kijelenti, hogy egy tárgy hajlamos ellenállni a mozgás változásának. Newton szerint egy tárgy nyugalomban marad vagy mozgásban marad (vagyis megőrzi sebességét), kivéve, ha egy nettó külső erő hat rá, legyen az akár gravitációból, súrlódásból, érintkezésből vagy valamilyen más erőből. Az arisztotelészi mozgás hétköznapi és égi felosztása egyre problematikusabbá vált Nicolaus Copernicus 16. századi következtetéseivel szemben, aki azt állította, hogy a Föld soha nem nyugszik, hanem valójában állandó mozgásban van a Nap körül.Galileo a kopernikuszi modell továbbfejlesztése során felismerte ezeket a problémákat a mozgás akkor elfogadott természetével, és ennek eredményeként – legalábbis részben – megismételte Arisztotelész ürességbeli mozgásának leírását, mint fizikai alapelvet. :
A vízszintes felületen mozgó test állandó sebességgel ugyanabba az irányba halad, hacsak nem zavarják.
Galilei azt írja, hogy” minden külső akadály eltávolítva, a földdel koncentrikus gömbfelületen lévő nehéz test fenntartja önmagát abban az állapotban, amelyben volt; ha például nyugat felé mozgásba hozza, fenntartja önmagát abban a mozgásban. “Ez a fogalom, amelyet a tudománytörténészek” körkörös tehetetlenségnek “vagy” vízszintes körkörös tehetetlenségnek “neveznek, előfutára, de megkülönbözteti Newton fogalma az egyenes vonalú tehetetlenségről. Galilei számára egy mozgás “vízszintes”, ha nem viszi a mozgó testet a föld közepe felé vagy attól távol, és számára “például egy hajó, amely egyszer lendületet kapott a nyugodt tengeren keresztül, elmozdulna világszerte folyamatosan, anélkül, hogy megállnánk. “
Érdemes megjegyezni azt is, hogy Galilei később (1632-ben) arra a következtetésre jutott, hogy a tehetetlenség ezen kezdeti előfeltétele alapján lehetetlen megkülönböztetni a mozgó tárgyat a egy helyhez kötött, anélkül, hogy valamilyen külső hivatkozás lenne hozzá. Ez a megfigyelés végül Albert Einstein alapja volt a speciális relativitáselmélet kidolgozásához.
Az első fizikus, aki teljesen elszakadt az arisztotelészi mozgásmodelltől, Isaac Beeckman volt 1614-ben.
A tehetetlenség fogalmai a Galileo írásaiban később Isaac Newton által finomításra, módosításra és kodifikálásra kerülnek első mozgástörvényeként (először Newton művében, a Philosophiae Naturalis Principia Mathematica-ban jelent meg 1687-ben):
Minden test kitart a nyugalmi állapotában vagy az egyenletes mozgásban egyenes vonalban, hacsak nem kényszerítik az állapot megváltoztatására a rajta benyomott erőkkel.
A kezdeti közzététel óta Newton mozgástörvényei (és beleillesztve ez az első törvény is) megalapozzák a fizika azon ágát, amelyet klasszikus mechanika.
Az “tehetetlenség” kifejezést Johannes Kepler vezette be először az Epitome Astronomiae Copernicanae című könyvében (három részben jelent meg). s 1617–1621 között); azonban Kepler kifejezésének jelentése (amelyet a latin “tétlenség” vagy “lustaság” szóból vezetett le) nem teljesen azonos a modern értelmezésével. Kepler a tehetetlenséget csak a mozgással szembeni ellenállás szempontjából határozta meg, még egyszer azon feltételezés alapján, hogy a pihenés természetes állapot volt, amelyre nincs szükség magyarázatra. Csak Galileo és Newton későbbi munkája során egységesített pihenés és mozgás egy alapelvben alkalmazható ezekre a fogalmakra a “tehetetlenség” kifejezés, mint ma .
Annak ellenére, hogy a fogalmat olyan elegánsan definiálta mozgástörvényeiben, még Newton sem használta az “inercia” kifejezést első törvényére utalva. Valójában Newton eredetileg az általa leírt jelenséget nézte. első mozgástörvényében az anyagban rejlő “veleszületett erők” okozták, amelyek ellenálltak minden gyorsulásnak. Tekintettel erre a perspektívára, és Keplertől kölcsönvéve Newton a “tehetetlenség” kifejezést “olyan veleszületett erőnek” tulajdonította, amelyet egy tárgy birtokol. ellenáll a mot változásainak ion”; így Newton a “tehetetlenséget” a jelenség okára, nem pedig a jelenségre gondolta. Newton eredeti elképzelései a “veleszületett ellenálló erőről” azonban több okból is végső soron problematikusak voltak, és ezért a legtöbb fizikus már nem gondolkodik ilyen fogalmakban. Mivel egyetlen alternatív mechanizmust sem fogadtak el könnyen, és ma már általánosan elfogadott, hogy lehet, hogy nem ismerhetjük, az “tehetetlenség” kifejezés egyszerűen magát a jelenséget jelenti, nem pedig bármilyen eredendő mechanizmust. Így végül a modern klasszikus fizika “tehetetlensége” ugyanazon jelenség neve Newton első mozgástörvénye írja le, és a két fogalmat ekvivalensnek tekintik.
RelativityEdit
Albert Einstein speciális relativitáselmélete, amint azt 1905-ben javasolta. “A mozgó testek elektrodinamikájáról” című tanulmány a Galileo és Newton által kidolgozott inerciális referenciakeretek megértésére épült. Míg ez a forradalmi elmélet jelentősen megváltoztatta számos newtoni fogalom jelentését, mint például a tömeg, az energia és a távolság, Einst ein tehetetlenség-koncepciója változatlan maradt Newton eredeti jelentésétől. Ez azonban a speciális relativitáselméletben rejlő korlátozást eredményezte: a relativitáselmélet csak inerciális referenciakeretekre vonatkozhatott.E korlátozás kezelése érdekében Einstein kidolgozta általános relativitáselméletét (“Az általános relativitáselmélet alapja”, 1916), amely elméletet szolgáltatott nem inerciális (gyorsított) referenciakeretekkel.