قبدیان
تماس با من
پروفایل من
آرشیو وبلاگ
      مرکز خلاقیت آینده سازان (علمی آموزشی)
تاثیر گالیله و کپلر بر اندیشه نیوتن نویسنده: قبدیان - ۱۳٩٠/۳/٢٢

جایگاه نیوتن در تاریخ علم                      نویسنده :قبدیان

کار های مهمی قبل از نیوتن در رابطه با قوانین حرکت سیاره ای انجام شده بود. نیوتن  می گوید: اگر توانستم بدین مقام نایل شوم دلیل اصلی آن بالا رفتن از شانه غول ها بود.بدیهی است این غولها همان دکارت،گالیله و کپلر هستند زیرا نیوتن،به عنوان معمار فیزیک نظری،در حالی قدم پیش نهاد که عرصه قبلاً توسط دکارت،گالیله و کپلر آماده شده بود.رهیافتی که نیوتن بدان متوسّل می شد رهیافتی تجربی بود.او در کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی خود می گوید: من فرضیه نمی سازم بلکه نظرات من مبتنی بر تجربه است. 

تاریخ علم قبل از نیوتن

نیکلاس کپرنیک(1473-1543) جهانی را ترسیم کرد که زمین باید به گرد خورشید بچرخد.سیارگان از جمله زمین در مدار هایی دایره ای کامل (کامل ترین شکل)به گرد خورشید می چرخند.کپرنیک با نظریه جهان خورشید مرکز، مشکل مهم سیارگان سر گردان را حل می کند.

 

                                                                                                                                                                  گالیلئو گالیلئی(گالیله)(1546-1642) بنیان گذار علم نوین بود. او زمینه کار نیوتن را فراهم کرد.گالیله تلسکوپ اش را برای بررسی اجرام اسمانی به کار انداخت وسطح ماه را مشاهده کرد وبه جای ان که سطحی یا کره ای صاف وصیقلی را ببیند، منظرهای دید که زیاد با زمین تفاوتی نداشت او لکه های خورشیدی را هم دید درصورتی که قبلا جهان فوق قمر را کامل و بی نقص معرفی می کردند. سهم گالیله در اختر شناسی،یکی تایید نگرش کوپرنیکی به عالم بود ودیگری روشن کردن پیامد های کار کپلر بود. اما اهمیت بی همتای گالیله در دینامیک، دانشی که اجسام در حال حرکت را بررسی می کند، این بود که اثبات کرد می شود حرکت زمینی را به وجه ریاضی بررسی وحل وفصل کرد کار کپلر در مورد حرکت اسمانی بود وگالیله همین بررسی را در مورد حرکت زمینی انجام داد. اما نیوتن بود که قوانین زمینی و آسمانی را تحت یک رابطه بیان کرد وقوانین دو عالم تحت القمر و فوق القمر را با هم ترکیب کرد.

یوهان کپلر(1630-1571)که قانون سوم او در مورد حرکت سیاره ای کلید قانون عکس مجذور جاذبه گرانشی است کپلر این کلید را  در اختیار نیوتن قرار داد.

کپلر پس از سالها محاسبات دشوار، سرانجام تصمیم گرفت محدودیت مدار دایره ای را کنار بگذاردقبل از کپلرنظریه مورد تایید این بود که حرکت اجرام آسمانی فوق قمر بدون نقص ودر کامل ترین شکل یعنی به صورت دایره ای انجام می شود و کوته زمانی بعد کپلر چیزی را کشف کرد که امروزه قانون اول کپلر نام دارد:

1. سیارات بر مدارهایی بیضوی خورشید را دور می زنند، که خورشید در یکی از کانونهای این بیضی قرار دارد.

اما علت حرکت سیارات چیست؟ کپلر، برخلاف نظر پیشینیان، معتقد بودند که روح متحرک  (anima motrix) که سیارات رادر آسمانها هدایت می کند، نه در درون هر سیاره بلکه در خود خورشید واقع است. وی خاطرنشان کرد که سرعت هر سیاره هنگام پیمودن مدارش، در نزدیکی خورشید حداکثر، و در دورترین نقطه از خورشید، حداقل است. تحلیل بیشتر این مطالب، وی را به قانون دوم هدایت کرد:

2. بردار شعاعی از خورشید تا یک سیاره، در زمان های مساوی مساحت های مساوی را جارو می کند.این قانون نتیجه مستقیم یک قانون پایستگی دیگر، یعنی پایستگی اندازه حرکت زاویه ای است.

سرانجام، کپلر پی برد که گذشته از این که سرعت حرکت هر سیاره هنگام حرکت در مدارش تغییر می کند، هرچه مدار آن از خورشید دورتر باشد، سیاره آهسته تر حرکت می کند. این حکم نیز با دیدگاه او در مورد اینکه روح حرکت خورشید است، سازگار بود. کپلر به کمک آزمون و خطا به قانون سوم رسید:

3. مجذور دوره تناوب هر سیاره زمان لازم برای یک گردش کامل آن به دور خورشید است؛ دوره تناوب روز است.

کپلر هیچ توضیح قابل قبولی در مورد اینکه چرا سیارات چنین رفتار می کنند، نداد. چنین توضیحی باید به انتظار نبوغ نیوتون می ماند.

رنه دکارت(1596-1650)در 1644 اصول فلسفه را منتشر کرد و گفت هر چیزی به جز نفس ناطقه انسانی، تبیین مکانیکی دارد. زیرا دکارت بر این باور است که همه پدیده های فیزیکی بر حسب قوانین مکانیکی قابل تبیین اند. جهانی که دکارت برای ما می افریند بدین سان توصیف می شود: مکان نامتناهی است. هر نقطه مکان توسط ماده ای اشغال شده است. سرشت ماده امتداد است. ماده یا ساکن است یا متحرک.اجزاء تشکیل دهنده ماده یکدست، نفوذ ناپذیر وبی انتها  تقسیم پذیر است. دکارت برای تبیین حرکت به تماس مستقیم در بین اجسام توسل می جوید.

حرکت سیارگان را با گرداب ها (گردشار ها)تبیین کرد.اوکنش از فاصله (یعنی گرانش)را نمی پذیرد.علت نخستین حرکت در دستگاه ،خداوند است ولی پس از ان دستگاه خودش کار می کند.

دکارت در نقدی که به گالیله وارد می کند می گوید که گالیله فقط در اجزاء طبیعت کاوش کرده است وهیچ نظریه جامع وفرا گیری ارائه نداده است.

بار دیگر گالیله سر راه دکارت قرار گرفت، زیرا گالیله ثابت کرده بود اگر جسمی که با یک واحد سرعت به طرف بالا پرتاب شود، 30 سانتی متر بالا رود، جسمی که با چهار واحد سرعت به بالا پرتاب شود، 480 سانتی متر بالا می رود. لایب نیتس نتیجه گرفت:

بنابراین میان نیروی محرک و مقدار حرکت تفاوتی آشکار هست، و نمی توان یکی را از طریق دیگری محاسبه کرد، همان گونه که ثابت کردیم. بر این اساس به نظر می رسد که نیرو را باید از کمیت معلولی که می تواند ایجاد کند برآورده کرد؛ برای مثال، از ارتفاعی که تا بدان جا می تواند جسم سنگینی را با بزرگی و جنس معین بالا ببرد، نه از سرعتی که می تواند به جسم بدهد.بقای مقدار حرکت، یکی از ستون های فلسفه طبیعی دکارتی بود، و اصل بقا خود با دیدگاه لایب نیتس(1716-1646 )درباره جهان توافق داشت.

 لایب نیتس در مرحله دوم فرض کرد که نیروی لازم برای بلند کردن دو کیلوگرم به اندازه 30 سانتی متر، می تواند یک کیلو گرم را 60 سانتی متر بلند کند. این اصلی بود که خود دکارت به کار گرفته بود، و استدلال های نیرومندی پشتیبان آن بود.

در ادامه  به بررسی نقش سایر دانشمندان درایجاد تفکر نیوتنی خواهیم پرداخت.

 

  نظرات ()
مطالب اخیر سلام و درود خدا بر حسین ع ۱۳٩٢/۱۱/۱٥ اهرم پیل سوختی دومینوی فیزیکی ازمایش رادرفورد قرآن و فیزیک اندازه گیری بازدید دبیران شیمی منطقه 18 و 17 اردوی علمی
کلمات کلیدی وبلاگ فیزیک (۱۳) آزمایش علوم (۸) (٦) علوم (٥) مرکز خلاقیت (٥) بازدید دانش آموزان (٥) اردوی علمی (٥) آزمایش (٤) مقاله علمی (٤) مساله (۳) عکس (۳) مسابقات (۳) تاریخ علم (۳) گالری تصاویر (۳) دبیران فیزیک (۳) ازمایش ساده (۳) بازدید دبیران (٢) آینده سازان (٢) آزمایش فیزیک (٢) ازمایش های ساده فیزیک (٢) دانش آموزان (٢) دبیرستان (٢) خلاقیت (٢) تصاویر (٢) بازدید (٢) اهرم (۱) ابتدایی (۱) زیست شناسی (۱) علمی (۱) نجوم (۱) هوا فضا (۱) رباتیک (۱) راهنمایی (۱) قران (۱) مناسبت (۱) دخترانه (۱) مسائل (۱) ازمایش (۱) پل ماکارونی (۱) دبیرستان دخترانه (۱) دومینو (۱) مدل اتمی (۱) نیوتن (۱) الکتریسیته (۱) دبیران (۱) اندازه گیری (۱) دانش آموز (۱) تصاویر دبیرستان دخترانه (۱) دبیرستان پسرانه (۱) ازمایشگاه فیزیک (۱) ریزسنج (۱) واندوگراف (۱) بستاب (۱) ازمایش علوم (۱) کولیس (۱) پیل سوختی (۱) مدرسه راهنمایی (۱) آزمایشگاه فیزیک (۱) پایستگی (۱) لطیفه علمی (۱) محرم (۱) بازی فیزیکی (۱) فن اموز (۱) فن اموز تهران (۱) کاردستی علمی (۱) طنز فیزیکی (۱) مرکز خلاقیت آینده سازان (۱) نرم افزار آزمایشگاه مجازی (۱) ربات پیانیست (۱)
دوستان من گوگل یاهو کلاس فیزیک بلاد غریبه موسسه علمی آینده سازان دومینوی فیزیکی پرتال زیگور طراح قالب