Pang-agham na pang-agham

Pisika

Mekanika

Ang labanan para sa Copernicanism ay ipinaglaban sa lupain ng mga mekaniko pati na rin ang astronomiya. Ang sistemang Ptolemaic-Aristotelian ay tumayo o nahulog bilang isang monolith, at nakasalalay ito sa ideya ng pagiging maayos ng Earth sa gitna ng kosmos. Ang pag-alis ng Earth mula sa gitna ay nawasak ang doktrina ng natural na paggalaw at lugar, at ang pabilog na paggalaw ng Earth ay hindi katugma sa pisika ng Aristotelian.

Ang mga kontribusyon ni Galileo sa agham ng mga mekanika ay direktang nauugnay sa kanyang pagtatanggol sa Copernicanism. Bagaman sa kanyang kabataan siya ay sumunod sa tradisyunal na impetus pisika, ang kanyang pagnanais na mathematize sa paraan ng Archimedes na humantong sa kanya upang talikuran ang tradisyonal na diskarte at bumuo ng mga pundasyon para sa isang bagong pisika na kapwa mataas na mathematizable at direktang nauugnay sa mga problemang kinakaharap ng bago kosmolohiya. Interesado sa paghahanap ng natural na pagpabilis ng mga bumabagsak na katawan, nagawa niyang makuha ang batas ng libreng pagbagsak (ang distansya, s, ay nag-iiba bilang parisukat ng oras, t ²). Ang pagsasama-sama ng resulta na ito sa kanyang rudimentary form ng prinsipyo ng inertia, nagawa niyang makuha ang parabolic path ng projectile motion. Bukod dito, ang kanyang alituntunin ng pagkawalang-kilos ay nagpapagana sa kanya upang matugunan ang tradisyonal na pisikal na pagtutol sa paggalaw ng Daigdig: dahil ang isang katawan sa paggalaw ay may posibilidad na manatili sa paggalaw, mga projectiles at iba pang mga bagay sa ibabaw ng lupa ay may posibilidad na ibahagi ang mga galaw ng Earth, na kung saan ay magiging hindi nakikita sa isang taong nakatayo sa Lupa.

Ang ika-17 na siglo na kontribusyon sa mga mekanika ng pilosopong Pranses na si René Descartes, tulad ng kanyang mga kontribusyon sa pagsisikap ng pang-agham sa kabuuan, ay higit na nababahala sa mga problema sa mga pundasyon ng agham kaysa sa solusyon ng mga tiyak na mga problema sa teknikal. Siya ay pangunahing nag-aalala sa mga konsepto ng bagay at paggalaw bilang bahagi ng kanyang pangkalahatang programa para sa agham - ibig sabihin, upang ipaliwanag ang lahat ng mga phenomena ng kalikasan sa mga tuntunin ng bagay at paggalaw. Ang program na ito, na kilala bilang mekanikal na pilosopiya, ay naging nangungunang tema ng agham na ika-17 siglo.

Tinanggihan ni Descartes ang ideya na ang isang piraso ng bagay ay maaaring kumilos sa isa pa sa pamamagitan ng walang laman na puwang; sa halip, ang mga puwersa ay dapat na palaganapin ng isang materyal na sangkap, ang "eter," na pumupuno sa lahat ng puwang. Bagaman ang bagay ay may posibilidad na lumipat sa isang tuwid na linya alinsunod sa prinsipyo ng pagkawalang-galaw, hindi ito maaaring maghawak ng puwang na napuno ng iba pang bagay, kaya ang tanging uri ng paggalaw na maaaring mangyari ay talagang isang vortex kung saan ang bawat butil sa isang singsing ay gumagalaw nang sabay.

Ayon kay Descartes, ang lahat ng mga likas na phenomena ay nakasalalay sa banggaan ng mga maliliit na partikulo, at sa gayon ito ay may kahalagahan upang matuklasan ang mga batas na may epekto. Ginawa ito ng alagad ni Descartes, ang pisikong pisiko na si Christiaan Huygens, na bumalangkas ng mga batas ng pag-iingat ng momentum at ng enerhiya ng kinetic (ang huli ay may bisa para lamang sa nababanat na banggaan).

Ang gawain ni Sir Isaac Newton ay kumakatawan sa pagtatapos ng pang-agham na rebolusyon sa pagtatapos ng ika-17 siglo. Ang kanyang dakilang Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687; Mga Alituntunin ng Matematika ng Likas na Pilosopiya) ay nalutas ang mga pangunahing problema na idinulot ng rebolusyong pang-agham sa mekanika at kosmolohiya. Nagbigay ito ng isang pisikal na batayan para sa mga batas ng Kepler, pinag-isang pinag-isang selestiyal at pang-agrikultura na pisika sa ilalim ng isang hanay ng mga batas, at itinatag ang mga problema at pamamaraan na nangingibabaw sa karamihan ng astronomiya at pisika sa loob ng isang siglo. Sa pamamagitan ng konsepto ng puwersa, nagawa ni Newton na synthesize ang dalawang mahahalagang sangkap ng rebolusyong pang-agham, ang mekanikal na pilosopiya at ang mathematization ng kalikasan.

Nagawa ni Newton ang lahat ng mga nakamamanghang resulta na ito mula sa kanyang tatlong batas ng paggalaw:

1. Ang bawat katawan ay nagpapatuloy sa estado ng pahinga o paggalaw sa isang tuwid na linya maliban kung napipilitang baguhin ang estado na iyon sa pamamagitan ng puwersa na humanga sa ito;

2. Ang pagbabago ng paggalaw ay proporsyonal sa puwersa ng motibo na humanga at ginawa sa direksyon ng tuwid na linya kung saan ang puwersa ay humanga;

3. Sa bawat kilos ay palaging tutol sa isang pantay na reaksyon: o, ang magkaparehong pagkilos ng dalawang katawan sa bawat isa ay palaging pantay.

Ang pangalawang batas ay inilagay sa modernong form na F = ma (kung saan ay isang pagbilis) ng Swiss matematika na si Leonhard Euler noong 1750. Sa form na ito, malinaw na ang rate ng pagbabago ng bilis ay direktang proporsyonal sa puwersa na kumikilos sa isang katawan at pabalik-balik na proporsyonal sa masa nito.

Upang mailapat ang kanyang mga batas sa astronomiya, kailangang palawakin ni Newton ang mekanikal na pilosopiya na lampas sa mga limitasyon na itinakda ni Descartes. Nag-post siya ng isang puwersa ng gravitational na kumikilos sa pagitan ng anumang dalawang bagay sa sansinukob, kahit na hindi niya maipaliwanag kung paano maipapalaganap ang puwersa na ito.

Sa pamamagitan ng kanyang mga batas ng paggalaw at isang puwersa ng gravitational na proporsyonal sa kabaligtaran na parisukat ng distansya sa pagitan ng mga sentro ng dalawang katawan, maaaring bawasan ni Newton ang mga batas ng Kepler ng paggalaw ng planeta. Ang batas ng Galileo ng libreng pagbagsak ay naaayon din sa mga batas ni Newton. Ang parehong puwersa na nagiging sanhi ng mga bagay na mahulog malapit sa ibabaw ng Earth ay humahawak din sa Buwan at mga planeta sa kanilang mga orbit.

Ang pisika ng Newton na humantong sa konklusyon na ang hugis ng Earth ay hindi tumpak na spherical ngunit dapat na umbok sa Equator. Ang kumpirmasyon ng hula na ito ng mga ekspedisyon ng Pransya noong kalagitnaan ng ika-18 siglo ay nakatulong sa hikayatin ang karamihan sa mga siyentipiko sa Europa na magbago mula sa Cartesian hanggang sa Newtonian physics. Ginamit din ni Newton ang nonspherical na hugis ng Earth upang ipaliwanag ang pag-iingat ng mga equinox, gamit ang kaugalian na pagkilos ng Buwan at Araw sa ekwador na pag-uugali upang ipakita kung paano mababago ng axis ng pag-ikot ang direksyon nito.

Optika

Ang agham ng optika noong ika-17 siglo ay ipinahayag ang pangunahing pananaw ng rebolusyong pang-agham sa pamamagitan ng pagsasama ng isang eksperimentong diskarte sa isang dami ng pagsusuri ng mga phenomena. Ang mga optika ay nagmula sa Greece, lalo na sa mga gawa ng Euclid (c. 300 bce), na nagpahayag ng marami sa mga resulta sa geometric optika na natuklasan ng mga Greeks, kabilang ang batas ng pagmuni-muni: ang anggulo ng saklaw ay pantay sa anggulo ng pagmuni-muni. Noong ika-13 siglo, tulad ng mga kalalakihan tulad ng Roger Bacon, Robert Grosseteste, at John Pecham, na umaasa sa gawain ng Arab Ibn al-Haytham (namatay c. 1040), itinuturing na maraming mga optical na problema, kabilang ang mga optika ng bahaghari. Ito ay si Kepler, ang nanguna sa mga sinulat ng mga optician na ika-13 na siglo, na nagtakda ng tono para sa agham noong ika-17 siglo. Ipinakilala ni Kepler ang punto sa pamamagitan ng pagtatasa ng punto ng mga optical na problema, na nagsusubaybay ng mga sinag mula sa bawat punto sa bagay hanggang sa isang punto sa imahe. Kung paanong ang mekanikal na pilosopiya ay ang pagsira sa mundo sa mga bahagi ng atomic, kaya nilapitan ni Kepler ang mga optika sa pamamagitan ng pagsira sa organikong katotohanan sa kanyang itinuturing na tunay na mga yunit. Bumuo siya ng isang geometric na teorya ng mga lente, na nagbibigay ng unang matematika account ng teleskopyo ng Galileo.

Hinahangad ni Descartes na isama ang mga phenomena ng ilaw sa pilosopikong pilosopiya sa pamamagitan ng pagpapakita na maipaliwanag nang buo sa mga tuntunin ng bagay at paggalaw. Gamit ang mga mechanical analogies, nagawa niyang makuha ang matematika marami sa mga kilalang katangian ng ilaw, kasama na ang batas ng pagmuni-muni at ang bagong natuklasan na batas ng pagwawasto.

Marami sa mga pinakamahalagang kontribusyon sa optika noong ika-17 siglo ay ang gawain ng Newton, lalo na ang teorya ng mga kulay. Itinuring ng tradisyonal na teorya ang mga kulay na bunga ng pagbabago ng puting ilaw. Halimbawa, naisip ni Descartes na ang mga kulay ay bunga ng pag-ikot ng mga particle na nagiging ilaw. Nababahala ng Newton ang tradisyonal na teorya ng mga kulay sa pamamagitan ng pagpapakita sa isang kahanga-hangang hanay ng mga eksperimento na ang puting ilaw ay isang halo na kung saan ang hiwalay na mga beam ng kulay na ilaw ay maaaring paghiwalayin. Kaugnay niya ang iba't ibang mga antas ng refrangibility sa mga sinag ng iba't ibang mga kulay, at sa paraang ito ay nagawa niyang ipaliwanag ang paraan ng mga prismo na gumawa ng spectra ng mga kulay mula sa puting ilaw.

Ang kanyang pang-eksperimentong pamamaraan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang paraan ng dami, dahil palagi siyang naghahanap ng nasusukat na mga variable at isang malinaw na pagkakaiba sa pagitan ng mga eksperimentong eksperimento at mekanikal na mga paliwanag ng mga natuklasan. Ang kanyang pangalawang mahalagang kontribusyon sa mga optika ay humarap sa mga pagkagambala na hindi pangkaraniwang bagay na tinawag na "singsing ni Newton." Bagaman ang mga kulay ng manipis na pelikula (halimbawa, langis sa tubig) ay nauna nang na-obserbahan, walang sinumang nagtangka upang mabuo ang mga phenomena sa anumang paraan. Sinubaybayan ni Newton ang dami ng mga relasyon sa pagitan ng kapal ng pelikula at ang mga diametro ng mga singsing ng kulay, isang regularidad na tinangka niyang ipaliwanag sa pamamagitan ng kanyang teorya ng akma ng madaling paghahatid at magkasya ng madaling pagmuni-muni. Sa kabila ng katotohanan na siya ay karaniwang naglihi ng ilaw bilang pagiging particulate, ang teoryang akma ng Newton ay nagsasangkot ng pagkakasunud-sunod at mga panginginig ng eter, ang hypothetical fluid na sangkap na sumasalamin sa lahat ng puwang (tingnan sa itaas).

Si Huygens ay ang pangalawang mahusay na optical na nag-iisip ng ika-17 siglo. Kahit na siya ay kritikal sa maraming mga detalye ng sistema ni Descartes, sumulat siya sa tradisyon ng Cartesian, na naghahanap ng mga paliwanag na mekanikal ng mga phenomena. Itinuring ni Huygens ang ilaw bilang isang bagay ng isang pangkaraniwang pulso, ngunit tahasang itinanggi niya ang pagkakasunud-sunod ng mga light pulses. Binuo niya ang konsepto ng harap ng alon, sa pamamagitan ng kung saan nagawa niyang makuha ang mga batas ng pagmuni-muni at pagwawasto mula sa kanyang teorya ng pulso at ipaliwanag ang kamakailang natuklasan na kababalaghan ng dobleng pagwawasto.