இயற்பியல்
மெக்கானிக்ஸ்
கோப்பர்நிகனிசத்திற்கான போர் இயக்கவியல் மற்றும் வானியல் துறையில் போராடியது. டோலமிக்-அரிஸ்டாட்டிலியன் அமைப்பு ஒரு ஒற்றைப்பாதையாக நின்றது அல்லது விழுந்தது, மேலும் இது பிரபஞ்சத்தின் மையத்தில் பூமியின் நிலைத்தன்மை பற்றிய யோசனையின் அடிப்படையில் அமைந்தது. மையத்திலிருந்து பூமியை அகற்றுவது இயற்கை இயக்கம் மற்றும் இடத்தின் கோட்பாட்டை அழித்தது, பூமியின் வட்ட இயக்கம் அரிஸ்டாட்டிலியன் இயற்பியலுடன் பொருந்தவில்லை.
இயக்கவியல் அறிவியலில் கலிலியோவின் பங்களிப்புகள் கோப்பர்நிகனிசத்தை பாதுகாப்பதில் நேரடியாக தொடர்புடையவை. அவரது இளமை பருவத்தில் அவர் பாரம்பரிய உத்வேகம் இயற்பியலைக் கடைப்பிடித்த போதிலும், ஆர்க்கிமிடிஸின் முறையில் கணிதமயமாக்க அவரது விருப்பம் அவரை பாரம்பரிய அணுகுமுறையை கைவிட்டு, புதிய இயற்பியலுக்கான அடித்தளங்களை வளர்த்துக் கொள்ள வழிவகுத்தது, இது மிகவும் கணிதம் மற்றும் புதியது எதிர்கொள்ளும் சிக்கல்களுடன் நேரடியாக தொடர்புடையது அண்டவியல். விழும் உடல்களின் இயற்கையான முடுக்கம் கண்டுபிடிப்பதில் ஆர்வம் கொண்ட அவர், இலவச வீழ்ச்சியின் சட்டத்தை பெற முடிந்தது (தூரம், கள், காலத்தின் சதுரமாக மாறுபடும், t 2). இந்த முடிவை மந்தநிலையின் கொள்கையின் அடிப்படை வடிவத்துடன் இணைத்து, எறிபொருள் இயக்கத்தின் பரவளைய பாதையை அவர் பெற முடிந்தது. மேலும், அவரது மந்தநிலைக் கொள்கை பூமியின் இயக்கத்திற்கான பாரம்பரிய உடல் ரீதியான ஆட்சேபனைகளைச் சந்திக்க அவருக்கு உதவியது: இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு உடல் இயக்கத்தில் இருப்பதால், பூமியின் மேற்பரப்பில் உள்ள எறிபொருள்கள் மற்றும் பிற பொருள்கள் பூமியின் இயக்கங்களைப் பகிர்ந்து கொள்ள முனைகின்றன, அவை அவ்வாறு இருக்கும் பூமியில் நிற்கும் ஒருவருக்கு புலப்பட முடியாதது.
பிரெஞ்சு தத்துவஞானி ரெனே டெஸ்கார்ட்டின் இயக்கவியலுக்கு 17 ஆம் நூற்றாண்டின் பங்களிப்புகள், ஒட்டுமொத்த விஞ்ஞான முயற்சிகளுக்கு அவர் செய்த பங்களிப்புகளைப் போலவே, குறிப்பிட்ட தொழில்நுட்ப சிக்கல்களின் தீர்வைக் காட்டிலும் அறிவியலின் அஸ்திவாரங்களில் உள்ள சிக்கல்களில் அதிக அக்கறை கொண்டிருந்தன. விஞ்ஞானத்திற்கான தனது பொதுத் திட்டத்தின் ஒரு பகுதியாக பொருள் மற்றும் இயக்கம் பற்றிய கருத்தாக்கங்களில் அவர் முக்கியமாக அக்கறை கொண்டிருந்தார்-அதாவது, இயற்கையின் அனைத்து நிகழ்வுகளையும் விஷயம் மற்றும் இயக்கம் அடிப்படையில் விளக்குவது. இயந்திர தத்துவம் என்று அழைக்கப்படும் இந்த திட்டம் 17 ஆம் நூற்றாண்டின் அறிவியலின் ஆதிக்கம் செலுத்தியது.
ஒரு பொருள் வெற்று இடத்தின் மூலம் மற்றொன்றில் செயல்பட முடியும் என்ற கருத்தை டெஸ்கார்ட்ஸ் நிராகரித்தார்; அதற்கு பதிலாக, சக்திகள் அனைத்து இடங்களையும் நிரப்பும் "ஈதர்" என்ற பொருள் மூலமாக பிரச்சாரம் செய்யப்பட வேண்டும். நிலை என்பது மந்தநிலையின் கொள்கைக்கு ஏற்ப ஒரு நேர் கோட்டில் நகர முனைந்தாலும், அது ஏற்கனவே மற்ற விஷயங்களால் நிரப்பப்பட்ட இடத்தை ஆக்கிரமிக்க முடியாது, எனவே உண்மையில் நிகழக்கூடிய ஒரே வகையான இயக்கம் ஒரு சுழலாகும், அதில் ஒரு வளையத்தின் ஒவ்வொரு துகள் ஒரே நேரத்தில் நகரும்.
டெஸ்கார்ட்ஸின் கூற்றுப்படி, அனைத்து இயற்கை நிகழ்வுகளும் சிறிய துகள்களின் மோதல்களைப் பொறுத்தது, எனவே தாக்கத்தின் அளவு விதிகளை கண்டுபிடிப்பது மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. டெஸ்கார்ட்டின் சீடரான டச்சு இயற்பியலாளர் கிறிஸ்டியன் ஹ்யூஜென்ஸ் இதைச் செய்தார், அவர் வேகத்தையும் இயக்க ஆற்றலையும் பாதுகாக்கும் சட்டங்களை வகுத்தார் (பிந்தையது மீள் மோதல்களுக்கு மட்டுமே செல்லுபடியாகும்).
சர் ஐசக் நியூட்டனின் பணி 17 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் அறிவியல் புரட்சியின் உச்சத்தை குறிக்கிறது. அவரது நினைவுச்சின்ன தத்துவவியல் நேச்சுரலிஸ் பிரின்சிபியா கணிதவியல் (1687; இயற்கை தத்துவத்தின் கணிதக் கோட்பாடுகள்) இயக்கவியல் மற்றும் அண்டவியல் ஆகியவற்றில் அறிவியல் புரட்சியால் ஏற்பட்ட முக்கிய பிரச்சினைகளைத் தீர்த்தது. இது கெப்லரின் சட்டங்களுக்கும், ஒரு விண்வெளியின் கீழ் ஒருங்கிணைந்த வான மற்றும் நிலப்பரப்பு இயற்பியலுக்கும் ஒரு உடல் அடிப்படையை வழங்கியது, மேலும் ஒரு நூற்றாண்டுக்கும் மேலாக வானியல் மற்றும் இயற்பியலில் ஆதிக்கம் செலுத்திய பிரச்சினைகள் மற்றும் முறைகளை நிறுவியது. சக்தி என்ற கருத்தின் மூலம், நியூட்டன் விஞ்ஞான புரட்சியின் இரண்டு முக்கிய கூறுகளை ஒருங்கிணைக்க முடிந்தது, இயந்திர தத்துவம் மற்றும் இயற்கையின் கணிதமயமாக்கல்.
நியூட்டன் தனது மூன்று இயக்க விதிகளிலிருந்து இந்த வேலைநிறுத்த முடிவுகளைப் பெற முடிந்தது:
1. ஒவ்வொரு உடலும் அதன் நிலை அல்லது இயக்கத்தின் நேர் கோட்டில் தொடர்கிறது தவிர, அந்த நிலையை அதன் மீது ஈர்க்கப்பட்ட சக்தியால் மாற்ற வேண்டிய கட்டாயம் இல்லை;
2. இயக்கத்தின் மாற்றம் ஈர்க்கப்பட்ட உந்து சக்திக்கு விகிதாசாரமாகும், மேலும் அந்த சக்தி ஈர்க்கப்பட்ட நேர் கோட்டின் திசையில் செய்யப்படுகிறது;
3. ஒவ்வொரு செயலுக்கும் எப்போதும் ஒரு சமமான எதிர்வினை எதிர்க்கப்படுகிறது: அல்லது, ஒருவருக்கொருவர் இரண்டு உடல்களின் பரஸ்பர செயல்கள் எப்போதும் சமமாக இருக்கும்.
இரண்டாவது விதி 1750 ஆம் ஆண்டில் சுவிஸ் கணிதவியலாளர் லியோன்ஹார்ட் யூலரால் அதன் நவீன வடிவமான எஃப் = மா (ஒரு முடுக்கம்) இல் வைக்கப்பட்டது. இந்த வடிவத்தில், திசைவேகத்தின் மாற்றத்தின் வீதம் ஒரு செயல்படும் சக்திக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும் என்பது தெளிவாகிறது உடல் மற்றும் அதன் வெகுஜனத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசார.
தனது சட்டங்களை வானியலுக்குப் பயன்படுத்த, நியூட்டன் டெஸ்கார்ட்ஸ் நிர்ணயித்த வரம்புகளுக்கு அப்பால் இயந்திர தத்துவத்தை விரிவுபடுத்த வேண்டியிருந்தது. இந்த சக்தியை எவ்வாறு பரப்ப முடியும் என்பதை விளக்க முடியாவிட்டாலும், பிரபஞ்சத்தில் உள்ள எந்த இரண்டு பொருட்களுக்கும் இடையில் செயல்படும் ஒரு ஈர்ப்பு விசையை அவர் முன்வைத்தார்.
அவரது இயக்க விதிகள் மற்றும் இரண்டு உடல்களின் மையங்களுக்கு இடையிலான தூரத்தின் தலைகீழ் சதுரத்திற்கு விகிதாசார ஈர்ப்பு விசை மூலம், நியூட்டன் கெப்லரின் கிரக இயக்க விதிகளை விலக்க முடியும். கலிலியோவின் இலவச வீழ்ச்சி விதி நியூட்டனின் சட்டங்களுடன் ஒத்துப்போகிறது. பூமியின் மேற்பரப்புக்கு அருகில் பொருள்கள் விழும் அதே சக்தி சந்திரனையும் கிரகங்களையும் அவற்றின் சுற்றுப்பாதையில் வைத்திருக்கிறது.
நியூட்டனின் இயற்பியல் பூமியின் வடிவம் துல்லியமாக கோளமானது அல்ல, ஆனால் பூமத்திய ரேகையில் வீங்க வேண்டும் என்ற முடிவுக்கு வந்தது. 18 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் பிரெஞ்சு பயணங்களின் இந்த கணிப்பை உறுதிப்படுத்தியது பெரும்பாலான ஐரோப்பிய விஞ்ஞானிகளை கார்ட்டீசியனில் இருந்து நியூட்டனின் இயற்பியலுக்கு மாற்ற தூண்டியது. பூமியின் சமநிலையற்ற வடிவத்தை நியூட்டன் பயன்படுத்தினார், பூமத்திய ரேகை வீச்சில் சந்திரன் மற்றும் சூரியனின் மாறுபட்ட செயலைப் பயன்படுத்தி சுழற்சியின் அச்சு அதன் திசையை எவ்வாறு மாற்றும் என்பதைக் காட்டுகிறது.
ஒளியியல்
17 ஆம் நூற்றாண்டில் ஒளியியல் விஞ்ஞானம் விஞ்ஞானப் புரட்சியின் அடிப்படைக் கண்ணோட்டத்தை ஒரு சோதனை அணுகுமுறையை நிகழ்வுகளின் அளவு பகுப்பாய்வுடன் இணைப்பதன் மூலம் வெளிப்படுத்தியது. ஒளியியல் அதன் தோற்றத்தை கிரேக்கத்தில் கொண்டிருந்தது, குறிப்பாக யூக்லிட் (சி. 300 பிசி) இன் படைப்புகளில், பிரதிபலிப்பு விதி உட்பட கிரேக்கர்கள் கண்டுபிடித்த வடிவியல் ஒளியியலில் பல முடிவுகளை அவர் கூறினார்: நிகழ்வுகளின் கோணம் கோணத்திற்கு சமம் பிரதிபலிப்பு. 13 ஆம் நூற்றாண்டில், ரோஜர் பேகன், ராபர்ட் க்ரோசெட்டெஸ்டே மற்றும் ஜான் பெச்சாம் போன்றவர்கள், அரபு இப்னுல்-ஹெய்தாமின் (இறந்தார். சி. 1040) பணியை நம்பி, வானவில் ஒளியியல் உட்பட பல ஒளியியல் சிக்கல்களைக் கருதினர். 13 ஆம் நூற்றாண்டின் ஒளியியல் வல்லுநர்களின் எழுத்துக்களில் இருந்து கெப்லர் முன்னிலை வகித்தார், 17 ஆம் நூற்றாண்டில் அறிவியலுக்கான தொனியை அமைத்தார். கெப்லர் ஒளியியல் சிக்கல்களின் புள்ளி பகுப்பாய்வு மூலம் புள்ளியை அறிமுகப்படுத்தினார், பொருளின் ஒவ்வொரு புள்ளியிலிருந்தும் கதிர்களை படத்தின் ஒரு புள்ளியில் கண்டறிந்தார். இயந்திர தத்துவம் உலகத்தை அணு பாகங்களாக உடைத்துக்கொண்டது போலவே, கெப்லர் கரிம யதார்த்தத்தை உடைத்து ஒளியியலை அணுகினார், இறுதியில் அவர் உண்மையான அலகுகளாக கருதினார். அவர் லென்ஸ்கள் பற்றிய வடிவியல் கோட்பாட்டை உருவாக்கி, கலிலியோவின் தொலைநோக்கியின் முதல் கணிதக் கணக்கை வழங்கினார்.
டெஸ்கார்ட்ஸ் ஒளியின் நிகழ்வுகளை இயந்திர தத்துவத்தில் இணைக்க முயன்றார், அவை பொருள் மற்றும் இயக்கத்தின் அடிப்படையில் முழுமையாக விளக்கப்படலாம் என்பதை நிரூபிப்பதன் மூலம். இயந்திர ஒப்புமைகளைப் பயன்படுத்தி, ஒளியின் அறியப்பட்ட பல பண்புகளை கணித ரீதியாகப் பெற முடிந்தது, இதில் பிரதிபலிப்பு விதி மற்றும் புதிதாக கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஒளிவிலகல் சட்டம் ஆகியவை அடங்கும்.
17 ஆம் நூற்றாண்டில் ஒளியியலுக்கு மிக முக்கியமான பங்களிப்புகள் பல நியூட்டனின் படைப்புகள், குறிப்பாக வண்ணங்களின் கோட்பாடு. பாரம்பரிய கோட்பாடு வண்ணங்களை வெள்ளை ஒளியின் மாற்றத்தின் விளைவாக கருதுகிறது. உதாரணமாக, டெஸ்கார்ட்ஸ், ஒளியை உருவாக்கும் துகள்களின் சுழற்சியின் விளைவாக நிறங்கள் இருப்பதாக நினைத்தார். வெள்ளை ஒளி என்பது ஒரு கலவையாகும், அதில் வண்ண ஒளியின் தனி விட்டங்களை பிரிக்க முடியும் என்பதை ஈர்க்கக்கூடிய சோதனைகளின் தொகுப்பில் நிரூபிப்பதன் மூலம் வண்ணங்களின் பாரம்பரிய கோட்பாட்டை நியூட்டன் வருத்தப்படுத்தினார். அவர் வெவ்வேறு வண்ணங்களின் கதிர்களுடன் வெவ்வேறு அளவிலான மறுசீரமைப்பை தொடர்புபடுத்தினார், மேலும் இந்த முறையில் அவர் வெள்ளை ஒளியிலிருந்து வண்ணங்களின் நிறமாலைகளை ப்ரிஸ்கள் உருவாக்கும் முறையை விளக்க முடிந்தது.
அவரது சோதனை முறை ஒரு அளவு அணுகுமுறையால் வகைப்படுத்தப்பட்டது, ஏனெனில் அவர் எப்போதும் அளவிடக்கூடிய மாறிகள் மற்றும் சோதனை கண்டுபிடிப்புகள் மற்றும் அந்த கண்டுபிடிப்புகளின் இயந்திர விளக்கங்களுக்கு இடையே ஒரு தெளிவான வேறுபாட்டை நாடினார். ஒளியியலுக்கான அவரது இரண்டாவது முக்கியமான பங்களிப்பு "நியூட்டனின் மோதிரங்கள்" என்று அழைக்கப்படும் குறுக்கீடு நிகழ்வுகளைக் கையாண்டது. மெல்லிய படங்களின் வண்ணங்கள் (எ.கா., தண்ணீரில் எண்ணெய்) முன்னர் கவனிக்கப்பட்டிருந்தாலும், நிகழ்வுகளை எந்த வகையிலும் அளவிட யாரும் முயற்சிக்கவில்லை. படத்தின் தடிமன் மற்றும் வண்ண மோதிரங்களின் விட்டம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான அளவு உறவுகளை நியூட்டன் கவனித்தார், ஒரு சுலபமான பரிமாற்றம் மற்றும் எளிதான பிரதிபலிப்புக்கான பொருத்தங்கள் பற்றிய தனது கோட்பாட்டின் மூலம் அவர் விளக்க முயன்றார். அவர் பொதுவாக ஒளியை துகள் என்று கருதினாலும், நியூட்டனின் பொருத்தம் கோட்பாடு அவ்வப்போது மற்றும் ஈதரின் அதிர்வுகளை உள்ளடக்கியது, எல்லா இடங்களையும் ஊடுருவி வரும் கற்பனையான திரவ பொருள் (மேலே காண்க).
ஹ்யூஜென்ஸ் 17 ஆம் நூற்றாண்டின் இரண்டாவது சிறந்த ஒளியியல் சிந்தனையாளர் ஆவார். டெஸ்கார்ட்டின் அமைப்பின் பல விவரங்களை அவர் விமர்சித்த போதிலும், அவர் கார்ட்டீசியன் பாரம்பரியத்தில் எழுதினார், நிகழ்வுகளின் முற்றிலும் இயந்திர விளக்கங்களை நாடினார். ஹ்யூஜென்ஸ் ஒளியை ஒரு துடிப்பு நிகழ்வு என்று கருதினார், ஆனால் அவர் ஒளி பருப்புகளின் காலத்தை வெளிப்படையாக மறுத்தார். அவர் அலை முன் என்ற கருத்தை உருவாக்கினார், இதன் மூலம் அவர் தனது துடிப்பு கோட்பாட்டிலிருந்து பிரதிபலிப்பு மற்றும் ஒளிவிலகல் விதிகளை பெற முடிந்தது மற்றும் சமீபத்தில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட இரட்டை ஒளிவிலகல் நிகழ்வை விளக்கினார்.
