牛顿的空间,时间和运动看法(一)
Isaac Newton在景色中创立了古典技工,而空间与身体不同,那时时间均匀地通过了世界上的任何事情。 出于这个原因,他谈到了绝对空间和绝对的时间,以便将这些实体与我们测量它们的各种方式区分开(他称为相对空间和相对时间)。 从古代进入十八世纪,违反了那种空间和时间的相反的观点,是真正的实体,维持了世界必然是一种物质的全体能力。 关于空间,他们认为空间的想法是一种概念不可能。 空间只不过是一种抽象,我们用来比较构成全部内容的身体的不同安排。 有关时间,他们坚持,在某处发生没有变化的时间不会过时。 时间仅仅是世界内变化周期的衡量标准。
与这些问题有关的空间和时间的本体地位问题是真实运动的性质的问题。 牛顿定义了身体的真正运动,通过绝对空间成为其动作。 那些在牛顿之前或之后的人拒绝了空间的现实,并不一定否认这一事实是任何给定体内的真实运动状态。 他们认为,即可根据相对运动的细节或其原因的细节分析真实运动的概念。 难度(或,作为牛顿所谓的,不可能的)所以为牛顿构成了对存在绝对空间的强烈论证。
在最近的文献中,牛顿关于空间和时间的本体论的论文已经被称为具有相反的性质主义。 然而,应该强调的是,牛顿不认为是真实物质(如典型,尸体和思想)的空间和时间,而是因为上帝的存在所需的现实实体(更具体地说,他的无所不能和永恒性)。
1.赞赏概述
2.古代的遗产
2.1空隙
2.2亚里士多德的教义
2.3十六世纪的创新
2.4克莱尔顿和十七世纪的原子主义复兴
3.笛卡尔的创新
牛顿的稿件:De Gravitatione .....
5.牛顿学士按时,空间,地方和运动的结构
5.1绝对时间的论据
5.2绝对空间的直接论据
5.3属性,原因和效果的参数
5.4在绝对和明显运动之间歧视
6.常见的障碍理解学徒
6.1主要障碍是什么
6.2为什么他们确实是障碍
7.牛顿的遗产
参考书目
学术工具
其他互联网资源
相关条目
1.赞赏概述
今天,牛顿最为被称为物理学家,其最大的单一贡献是在他的哲学attallis principia mathematica(自然哲学的数学原则)中列出的经典力学和引力理论的制定,首次出版1687年,现在通常简单地称为“牛顿的普华岛”。 牛顿对空间,时间和运动的看法,不仅为这项巨大工作提供了运动基础,因此为整个古典物理到二十世纪初,而且在牛顿的哲学和神学体系中也发挥了不可或缺的作用(在很大程度上在原始岛之前开发)。 因为牛顿从未起草了一项论述,甚至是这种一般系统的摘要,因为它作为十七世纪的伟大哲学家之一,确实只有广泛赞赏。
在校长开始的“学者”,插入“定义”和“运动规律”之间,将牛顿关于时间,空间,地方和运动的看法。 他开始说,由于在普遍的生命中,这些数量是在他们对合理机构的关系方面构思的,它是有责任区分他们的相对,明显,共同的概念,另一方面,绝对,真实,真实的,数学数量本身。 释放:
绝对,真实和数学时间从其自身的性质传播,无需与外部的任何内容相关,因此不参考测量时间的任何变化或方式(例如,小时,日,月,月或年)。
绝对,真实,数学空间仍然相似和不动产,而无需与外部的任何内容有关。 (其具体含义将在下面与笛卡尔的概念对比的方式变得更加清晰。)相对空间是参考某些机构系统或另一个系统的一些系统定义的绝对空间的测量,因此可以和可能会在运动中。
身体的地方是它所占据的空间,并且可以是根据空间是绝对的还是相对的绝对的或相对的。
绝对运动是一个身体从一个绝对地点的平移到另一个地方; 相对运动与一个相对位置到另一个相对位置的转换。
牛顿致力于争论这项学士的大部分,以争论真正的数量与他们的相对措施之间的区别是必要的和合理的。
根据牛顿的说法,这是显而易见的:
空间是与身体不同的东西,并且独立于身体的存在,
是否有一个特定的身体移动以及其真正的运动量是什么,并且
身体的真实运动不包括其相对于其他机构的运动的或不能定义。
其中的第一个论文是17世纪的自然哲学的主要争论点,并被雷布尼兹,惠格斯和伯克利等牛顿批评者攻击的重大争论。 第二个不是一般争议。 Descartes,Leibniz和Berkeley都认为,为了使其在某种程度上,谓词'x是真正的运动'是一个完整的谓词,因为它持有或未能持有任何给定的身体。 (惠更斯至少在他的哨田后意见,构成了一个特殊情况。)因此,对于那些否认第一论文的人来说,有必要确保一个定义或分析,对身体的意味着真实的运动(以及决定该运动的数量),以适当地成为牛顿对真正运动的表征的事实。 上面提到的这些数字都认为相对于其他机构的运动是真实运动的必要条件,虽然不是本身的足够的条件。
在年多年来,第17届和18世纪初的共识(2)令人忽视了景象,并且否认牛顿的对手是否认的,因为身体是否处于真正的运动和维护方面存在这一问题。所有运动都只是相对运动。 因此,现代读者预计牛顿的空间,时间和运动应该是争论不仅上面的论文(1),还要争论(1),而且是关于(2),所有运动不仅仅是相对运动,而且一些动作是真实的和绝对的。 然而,牛顿关于运动的论点旨在展示,而不是真正的运动与仅仅是相对运动(所有人授予的)不同,而是真正运动的唯一可行分析需要引用绝对位置,从而存在绝对空间的存在。
特别地,已经假设牛顿所谓的“旋转铲斗实验”以及由弦和围绕其重心旋转的一对地球的后来例子,应该争论,或提供真实的证据或绝对的存在,运动。 这不仅是错误的,而且这两种情况在学士的框架内具有明显的目的。 旋转铲斗实验是来自“动作的性质,原因和效果”的最后五个争论,旨在累积地显示真正运动的足够分析必须涉及对绝对空间的参考。 相反,旋转地球的示例旨在说明,尽管绝对空间对感官是看不见的,但仍然可以在各种情况下推断各个体的绝对运动量。
2.古代的遗产
2.1空隙
最重要的问题塑造了17世纪关于空间,时间和运动的性质的看法是真正的空隙或真空是可能的,即,没有任何排序的身体的地方(包括稀有的物质如空气)。 古老的原子主义,至少追溯到苏中明哲学家(5世纪,B. C.),这不仅是这种可能的,而且实际上实际上存在于最小,不可分割的物质部分的空隙中,而无限期地延伸无限。 在柏拉图之后,亚里士多德拒绝了空白的可能性,声称,根据定义,空白是没有的,而且什么都不是不存在的。
2.2亚里士多德的教义
根据亚里士多德的说法,宇宙是一种物质增压室,在范围内有限,由固定恒星的最外面的球体界定。 除此之外,没有空虚,即空旷的地方,因为亚里士多德定义了“地方”,某事物的地方是“最内部包含它的绝动边界”的最外面 因此,由于最外面的天球外没有边界,因此它没有外面的地方或空间。
根据亚里士多德的说法,只是衡量运动的衡量标准,其中'运动'他意味着改变任何排序,包括定性变化。 为了定义时间的均匀性,即,时间间隔的概念,亚里士多德被天文实践所指导,这在古代提供了最实用和准确的时间措施。 他确定了固定恒星的运动率均匀运动,是他在他的天体物理学中发现了动态理由的选择。
“当地”动作是一种动作,viz。,改变的地方。 议案,一般来说,他被定义为潜力的实现,一个常见于17世纪普遍持有的概念,这是无用或无意义的。 然而,就局部运动而言,没有难以在有限的地理升宇宙中构成身体的真实或绝对运动。 实际上,子地球领域(地球,空气,火灾和水)的基本物质,他们自己的符合上下或向下移动,即朝向中心或远离中心的本质。 从月球轨道开始的天体领域由由第五元素(亚太搁)组成的天体球体的互锁网络组成,其自然是围绕宇宙中心的圆形运动(即,地球)。 如果这种物质的运动被认为是时间的量度,天体球体必须均匀旋转。 由于嵌入式球体的净运动是其自然运动的总和,其叠加在嵌入它的球体的自然运动上,并且由于旋转轴线通常以略微不同的角度设置,以便考虑为什么太阳不会移动天体赤道和行星和月亮不会严格地在黄道(即,太阳的路径对抗固定恒星),月亮,行星,甚至太阳的运动不一定是均匀的。 然而,由于固定恒星的球体在没有其他天体的运动中嵌入,所以固定恒星的运动是事实上的所有运动的量度。
到目前为止所说的动议是问题中的物质的所有自然动作,身体引起的动作是它的物质。 相反,其他运动,其中运动的原因是外部的,而是内部到身体内部,亚里士多德在剧烈运动的概念下括起来。 继续持续应用外部原因所需的暴力运动。
2.3十六世纪的创新
虽然亚里士多德的观点主导了中世纪的顾音,但在17世纪初发生了对原子学的重新兴趣。 除了复兴,人文主义和改革等一般因素外,16世纪的具体创新使其具有吸引力。 虽然Copernicus的介绍了Helio-Static系统的推动是通过严格遵守亚里士多德的动态的天体球体的动机,但它充斥着他的贫困物理。 伽利略的伸缩观察月球表面以及他对木匠的发现造就木星的发现被认为是贫困和天体之间的区别。 此外,显然毫无终止的新恒星的高度的可见性表明宇宙实际上可能没有绑定。
2.4克莱尔顿和十七世纪的原子主义复兴
关于无效的原子主义复兴及其伴随观点的重要代表是沃尔特·斯堪尔尔州的生理症epicuro-gassendo-charltoniana:或者是科学的法案自然,基本的假设,“由Petrus Gassendus修复的epicurus成立,由Walter Charleton增强,在1654年出现英语,12年后牛顿的出生。 这是一个文本,牛顿成为熟悉的本科,以及在普林尼亚州的时间和空间的一些核心论文可以在纽顿手中提出的时间和空间,可以在Charllon找到。 这些包括:
那个时间和空间是真正的实体,即使他们既不适合传统的物质或事故(即物质的财产),
那个时间“在相同的平静和平静的男高音中流动[S],而所有身体的运动受到”加速,延迟或悬浮液“,
那个时间与任何衡量标准不同,例如,天体运动或太阳日,
那个空间是“绝对不可移动”和集合,
那个机构或“物质尺寸”到处都是“共存和兼容”,他们占据了空间部分的“尺寸”,
在上帝创造世界之前,那种与身体不同的空间存在,而上帝的无所不在是他到处的文字存在,而且
这种动作是身体的翻译或迁移到一个地方,作为空间的不可移动部分,到另一个地方。
Charllon对时代的观点的论点与普瑞亚州牛顿提供的那些相同的男高音。 但是,在标记的对比度中,那些空虚,巨大和不可变空间的空间都是完全不同的。 Charleton吸引了这种现象的解释,作为稀疏和凝结,身体的“重力程度”的差异以及在溶解度,吸收的溶解性方面可以在微水位上渗入的许多方式,Calefaction,以及不同的化学反应。 然而,Charleton不会引入“相对”时间,“相对”空间或“相对”的地方的术语,并且无处地提出了关于真实(绝对)运动与相对运动的关注。 奇怪的是,虽然查尔尔森偶尔地提到并批评了其他事项的笛卡尔,但事实上没有注意到,笛卡尔略先生,详细或概述,只要这些分类就是如此依据。世界完全充满物质的自然制度,并且不存在与身体不同的空间。 笛卡尔,可以普通地说,是17世纪的“机电哲学”的另一所主要学校的创始人,这在直接反对原子主义上就是真空的可能性,适应了aristotelian教义的时间,空间和运动的性质对新世界的观点。
3.笛卡尔的创新
虽然在许多方面谨慎地反aristotelian,特别是在与原子学家分享的观点上,但宏观规模的所有定性变化都可以降低到微观尺度上的物质的重排和/或运动,它是笛卡尔野心通过保留基本上亚里士多德的主要物质概念而进行这个计划。 亚里士多德物理学的纯元素(地球,空气,火灾和水)可以通过改变他们的基本品质来互相变异。 这些是热,冷,湿,干燥的四个触觉品质。 因此,至少在思想中,必须从持续存在于元素变革期间持续存在的品质有区别的东西。 这种质量较少的基质是亚里士多德简单地关注的是,或者通常被称为,以避免与宏观识别的宏观识别,质量的质量的常规物体的融合。 与原子师不同,他们至少归因于硬度的质量(冒险性)到最终的物质粒子,笛卡尔认为,重要的或同义地,身体[语料库]没有任何品质,但只有数量,即延伸。 换句话说,身体和延伸实际上是一个和相同的[Res extensa]。 直接推奏是可能没有真空,因为这需要延伸的区域,其中缺乏身体 - 一种情况矛盾。 然后,任务是展示如何在无限可分配性和关于其自身的延伸方面解释所有明显品质。 这项任务确实是盛大的,因为它的目标是开发一个统一的天体和陆地物理学,可以同样地考虑金属,磁吸引力,潮汐,重力机制,行星运动的机制,彗星的外观和消失,以及彗星的外观和消失星星(超新世界)的出生和死亡。
Descartes于1644年发表了他的世界系统,作为哲学的原则(Principia Philosophae)。 原则的第II部分列出了空间的身份(延期)和物质的论文,在“真实或哲学意义”中制定了动议的定义,并列出了他系统的基本动态法律。 根据“问题的真相”的议案被定义为“从那些物质的一部分的翻译,或者从那些身体附近的一部分,它们立即与其邻接并且被视为休息,以至于其他人的附近。” 结果,笛卡尔指出,每个主体对其具有适当的单个运动(与可以根据选择的许多相对运动相反,根据选择其它体以便确定其位置。 这是在他的运动规律中的单一适当的动作。 特别重要的是笛卡尔的整个系统,是圆周运动中的一个主体具有努力反馈从旋转的旋转中心。
4.牛顿的手稿de gravitatione .....
这一事实与笛卡尔的争论一起,身体也参与它是一个部分的运动,这使得难以使世界的笛卡尔的系统与他对适当运动的定义协调。 牛顿的结论是,教义实际上是自我反驳的,在笛卡尔需要的情况下,他偷偷地偷偷地帮助自己独立于身体的空间的概念,特别是为了将所需的离心节和他们的离心程度和它们分配给行星卫星,因为它们是由天体涡旋的“微妙”的问题。
开头“Raaditatione et aequipondio fillorum et solidorum ......”的无标题和未完成的手稿,或者在Principia之前的十年或更长时间撰写的,包括大部分广泛而平时的批评笛卡尔的动议教义。 该文件首次发布(Hall和Hall,1962年),非常值得一瞥牛顿在相对年轻的时候发展的一瞥。 它显然拥抱在普林西亚岛的稍后编纂的空间和时间的教义。 同样值得注意的是,来自学士中的动作的属性,原因和效果的五个论点中的每一个都有一个明显可识别的前进的前进的前提。 (有关详细信息,请参阅Rynasiewicz 1995。)这使得赞助赞成的程度专门针对笛卡尔系统(如Stein 1967所指出的),该牛顿被认为是当时唯一的其他可行的竞争者。
5.牛顿的学士按时,空间,地方和运动
学徒的结构明显明显。 四个由罗马数字I-IV标记的段落遵循开幕段,分别为牛顿的时间,空间,地点和运动的特征分别,如上述第1节第三段的总结。 如果我们要将牛顿的枚举扩展到其余段落,那么V-XII段落构成了对I-IV的区别的持续防御。 然后,第十七段规定了一般的结论,即相对数量与各自的绝对数量真正不同,并对圣经中这些术语的含义的语义问题进行评论。 遵循一个剩下的,并且相当广泛的[xiv]段落,它占据了实践中如何确定机构的真实运动和结论:“但我们如何从他们的原因,效果和明显差异中获得真正的动作,反之亦然将在遵循的论文中解释。 因为那是我组成的结束。“
在下面的下面,根据上面建议的扩展枚举插入了学士的文本。 单击链接将以这样的方式打开一个新窗口,即读者可以在文本的给定段落之间来回导航和阐明该段落的评论。
5.1绝对时间的论据
段落呼吁将天文学区分绝对和相对时间在使用所谓的时间方程之间的事实。 这是为了纠正普通采用的时间标准,太阳日的不等式,大多数人错误地认为是统一的。 太阳日,定义为阳光返回天顶的时间段,在一年的过程中变化多达20分钟。 在PToLEMAIC天文学中使用的时间方程的校正标准是基于恒星日 - 固定星返回到Zenith的时间段的假设 - 是恒定的,因为固定恒星所在的天体球体不应该是假设加速和减速。 随着PToLEMAC系统和亚里士多州宇宙学的消亡,这一理由不再引人注目,至少一些天文学家,最符说的是开普勒,呼吁疑问地球的旋转速度在今年的过程中是否保持不变。 (由于太阳兴奋的效果,越近阳光越来越多的旋转。)因此,在17世纪的天文学中,正确的时间措施的问题占据了正确的时间,特别是因为测量地球旋转速度的能力等同对于确定经度的问题,对于海平国家来说,这对于导航(并因此是军事和经济主导)至关重要。 Huygens的摆锤为第一个陆地候选人提供了一种非常准确的均匀时间。 牛顿提到这一点,以及木星卫星的eClipses,这是一种基于开普勒时期法律的替代方法。
调用天文学中的时间方程的需求不仅仅是对根深蒂固的科学实践的吸引力。 在他的讨论过程中,牛顿解释了为什么他认为需要有理由。 虽然他将在普利浦的书III中争论,但地球的昼夜旋转是统一的,这是一个偶然事实。 它可能已经。 实际上,它可能是没有统一的动作可以作为准确的时间测量。 原因是所有运动都会受到加速或延迟的(通过外力的应用)。 相反,绝对时间(除了持续时间之外,除了持续时间还是存在的持续存在)保持不变,是否是迅速,慢或无效的动作。