ฟิสิกส์
กลศาสตร์
การต่อสู้เพื่อโคเปอร์นิคัสถูกต่อสู้ในขอบเขตของกลศาสตร์และดาราศาสตร์ ระบบ Ptolemaic – Aristotelian ยืนหรือล้มลงเหมือนเสาหินและมันวางอยู่บนแนวคิดของการตรึงของโลกที่ใจกลางของจักรวาล การลบโลกออกจากจุดศูนย์กลางทำลายหลักการของการเคลื่อนไหวตามธรรมชาติและสถานที่และการเคลื่อนที่แบบวงกลมของโลกไม่สอดคล้องกับฟิสิกส์ของอริสโตเทเนี่ยน
การมีส่วนร่วมของกาลิเลโอในสาขาวิทยาศาสตร์ของกลศาสตร์เกี่ยวข้องโดยตรงกับการป้องกันของโคเปอร์นิคัสนิยม แม้ว่าในวัยหนุ่มของเขาที่เขายึดมั่นในฟิสิกส์แรงผลักดันแบบดั้งเดิมความปรารถนาของเขาที่จะ mathematize ในลักษณะของอาร์คิมีดีสทำให้เขาละทิ้งวิธีการแบบดั้งเดิมและพัฒนารากฐานสำหรับฟิสิกส์ใหม่ที่ทั้งคณิตศาสตร์สูงและเกี่ยวข้องโดยตรงกับปัญหาที่เผชิญใหม่ จักรวาลวิทยา สนใจในการค้นหาความเร่งตามธรรมชาติของร่างที่ตกลงมาเขาสามารถหากฎของการตกแบบอิสระ (ระยะทาง, s, แตกต่างกันไปตามตารางเวลา, t 2) เมื่อรวมผลลัพธ์นี้เข้ากับรูปแบบพื้นฐานของหลักการความเฉื่อยเขาสามารถหาเส้นทางพาราโบลาของการเคลื่อนที่ของกระสุนปืนได้ นอกจากนี้หลักการความเฉื่อยของเขาทำให้เขาสามารถพบกับการคัดค้านทางกายภาพแบบดั้งเดิมกับการเคลื่อนไหวของโลก: เนื่องจากร่างกายที่มีแนวโน้มจะยังคงอยู่ในการเคลื่อนไหวขีปนาวุธและวัตถุอื่น ๆ บนพื้นผิวโลกจะมีแนวโน้มที่จะแบ่งปันการเคลื่อนไหวของโลก มองไม่เห็นกับคนที่ยืนอยู่บนโลก
การมีส่วนร่วมในกลไกของนักปรัชญาชาวฝรั่งเศสRené Descartes ในศตวรรษที่ 17 เช่นเดียวกับที่เขามีส่วนร่วมในความพยายามทางวิทยาศาสตร์โดยรวมมีความกังวลกับปัญหาในรากฐานของวิทยาศาสตร์มากกว่าการแก้ปัญหาทางเทคนิคเฉพาะ เขาเกี่ยวข้องกับแนวคิดเรื่องสสารและการเคลื่อนไหวเป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรมวิทยาศาสตร์ทั่วไปของเขากล่าวคือเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ทั้งหมดของธรรมชาติในแง่ของสสารและการเคลื่อนไหว โปรแกรมนี้รู้จักกันในนามปรัชญาเชิงกลซึ่งเป็นแนวคิดหลักของวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 17
เดส์การ์ตปฏิเสธความคิดที่ว่าสสารชิ้นหนึ่งสามารถกระทำต่อกันผ่านสเปซว่าง แต่แรงนั้นจะต้องถูกเผยแผ่โดยสสารวัตถุ“ อีเธอร์” ซึ่งเติมเต็มพื้นที่ทั้งหมด แม้ว่าสสารจะมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงตามหลักการของแรงเฉื่อย แต่ก็ไม่สามารถครอบครองพื้นที่ที่เต็มไปด้วยสสารอื่นได้ดังนั้นการเคลื่อนที่ชนิดเดียวที่สามารถเกิดขึ้นได้จริงคือกระแสน้ำวนที่แต่ละอนุภาคในวงแหวนเคลื่อนที่พร้อมกัน
ตามที่เดส์การ์ตปรากฏการณ์ทางธรรมชาติทั้งหมดขึ้นอยู่กับการชนของอนุภาคขนาดเล็กดังนั้นจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะค้นพบกฎเชิงปริมาณของผลกระทบ สิ่งนี้ทำโดยลูกศิษย์ของเดส์การตส์ Christiaan Huygens นักฟิสิกส์ชาวดัตช์ผู้กำหนดกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมและพลังงานจลน์ (หลังถูกต้องสำหรับการชนแบบยืดหยุ่นเท่านั้น)
ผลงานของเซอร์ไอแซกนิวตันแสดงให้เห็นถึงสุดยอดของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 17 อนุสาวรีย์ Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ของพระองค์ (1687; หลักการทางคณิตศาสตร์ของปรัชญาธรรมชาติ) แก้ไขปัญหาสำคัญที่เกิดจากการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ในกลไกและจักรวาลวิทยา มันให้พื้นฐานทางกายภาพสำหรับกฎของเคปเลอร์ฟิสิกส์ซีเลสเชียลและภาคพื้นดินที่เป็นเอกภาพภายใต้กฎหมายชุดเดียวและสร้างปัญหาและวิธีการที่ครอบงำด้านดาราศาสตร์และฟิสิกส์มาเป็นเวลากว่าศตวรรษ ด้วยแนวคิดของแรงนิวตันสามารถสังเคราะห์องค์ประกอบที่สำคัญสองประการของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ปรัชญาเชิงกลและการคำนวณทางคณิตศาสตร์ของธรรมชาติ
นิวตันสามารถได้รับผลลัพธ์ที่น่าประทับใจเหล่านี้จากกฎการเคลื่อนไหวสามข้อของเขา:
1. ทุก ๆ ร่างกายยังคงอยู่ในสถานะของการพักผ่อนหรือการเคลื่อนไหวในแนวเส้นตรงเว้นแต่ว่ามันจะถูกบังคับให้เปลี่ยนสถานะนั้นด้วยแรงประทับใจ
2. การเปลี่ยนแปลงของการเคลื่อนไหวเป็นสัดส่วนกับแรงจูงใจที่สร้างความประทับใจและสร้างขึ้นในทิศทางของเส้นตรงที่แรงนั้นทำให้เกิดความประทับใจ
3. สำหรับทุกการกระทำมักจะไม่เห็นด้วยกับปฏิกิริยาที่เท่ากันเสมอหรือการกระทำร่วมกันของสองร่างที่กันและกัน
กฎข้อที่สองถูกนำมาใช้ในรูปแบบที่ทันสมัย F = ma (ซึ่งเป็นความเร่ง) โดยนักคณิตศาสตร์ชาวสวิส Leonhard Euler ในปี 1750 ในรูปแบบนี้เป็นที่ชัดเจนว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็วนั้นแปรผันตรงกับแรงที่กระทำต่อ ร่างกายและแปรผกผันกับมวลของมัน
เพื่อที่จะใช้กฎของเขากับดาราศาสตร์นิวตันต้องขยายปรัชญาเชิงกลเกินขอบเขตที่กำหนดโดยเดส์การ์ต เขาอ้างถึงแรงโน้มถ่วงที่กระทำระหว่างวัตถุสองอย่างในเอกภพแม้ว่าเขาจะไม่สามารถอธิบายได้ว่าพลังนี้สามารถแพร่กระจายได้อย่างไร
ด้วยกฎการเคลื่อนที่และแรงโน้มถ่วงของเขาตามสัดส่วนของจตุรัสผกผันของระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของวัตถุทั้งสองนิวตันสามารถอนุมานกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเคปเลอร์ได้ กฎการล่มสลายของกาลิเลโอก็สอดคล้องกับกฎของนิวตันด้วย แรงเดียวกันที่ทำให้วัตถุตกใกล้พื้นผิวโลกนั้นก็มีดวงจันทร์และดาวเคราะห์อยู่ในวงโคจร
ฟิสิกส์ของนิวตันนำไปสู่ข้อสรุปว่ารูปร่างของโลกไม่ได้เป็นทรงกลมอย่างแม่นยำ แต่ควรนูนที่เส้นศูนย์สูตร การยืนยันคำทำนายนี้จากการสำรวจของฝรั่งเศสในช่วงกลางศตวรรษที่ 18 ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรปส่วนใหญ่เปลี่ยนจากคาร์ทีเซียนเป็นฟิสิกส์ของนิวตัน นิวตันยังใช้รูปร่างที่ไม่มีรูปร่างของโลกเพื่ออธิบายการเกิดอีควิน็อกซ์ล่วงหน้าโดยใช้การกระทำที่แตกต่างของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์บนกระพุ้งเส้นศูนย์สูตรเพื่อแสดงให้เห็นว่าแกนของการหมุนจะเปลี่ยนทิศทางอย่างไร
เลนส์
วิทยาศาสตร์ของเลนส์ในศตวรรษที่ 17 แสดงมุมมองพื้นฐานของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์โดยการรวมวิธีการทดลองเข้ากับการวิเคราะห์เชิงปริมาณของปรากฏการณ์ เลนส์มีต้นกำเนิดในกรีซโดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานของ Euclid (c. 300 bce) ซึ่งระบุผลลัพธ์จำนวนมากในทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตที่ชาวกรีกค้นพบรวมถึงกฎการสะท้อน: มุมของอุบัติการณ์เท่ากับมุม ของการสะท้อน ในศตวรรษที่ 13 คนเช่น Roger Bacon, Robert Grosseteste และ John Pecham พึ่งพางานของชาวอาหรับ Ibn al-Haytham (เสียชีวิตในปีค. ศ. 1583) พิจารณาปัญหาทางสายตาจำนวนมากรวมถึงเลนส์ของรุ้ง มันคือเคปเลอร์ซึ่งเป็นผู้นำของเขาจากงานเขียนของวัดสายตาประกอบแว่นเหล่านี้ในศตวรรษที่ 13 ซึ่งเป็นผู้กำหนดทิศทางของวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 17 เคปเลอร์แนะนำการวิเคราะห์ปัญหาทางแสงแบบจุดต่อจุดติดตามแสงจากแต่ละจุดบนวัตถุไปยังจุดบนภาพ เช่นเดียวกับปรัชญาเชิงกลที่ทำให้โลกแตกเป็นอะตอมดังนั้นเคปเลอร์จึงเข้าหาเลนส์โดยแบ่งความเป็นจริงอินทรีย์ออกเป็นสิ่งที่เขาคิดว่าเป็นหน่วยที่แท้จริงในท้ายที่สุด เขาพัฒนาทฤษฎีทางเรขาคณิตของเลนส์โดยให้การคำนวณทางคณิตศาสตร์ครั้งแรกของกล้องโทรทรรศน์กาลิเลโอ
เดส์การ์ตพยายามรวมปรากฏการณ์ของแสงเข้ากับปรัชญาเชิงกลโดยแสดงให้เห็นว่าพวกมันสามารถอธิบายได้ทั้งในแง่ของสสารและการเคลื่อนไหว ด้วยการใช้กลไกเชิงอุปมาเขาได้รับคุณสมบัติทางแสงจำนวนมากซึ่งรวมถึงกฎการสะท้อนและกฎการหักเหที่ค้นพบใหม่
การมีส่วนร่วมที่สำคัญที่สุดของเลนส์ในศตวรรษที่ 17 คือผลงานของนิวตันโดยเฉพาะอย่างยิ่งทฤษฎีสี ทฤษฎีดั้งเดิมพิจารณาว่าสีเป็นผลมาจากการดัดแปลงของแสงสีขาว ตัวอย่างเช่นเดส์การ์ตคิดว่าสีเป็นผลมาจากการหมุนของอนุภาคที่เป็นแสง นิวตันทำให้เสียทฤษฎีดั้งเดิมของสีโดยแสดงให้เห็นในชุดการทดลองที่น่าประทับใจว่าแสงสีขาวเป็นส่วนผสมที่สามารถแยกแสงลำแสงสีแยกออกจากกันได้ เขาเชื่อมโยงองศาการสะท้อนแสงที่แตกต่างกันกับรังสีของสีต่างๆและในลักษณะนี้เขาสามารถอธิบายวิธีที่ปริซึมสร้างสเปกตรัมของสีจากแสงสีขาว
วิธีการทดลองของเขานั้นโดดเด่นด้วยวิธีการเชิงปริมาณเนื่องจากเขามักจะมองหาตัวแปรที่วัดได้และความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างผลการทดลองกับคำอธิบายเชิงกลของการค้นพบเหล่านั้น การสนับสนุนที่สำคัญประการที่สองของเขาในเรื่องการจัดการเกี่ยวกับปรากฏการณ์การรบกวนที่เรียกว่า "วงแหวนของนิวตัน" แม้ว่าก่อนหน้านี้เคยมีการสังเกตสีของฟิล์มบาง (เช่นน้ำมันกับน้ำ) แต่ก็ไม่มีใครเคยพยายามที่จะหาปริมาณปรากฏการณ์ใด ๆ นิวตันได้สังเกตความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างความหนาของฟิล์มและเส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวนของสีซึ่งเป็นความสม่ำเสมอที่เขาพยายามอธิบายโดยทฤษฎีของเขาที่เหมาะกับการส่งผ่านที่ง่าย อย่างไรก็ตามข้อเท็จจริงที่ว่าเขามักจะคิดว่าแสงเป็นอนุภาคทฤษฎีของนิวตันเกี่ยวข้องกับระยะเวลาและการสั่นสะเทือนของอีเธอร์สารของเหลวสมมุติที่แผ่ซ่านไปทั่วทุกพื้นที่ (ดูด้านบน)
Huygens เป็นนักคิดออพติคอลที่ยิ่งใหญ่เป็นอันดับสองของศตวรรษที่ 17 แม้ว่าเขาจะวิจารณ์รายละเอียดมากมายเกี่ยวกับระบบของเดส์การตส์ แต่เขาก็เขียนไว้ในประเพณีคาร์ทีเซียนเพื่อค้นหาคำอธิบายเชิงปรากฏการณ์ทางกลไกล้วนๆ Huygens มองว่าแสงเป็นสิ่งที่เกิดจากปรากฏการณ์พัลส์ แต่เขาปฏิเสธอย่างชัดเจนถึงช่วงเวลาของแสงพัลส์ เขาพัฒนาแนวคิดของคลื่นด้านหน้าโดยใช้วิธีการที่เขาสามารถได้รับกฎของการสะท้อนและการหักเหจากทฤษฎีชีพจรของเขาและเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ที่ค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ของการหักเหสองครั้ง
