Fizica aristotelică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
busolă Dezambiguizare - Acest articol încearcă să studieze filosofia naturală a lui Aristotel (non-matematică) folosind fizica modernă (matematică) și cosmologia ca termeni de comparație. Dacă sunteți interesat de cartea lui Aristotel, Fizica și filosofia sa naturală, consultați Fizica (Aristotel)
Detaliu dintr-o frescă de Gustav Adolph Spangenberg (1828-1891) care descrie școala lui Aristotel .

Se datorează filosofului grec Aristotel (384-322 î.Hr.) dezvoltarea multor teorii ale antichității pentru a explica fenomenele fizice, deși complet diferite de ceea ce știm în prezent ca „ legi fizice ”. Aceste teorii studiază ceea ce Aristotel numește „ cele patru elemente ”, adică primele principii care constituie Pământul . Acestea se refereau în principal la calitățile sau esențele lumii naturale „sublunare” spre deosebire de cea cerească și, prin urmare, sunt, în prezent, puțin considerate de știință.

Aristotel descrie cu atenție relațiile dintre aceste elemente; mișcarea lor; modul în care acestea se raportează la Pământ; și cum, uneori, sunt atrași unul de celălalt de forțe misterioase; el aprofundează, de asemenea, multe alte aspecte ale modelului său fizic, care includ și teoria sa de mișcare, larg împărtășită în trecut.

Fizica aristotelică

Aristotel contemplând bustul lui Homer . Filosoful Aristotel, reprezentat într-un tablou de Rembrandt Harmenszoon van Rijn
Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: lumea sublunară și lumea celestă .

Elementele care alcătuiesc Pământul, potrivit lui Aristotel, sunt diferite de cele care alcătuiesc stelele și spațiul cosmic . [1] Ambele au astfel două fizici diferite, una care privește legile naturale terestre, care poate fi descrisă cu regulile gramaticale , [1] cealaltă, cerească, care coincide cu astronomia , în care se aplică principiile matematicii . [2]

Elemente

Pentru Aristotel, realitatea „ sublunară ”, adică situată sub zona de influență a Lunii, este alcătuită din patru elemente principale sau compuși, organizați în straturi sau sfere concentrice: pământ , apă , aer , foc ; [3] [4] toate „ cerurile ” care alcătuiesc spațiul cosmic, pe de altă parte, asemănătoare cu sferele pe care sunt așezate stelele în conformitate cu cosmologia greacă și fiecare aspect al materiei cerești prezente în Univers ar fi compus dintr-un al cincilea element, numit „ eter ”, [4] substanță incoruptibilă și fără greutate, cunoscut și sub numele de „chintesență”. [5] Elementul „pământ” este compus, în cea mai mare parte, din substanțe grele precum fierul și alte metale și numai în cantități mici compuse din substanțe din celelalte elemente.

Cu cât un obiect este mai puțin greu sau dens, cu atât este mai puțin considerat „terestru”: va fi compus dintr-o concentrație mai mare de substanțe din celelalte trei elemente. [5] Focul, de exemplu, este cel mai subtil dintre toate și, prin urmare, este situat în cea mai înaltă regiune, în sfera cu același nume . Omul este modelat de tot felul de substanțe, cu excepția eterului; proporția dintre elemente se schimbă însă de la persoană la persoană, chiar și radical. [5]

Motocicletă

Potrivit lui Aristotel, toate elementele interacționează între ele, având tendința de a se deplasa pentru a se reuni după afinitatea lor; este mult mai dificil să oprești această interacțiune dacă apare între substanțe similare: întrucât, de exemplu, fumul este o substanță foarte asemănătoare cu aerul, tinde să se ridice în sus pentru a se alătura acestuia. Mai mult, obiectele și materia neînsuflețită, odată reunite cu sfera lor naturală, se pot mișca numai dacă sunt mișcate de altceva: [1] „ceea ce este în mișcare își derivă mișcarea de la altul”. [6]

În consecință, dacă s-ar elimina toate tipurile de energie de la ființe înzestrate cu suflet , nimic nu s-ar mai putea mișca. [1] Această doctrină se expune obiecțiilor care au fost avansate chiar în momentul formulării sale: mulți s-au întrebat cum un obiect precum săgeata ar putea continua să avanseze, după ce a pierdut contactul cu funia eliberată de „arcaș”. Aristotel a propus apoi teoria conform căreia o săgeată în mișcare creează un fel de gol în aerul din spatele ei, care prin închidere o împinge înainte; [7] El reușește astfel să rămână în concordanță cu interpretarea sa a mișcării, care prevedea interacțiunea dintre un obiect în mișcare și cauza eficientă care îl transmite acestuia, implicând mediul în care se mișcă, cum ar fi aerul sau „apa”. [7]

Întrucât Aristotel a plasat mediul în centrul teoriei sale, el nu a putut accepta conceptul de vid, central în teoria atomistică a lui Democrit : a fi un spațiu gol lipsit de orice substanță și a fi capabil, potrivit lui Aristotel, să se producă doar printr-o mediu, absența substanței era o idee de neconceput. În cele din urmă, viteza unui corp este invers proporțională cu densitatea mediului în care se mișcă: cu cât mediul este mai puțin dens, cu atât corpul se deplasează mai repede. Un obiect care se mișcă în vid ar călători cu o viteză infinită, astfel încât să acopere instantaneu tot spațiul: vidul, prin urmare, nu poate exista deoarece, dacă s-ar forma, s-ar închide instantaneu. [8]

Critica medievală

În timpul Evului Mediu , teoria aristotelică a gravitației a fost pusă la îndoială și modificată, mai întâi de Giovanni Filopono , apoi de filosofia islamică . Ja'far Muhammad ibn Mūsā ibn Shākir (800-873) din Banū Mūsā a scris două lucrări, Mișcarea stelelor și Forța atracției , în care explică cum există forțe de atracție între corpurile cerești , [9] anticipând, astfel, legea gravitației universale a lui Newton . [10]

Ibn al-Haytham (965-1039) a dezvoltat și teoria atracției dintre corpuri și se pare că era conștient de amploarea accelerației gravitației; se pare, de asemenea, că a simțit cum mișcarea corpurilor cerești era asociată cu legile fizice. [11] Abū Rayhān al-Bīrūnī (973-1048) a fost primul care a înțeles că această accelerație a fost conectată la o mișcare neuniformă, așa cum Newton va explica mai bine în a doua sa lege a mișcării. În timpul unei discuții cu Avicenna , al-Biruni a ajuns să critice teoria gravitației lui Aristotel, deoarece el a negat existența forțelor care acționează între sferele cerești și a considerat mișcarea circulară o proprietate înnăscută a corpurilor cerești. [12]

În 1121, al-Khazini , în Cartea echilibrului înțelepciunii , a emis ipoteza că gravitația și energia potențială a unui corp variază în funcție de distanța sa de centrul Pământului. [13] Hibat Allah Abu'l-Barakat al-Baghdaadi (1080-1165) a scris o critică a fizicii aristotelice intitulată al-Mu'tabar , în care a negat ideea lui Aristotel că o forță constantă produce mișcare uniformă, întrucât și-a dat seama că o forța aplicată continuu produce în schimb o accelerație , o lege fundamentală a mecanicii clasice și o primă anticipare a celei de-a doua legi a mișcării lui Newton . [14] La fel ca Newton, el a descris accelerația ca fiind rata de schimbare a vitezei . [15]

În orice caz, fizica aristotelică a continuat să fie acceptată predominant de știința medievală . De exemplu, doctrina locurilor naturale a fost rezumată după cum urmează de Dante Alighieri :

«În ordinea în care spun că sunt înclinat
toate naturile, pentru soartele diferite,
mai mult la început și mai puțin aproape de ei;
valurile se deplasează în diferite porturi
pentru marea mare a ființei și pentru fiecare
cu instinct față de ea de când o porți.
Acesta din urmă își duce focul spre lună;
el este motorul inimilor muritoare;
acestea pământul în sine strânge și adună. "
( Dante Alighieri , Paradiso , canto I , vv. 109-117)

Toate elementele creației sunt aduse prin instinct la principiul natural din care provin: cele ale focului spre Lună, entități trecătoare spre Pământ.

În secolul al XIV-lea, Jean Buridan a dezvoltat teoria impulsului , bazată pe teoria mayl din Avicenna și pe opera lui Giovanni Filopono , ca alternativă la teoria aristotelică a mișcării. Teoria impulsului a precedat conceptele de inerție și impuls ale mecanicii clasice, dar nu le-a dat nici o cauză. [16]

În secolul al XVI-lea, al-Birjandi a discutat despre posibilitatea rotației pământului . În analiza sa despre ceea ce s-ar putea întâmpla dacă Pământul ar fi rotit, el a dezvoltat o ipoteză similară noțiunii lui Galileo Galilei de „ inerție circulară” [17], pe care a descris-o în următoarea observație experimentală :

«Stânca mică sau mare va cădea pe Pământ de-a lungul cărării unei linii perpendiculare pe planul ( sath ) al orizontului; acest lucru este mărturisit de experiență ( tajriba ). Și această perpendiculară este îndepărtată de punctul tangent al sferei terestre și de planul orizontului perceput ( hissi ). Acest punct se mișcă odată cu mișcarea Pământului și, prin urmare, nu va exista nicio diferență în locul în care cad cele două roci. [18] "

Viața și moartea fizicii aristotelice

Prima pagină a „Fizicii” lui Aristotel, preluată din ediția lui Bekker (1837)

Domnia noțiunilor aristotelice de fizică a durat două milenii și returnează chiar primele cunoștințe de fizică. După lucrările lui Alhacen , Avicenna , Avempace , al-Baghdadi , Jean Buridan , Galileo , Descartes , Isaac Newton și alții, s-a acceptat în general că fizica aristotelică era incorectă. [5] În ciuda acestui fapt, fizica lui Aristotel a reușit să dureze până la sfârșitul secolului al XVII-lea și poate chiar mai mult, deoarece a continuat să fie predată în universități la acea vreme. Modelul aristotelic de fizică a fost principalul obstacol pentru crearea fizicii actuale chiar și cu mult timp după moartea lui Aristotel.

În Europa , teoria lui Aristotel a fost discreditată mai întâi în mod convingător de opera lui Galileo Galilei . Folosind un telescop , Galileo a observat că luna are cratere și munți. Acest lucru a contrazis ideea lui Aristotel despre o lună perfect netedă și incoruptibilă. Galileo a criticat, de asemenea, această noțiune la nivel teoretic - o lună perfect netedă ar fi reflectat lumina într-un mod diferit: ca o bilă strălucitoare de biliard, astfel încât discul lunar ar fi avut o luminozitate diferită în funcție de înclinația razelor solare care, lovind tangențial și reflectând, ar ajunge la ochiul uman. O lună aspră, pe de altă parte, difuzează în mod egal lumina în toate direcțiile, apărând ca un disc cu luminozitate întotdeauna, aproximativ, egală în fiecare punct, ceea ce se poate observa cu ochiul liber. [19] Galileo a mai observat că Jupiter avea luni , obiecte care se învârteau în jurul unui corp ceresc, altul decât Pământul. De asemenea, el a remarcat fazele lui Venus demonstrând convingător că acesta și, în consecință, și Mercurul , se învârteau în jurul Soarelui și nu în jurul Pământului.

Conform legendei, Galileo a aruncat sfere de diferite densități (dar de aceeași formă și dimensiune) din vârful Turnului Pisa , descoperind că cele mai ușoare și cele mai grele au căzut cu aceeași viteză. De fapt, el a făcut numeroase experimente cu privire la rularea sferelor de-a lungul unui plan înclinat, o formă de cădere suficient de lentă pentru a permite efectuarea măsurătorilor fără instrumente avansate.

Întrucât Aristotel nu credea că mișcarea ar putea fi descrisă în absența unui mediu înconjurător, el nu putea trata rezistența aerului ca un factor care împiedica mișcarea în sine. Într-un mediu dens, cum ar fi apa, un corp mai greu cade mai repede decât unul mai ușor de aceeași formă și acest lucru l-a determinat pe Aristotel să facă ipoteza că rata de cădere este proporțională cu masa și invers proporțională cu densitatea mediului. Din experiența sa cu obiecte care cad în apă, el a concluzionat că apa are o densitate de aproximativ zece ori mai mare decât cea a aerului. Cu toate acestea, cântărind un volum de aer comprimat, Galileo a arătat că această evaluare supraestimează densitatea aerului cu un factor de patruzeci. [20] Pe baza experimentelor sale cu planuri înclinate, a concluzionat că, neglijând fricțiunea, toate corpurile cad la aceeași viteză.

Galileo a dezvoltat, de asemenea, un argument teoretic în sprijinul concluziei sale, punând următoarea întrebare: dacă două corpuri cu mase diferite și viteze de cădere diferite sunt legate de un fir, sistemul combinat cade mai repede deoarece are o masă mai mare sau corpul mai ușor în cea mai lentă cădere reține corpul mai greu? Singurul răspuns convingător nu este nici unul: toate sistemele cad în același ritm. [19]

Adepții lui Aristotel erau conștienți de faptul că mișcarea cadavrelor nu era uniformă, ci câștiga viteză cu timpul. Deoarece timpul este o cantitate abstractă, peripatetica a postulat că viteza este proporțională cu distanța. Galileo a stabilit experimental că viteza este proporțională cu timpul, dar a oferit și un argument teoretic că viteza nu ar putea fi proporțională cu distanța. În termeni moderni, dacă rata de cădere este proporțională cu distanța, ecuația diferențială pentru distanță a călătorit după timp Și

cu condiția ca. . Galileo a dovedit că acest sistem a ar rămâne liniștit tot timpul. Dacă o perturbare ar pune cumva sistemul în mișcare, obiectul ar dobândi viteză în timp într-un mod exponențial și necadratic. [20]

Faimos este cazul lui David Scott care, pe suprafața lunii , a repetat experimentul lui Galileo aruncând o pană și un ciocan din fiecare mână în același timp. În absența unei atmosfere substanțiale, cele două obiecte au căzut și au atins suprafața lunii în același moment.

Cu legea gravitației sale universale , Isaac Newton a fost primul care a codificat matematic o teorie corectă a gravitației. În această teorie, fiecare masă este atrasă de alta de o forță care scade în funcție de pătratul invers al distanței lor. În 1915 , teoria lui Newton a fost modificată, dar nu invalidată, de Albert Einstein , care a dezvoltat o nouă reprezentare a gravitației , în cadrul teoriei sale generale a relativității . Consultați intrarea de severitate pentru o discuție completă mult mai detaliată.

Notă

  1. ^ a b c d Abbagnano, Fornero, Fizica lui Aristotel ( RTF ), în protagoniști și texte de filozofie .
  2. ^ Lumea stelelor a fost studiată în special de Aristotel în tratatul său intitulat De Caelo .
  3. ^ Termenul „pământ” se referă la un element pur teorizat de Aristotel, nu la adevărata planetă Pământ , care, după cum știm, este compusă dintr-un număr mare de elemente. Același lucru este valabil și pentru celelalte terminologii utilizate. „Aerul” se referă la arhetipul pur al aerului, spre deosebire de aerul găsit în atmosfera pământului , care este, din nou, alcătuit din multe elemente.
  4. ^ a b www.hep.fsu.edu ( PDF ), pe hep.fsu.edu . Adus 26/03/2007 .
  5. ^ a b c d fizica lui Aristotel , la aether.lbl.gov . Adus la 6 aprilie 2009 .
  6. ^ Aristotel, Fizică , VIII, 4, 254 b 25). În mod similar, scolasticii medievali vor spune: „ quidquid movetur ab alio movetur ”.
  7. ^ a b Teoria impulsului , pe www3.unisi.it , Universitatea din Siena.
  8. ^ Land, Helen Ordinea naturii în fizica lui Aristotel: locul și elementele (1998)
  9. ^ KA Waheed (1978). Islamul și originile științei moderne , p. 27. Islamic Publication Ltd., Lahore.
  10. ^ Robert Briffault (1938). Crearea umanității , p. 191.
  11. ^ Duhem, Pierre (1908, 1969). Pentru a salva fenomenele: un eseu despre ideea teoriei fizice de la Platon la Galileo , p. 28. University of Chicago Press, Chicago.
  12. ^ Rafik Berjak și Muzaffar Iqbal, „Corespondența Ibn Sina-Al-Biruni”, Islam & Science , iunie 2003.
  13. ^ Mariam Rozhanskaya și IS Levinova (1996), „Statics”, în Roshdi Rashed, ed., Enciclopedia istoriei științei arabe , vol. 2, p. 614-642 [621-622]. Routledge , Londra și New York.
  14. ^ Shlomo Pines , Abu'l-Barakāt al-Baghdādī, Hibat Allah , în Dicționar de biografie științifică , vol. 1, New York, Fiii lui Charles Scribner, 1970, pp. 26-28, ISBN 0684101149 .
    (cf. Abel B. Franco (octombrie 2003). „Avempace, Projectile Motion, and Impetus Theory”, Journal of the History of Ideas 64 (4), p. 521-546 [528].)
  15. ^ AC Crombie, Augustin to Galileo 2 , p. 67.
  16. ^ Alberto Strumia, Mecanică , pe disf.org , 2002.
  17. ^ Ragep (2001b), pp. 63-4.
  18. ^ Ragep (2001a), pp. 152-3.
  19. ^ a b Galileo Galilei, Dialog despre cele mai mari două sisteme ale lumii .
  20. ^ a b Galileo Galilei, Discursuri și demonstrații matematice în jurul a două noi științe legate de mecanică și mișcări locale .

Bibliografie

  • H. Carteron (1965) "Are Aristotel o mecanică?" în Articole despre Aristotel 1. Science eds. Jonathan Barnes, Malcolm Schofield, Richard Sorabji (Londra: General Duckworth and Company Limited), 161-174.
  • Ragep, F. Jamil (2001a), „Tusi și Copernic: mișcarea Pământului în context”, Știința în context (Cambridge University Press) 14 (1-2): 145–163
  • Ragep, F. Jamil (2001b), „Eliberarea astronomiei de filosofie: un aspect al influenței islamice asupra științei”, Osiris, seria a II-a 16 ( Știința în contexte teistice: dimensiuni cognitive ): 49-64 și 66-71

Elemente conexe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Aristotelica_Physics&oldid=112802770 ”