Гравесанде Виллема Якоба (26 сентября 1688 — 28 февраля 1742) — голландский математик и натурфилософ , которого больше всего помнят за разработку экспериментальных демонстраций законов классической механики и первое экспериментальное измерение кинетической энергии . Будучи профессором математики, астрономии и философии в Лейденском университете , он помогал распространять идеи Исаака Ньютона в континентальной Европе.
Гравесанд родился в Хертогенбосе и изучал право в Лейденском университете , где защитил диссертацию о самоубийстве и получил докторскую степень в 1707 году. Затем он занимался юридической практикой в Гааге, одновременно участвуя в интеллектуальных дискуссиях и развивая интерес к математическим наукам. науки. Его Essai de Perspective («Очерк о перспективе»), опубликованный в 1711 году, получил высокую оценку влиятельного швейцарского математика Иоганна Бернулли . [1] В Гааге Гравесанд также помог основать Journallittéraire («Литературный журнал»), научное периодическое издание, впервые опубликованное в 1713 году. [2]
В 1715 году Гравесанд посетил Лондон в составе голландской делегации, посланной приветствовать ганноверское наследство в Великобритании. [2] В Лондоне Гравесанд встретился с королем Георгом I и Исааком Ньютоном и был избран членом Королевского общества . [3] В 1717 году он стал профессором математики и астрономии в Лейдене. С этой позиции он сыграл важную роль в ознакомлении Нидерландов с работами Ньютона. Он также получил кафедры гражданской и военной архитектуры в 1730 году и философии в 1734 году. [2] Как философ, он выступал против фаталистов , таких как Гоббс и Спиноза .
Гравесанд женился на Анне Сакрелер в 1720 году. У них было двое сыновей, оба умерли в подростковом возрасте. В 1724 году Петр Великий предложил Гравесанду должность в новой Императорской Санкт-Петербургской Академии наук . В 1737 году он получил предложение от Фридриха Великого поступить в Прусскую академию наук в Берлине. Он отклонил оба предложения, решив остаться в Лейдене. [2]
Основная научная работа Гравесанда - Physices elementa mathematica, Experimentis Confirmata, sive introductio ad philosophiam Newtonianam («Математические элементы естественной философии, подтвержденные экспериментами; или Введение в ньютоновскую философию»), опубликованная в Лейдене в 1720 году. В этой книге он заложил основы преподавания механики Ньютона посредством экспериментальных демонстраций. Он представил свою работу перед аудиторией, в которую входили Вольтер , Альбрехт фон Галлер и Эмили дю Шатле (переводчик «Начал» Ньютона, чьи более поздние комментарии включали экспериментальное открытие кинетической энергии Гравесандой в 1722 году ). Книга Гравесанда вскоре была переведена на английский Джоном Теофилом Дезагулье , куратором экспериментов Королевского общества. [4]
В 1721 году Гравесанде оказался вовлеченным в публичный спор о том, создал ли немецкий изобретатель Иоганн Бесслер , известный как советник Орферей, настоящий вечный двигатель. Гравесанд сначала доказывал возможность существования вечного двигателя, основанного на сохранении скалярной величины mv ( массы , умноженной на скорость ), которая, как он ошибочно полагал, подразумевалась ньютоновской механикой. [5] Однако в 1722 году он опубликовал результаты серии экспериментов, в которых латунные шарики падали с разной высоты на мягкую глиняную поверхность. Он обнаружил, что мяч, скорость которого вдвое превышает скорость другого, оставляет вмятину в четыре раза большей глубины, из чего он пришел к выводу, что правильное выражение «живой силы» движущегося тела (в настоящее время называемой « кинетической энергией ») пропорционально МВ 2 . [5]
Несмотря на то, что эти результаты опровергли его первоначальный аргумент в пользу возможности вечного двигателя, Гравесанд продолжал защищать работу Бесслера, утверждая, что Бесслер, возможно, открыл некий новый «активный принцип» природы, который позволял его колесам продолжать вращаться. Подобные взгляды в то время защищали Готфрид Вильгельм Лейбниц , Иоганн Бернулли и другие, но современный консенсус заключается в том, что Бесслер совершил преднамеренную мистификацию. [5] Русский царь Петр Великий интересовался колесом Бесслера и обратился за советом к Гравесанду по этому вопросу. [6]
Гравесанд сообщил о своих результатах о влиянии падающих тяжестей Эмили дю Шатле. Подобные наблюдения были опубликованы независимо Джованни Полени . Интерпретация результатов Гравесанда и Полени привела к полемике с Сэмюэлем Кларком и другими ньютонианцами, которая стала частью так называемого « спора vis viva » в истории классической механики . [7]
Гравесанде также запомнился изобретением простого эксперимента, демонстрирующего тепловое расширение , который с тех пор используется в обучении физике. Сегодня это известно как «эксперимент Гравесанда» или «кольцо Гравесанда». Аппарат состоит из небольшого металлического шарика на цепочке или ручке и металлического кольца на подставке. Кольцо достаточно большое, чтобы, когда кольцо и шарик имеют одинаковую температуру, шарик мог пройти сквозь кольцо. Однако если шарик нагреть, окунув его в кипящую воду или поиграв над ним пламенем спиртовки, металл расширится, и шарик уже не пройдет через кольцо. Когда шарик остынет, он снова пройдет через кольцо.
