Хронология классической механики

Ниже приводится хронология классической механики :

Античность

• 4 век до нашей эры — Аристотель изобретает систему аристотелевской физики , которая позже во многом опровергается.
• IV век до н. э. — вавилонские астрономы рассчитывают положение Юпитера, используя теорему о средней скорости ^[1]
• 260 г. до н. э. — Архимед разрабатывает принцип рычага и связывает плавучесть с весом.
• 60 - Герой Александрийский пишет Метрику, Механику (о средствах подъема тяжелых предметов) и Пневматику (о машинах, работающих под давлением).
• 350 - Фемистий утверждает, что статическое трение больше, чем кинетическое трение ^[2]

Ранняя механика

• VI век - Иоанн Филопон вводит концепцию импульса ^[3] . Эта теория была модифицирована Авиценной в XI веке и Абу'л-Баракатом аль-Багдади в XII веке.
• VI век - Иоанн Филопон говорит, что по наблюдениям два шара разного веса будут падать почти с одинаковой скоростью. Поэтому он проверяет принцип эквивалентности
• 1021 г. — Аль-Бируни использует три ортогональные координаты для описания точки в пространстве ^[4]
• 1100-1138 – Авемпейс разрабатывает концепцию усталости, которая, по мнению Шломо Пайнса, является предшественником лейбницианской идеи силы ^[5]
• 1100-1165 – Хибат Аллах Абу'л-Баракат аль-Багдади обнаруживает, что сила пропорциональна ускорению, а не скорости, что является фундаментальным законом классической механики ^[6].

• 1340-1358 – Жан Буридан разрабатывает теорию импульса.
• 14 век - Оксфордские калькуляторы и французские сотрудники доказывают теорему о средней скорости.
• 14 век – Николь Орем выводит закон квадрата времени для равномерно ускоренных изменений. ^[7] Орем, однако, рассматривал это открытие как чисто интеллектуальное упражнение, не имеющее отношения к описанию каких-либо природных явлений, и, следовательно, не смог признать никакой связи с движением ускоряющихся тел ^[8].
• 1500-1528 гг. — Аль-Бирджанди разрабатывает теорию «круговой инерции » для объяснения вращения Земли ^[9].
• 16 век - Франческо Беато и Лука Гини экспериментально противоречат аристотелевскому взгляду на свободное падение. ^[10]
• 16 век – Доминго де Сото предполагает, что тела, падающие в однородную среду, ускоряются равномерно. ^{[11] [12]} Сото, однако, не предвидел многих уточнений и уточнений, содержащихся в теории Галилея о падающих телах. Он, например, не признавал, в отличие от Галилея, что тело будет падать со строго равномерным ускорением только в вакууме и что в противном случае оно со временем достигнет одинаковой конечной скорости.
• 1581 – Галилео Галилей замечает свойство маятника измерять время .
• 1589 — Галилео Галилей использует шары, катящиеся по наклонным плоскостям, чтобы показать, что разные гири падают с одинаковым ускорением.
• 1638 - Галилео Галилей публикует «Диалоги о двух новых науках » (материаловедение и кинематика ) , где он, среди прочего, развивает преобразование Галилея.
• 1644 г. - Рене Декарт предлагает раннюю форму закона сохранения импульса.
• 1645 г. - Исмаэль Буллиалдус утверждает, что «гравитация» ослабевает пропорционально квадрату расстояния ^[13].
• 1651 – Джованни Баттиста Риччоли и Франческо Мария Гримальди открывают эффект Кориолиса.
• 1658 г. - Христиан Гюйгенс экспериментально обнаруживает, что шары, помещенные в любом месте внутри перевернутой циклоиды, достигают самой низкой точки циклоиды за одно и то же время, и тем самым экспериментально показывает, что циклоида является таутохроном .
• 1668 – Джон Уоллис предлагает закон сохранения импульса.
• 1673 — Христиан Гюйгенс публикует свою работу «Horologium Oscillatorium» . Гюйгенс описывает в этой работе первые два закона движения . ^[14] Книга также является первым современным трактатом, в котором физическая проблема (ускоренное движение падающего тела) идеализируется набором параметров, а затем анализируется математически.
• 1676-1689 — Готфрид Лейбниц разрабатывает концепцию vis viva , ограниченную теорию сохранения энергии.
• 1677 – Барух Спиноза выдвигает примитивное представление о первом законе Ньютона.

Ньютоновская механика

• 1687 — Исаак Ньютон публикует свою «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» , в которой он формулирует законы движения Ньютона и закон всемирного тяготения Ньютона.
• 1690 – Джеймс Бернулли показывает, что циклоида является решением проблемы таутохроны.
• 1691 – Иоганн Бернулли показывает, что цепь, свободно подвешенная в двух точках, образует цепную связь.
• 1691 — Джеймс Бернулли показывает, что цепная кривая имеет самый низкий центр тяжести среди всех цепей, подвешенных на двух фиксированных точках.
• 1696 г. - Иоганн Бернулли показывает, что циклоида является решением проблемы брахистохроны.
• 1710 г. - Якоб Герман показывает, что вектор Лапласа – Рунге – Ленца сохраняется для случая центральной силы , обратно квадратичной ^[15]
• 1714 г. - Брук Тейлор вывел основную частоту натянутой колеблющейся струны через ее натяжение и массу на единицу длины путем решения обыкновенного дифференциального уравнения.
• 1733 — Даниэль Бернулли вывел основную частоту и гармоники висячей цепи, решив обыкновенное дифференциальное уравнение.
• 1734 — Даниэль Бернулли решает обыкновенное дифференциальное уравнение колебаний упругого стержня, зажатого на одном конце.
• 1739 — Леонард Эйлер решает обыкновенное дифференциальное уравнение для вынужденного гармонического осциллятора и замечает резонанс.
• 1742 — Колен Маклорен открывает равномерно вращающиеся самогравитирующие сфероиды.
• 1743 — Жан ле Рон д’Аламбер публикует свой «Трактат о динамике» , в котором вводит концепцию обобщенных сил и принцип Даламбера.
• 1747 г. - Даламбер и Алексис Клеро публикуют первые приближенные решения задачи трех тел.
• 1749 - Леонард Эйлер вывел уравнение ускорения Кориолиса.
• 1759 — Леонард Эйлер решает уравнение в частных производных для вибрации прямоугольного барабана.
• 1764 — Леонард Эйлер исследует уравнение в частных производных вибрации круглого барабана и находит одно из решений функции Бесселя.
• 1776 — Джон Смитон публикует статью об экспериментах, связывающих мощность , работу , импульс и кинетическую энергию , а также подтверждающих сохранение энергии.

Аналитическая механика

• 1788 - Жозеф Луи Лагранж представляет уравнения движения Лагранжа в «Аналитической механике».
• 1798 г. - Пьер-Симон Лаплас публикует свой «Трактат о небесной механике», том 1, а последний том 5 выходит в 1825 году. В нем он обобщил и расширил работы своих предшественников.
• 1803 — Луи Пуансо развивает идею сохранения углового момента (ранее этот результат был известен только в случае сохранения поверхностной скорости ).
• 1813 г. — Питер Юарт поддерживает идею сохранения энергии в своей статье «О мере движущей силы».
• 1821 - Уильям Гамильтон начинает анализ характеристической функции Гамильтона и уравнения Гамильтона – Якоби.
• 1829 г. - Карл Фридрих Гаусс вводит принцип наименьшего ограничения Гаусса.
• 1834 — Карл Якоби открывает равномерно вращающиеся самогравитирующие эллипсоиды.
• 1834 г. - Луи Пуансо отмечает пример теоремы о промежуточной оси ^[16].
• 1835 - Уильям Гамильтон формулирует канонические уравнения движения Гамильтона.
• 1838 г. - Лиувилль начинает работу над теоремой Лиувилля.
• 1841 — Юлиус Роберт фон Майер , учёный -любитель , пишет статью о сохранении энергии, но отсутствие у него академической подготовки приводит к спору о приоритете .
• 1847 – Герман фон Гельмгольц официально формулирует закон сохранения энергии.
• первая половина XIX века - Коши разрабатывает уравнение количества движения и тензор напряжений.
• 1851 — Леон Фуко показывает вращение Земли с помощью огромного маятника ( Маятник Фуко ).
• 1870 г. - Рудольф Клаузиус выводит теорему вириала.
• 1890 — Анри Пуанкаре открывает чувствительность начальных условий в задаче трёх тел . ^[17]
• 1898 — Жак Адамар обсуждает бильярд Адамара . ^[18]

Современные разработки

• 1900 — Макс Планк выдвигает идею квантов , вводя квантовую механику.
• 1902 - Джеймс Джинс находит масштаб длины, необходимый для роста гравитационных возмущений в статической, почти однородной среде.
• 1905 – Альберт Эйнштейн впервые математически описывает броуновское движение и вводит релятивистскую механику.
• 1915 — Эмми Нётер доказывает теорему Нётер , из которой выводятся законы сохранения.
• 1915 – Альберт Эйнштейн представил общую теорию относительности.
• 1952 г. — Паркер разрабатывает тензорную форму теоремы вириала ^[19].
• 1954 — Андрей Колмогоров публикует первую версию теоремы Колмогорова–Арнольда–Мозера . ^[18]
• 1961 — Эдвард Нортон Лоренц открывает системы Лоренца и основывает область теории хаоса . ^[18]
• 1978 - Владимир Арнольд формулирует точную форму теоремы Лиувилля – Арнольда ^[20].
• 1983 - Мордехай Милгром предлагает модифицированную ньютоновскую динамику в качестве альтернативы гипотезе темной материи .
• 1992 - Удвадия и Калаба создают уравнение Удвадиа-Калаба.
• 2003 — Джон Д. Нортон представляет купол Нортона.

Рекомендации

1. Оссендрийвер, Матье (29 января 2016 г.). «Древние вавилонские астрономы рассчитали положение Юпитера по площади под графиком скорости времени». Наука . 351 (6272): 482–484. Бибкод : 2016Sci...351..482O. doi : 10.1126/science.aad8085. PMID  26823423. S2CID  206644971 . Проверено 29 января 2016 г.
2. Самбурский, Сэмюэл (2014). Физический мир поздней античности. Издательство Принстонского университета. стр. 65–66. ISBN 9781400858989.
3. Сорабджи, Ричард (2010). «Иоанн Филопон». Филопон и отказ от аристотелевской науки (2-е изд.). Институт классических исследований Лондонского университета. п. 47. ИСБН 978-1-905-67018-5. JSTOR  44216227. OCLC  878730683.
4. О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Аль-Бируни», Архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс:

   «Один из самых важных из многих текстов аль-Бируни — это «Тени» , которые, как полагают, он написал около 1021 года. [...] «Тени» — чрезвычайно важный источник наших знаний по истории математики, астрономии и физики. Это также содержит важные идеи, такие как идея о том, что ускорение связано с неравномерным движением, использование трех прямоугольных координат для определения точки в трехмерном пространстве, а также идеи, которые некоторые считают предвосхищающими введение полярных координат».

5. Шломо Пинс (1964), «Динамика д'Ибн Баджа», в «Меланжах Александра Койре» , I, 442–468 [462, 468], Париж.
   (см. Абель Б. Франко (октябрь 2003 г.). «Avempace, Projectile Motion и Impetus Theory», Journal of the History of Ideas 64 (4), стр. 521–546 [543]: « Пайнс также видел идею Авемпейса. усталости как предшественник лейбницианской идеи силы, которая, по его мнению, лежит в основе третьего закона движения Ньютона и понятия «реакции» сил ») .
6. Пайнс, Шломо (1970). «Абул-Баракат аль-Багдади, Хибат Аллах». Словарь научной биографии . Том. 1. Нью-Йорк: Сыновья Чарльза Скрибнера. стр. 26–28. ISBN 0-684-10114-9.:
   (см. Абель Б. Франко (октябрь 2003 г.), «Avempace, Projectile Motion и Impetus Theory», Journal of the History of Ideas 64 (4), стр. 521–546 [528]: Хибат Аллах Абу'л- Баракат аль-Багдади (ок. 1080 г. – после 1164/65 г.) оригинальным образом экстраполировал теорию на случай падения тел в своей «Китаб аль-Мутабар» («Книга того, что устанавливается посредством личного размышления»). ..] Эта идея, согласно Пайнсу, является «старейшим отрицанием фундаментального динамического закона Аристотеля [а именно, что постоянная сила производит равномерное движение]» и, таким образом, является «смутным предвосхищением фундаментального закона классической теории». механика [а именно, что сила, приложенная непрерывно, вызывает ускорение]». )
7. Кладжетт (1968, стр. 561), Николь Орем и средневековая геометрия качеств и движений; трактат о единообразии и различии интенсивностей, известный как Tractatus de Configurationibus qualitatum et motuum. Мэдисон, Висконсин: Издательство Университета Висконсина. ISBN 0-299-04880-2 . 
8. Грант, 1996, стр.103.
9. Ф. Джамиль Рагеп (2001), «Туси и Коперник: движение Земли в контексте», Наука в контексте 14 (1-2), стр. 145–163. Издательство Кембриджского университета .
10. «Хронология классической механики и свободного падения». www.scientus.org . Проверено 26 января 2019 г.
11. Шарратт, Майкл (1994). Галилей: решительный новатор. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-56671-1 , с. 198 
12. Уоллес, Уильям А. (2004). Доминго де Сото и ранний Галилей. Олдершот: Издательство Ashgate. ISBN 0-86078-964-0 (стр. II 384, II 400, III 272) 
13. Исмаил Буллиалдус, Astronomia Philolaica … (Париж, Франция: Пиже, 1645), стр. 23.
14. Роб Илифф и Джордж Э. Смит (2016). Кембриджский компаньон Ньютона . Издательство Кембриджского университета. п. 75. ИСБН 9781107015463.
15. Германн, Дж (1710). «Неизвестное название». Джорнале де Леттерати д'Италия . 2 : 447–467.
    Герман, Дж (1710). «Отрывок из письма М. Германа к М. Бернулли от Падуи 12 июля 1710 года». История Королевской академии наук . 1732 : 519–521.
16. Пуансо (1834) Theorie Nouvelle de la Rotation des Corps , Башелье, Париж
17. Пуанкаре, Х. (январь 1900 г.). "Введение". Акта Математика . 13 (1–2): 5–7. дои : 10.1007/BF02392506 . ISSN  0001-5962.
18. Oestreicher, Кристиан (30 сентября 2007 г.). «История теории хаоса». Диалоги в клинической неврологии . 9 (3): 279–289. doi :10.31887/DCNS.2007.9.3/coestreicher. ISSN  1958-5969. ПМК 3202497 . ПМИД  17969865. 
19. Паркер, EN (1954). «Тензорные вириальные уравнения». Физический обзор . 96 (6): 1686–1689. Бибкод : 1954PhRv...96.1686P. doi :10.1103/PhysRev.96.1686.
20. В. И. Арнольд, Математические методы классической механики, Тексты для аспирантов по математике (Springer, Нью-Йорк, 1978), Vol. 60.