2 Análisis: método de síntesis. El análisis es del todo a la parte (como la diferencia y la visión atómica), la síntesis es de la parte al todo (como la integración, incluyendo la síntesis del cielo y la tierra, el establecimiento de las tres leyes del movimiento, etc.) Newton escribió: “En las ciencias naturales, como en las matemáticas, en el estudio de las cosas difíciles, siempre debemos emplear primero el método analítico y luego el método de síntesis. En general, de resultado a causa, de causa especial a causa común, hasta que se demuestran las causas más comunes, este es el método de análisis. El método de síntesis asume que las causas se han encontrado y se han definido como principios, y luego utiliza estos principios para explicar los fenómenos que ocurren y para demostrar la validez de estas interpretaciones.” 3 Método deductivo. El método de síntesis analítica y la deducción inductiva se combinan. Newton comenzó con la observación y la experimentación. “Usar el método de inducción para sacar conclusiones comunes”, es decir, obtener conceptos y leyes, luego usar el método deductivo para deducir conclusiones, y luego probar, explicar y predecir a través de experimentos. La mayoría de estas predicciones se confirmaron posteriormente. Las leyes de Newton, llamadas axiomas, significaban que las conclusiones generales derivadas de la inducción podían ser utilizadas para derivar otras conclusiones. 4 Métodos Físicos y Matemáticos. Newton colocó los conceptos y leyes dentro del ámbito de la física “en las matemáticas, en la medida de lo posible”. Einstein dijo: “Newton fue el primero en encontrar una base que se expresara claramente en una fórmula. Sobre esta base, utiliza el pensamiento matemático para deducir de manera lógica y cuantitativa una amplia gama de fenómenos, que son coherentes con la experiencia. “Sólo la forma de la ley diferencial puede satisfacer plenamente las exigencias de los físicos modernos de la ley de causa y efecto, y la claridad del concepto de la ley diferencial es uno de los mayores logros intelectuales de Newton”. Newton lo tomó.
Newton resumen.
Isaac Newton (1643-1727) fue un gran físico, astrónomo y matemático, el fundador del sistema mecánico clásico. Newton 1643 65438 + 4 de octubre (1642 65438 + 25 de febrero del calendario juliano) nació en la pequeña ciudad de Urthorpe, en el este de Inglaterra, en una familia de agricultores. Mi padre murió de neumonía ocho o nueve meses antes de nacer. De pequeño, débil y obstinado. Cuando tenía tres años, su madre se volvió a casar y fue criada por su abuela. Cuando tenía 11 años, su padrastro murió y su madre regresó a casa con sus tres hermanos y hermanas. En su infeliz vida familiar, Newton tuvo malas calificaciones en la escuela primaria y "no mostró ningún talento excepto para diseñar maquinaria". Desde niño, Newton amaba la naturaleza y le gustaba usar la cabeza y las manos. A los ocho años, ahorró su dinero para comprar un martillo y una sierra. Le gustaba especialmente tallar relojes de sol y mostrar el tiempo con la proyección de un palo de madera en el reloj de sol. La leyenda dice que había grabados sus relojes de sol en todas partes en las esquinas de su casa y en el alféizar de la ventana. También hizo un reloj de sol que se colocó en el centro de la aldea, conocido como el "reloj de Newton", que se utilizó durante años después de la muerte de Newton. También hizo bicicletas con pedales; Hacer un reloj de goteo con pequeños barriles de madera; Volar cometas caseras con pequeñas lanteras (se cree que aparecen cometas); Hizo un modelo de molino con ratones pequeños, y así sucesivamente. El ejemplo más vívido de sus observaciones de la naturaleza fue su primer experimento a la edad de 15 años: para calcular la fuerza y la velocidad del viento, eligió saltos por viento y contra viento cuando el viento era fuerte, y luego midió la diferencia de distancia entre los dos saltos. Newton estuvo en la farmacia de Clark en la ciudad de Grantham cuando estudiaba en la escuela secundaria, lo que le dio el hábito de hacer experimentos científicos, ya que la farmacia era un laboratorio de química. En sus notas, Newton clasificó los fenómenos de la naturaleza, incluidos los colores, los relojes, la astronomía, la geometría, etc. Estos métodos de aprendizaje flexibles fueron una buena base para sus creaciones posteriores. Newton dejó de estudiar y trabajar en la agricultura debido a la pobreza. Durante este tiempo dedicó todo su tiempo al aprendizaje. El pastoreo de ovejas, las compras, la agricultura, no podía dejar de lado, ni siquiera sabía que las ovejas comían las cosechas de los demás. Su tío, un sacerdote, una vez descubrió que Newton estaba estudiando matemáticas y lo apoyó en sus estudios. Junio de 1661 fue admitido en el Trinity College de Cambridge. Como estudiante subsidio, debe asumir la tarea de servir a algunos de sus hijos ricos. El profesor Isaac Barrow (163-1677) del Trinity College fue el primer profesor en dirigir una nueva conferencia sobre ciencias naturales (Lucas Conferencias) a través de un modelo educativo reformado. Fue conocido como el "mejor erudito de Europa" y tenía una afición especial por Newton, lo que le llevó a leer muchos de los buenos escritos de sus predecesores. Newton fue elegido asistente de Barrow en 1664 y se graduó de la universidad en 1665. De 1665 a 1666, dos años después de la epidemia de peste en Londres, Newton regresó a casa. Newton había sido brillante en estos dos años y había hecho muchos inventos. Regresó a la Universidad de Cambridge en 1667 y obtuvo su maestría en julio de 1668. En 1669, Barrow recomendó a Newton, de 26 años, para reemplazar al profesor Lucas, y en 1672 se convirtió en miembro de la Royal Society, y en 173 se convirtió en presidente de la Royal Society. En 1699 fue nombrado director de la Oficina de la Moneda. En 171 renunció a la Universidad de Cambridge. Fue canonizado en 175 por los méritos de la reforma monetaria. Newton murió en Kensington en 1727 y su cuerpo fue enterrado en la iglesia de Westminster. Los grandes logros de Newton son inseparables de su esfuerzo y diligencia. Su asistente, H. Newton, dijo: “Rara vez se acuesta antes de las dos o tres, a veces hasta las cinco o las seis”. A menudo pasaba cinco o seis semanas en el laboratorio durante la primavera y el otoño, hasta que terminé mi experimento". Tenía la costumbre de persistir durante mucho tiempo y concentrarse en resolver un problema a fondo. Respondiendo a las preguntas de la gente sobre su visión de las cosas, dijo "seguir pensando". Esa es su principal característica. Hay muchas historias sobre esto: cuando era joven, una vez llevaba una vaca a la montaña mientras leía un libro, y cuando llegó a casa solo encontró una cuerda en la mano. Cocinar los huevos regularmente al leer hará que el reloj y los huevos hirviesen juntos en la olla; Una vez invitó a un amigo a cenar en su casa, pero trabajó en su laboratorio. Repetidamente insistió, pero no salió. Cuando un amigo terminó de comer un pollo y le quedaba un montón de huesos en el plato, Newton lo recordó, pero al ver los huesos en el plato, de repente dijo: "Pensé que no lo había comido, así que ya lo he comido". Los logros de Newton se resumen de manera más completa en Engels, Inglaterra, en el siglo XVIII: “Newton fundó la astronomía científica al inventar las leyes de la gravedad, la óptica científica al descomponer la luz, las matemáticas científicas al crear los teoremas binomiales y la teoría del infinito, y la mecánica científica al conocer la naturaleza de la fuerza”. (Los resultados de Newton en el establecimiento de la ley de la gravedad universal y la mecánica clásica se detallan en los artículos pertinentes de este manual). Se destacan los logros en matemáticas, óptica y filosofía (metodología). Desde el siglo XVII, la geometría y el álgebra primitivas han tenido dificultades para resolver muchos de los nuevos problemas planteados por la producción y las ciencias naturales de la época, tales como: ¿cómo se puede calcular la velocidad y la aceleración instantáneas de un objeto? Cómo calcular la tangente de la curva y la longitud de la curva (distancia de los planetas), el área del diámetro del vector barrido, los valores mínimos (p. ej., perihelio, campo máximo, etc.). Volumen, centro de gravedad, gravedad, etc. Aunque Newton había desarrollado previamente logaritmos, geometría analítica, series infinitas, etc., no pudo resolver estos problemas de una manera satisfactoria o universal. La mayor influencia en Newton fue la Geometría de Descartes y la Aritmética Infinita de Varys. Newton unificó varios métodos especiales desde la antigua Grecia para resolver el problema de infinito pequeño en el cálculo de flujo hacia abajo (discreción) y el cálculo de contracorriente (integral) dos algoritmos, que se reflejan en la aplicación de la ecuación polinomial infinita en 1669, la aplicación del cálculo de flujo y el número infinito en 1671, la aplicación del número infinito en 1676. El “flujo” es una variable independiente que cambia con el tiempo, como X, Y, S, U, etc. El “número de flujo” es la velocidad de cambio del flujo, es decir, la tasa de cambio, escritura, etc. Hay una diferencia entre "tasa variable" y "tasa variable". Al mismo tiempo, publicó por primera vez su teorema de despliegue binomial en 1676. Newton descubrió otras secuencias infinitas y las utilizó para calcular áreas, integrales, ecuaciones, etc. En 1684, Leibniz introdujo y extendió la S como el símbolo del cálculo a partir del estudio de la tangente de la curva, y desde entonces el cálculo fundado por Newton se popularizó rápidamente en los países continentales. La aparición del cálculo se convirtió en otra rama importante del desarrollo matemático, además de la geometría y el álgebra - el análisis matemático (Newton llamó "el método de análisis de ecuaciones polinomiales infinitas"), y se desarrolló aún más en geometría diferencial, ecuaciones diferenciales, el método de variación, etc., y luego promovió el desarrollo de la física teórica. Por ejemplo, el suizo J. Bernoulli buscó la solución de la curva de descenso más rápida, una pregunta inicial del método variable que ningún matemático europeo pudo responder en seis meses. En 1697, Newton escuchó por casualidad que la solución se resolvió esa misma noche y fue publicada anónimamente en el Journal of Philosophy. bernoulli se sorprendió y dijo:" reconozco al león en esta garra afilada". Los logros de Newton en la óptica La óptica de Newton es otro clásico de la ciencia (174). El subtítulo del libro, "Tratado sobre la reflexión, la refracción, la curvatura y el color de la luz", refleja sus logros ópticos. La primera es la óptica geométrica y la teoría del color (experimento de espectroscopia de prisma). A partir de 1663 comenzó a moler lentes y a fabricar telescopios. En una carta a la Royal Society, informó: "He hecho un prisma de cristal triangular al comienzo de 1666 para probar el famoso fenómeno del color. Para hacer esto, oscurecí la habitación...” Luego describió en detalle su experimento de dispersión prisma al introducir pequeños agujeros en la luz solar. De Aristóteles a Descartes, la teoría del color de la luz sostiene que la luz blanca es pura y uniforme, el verdadero color de la luz. La luz de color es una variante de la luz blanca. Newton notó cuidadosamente que la luz del sol no era de los cinco colores de los que se hablaba en el pasado, sino entre el rojo, el amarillo, el verde, el azul y el púrpura, y los colores intermedios como la naranja y el cromo. Curiosamente, el prisma no era redondo, sino largo oval, y luego probó los efectos de “partes de vidrio de diferentes espesores”, “ventanas de diferentes tamaños”, “coloca el prisma fuera y luego pasa a través de los agujeros” y “el vidrio es desigual o ocasionalmente irregular”. Coloque los dos prismas al revés para "eliminar el efecto del primer prisma"; Tomemos "la luz de las diferentes partes del sol, para ver qué tipo de influencia tendrá en las diferentes direcciones de incidencia"; Y "Calcular el índice de refracción de la luz de cada color" "Observar si la luz se mueve a lo largo de la curva después de pasar a través del prisma"; Finalmente, se realizó un "experimento decisivo": la luz monocromática se extrajo de la banda de color formada por el prisma a través de pequeños agujeros en la pantalla y se proyectó en el segundo prisma para obtener el índice de refracción de la luz de color nuclear (conocido entonces como "índice de refracción"), de modo que "la luz blanca en sí es una mezcla no uniforme de diferentes índices de refracción de la luz de color". Esta sorprendente conclusión revirtió las teorías anteriores y fue el resultado de la observación cuidadosa de Newton y el pensamiento experimental repetido. Al investigar el problema, Newton también afirmó que ni el telescopio Galileo (lente concave o convexa) ni el telescopio Kepler (ambas lentes convexas) pudieron evitar las diferencias de color causadas por la dispersión de la lente objetivo. Descubrió que los espejos metálicos cuidadosamente pulidos pueden ampliarse de 3 a 4 veces como objetivos. En 1671 envió el espejo a la Royal Society para su conservación. Hasta el día de hoy, los telescopios gigantes siguen siendo básicos en el estilo newtoniano. Los espejos ópticos de precisión pulidos por el método newtoniano siguen siendo el principal medio de procesamiento óptico en muchas fábricas. La segunda parte de la óptica describe varios experimentos sobre el fenómeno de los anillos newtonianos cuando la luz se ilumina sobre lentes convexas apiladas y vidrios planos. Hizo todos los experimentos que los experimentos modernos pudieran imaginar, y realizó mediciones precisas, excepto la causa de los anillos. Interpreta los fenómenos de interferencia como "explosiones" o "ajustes" en la propagación de la luz, es decir, son cíclicos, a veces "fáciles de reflejar" y a veces fáciles de propagar. Incluso midió el tamaño de estos intervalos iguales. Por ejemplo, hay un intervalo entre el color amarillo y el naranja, que es 1/89 pulgadas (actualmente 2854 × 1 - 65438). La tercera parte de la óptica es “el nudo” (pensó que la luz es absorbida), es decir, los experimentos de difracción y doble refracción y sus 31 preguntas. Estos experimentos de difracción incluyeron más de 1 experimentos, tales como el cabello, las hojas, la formación de un haz monocromático y estrecho de división afilada "bandas de luz" (ahora conocido como patrones de difracción). Newton había llegado a la puerta de un gran descubrimiento, pero lo había perdido. Sus 31 preguntas son instructivas y demuestran que Newton no hizo afirmaciones absolutas hasta que los hechos experimentales y las ideas físicas maduraron. En los capítulos 1 y 2 de Optics, Newton vio la luz como un flujo de materia, un conjunto de partículas de diferentes velocidades y tamaños emitidas por una sola fuente de luz. En la doble refracción, asumió que estas partículas de luz eran direccionales y anisotrópicas. Debido a que la teoría de las ondas no podía explicar el avance recto de la luz, se inclinó hacia la teoría de partículas, pero pensó que las partículas y las ondas eran hipotéticas. Incluso cree que la existencia del éter es infundada. En la mecánica de fluidos, Newton señaló que la resistencia viscosa del líquido es proporcional a la velocidad de corte, y esta resistencia es proporcional a la velocidad de separación entre las partes del líquido. Aquellos que cumplen con esta ley (por ejemplo, el aire y el agua) se llaman fluidos newtonianos. En términos de calor, la ley de enfriamiento de Newton dice que cuando la superficie de un objeto se convierte en una diferencia de temperatura con su entorno, la pérdida de calor por unidad de área por unidad de tiempo es proporcional a esta diferencia de temperatura. En acústica, señaló que la velocidad del sonido es proporcional a la raíz cuadrada de la presión atmosférica y inversamente a la raíz cuadrada de la densidad. Había considerado la propagación del sonido como un proceso isotérmico, pero más tarde P.S. Laplace lo modificó como un proceso aislante. El método filosófico y científico de Newton. Los grandes logros de Newton en la ciencia, combinados con su sencilla filosofía materialista y un sistema de metodología de la física a gran escala, tuvieron una gran influencia en el desarrollo de la física y de las ciencias naturales en general, en la revolución industrial del siglo XVIII, en las transformaciones socioeconómicas y en el desarrollo del materialismo mecánico. Sólo se han dibujado algunos contornos. Las ideas filosóficas de Newton son inseparables de sus fundamentos en la mecánica. Su intento de explicar todos los fenómenos de la naturaleza desde el punto de vista de la mecánica dio lugar al materialismo filosófico espontáneo de Newton, que condujo a la predominación del mecanismo. De hecho, Newton consideraba todos los fenómenos como la química, el calor y la electricidad como “cosas relacionadas con la atracción o repulsión”. Por ejemplo, primero describió la afinidad química y describió la reacción de desplazamiento químico como la competencia de dos fuerzas gravitacionales. Considerado que "el ejercicio o la fermentación producen calor"; La explosión de la pólvora también es un proceso en el que las partículas de azufre, carbono y otras partículas chocan violentamente entre sí, se descomponen y se expanden por calor. Esta concepción mecánica, es decir, la clasificación de todas las formas de movimiento de la materia como movimiento mecánico, adopta la concepción absoluta del espacio-tiempo, la teoría del átomo, el determinismo mecánico que determina el movimiento en cualquier momento futuro por las condiciones iniciales, la ley de causa y efecto de las cosas. Son necesarios como una forma general de pensar en toda la física para explicar el problema del movimiento mecánico. Se puede pensar que Newton fue el primero en establecer un sistema relativamente completo de causalidad física, la piedra angular de la física clásica. La contribución de Newton a la metodología científica, al igual que su contribución a la física y, en particular, a la mecánica, no fue sólo la creación de uno o dos nuevos métodos, sino la formación de un sistema metodológico para el estudio de las cosas, con varios principios metodológicos. En el principio de Newton, el siguiente método científico se manifiesta: 1 Método experimental-teórico-aplicado. Como dice Newton en el Preámbulo de los Principios: “Toda la tarea de la filosofía parece consistir en estudiar las fuerzas de la naturaleza a partir de los fenómenos del movimiento y, a continuación, en utilizar estos aspectos para demostrar otros fenómenos”. El historiador de la ciencia I.B. Cohen señaló acertadamente que Newton “ha estado comparando principalmente el mundo real con sus representaciones matemáticas simplificadas”. Newton era un maestro de la experiencia y de la síntesis de los materiales prácticos, y un experto en la aplicación de sus teorías a los problemas prácticos de los cuerpos celestes, los fluidos, la gravedad, etc.