Newtons åsikter Om Rymd, Tid Och Rörelse

Innehållsförteckning:

Newtons åsikter Om Rymd, Tid Och Rörelse
Newtons åsikter Om Rymd, Tid Och Rörelse

Video: Newtons åsikter Om Rymd, Tid Och Rörelse

Video: Newtons åsikter Om Rymd, Tid Och Rörelse
Video: X 3.2 Tid och rörelse 2024, Mars
Anonim

Inmatningsnavigering

  • Inmatningsinnehåll
  • Bibliografi
  • Akademiska verktyg
  • Vänner PDF-förhandsvisning
  • Författare och Citation Info
  • Tillbaka till toppen

Newtons åsikter om rymd, tid och rörelse

Först publicerad tors 12 augusti 2004; substantiell revidering mån 22 aug 2011

Isaac Newton grundade klassisk mekanik med tanke på att rymden skiljer sig från kroppen och att tiden går enhetligt utan hänsyn till om något händer i världen. Av denna anledning talade han om absolut rymd och absolut tid för att skilja dessa enheter från de olika sätten vi mäter dem (som han kallade relativa rymden och relativa tider). Från antiken till sjuttonhundratalet hävdade motsatta åsikter som förnekade att rum och tid är verkliga enheter att världen nödvändigtvis är en materiell plenum. När det gäller rymden ansåg de att idén om tomt utrymme är en konceptuell omöjlighet. Rymden är inget annat än en abstraktion som vi använder för att jämföra olika arrangemang av kropparna som utgör plenumet. När det gäller tid, insisterade de, det kan inte förekomma tid utan att någon förändring inträffat någonstans. Tid är bara ett mått på förändringscykler i världen.

I samband med dessa frågor om rymdens och tidens ontologiska status var frågan om den sanna rörelsens natur. Newton definierade den verkliga rörelsen hos en kropp som dess rörelse genom absolut rymd. De som, före eller kort efter Newton, förkastade rymdens verklighet, förnekade inte nödvändigtvis att det finns ett faktum i fråga om tillståndet för en viss kropps sanna rörelse. De trodde snarare att begreppet sann rörelse kunde analyseras i termer av de relativa rörelsens eller orsakerna till det. Svårigheten (eller, som Newton påstod, omöjligheten) att göra detta utgjorde för Newton ett starkt argument för att det finns ett absolut rymd.

I nyare litteratur har Newtons teser om rymdens och tidens ontologi kommit att kallas substantivism i motsats till relationism. Det bör dock betonas att Newton inte betraktade rum och tid som äkta ämnen (som paradigmatiskt är kroppar och sinnen) utan snarare som verkliga enheter med sitt eget sätt att existera som nödvändigt av Guds existens (närmare bestämt hans allmänt och evighet).

  • 1. Översikt över Scholium
  • 2. Arvet från antiken

    • 2.1 The Void
    • 2.2 Aristoteles doktriner
    • 2.3 Innovationer från 1500-talet
    • 2.4 Charleton och sjuttonhundratalets återupplivning av atomismen
  • 3. Descartes 'innovation
  • 4. Newtons manuskript: De Gravitatione …
  • 5. Strukturen i Newtons Scholium om tid, rymd, plats och rörelse

    • 5.1 Argument för absolut tid
    • 5.2 Direktargument för absolut utrymme
    • 5.3 Argumenten från egenskaper, orsaker och effekter
    • 5.4 Diskriminera i praktiken mellan absolut och uppenbar rörelse
  • 6. Vanliga hinder för att förstå Scholium

    • 6.1 Vilka viktigaste hinder är
    • 6.2 Varför de verkligen är hinder
  • 7. Newtons Legacy
  • Bibliografi
  • Akademiska verktyg
  • Andra internetresurser
  • Relaterade poster

1. Översikt över Scholium

Idag är Newton bäst känd som en fysiker vars största enskilda bidrag var formuleringen av klassisk mekanik och gravitationsteori som anges i hans Philosophae Naturalis Principia Mathematica (Matematiska principer för naturfilosofi), som först publicerades 1687, och som nu vanligtvis hänvisas till helt enkelt som "Newtons Principia". Newtons åsikter om rymd, tid och rörelse gav inte bara den kinematiska grunden för detta monumentala arbete och därmed för hela den klassiska fysiken fram till det tidiga 1900-talet, utan spelade också en integrerad roll i Newtons allmänna filosofiska och teologiska system (till stor del) utvecklats före Principia). Eftersom Newton aldrig utarbetade en avhandling om, eller ens en uppfattning av, detta allmänna system, hans status som en av de stora filosoferna på sjuttonhundratalet, verkligen genom tiderna,är inte längre uppskattad.

Ett "Scholium" i början av Principia, infogat mellan "definitionerna" och "lagarna om rörelse", innehåller Newtons åsikter om tid, rum, plats och rörelse. Han börjar med att säga att eftersom i det gemensamma livet dessa kvantiteter är tänkta vad gäller deras förhållanden till förnuftiga kroppar, är det skyldigt att skilja å ena sidan den relativa, uppenbara, gemensamma uppfattningen av dem, och å ena sidan andra, de absoluta, sanna, matematiska mängderna själva. För att parafrasera:

  • Absolut, sann och matematisk tid, från sin egen natur, passerar lika utan relation till något externt, och därmed utan hänvisning till någon förändring eller sätt att mäta tid (t.ex. timmen, dagen, månaden eller året).
  • Det absoluta, sanna och matematiska utrymmet förblir lika och immovierbart utan relation till något externt. (Den specifika betydelsen av detta kommer att klargöras nedan av hur det står i kontrast till Descartes 'rymdbegrepp.) Relativa utrymmen är mått på absolut rymd definierat med hänvisning till ett system av kroppar eller annat, och således kan ett relativt utrymme och troligt kommer att vara i rörelse.
  • Den plats av en kropp är det utrymme som den upptar, och kan vara absolut eller relativ beroende på om utrymmet är absolut eller relativ.
  • Absolute rörelse är översättning av en kropp från en absolut plats till en annan; relativ rörelse översättningen från en relativ plats till en annan.

Newton ägnar huvuddelen av Scholium till att hävda att skillnaden mellan de verkliga kvantiteterna och deras relativa åtgärder är nödvändig och motiverad.

Det framgår av dessa karaktärer att enligt Newton:

  1. rymden är något som skiljer sig från kroppen och existerar oberoende av kroppens existens,
  2. det finns ett faktum i frågan om en given kropp rör sig och vad den verkliga rörelsemängden är, och
  3. en kropps verkliga rörelse består inte av eller kan inte definieras i termer av dess rörelse relativt andra kroppar.

Den första av dessa teser var en viktig punkt i 1700-talets naturfilosofi och en anfall av Newtons kritiker som Leibniz, Huygens och Berkeley. Den andra var inte i allmän tvist. Descartes, Leibniz och Berkeley trodde alla att, för att uttrycka det på något skolastiska termer, är predikatet "x är i verklig rörelse" ett komplett predikat i den meningen att det rymmer eller misslyckas med att hålla för en viss kropp. (Huygens, åtminstone i sina åsikter efter Principia, utgör ett speciellt fall.) För de som nekade den första avhandlingen var det således nödvändigt att säkra en definition eller en analys av vad det betyder för en kropp att vara i sann rörelse (och vad som bestämmer mängden av den rörelsen), så att den är lika adekvat för fakta som Newtons karaktärisering av sann rörelse. De ovan nämnda siffrorna ansåg att rörelse i förhållande till andra organ är ett nödvändigt villkor för verklig rörelse, men inte i sig självt ett tillräckligt villkor.

Under årens lopp försvann konsensus i 17-talet och början av 1700-talet om avhandling (2), och det blev vanligt att karakterisera Newtons motståndare som förnekar att det finns ett faktum i frågan om en kropp är i verklig rörelse och i stället upprätthålla att all rörelse bara är relativ rörelse. Således förväntar moderna läsare att Newtons Scholium om rymd, tid och rörelse bör läsas som att de inte bara argumenterar för avhandling (1) ovan, utan också avhandling (2), att all rörelse inte bara är relativ rörelse, utan att vissa rörelser är sanna och absolut. Newtons argument rörande rörelse är dock utformade för att visa, inte att sann rörelse skiljer sig från endast relativ rörelse (som beviljas av alla), utan snarare att den enda genomförbara analysen av sann rörelse kräver hänvisning till absoluta platser,och därmed existensen av absolut rymd.

I synnerhet har det antagits att Newtons så kallade "roterande hink-experiment", tillsammans med det senare exemplet på ett par jordklot som är förbundna med ett ackord och som kretsar om deras tyngdpunkt, är tänkt att argumentera eller ge bevis för existensen av sann eller absolut rörelse. Detta är inte bara falskt, utan de två fallen har särskilda syften inom ramen för Scholium. Det roterande skop-experimentet är det sista av fem argument från "egenskaper, orsaker och effekter av rörelse" som är utformade för att visa kumulativt att en adekvat analys av sann rörelse måste innebära hänvisning till absolut rymd. Däremot är exemplet med de roterande jordglobarna avsedda att illustrera hur det är det, trots att det absoluta utrymmet är osynligt för sinnena,det är ändå möjligt att dra slutsatsen att enskilda kroppers absoluta rörelse i olika fall.

2. Arvet från antiken

2.1 The Void

Den viktigaste frågan som bildar 1600-talets åsikter om rymdens, tidens och rörelsens natur är huruvida ett verkligt tomrum eller vakuum är möjligt eller inte, det vill säga en plats utan kropp av något slag (inklusive sällsynta ämnen som luft). Forntida atomism, som åtminstone går tillbaka till den pre-sokratiska filosofen Democritus (5: e århundradet, f. Kr.), ansåg att det inte bara är sådant möjligt, utan faktiskt existerar bland mellanrummen i de minsta, odelbara delarna av materien och sträcker sig utan oändligt bundet. Efter Platon avvisade Aristoteles möjligheten till ett tomrum och hävdade att ett tomrum per definition är ingenting, och vad som ingenting kan existera.

2.2 Aristoteles doktriner

Enligt Aristoteles är universum en materiell plenum, begränsad i utsträckning, avgränsad av den yttersta sfären för de fasta stjärnorna. Utöver det finns inget tomrum, dvs tomma platser, eftersom Aristoteles definierar "plats", är platsen för något den yttersta av "den innersta rörliga gränsen för det som innehåller det." Eftersom det inte finns några gränser utanför den yttersta himmelsfären finns det inga platser eller utrymme utanför den.

Enligt Aristoteles är tiden bara måtten på rörelse, där han med "rörelse" menar förändring av alla slag, inklusive kvalitativ förändring. För att definiera tidens enhetlighet, det vill säga uppfattningen om lika tidsintervaller, styrdes Aristoteles av astronomisk praxis, som i antiken tillhandahöll de mest praktiska och exakta tidsmåtten. Han identifierade enhetlig rörelse med de fasta stjärnornas rörelsehastighet, ett val som han fann en dynamisk motivering i sin himmelsfysik.

"Lokal" rörelse är bara en rörelseart, nämligen förändring av plats. Rörelse, i allmänhet, definierade han som realisering av potentialen, en uppfattning som vanligtvis ansågs på 1600-talet vara så otydlig att antingen vara värdelös eller meningslös. När det gäller lokal rörelse är det emellertid inga svårigheter vad som utgör en kropps sanna eller absoluta rörelse i ett ändligt geocentriskt universum. I själva verket rör elementära ämnen i undermåneområdet (jord, luft, eld och vatten) av sig själva antingen upp eller ner, dvs mot mitten eller bort från mitten av sin natur. Det himmelska riket, som börjar med månens omloppsbana, består av ett sammankopplande nätverk av himmelsfärer sammansatt av ett femte element (eter), som i sin natur är anordnat till cirkulär rörelse kring universumets centrum (dvs.jordens centrum). Om rörelsen hos detta ämne anses vara måtten på tiden, roterar himmelkulorna nödvändigtvis jämnt. Eftersom en rörelse i en inbäddad sfär är summan av dess naturliga rörelse överlagrade på de naturliga rörelserna för de sfärer där den är inbäddad, och eftersom rotationsaxlarna i allmänhet är inställda på något olika vinklar för att redogöra för varför solen rör sig inte på himmelsekvatorn och planeterna och månen rör sig inte strikt på ekliptiken (dvs. solens väg mot de fasta stjärnorna), månens rörelser, planeterna och till och med solen är inte nödvändigtvis enhetlig. Eftersom fäststjärnornas sfär är inbäddad i ingen annan himmelsfär i rörelse, är de fasta stjärnornas rörelse de facto måtten på all rörelse. Om rörelsen hos detta ämne anses vara måtten på tiden, roterar himmelkulorna nödvändigtvis jämnt. Eftersom en rörelse i en inbäddad sfär är summan av dess naturliga rörelse överlagrade på de naturliga rörelserna för de sfärer där den är inbäddad, och eftersom rotationsaxlarna i allmänhet är inställda på något olika vinklar för att redogöra för varför solen rör sig inte på himmelsekvatorn och planeterna och månen rör sig inte strikt på ekliptiken (dvs. solens väg mot de fasta stjärnorna), månens rörelser, planeterna och till och med solen är inte nödvändigtvis enhetlig. Eftersom fäststjärnornas sfär är inbäddad i ingen annan himmelsfär i rörelse, är de fasta stjärnornas rörelse de facto måtten på all rörelse. Om rörelsen hos detta ämne anses vara måtten på tiden, roterar himmelkulorna nödvändigtvis jämnt. Eftersom en rörelse i en inbäddad sfär är summan av dess naturliga rörelse överlagrade på de naturliga rörelserna för de sfärer där den är inbäddad, och eftersom rotationsaxlarna i allmänhet är inställda på något olika vinklar för att redogöra för varför solen rör sig inte på himmelsekvatorn och planeterna och månen rör sig inte strikt på ekliptiken (dvs. solens väg mot de fasta stjärnorna), månens rörelser, planeterna och till och med solen är inte nödvändigtvis enhetlig. Eftersom fäststjärnornas sfär är inbäddad i ingen annan himmelsfär i rörelse, är de fasta stjärnornas rörelse de facto måtten på all rörelse.himmelsfärerna roterar nödvändigtvis jämnt. Eftersom en rörelse i en inbäddad sfär är summan av dess naturliga rörelse överlagrade på de naturliga rörelserna för de sfärer där den är inbäddad, och eftersom rotationsaxlarna i allmänhet är inställda på något olika vinklar för att redogöra för varför solen rör sig inte på himmelsekvatorn och planeterna och månen rör sig inte strikt på ekliptiken (dvs. solens väg mot de fasta stjärnorna), månens rörelser, planeterna och till och med solen är inte nödvändigtvis enhetlig. Eftersom fäststjärnornas sfär är inbäddad i ingen annan himmelsfär i rörelse, är de fasta stjärnornas rörelse de facto måtten på all rörelse.himmelsfärerna roterar nödvändigtvis jämnt. Eftersom en rörelse i en inbäddad sfär är summan av dess naturliga rörelse överlagrade på de naturliga rörelserna för de sfärer där den är inbäddad, och eftersom rotationsaxlarna i allmänhet är inställda på något olika vinklar för att redogöra för varför solen rör sig inte på himmelsekvatorn och planeterna och månen rör sig inte strikt på ekliptiken (dvs. solens väg mot de fasta stjärnorna), månens rörelser, planeterna och till och med solen är inte nödvändigtvis enhetlig. Eftersom fäststjärnornas sfär är inbäddad i ingen annan himmelsfär i rörelse, är de fasta stjärnornas rörelse de facto måtten på all rörelse. Eftersom en rörelse i en inbäddad sfär är summan av dess naturliga rörelse överlagrade på de naturliga rörelserna för de sfärer där den är inbäddad, och eftersom rotationsaxlarna i allmänhet är inställda på något olika vinklar för att redogöra för varför solen rör sig inte på himmelsekvatorn och planeterna och månen rör sig inte strikt på ekliptiken (dvs. solens väg mot de fasta stjärnorna), månens rörelser, planeterna och till och med solen är inte nödvändigtvis enhetlig. Eftersom fäststjärnornas sfär är inbäddad i ingen annan himmelsfär i rörelse, är de fasta stjärnornas rörelse de facto måtten på all rörelse. Eftersom en rörelse i en inbäddad sfär är summan av dess naturliga rörelse överlagrade på de naturliga rörelserna för de sfärer där den är inbäddad, och eftersom rotationsaxlarna i allmänhet är inställda på något olika vinklar för att redogöra för varför solen rör sig inte på himmelsekvatorn och planeterna och månen rör sig inte strikt på ekliptiken (dvs. solens väg mot de fasta stjärnorna), månens rörelser, planeterna och till och med solen är inte nödvändigtvis enhetlig. Eftersom fäststjärnornas sfär är inbäddad i ingen annan himmelsfär i rörelse, är de fasta stjärnornas rörelse de facto måtten på all rörelse.och eftersom rotationsaxlarna i allmänhet är inställda på något olika vinklar för att redogöra för varför solen inte rör sig på himmelsekvatorn och planeterna och månen rör sig inte strikt på ekliptiken (dvs. solens väg mot de fasta stjärnorna), månens rörelser, planeter och till och med solen är inte nödvändigtvis enhetliga. Eftersom fäststjärnornas sfär är inbäddad i ingen annan himmelsfär i rörelse, är de fasta stjärnornas rörelse de facto måtten på all rörelse.och eftersom rotationsaxlarna i allmänhet är inställda på något olika vinklar för att redogöra för varför solen inte rör sig på himmelsekvatorn och planeterna och månen rör sig inte strikt på ekliptiken (dvs. solens väg mot de fasta stjärnorna), månens rörelser, planeter och till och med solen är inte nödvändigtvis enhetliga. Eftersom fäststjärnornas sfär är inbäddad i ingen annan himmelsfär i rörelse, är de fasta stjärnornas rörelse de facto måtten på all rörelse.de fasta stjärnornas rörelse är de facto måtten på all rörelse.de fasta stjärnornas rörelse är de facto måtten på all rörelse.

De rörelser som hittills talas om är alla naturliga rörelser för ämnena i frågor, rörelser som induceras av kroppen är själva substansen som det är. Däremot andra rörelser, där orsaken till rörelsen är yttre snarare än den inre i kroppen, underlagde Aristoteles under begreppet våldsam rörelse. Våldsam rörelse krävs för att den ska fortsätta konstant tillämpning av en extern orsak.

2.3 Innovationer från 1500-talet

Även om Aristoteles åsikter dominerade den medeltida skolastiken inträffade ett förnyat intresse för atomism i början av 17-talet. Bortsett från allmänna faktorer som renässansen, humanismen och reformationen gjorde specifika innovationer från 1500-talet det attraktivt. Även om Copernicus introduktion av ett heliostatiskt system motiverades av en strikt anslutning till Aristoteles dynamik i himmelsfärerna, ifrågasatte det hans jordfysik. Galileos teleskopiska observationer av månens yta och hans upptäckt av månar som kretsade kring Jupiter, ifrågasatte själva skillnaden mellan det jordiska och det himmelska. Dessutom antydde synligheten för ett överflöd av nya stjärnor, tydligen utan slut, att universum i själva verket kan vara utan gräns.

2.4 Charleton och sjuttonhundratalets återupplivning av atomismen

En viktig representant för återupplivningen av atomismen och dess åtföljande åsikter om tomrummet är Walter Charletons fysiologi Epicuro-Gassendo-Charltoniana: Eller en Fabrick of Science Natural, på hypotesen om atomer, Grundat av Epicurus, reparerad av Petrus Gassendus, Augmented by Walter Charleton”, som dök upp på engelska 1654, tolv år efter Newtons födelse. Det är en text med vilken Newton blev bekant som en grundutbildare, och några av de huvudsakliga teserna om tid och rum som senare presenterats i Principia och olika opublicerade manuskript i Newtons hand kan hittas i Charleton. Dessa inkluderar:

  • att tid och rum är verkliga enheter även om de inte passar någon av de traditionella kategorierna av ämne eller olycka (dvs. ett ämnes egendom),
  • den tiden "flödar [evigt] i samma lugn och lika tenor," medan alla kroppers rörelse är föremål för "acceleration, retardering eller upphängning",
  • den tiden skiljer sig från alla mått på den, t.ex. himmelrörelse eller soldagen,
  • att utrymmet är "absolut immoveable" och integrerande,
  • att kroppar, eller "kroppsmässiga dimensioner" är överallt "samexistent och kompatient" med "dimensioner" på de delar av rymden de upptar,
  • det utrymmet som skiljer sig från kroppen fanns innan Gud skapade världen och att Guds allestädesnivå är hans bokstavliga närvaro överallt, och
  • den rörelsen är översättning eller migrering av kropp från ett ställe, som en orörlig del av rymden, till en annan.

Charletons argument för hans syn på tid har ungefär samma tenor som de som Newton gav i Principia. Men i tydlig kontrast är de för tomt, oerhört och oföränderligt utrymme ganska olika. Charleton vädjar till förklaringen av sådana fenomen som sällsyntning och kondensation, skillnaderna i "gravitationsgrader" hos kroppar och de många sätt på vilka kroppar kan interpenetrera på mikronivå när det gäller löslighet, absorption, kalefaction och olika kemikalier reaktioner. Emellertid introducerar Charleton inte terminologin för "relativ" tid, "relativa" utrymmen eller "relativa" platser och väcker ingenstans oro beträffande sann (absolut) rörelse jämfört med endast relativ rörelse. Märkligt nog, även om Charleton nämner och kritiserar Descartes när det gäller andra frågor,ingen anmärkning om att Descartes, ett decennium tidigare, hade föreslagit förklaringar, i detalj eller i översikt, för just dessa slags fenomen enligt ett natursystem där världen är fullständigt fylld med materia och i vilket utrymme som skiljer sig från kropp kan inte existera. Det kan med rätta sägas att Descartes är grundaren av den andra huvudskolan i den "mekaniska filosofin" från 1600-talet, som stod i direkt opposition till atomismen i frågan om möjligheten till ett vakuum och som anpassade de aristoteliska doktrinerna på naturen av tid, rymd och rörelse till den nya världsbilden. Det kan med rätta sägas att Descartes är grundaren av den andra huvudskolan i den "mekaniska filosofin" från 1600-talet, som stod i direkt opposition till atomismen i frågan om möjligheten till ett vakuum och som anpassade de aristoteliska doktrinerna på naturen av tid, rymd och rörelse till den nya världsbilden. Det kan med rätta sägas att Descartes är grundaren av den andra huvudskolan i den "mekaniska filosofin" från 1600-talet, som stod i direkt opposition till atomismen i frågan om möjligheten till ett vakuum och som anpassade de aristoteliska doktrinerna till naturen av tid, rymd och rörelse till den nya världsbilden.

3. Descartes 'innovation

Även om avovy anti-Aristotelian i många avseenden, särskilt med tanke på att delas med atomister, att all kvalitativ förändring på makroskopisk skala är reducerbar till omarrangemang och / eller rörelse av materia i mikroskopisk skala, var det Descartes ambition att genomföra detta program genom att behålla det som i huvudsak är Aristoteles uppfattning om Prime Matter. De rena elementen (jord, luft, eld och vatten) i Aristoteles fysik kunde muteras till varandra genom förändring av de grundläggande egenskaperna som är definitiva för dem. Dessa var de fyra haptiska egenskaperna varma, kalla, våta och torra. På grund av detta måste det finnas något att skilja, åtminstone i tankar, från kvaliteter som kvarstår under elementär förändring. Detta kvalitetslösa underlag är vad Aristoteles bara hänvisade till som materia, eller som det ofta kallas Prime Matter,för att undvika förvirring med de makroskopiskt identifierbara, kvalitetsbelastade, homogena delar av vardagsföremål. Till skillnad från atomister, som åtminstone tillskrev hårdhetens kvalitet (impenetrability) till de ultimata materialpartiklarna, hävdade Descartes att materien, eller synonymt, kroppen [corpus] inte har några kvaliteter alls, utan bara kvantitet, dvs förlängning. Med andra ord, kropp och förlängning är bokstavligen en och samma [res extensa]. En omedelbar följd är att det inte kan finnas något vakuum, för det skulle kräva en utvidgad region utan kropp --- en uppenbar motsägelse. Uppgiften var då att visa hur alla uppenbara egenskaper kan förklaras i termer av oändlig delbarhet och omarrangemang av förlängning med avseende på sig själv. Uppgiften var verkligen stor,för dess mål var att utveckla en enhetlig himmels- och markfysik som lika skulle kunna redogöra för metallens duktilitet, magnetisk dragning, tidvattnet, tyngdkraftsmekanismen, planeternas rörelse, kometernas utseende och försvinnande och födelsen och stjärnor av stjärnor (supernovaer).

Descartes publicerade sitt system av världen 1644 som principerna för filosofi (Principia Philosophae). I del II av principerna fastställs avhandlingen om rymdets identitet (förlängning) och materia, utvecklar en definition av rörelse i”sann eller filosofisk mening” och anger de grundläggande dynamiska lagarna i hans system. Rörelse, enligt "sanningens sak", definieras som "översättningen av en del av materien, eller en kropp, från närheten av dessa kroppar, som omedelbart är sammanhängande med den och betraktas som i vila, till andras närhet.” Som en konsekvens av detta, påpekar Descartes, har varje kropp en enda rörelse som passar den (i motsats till de många relativa rörelser som kan tillskrivas den beroende på vilka andra kroppar som väljs för att bestämma dess plats). Det är denna enda riktiga rörelse som framgår av hans rörelselagar. Särskilt viktigt för Descartes hela system är att en kropp i cirkulär rörelse har en strävan [conatus] att sänka sig från rotationscentrum.

4. Newtons manuskript De Gravitatione …

Detta faktum, tillsammans med Descartes påstående att en kropp också deltar i rörelsen hos en kropp som den är en del av, gör det svårt att förena Descartes 'världssystem med sin definition av rätt rörelse. Newton drog slutsatsen att doktrinen i själva verket är självutskickande och att, där Descartes behövde, hade han surreaktivt hjälpt sig till en uppfattning om rymden oberoende av kropp, särskilt för att tilldela planeterna och deras satelliter den önskade graden av centrifugalkonatus som de svepas med av himmelska virvlar av "subtil" materia.

Det otitulerade och oavslutade manuskriptet som börjar "De Gravitatione et aequipondio fluidorum et solidorum …", skrivet kanske ett decennium eller mer före Principia, består till största delen av en omfattande och skrämmande kritik av Descartes 'rörelsedoktrin. Dokumentet, som publicerades för första gången i (Hall and Hall, 1962), är väl värt studien för en glimt på utvecklingen av Newtons tänkande i en relativt ung ålder. Det omfattar uppenbarligen rymdläran och tid som senare kodifierats i Principia. Även anmärkningsvärt är att var och en av de fem argumenten från egenskaperna, orsakerna och effekterna av rörelse framskriden i Scholium har en tydligt identifierbar antecedent i De Gravitatione. (Se Rynasiewicz 1995 för mer information.) Detta gör det klart i vilken utsträckning Scholium är berörda att specifikt argumentera mot det kartesiska systemet (som påpekades av Stein 1967), som Newton uppfattade vara den enda andra livskraftiga utmanaren vid den tiden.

5. Newtons Scholium om tid, rymd, plats och rörelse

Scholium har en tydlig struktur. Fyra stycken markerade med romerska siffrorna I – IV följer inledande stycket och ger Newtons karaktäriseringar av tid, rum, plats respektive rörelse, sammanfattat i tredje stycket i avsnitt 1 ovan. Om vi skulle utvidga Newtons uppräkning till de återstående styckena, utgör punkterna V – XII ett varaktigt försvar av distinktionerna som kännetecknas av I – IV. I punkt XIII anges sedan den allmänna slutsatsen att de relativa kvantiteterna verkligen skiljer sig från respektive absoluta kvantiteter och kommenterar den semantiska frågan om betydelsen av dessa termer i Bibeln. Det följer ett återstående, och ganska omfattande stycke [XIV], som tar upp frågan hur man i praktiken kan konstatera de verkliga rörelserna för organ och avslutar:”Men hur vi ska få de verkliga rörelserna från deras orsaker, effekter och uppenbara skillnader, och tvärtom, kommer att förklaras långt i följande avhandling. För det är slutet till vilket jag komponerade det.”

I det följande har länkar införts till texten till Scholium enligt den utvidgade uppräkningen ovan. Om du klickar på en länk öppnas ett nytt fönster på ett sådant sätt att läsaren kan navigera fram och tillbaka mellan ett givet stycke i texten och kommentaren som belyser det stycket.

5.1 Argument för absolut tid

Punkt V vädjar till att astronomi skiljer mellan absolut och relativ tid i dess användning av den så kallade tidsekvationen. Detta tjänar till att korrigera för ojämlikheter i den vanligt antagna tidsstandarden, soldagen, som de flesta felaktigt anser vara enhetlig. Soldagen, definierad som den tid det tar solen att återvända till senit, varierar med så mycket som 20 minuter under ett år. Korrigeringsstandarden i ekvationen av tid som användes i Ptolemaisk astronomi baserades på antagandet att den siderala dagen - den tidsperiod som det tar en fast stjärna att återvända till senit - är konstant, eftersom himmelsfären som de fasta stjärnorna är på placerade bör inte antas öka och sakta ner. Med det Ptolemaiska systemet och den aristoteliska kosmologin,denna grund var inte längre tvingande, och åtminstone vissa astronomer, särskilt Kepler, tvivlade på om jordens rotationshastighet förblev konstant under året. (Kepler ansåg att dess rotation skulle bli snabbare när närmare solen på grund av solens upphetsande effekt.) Således uppmärksammade frågan om rätt tidsmått betydande uppmärksamhet i 17-talets astronomi, särskilt på grund av förmågan att mäta hastigheten av jordens rotation motsvarar problemet med att bestämma longitud, som för sjöfartsländer var avgörande för navigering (och därmed militär och ekonomisk dominans). Huygens pendelklocka gav den första markkandidaten för ett anständigt korrekt mått på enhetlig tid. Newton nämner detta såväl som förmörkelserna av Jupiters månar,en alternativ metod baserad på Keplers periodlag.

Åkallandet av behovet av en tidsekvation i astronomin är inte bara en vädjan till en väl förankrad vetenskaplig praxis. Under sin diskussion förklarar Newton varför han tycker att behovet är motiverat. Även om han kommer att hävda i Principias bok III att jordens dagliga rotation är enhetlig, är detta ett kontingent faktum. Det kunde ha varit annorlunda. Det kunde faktiskt ha varit att det inte finns några enhetliga rörelser för att tjäna som exakta tidsmått. Anledningen är att all rörelse är föremål för att påskyndas eller fördröjas (genom applicering av externa krafter). Däremot förblir den absoluta tiden (som inte är annat än varaktighet eller uthålligheten av att det finns saker) densamma, oavsett om rörelserna är snabba, långsamma eller noll.

5.2 Direktargument för absolut utrymme

Avsnitt VI försvarar avhandlingen om immobiliteten i (absolut) rymden, vilket mot bakgrund av Descartes tydligt innebär att rymdens delar, precis som delar av tiden, inte förändrar relationen till varandra. Newton hävdar att delar av rymden är sina egna platser och att en plats att flyttas ur sig själv är absurd. En mer expansiv antecedent av detta argument inträffar i De Gravitatione, tillämpad specifikt på tiden: om igår och imorgon skulle utbyta sina tidsmässiga förbindelser med avseende på resten av tiden, skulle igår bli idag och idag igår. Således innehöll Newton ett intressant holistiskt identitetskriterium för delar av rum och tid.

5.3 Argumenten från egenskaper, orsaker och effekter

Newton ägnar fem fullständiga stycken för att motivera sin karaktärisering av skillnaden mellan absolut och relativ rörelse. De första tre presenterar argument från egenskaper för absolut rörelse och vila, nästa presenterar ett argument från deras orsaker, och det slutliga ett argument från deras effekter. Kraften hos dessa har förvirrat moderna kommentatorer av en kombination av skäl som historiskt sett är svåra att lossa. Eftersom endast de som inte redan har skador på dessa kommentarer, direkt eller indirekt, kommer att hitta det som följer ovanligt, är det bäst att skjuta upp en obduktion av dessa skäl fram till avsnitt 6, efter en redogörelse för argumenten.

Det räcker med att säga för tillfället att det är ett vanligt missförstånd att Newton i dessa argument avser att utveckla empiriska kriterier för att särskilja fall av absolut rörelse från enbart uppenbar rörelse och därmed motbevisa avhandlingen att all rörelse endast är relativ rörelse. Tvärtom, argumenten tar utgångspunkt i antagandet, gemensamt för kartesisk och aristotelisk filosofi, att varje kropp har ett unikt tillstånd av verklig rörelse (eller vila). Genom argumenten behandlas termerna "sann rörelse" och "absolut rörelse" synonymt. Frågan är om sann rörelse (och vila) kan reduceras till någon speciell instans av relativ rörelse (eller vila) med avseende på andra organ. När de tillkännagav i början av dessa argument att "absolut och relativ vila och rörelse kännetecknas av deras egenskaper, orsaker,och effekter”, indikerar Newton sin avsikt att visa att de inte kan, åtminstone om verklig rörelse och vila ska ha de funktioner som vi i allmänhet förknippar, eller borde associera, med dem.

Argument 1 från egenskaper [Punkt VIII]

Fastighet: Organ som verkligen är i vila är i vila med avseende på varandra.

Slutsats: Sann vila kan inte definieras helt enkelt i termer av position i förhållande till andra organ i den lokala närheten.

Resonemang: Antag att det fanns en kropp någonstans i universum som var helt i vila, säg långt borta, i området med fasta stjärnor, eller till och med längre. (Huruvida den kroppen någonsin kommer att observeras ingår inte i det följande.) Det är helt klart omöjligt att veta bara från att överväga kroppens positioner i vår region relativt varandra om någon av dessa senare organ har en fast position med respekt för den hypotetiska avlägsna kroppen. För att förstärka, låt B vara en av de lokala kropparna, C den relativa konfigurationen över tiden för uppsättningen av lokala kroppar, och A den avlägsna kroppen vid absolut vila. Specifikationen för C enbart misslyckas med att fastställa B: s position relativt A över tid. I synnerhet misslyckas C med att fastställa om B är relativt vilande med avseende på A, vilket av fastigheten som anges ovanär ett nödvändigt villkor för att B ska vara helt i vila. Följaktligen bestämmer specifikationen av den lokala konfigurationen C om B är i absolut vila eller inte. Slutsatsen: det är omöjligt att definiera vad det är för en kropp som B att vara i absolut vila [dvs. ge nödvändiga och tillräckliga villkor för när det är att B är i vila] helt enkelt i termer av hur B passar in den lokala konfigurationen C.

Argument 2 från Egenskaper [Punkt IX]

Egenskap: Om en del av ett organ upprätthåller en fast position i förhållande till kroppen som helhet, deltar den i rörelsen för hela kroppen.

Slutsats: Sann och absolut rörelse kan inte definieras som en översättning från omgivningen av (de omedelbart omgivande) kropparna och ser på de senare som om de var i vila.

Motivering: Newton introducerar först två överväganden som kan tas antingen för att stödja, illustrera eller förstärka vid importen av den angivna egenskapen. Den första är att om en del av en roterande kropp är i vila i förhållande till kroppen i sin helhet, försöker den gå tillbaka från rotationsaxeln. Den andra är att drivkraften hos en kropp att gå framåt uppstår från kombinationen av drivkraften för dess delar.

Från fastigheten följer det att om de kroppar som omger en viss kropp rör sig (antingen roterande eller progressivt framåt som en fast konfiguration) medan den omgivna kroppen är i vila relativt de omgivande kropparna, så deltar den omgivna kroppen i den (sanna) rörelsen av gruppen av omgivande kroppar. Därför, om de omgivande kropparna rör sig riktigt, gör det också den omgivna kroppen. Men enligt den (kartesiska) definitionen av rörelse - som identifierar den verkliga rörelsen hos en kropp med dess överföring från närheten av omedelbart omgivande kroppar, beträffande de omgivande kropparna som om de är i vila - måste det sägas (felaktigt) att den omgivna kroppen verkligen är i vila. Därför är denna definition ohållbar.

Argument 3 från Egenskaper [Punkt X]

Egendom: Allt som placeras på en rörlig plats rör sig tillsammans med den platsen, och därmed deltar ett organ i rörelsens plats när det rör sig [relativt] bort från den platsen.

Slutsats: En kropps fullständiga och absoluta rörelse kan inte definieras förutom med stationära platser.

Motivering: Från egenskapen är en [relativ] rörelse av en kropp från en viss plats endast en del av kroppens rörelse om platsen i fråga själv är i rörelse. Kroppens fullständiga och sanna rörelse består av dess rörelse i förhållande till den rörliga platsen som läggs vektoriellt till vilken rörelse platsen kan ha. Om platsen rör sig relativt en plats som i sin tur rör sig, måste rörelsens plats läggas till, och så vidare. Uteslutet oändlig regress måste summan avslutas med en rörelse relativt en stationär plats.

Tilläggsargument: Efter att ha dragit denna slutsats förstärker Newton konsekvenserna. De enda platserna som är stillastående är alla de som stannar i fasta positioner med avseende på varandra från oändlighet till oändlighet, och eftersom dessa alltid förblir stillastående utgör de vad Newton kallar orörligt absolut utrymme.

Argumentet från orsaker [avsnitt XI]

Orsaker: krafterna imponerade på kroppar. Huvudförutsättningen är att applicering av en [icke-noll netto] kraft på en kropp är både ett nödvändigt och tillräckligt villkor för att antingen generera eller ändra dess verkliga rörelse. Mer specifikt:

(A) Imponerad kraft är ett nödvändigt villkor för att generera eller förändra sann rörelse (men inte, som återstår att visa, endast relativ rörelse).

(B) Användning av en [icke-noll netto] kraft är ett tillräckligt villkor för alstring eller förändring av verklig rörelse (men inte, som kommer att visas senare, endast relativ rörelse).

Slutsats: Den verkliga rörelsen hos en enskild kropp kan inte definieras som någon särskild underinstans av dess rörelse i förhållande till andra organ.

Motivering: Newton försöker fastställa att applicering av en positiv nettokraft på en kropp varken är ett nödvändigt och inte ett tillräckligt villkor för att generera rörelse relativt andra kroppar. De två raderna för resonemang anges separat, kallar dem 'Prong A' respektive 'Prong B'.

Tång A: Att fastställas är att även om en imponerad kraft är nödvändig för att alstra eller förändra verklig rörelse i en kropp, är det inte nödvändigt för att generera rörelse relativt andra kroppar. Resonemanget är ganska enkelt: välj en given kropp och applicera bara samma [accelererande] kraft på alla andra berörda organ. Dessa andra kroppar kommer då att förbli i samma relativa konfiguration med avseende på varandra, men en relativ rörelse med avseende på den ursprungliga kroppen [till vilken ingen kraft har applicerats] kommer antingen att genereras eller förändras.

Spets B: Att fastställas är att även om en imponerad kraft är tillräcklig för att alstra eller förändra verklig rörelse i en kropp, är den inte tillräcklig för att generera rörelse relativt andra kroppar. Återigen är resonemanget helt enkelt. Betrakta ett godtyckligt givet organ bland ett kroppssystem och helt enkelt tillämpa samma [accelererande] kraft på alla berörda organ. Sedan, trots att en kraft har imponerats av den ursprungligen givna kroppen, sker det varken generation eller förändring av relativ rörelse med avseende på de återstående kropparna.

Argumentet från effekter [Punkt XII]

Effekter: krafterna för att avta från rotationsrörelsens axel [centrifugalansträngning]. Huvudförutsättningen är att den centrifugala strävan för kroppar [eller delar av kroppar] för att sänka sig från rotationsaxeln är direkt proportionell mot mängden av den verkliga cirkulära rörelsen.

Slutsats: Sann rotationsrörelse kan inte definieras som relativ rotation med avseende på de omgivande kropparna.

Resonemang: Resonemanget är i själva verket parallellt med det föregående argumentet från orsaker, även om detta kanske inte är fullständigt perspektiv på grund av det faktum att korrelaten mellan de två spetsarna ovan är här stadier i en enda pågående experimentell situation, så kallat "roterande hink" -experiment, som Newton intygar, han faktiskt utförde. För att sätta upp detta experiment avbryter man en hink med en lång sladd och genom att vrida skopan upprepade gånger, lindar upp sladden tills den är starkt vriden och fyller sedan hinken med vatten. Under experimentets gång används den grad som vattnet försöker klättra upp på sidorna på skopan som ett mått på dess centrifugalsträvan att sänka sig från mitten. Newton använder experimentet för att fastställa att centrifugalsträvan varken är ett nödvändigt villkor eller ett tillräckligt villkor för förekomsten av relativ cirkulär rörelse [av vattnet] med avseende på dess omgivningar [skopan].

Steg 1: När skopan först släpps, roterar den snabbt i förhållande till experimentstödets viltram medan vattnet förblir i vila med avseende på experimenteraren. Med andra ord är det snabb relativ rörelse av vattnet i förhållande till skopan. Vattnets yta förblir emellertid platt, vilket indikerar att det inte har någon tendens att förflytta sig från relativ rotationsaxel. Således är förekomsten av centrifugalt arbete i kroppens delar inte ett nödvändigt villkor för att kroppen roterar relativt sin omgivning. Det vill säga att en sådan relativ rotation med avseende på omedelbart angränsande kroppar inte behöver producera någon centrifugalansträngning i kroppens delar för att sänka sig från den relativa rotationsaxeln.

Under experimentets fortsatta gång, när skopan fortsätter att rotera, börjar vattnet gradvis att rotera med det, och när det gör det, börjar klättra upp på sidorna på skopan. Så småningom, enligt Newton, får vattnet samma rotation av skopan relativt labbramen, då vi har följande situation.

Steg 2: Vattnet och skopan är i relativ vila, men ändå har vattnet uppnått sin högsta uppstigning uppåt på sidorna på skopan, vilket indikerar en maximal centrifugalsträvan att gå ner från den gemensamma rotationsaxeln. Följaktligen är förekomsten av centrifugalt arbete inte ett tillräckligt villkor för närvaron av relativ cirkulär rörelse mellan en kropp och dess omgivning, dvs. följ inte att det finns en relativ cirkulär rörelse av kroppen med avseende på dess omedelbara omgivningar.

Astrofysisk applikation. Efter att ha dragit slutsatsen använder Newton lokalerna för de två första argumenten från egenskaper, tillsammans med förutsättningen för argumentet från effekter, för att kritisera virvelteorin om planetrörelse. Enligt den teorin är var och en av planeterna (och framför allt jorden) relativt i vila med avseende på den "subtila" materien i vår himmelhvirvel i vår egen sol. Enligt Descartes egen definition av sann rörelse (såväl som hans uttryckliga insisterande) har de därför ingen sann rörelse. Det är dock uppenbart att de inte har fasta positioner i förhållande till varandra. Så enligt den egendom som åberopas i det första argumentet, kan de inte [alla] vara verkligen i vila. Dessutom, från egenskapen som åberopas i det andra argumentet, deltar de i den cirkulära rörelsen hos solvirveln [antar att rörelsen är sann rörelse,som Descartes implicit antog]. Slutligen, eftersom de följaktligen skulle delta i den verkliga cirkulära rörelsen i denna hypotetiska virvel, borde de ha en strävan att gå tillbaka från axeln för dess rotation.

Detta fullbordar sekvensen av argument från egenskaperna, orsakerna och effekterna av rörelse. I nästa stycke [XIII] anges de kumulativa slutsatserna av de argument som anges med början med argumenten för absolut tid i punkt V:”Följaktligen är relativa kvantiteter inte själva kvantiteter, vars namn de bär, utan är bara förnuftiga mått på dem (antingen korrekt eller felaktiga), som vanligtvis används i stället för de kvantiteter de mäter. " Efter att ha gjort sitt fall kommenterar Newton den vanliga språkbeteckningen av villkoren för dessa kvantiteter för att ta itu med samtida problem med dogma och kätteri.

Galileos fördömelse av den katolska kyrkan för att ha hävdat att jorden är i rörelse var fortfarande ny historia vid den tidpunkt då Newton komponerade Principia. Descartes, som bodde inom räckhåll för påvliga myndigheter och fruktade ett liknande öde, hade hittat ett smart sätt att förespråka kopernikanismen utan att falla rov för anklagelser om kätteri. Enligt hans definition av rörelse”korrekt talat”, hävdar han, är jorden verkligen i vila.

I Newtons världssystem, som beskrivs i Principias bok III, rör sig jorden absolut absolut. I väntan antyder Newton hur man kan förena detta med skrifterna genom att observera att, om användningen bestämmer betydelsen av ord, då i vanlig diskurs (inklusive Bibeln) termerna 'tid', 'rymden', 'plats' och 'rörelse' förstås korrekt för att beteckna de relativa kvantiteterna; endast i specialiserade och matematiska sammanhang anger de absoluta mängder. (Tänk på Newtons titel, The Mathematical Principles of Natural Philosophy.) Han fortsätter med att tukta Descartes på två räkningar, först för att ha gjort våld mot skrifterna genom att ta dem att hänvisa till de absoluta mängderna, och för det andra för att förvirra de verkliga mängderna med deras relativa mått.

5.4 Diskriminera i praktiken mellan absolut och uppenbar rörelse

Efter att ha hävdat sitt fall att verklig rörelse består i rörelse med avseende på absolut rymd, och därmed har hanterat tillfredsställelse med rörelsens metafysik, vänder Newton i sista stycket i Scholium till epistemologiska strategier tillgängliga för hans konto. På ett aristoteliskt eller kartesiskt konto kan man direkt observera en kropps påstådda absoluta rörelse om både den och dess omedelbara omgivningar är synliga. Däremot, eftersom delarna av det absoluta rymden inte är direkt tillgängliga för sinnena, är det mycket svårt, medger Newton, att fastställa den verkliga rörelsen hos enskilda kroppar och att diskriminera dem i praktiken från de uppenbara rörelserna. "Icke desto mindre," kommenterar han i ett sällsynt ögonblick med vettighet, "är situationen inte helt desperat." Bevis är delvis tillgängligt från uppenbara rörelser,som är skillnaderna mellan sanna rörelser, och delvis från krafterna, som är orsakerna och effekterna av sanna rörelser.

Newton illustrerar med ett exempel. Föreställ dig ett par jordklot, anslutna med en sladd, som kretsar om deras gemensamma tyngdpunkt. Globernas strävan att sänka sig från rörelsesaxeln avslöjas av spänningen i sladden, från vilken mängden cirkulär rörelse kan uppskattas. Oavsett om riktningen för deras revolution är medurs eller moturs kan detekteras genom att applicera krafter på motsatta ytor på jordklotet för att se om spänningen i sladden ökar eller minskar. Allt detta kan göras i tomt utrymme där inga andra organ finns närvarande för att fungera som referenspunkter.

Anta nu att det förutom jordklotet finns ett andra system av kroppar som har fasta positioner i förhållande till varandra (till exempel de fasta stjärnorna). Om de två systemen är i ett tillstånd av relativ rotation, kan man inte mäta från bara den relativa rotationen, som, om endera, är i vila. Från spänningen i sladden som förbinder jordklot kan man emellertid fastställa om den relativa rotationen helt beror på den absoluta rotationen av jordklottsystemet. Antagande att så kan det andra kroppssystemet utnyttjas för att tillhandahålla en alternativ teknik för att bestämma huruvida jordklotterna roterar medurs eller moturs - man konsulterar helt enkelt rotationsriktningen relativt det stationära systemet.

Vid denna tidpunkt avbryter Newton Scholium och förklarar att hela poängen med att ha skrivit avhandlingarna att följa är att visa hur man kan dra slutsatser från deras orsaker, effekter och uppenbara skillnader och omvänt orsakerna och effekterna från antingen de sanna eller de uppenbara rörelserna.

6. Vanliga hinder för att förstå Scholium

Som påpekats i avsnitt 5.3 ovan har syftet med argumenten från egenskaper, orsaker och effekter i stor utsträckning missförstått i både den historiska och filosofiska litteraturen, och som en följd av detta också förhållandet mellan dessa och exemplet med de roterande jordklotet i sista stycket. Vissa diagnoser för varför kan hjälpa de läsare som redan är full av tradition att övervinna vissa fördomar som de ger till Scholium och kan också tjäna till att ytterligare belysa ramen där Newton och hans samtida kämpar med rörelseproblemet.

6.1 Vilka viktigaste hinder är

(1) Newtons uttalade avsikt i Scholium är att behålla att absolut utrymme, tid och rörelse verkligen skiljer sig från deras relativa motsvarigheter. När det gäller rymden motsvarar detta helt klart att man argumenterar för att det finns en enhet som skiljer sig från organ där organ finns - något som förnekas av relationister. På samma sätt innebär detta för tiden att man argumenterar för att det finns en enhet som skiljer sig från följden av särskilda händelser där händelserna är belägna igen, något som förnekas av relationister. Det kan då tyckas som en självklarhet att för rörelsens fall bör Newton argumentera för att det finns något som förnekas av relationister, antagligen, absolut rörelse.

(2) Det skulle motsvara en virtuell petitio principii var Newton att vila ett mål för absolut rörelse om existensen av absolut rymd. Därför kan man förvänta sig att han vädjar till olika fysiska fenomen som kan ge en oberoende garanti. Nu är det välkänt att Newtons lagar uppfyller principen om galilisk relativitet, enligt vilken det inte kan finnas något experimentellt test för att avgöra om ett system är i vila eller i ett tillstånd av enhetlig rätlinjig rörelse. Newtons lagar stöder emellertid en skillnad mellan tröghet och icke-tröghetsrörelse genom att de i icke-tröghetsramar förutsäger uppkomsten av så kallade "fiktiva krafter", till exempel centrifugalkrafter i roterande ramar, vilket resulterar i en tendens för kroppar att förflytta sig från rotationsaxeln. Eftersom detta är exakt effekten som ingår i det roterande skop-experimentet,det är frestande att tolka Newton som att slå ut det som ett fall där detta fenomen antyder en oberoende garanti för förekomsten av absolut rörelse.

(3) Eftersom samma effekt fungerar i exemplet med de roterande jordkloterna är det dessutom svårt att se varför exemplet inte tjänar samma syfte. Faktum är att i sin berömda kritik av Newton i Science of Mechanics, Ernst Mach, citerade från Principia, ut all den intervenerande texten för att få det att se ut som om de två är men variant av exempel på utvecklingen av ett enda argument.

(4) Slutligen tenderar valet av språk i Mottes översättning från 1729, som är grunden för den mest tillgängliga engelska översättningen från det tjugonde århundradet av Cajori, att stärka antagandet att argumenten från egenskaper, orsaker och effekter försöker identifiera fenomen som empiriskt skilja absoluta från (bara) uppenbar rörelse. I Cajori-versionen läser slutsatserna från de tre första argumenten, argumenten från egenskaperna för rörelse och vila:

  • … det följer att absolut vila inte kan bestämmas utifrån kroppens ställning i våra regioner. [Punkt VIII]
  • … den sanna och absoluta rörelsen hos en kropp kan inte bestämmas av översättningen av den från de som bara verkar vila; [Punkt IX]
  • Därför kan hela och absoluta rörelser inte på annat sätt bestämmas än av orörliga platser; [Punkt X]

Därför är det frestande att anta att både argumentet från orsaker och argumentet från effekter på samma sätt är berörda att identifiera en empirisk signatur av absolut rörelse genom vilken det kan skiljas från (bara) uppenbar rörelse. (Att läsa argumenten på detta sätt, endast argumentet från effekter, som handlar om centrifugala effekter av cirkulär rörelse, verkar hjälpa Newtons sak - ett vanligt registrerat klagomål.)

6.2 Varför de verkligen är hinder

Det kommer att vara mer upplysande att svara på dessa i omvänd ordning.

(Ad 4) Det är en artefakt av Motte översättning att det latinska verbet definiri (passiv infinitiv) återges ibland som "bestämmas" snarare än "definieras". Enligt engelska användningen från sjuttonhundratalet är båda valen acceptabla. I lämpliga sammanhang fungerar de två som synonymer, som i den euklidiska axiomen, "Två punkter bestämmer en linje." Mottes övning överensstämmer med detta. Slutsatsen av argumentet från effekter, 'definiri' översätts till 'vara definierad':

Och därför är denna strävan inte beroende av någon översättning av vattnet i förhållande till omgivande kroppar, och inte heller kan verklig cirkulär rörelse definieras av sådan översättning. [Punkt XII]

Om man nu går tillbaka och ersätter "vara definierad" för "bestämmas" i slutsatserna från argumenten från egenskaper som citeras ovan, får de, till det moderna örat, en annan betydelse. De gör anspråk på vad som utgör en adekvat definition av begreppen sann, eller absolut, rörelse och vila.

(Ad 3) Vi har redan sett hur punkt XIII signalerar slutsatsen, inte bara av argumenten från egenskaper, orsaker och effekter, utan också de direkta argumenten för absolut tid och absolut rum, som Newton sammantaget tar upp det ontologiska skillnad mellan absoluta och relativa mängder. Att nästa stycke, där jordklotet introduceras, rör en annan, epistemologisk fråga skulle vara uppenbar om det inte var för en annan artefakt från Motte-översättningen, denna gång involverar det latinska verbet "distere". Newton använder ordet om och om igen, nästan tematiskt, för att karakterisera och argumentera för den ontologiska skillnaden mellan de absoluta och de relativa mängderna; och Motte gör det på engelska som "att skilja". Tyvärr,det engelska verbet visas i Motte-översättningen ytterligare en gång i början av sista stycket:

Det är verkligen en fråga om stora svårigheter att upptäcka, och effektivt att skilja, de verkliga rörelserna för vissa kroppar från de uppenbara;

Men på latin finns ordet 'distere' ingenstans att hitta. Snarare lyder meningen:

Motus quidem veros corporum singulorum cognoscere, & ab apparentibus actu discriminare, difficillimum est;

För den latinska läsaren är det således tydligt att Newton går vidare till en annan övervägande.

(Ad 2) Det som har sagts i samband med (4) räcker mot de falska förväntningarna som utvecklats i (2). Det kan emellertid förbli en viss känsla att Newton, även vid korrekt läsning, försökte bluffa sig förbi principen om den galileiska relativiteten. Newton erkänner faktiskt principen, även om den inte heter, i Corollary V till rörelselagen:

Kropparnas rörelser i ett givet [relativt] utrymme är desamma varandra, oavsett om det rymden är i vila eller rör sig enhetligt i en rak linje utan enhetlig rörelse.

Och det finns ingen anledning att tro att han inte uppskattade den begränsning den innebär för att experimentellt skilja mellan absolut vila och enhetlig rörelse i en rak linje. En speciell instans av Corollary V är solsystemet som helhet. Om man antar frånvaron av yttre krafter följer det (från Corollary IV till lagarna) att solsystemets tyngdpunkt är antingen i vila eller rör sig enhetligt i en rak linje. Men vilken? På grund av Corollary V, när Newton vill tillskriva ett bestämt rörelsestillstånd till solsystemets masscentrum i bok III, måste han införa hypotesen om att "världens system är i vila." Borde detta inte vara någon källa till förlägenhet?

Uppenbarligen inte. Omedelbart efter hypotesen skriver han:

Detta medges av alla, även om vissa hävdar att det är jorden, andra solen, som är i vila i mitten. Låt oss se vad som följer av detta.

Enligt Newton är tillskrivningen av ett tillstånd av absolut vila till det ena eller det andra av dessa organ allmänt taget för givet. Det som förväxlar all konventionell visdom i det följande är att varken jorden eller solen är i vila, utan snarare tyngdpunkten i solsystemet.

(Ad 1) Även om man argumenterar för att absolut utrymme och absolut tid skiljer sig från alla relativa utrymmen och relativa tider innebär i varje fall att man argumenterar för att det finns en ytterligare enhet, följer det inte det, när man hävdar att absolut rörelse skiljer sig från relativ rörelse, Newton är skyldig att argumentera ännu ett existensanspråk. Tyvärr är benämningen "absolut rörelse" benägen att läsas på två olika sätt. Vid en läsning betyder det, som en fråga om en bestämd definition, "förändring av absolut plats". I denna betydelse av "absolut rörelse" följer förekomsten av absolut rörelse (eller mer precist, möjligheten att det finns en absolut rörelse) omedelbart från existensen av absolut rymd och absolut tid. Som tidigare nämnts behöver inget ytterligare sägas. På den andra behandlingen,"absolut rörelse" är synonymt med "sann rörelse". Och som vi just har sett, finner Newton ingen anledning att tvivla på att hans publik inte ger att en kropp varken är i vila eller verkligen i rörelse. Den vördefulla traditionen som rör sig och vilar för att vara motsatser har ännu inte ifrågasatts. Så det är inte skyldigt att Newton gör en sak för verkligheten av absolut rörelse i betydelsen av sann rörelse. Det som åligger är för honom att hävda att verklig rörelse bara är förändring av absolut plats. Och det är syftet med argumenten från egenskaper, orsaker och effekter. Så det är inte skyldigt att Newton gör en sak för verkligheten av absolut rörelse i betydelsen av sann rörelse. Det som åligger är för honom att hävda att verklig rörelse bara är förändring av absolut plats. Och det är syftet med argumenten från egenskaper, orsaker och effekter. Så det är inte skyldigt att Newton gör en sak för verkligheten av absolut rörelse i betydelsen av sann rörelse. Det som åligger är för honom att hävda att verklig rörelse bara är förändring av absolut plats. Och det är syftet med argumenten från egenskaper, orsaker och effekter.

7. Newtons Legacy

Newtons åsikter om rymd, tid och rörelse dominerade fysiken från 1600-talet fram till relativitetsteorin på 1900-talet. Ändå har dessa åsikter utsatts för ofta kritik, början med samtida, som Leibniz och Berkeley, och fortsätter till slutet av 1800-talet, särskilt med Ernst Mach, vars skrifter påverkade Einstein. I början av det tjugonde århundradet tenderade Newton att kastas som en metafysisk dogmatiker av de tidiga filosofiska tolkarna av relativitet, särskilt Hans Reichenbach. Tyvärr har det stigmatiskt brukat dröja.

Nyare stipendium avslöjar en mer nykter bild av varför Newton kände sig fullständigt motiverad att posera absolut rum, absolut tid och absolut rörelse. Dessutom krävde det nya särdraget med särskild relativitet, avvisningen av absolut samtidighet - något som aldrig inträffat för någon av Newtons tidigare kritiker endast att absolut rum och absolut tid skulle ersättas med en absolut rymdtid (Minkowski-rymden). Och även om Einsteins utveckling av generell relativitet till stor del var motiverad av en önskan att genomföra en allmän relativitetsprincip, för att all rörelse är relativ rörelse, ifrågasattes det att den lyckades göra detta kort efter att teorin introducerades. När det gäller frågan om rymdtidens absolutitet i allmän relativitet,det har inte längre karaktären av något som handlar utan att agera, som Einstein själv påpekade. Den rymd-metriska tensorn kodar inte bara för spatiotemporal struktur, utan representerar också gravitationspotentialerna och därmed gravitationsenergin. Genom Einsteins berömda ekvation för ekvivalensen mellan energi och massa följer att gravitationsfältet har massa. Endast eftersom gravitationsenergi inte kan lokaliseras i termer av en energitäthetsspänning, utan besattes av fältet holistiskt, kan inte heller denna massa lokaliseras. Således blir filosofiska kontroverser om huruvida rymdtid kan existera utan materia, tendenserande beroende på om man räknar gravitationen som något materiellt eller inte. Den rymd-metriska tensorn kodar inte bara för spatiotemporal struktur, utan representerar också gravitationspotentialerna och därmed gravitationsenergin. Genom Einsteins berömda ekvation för ekvivalensen mellan energi och massa följer att gravitationsfältet har massa. Endast eftersom gravitationsenergi inte kan lokaliseras i termer av en energitäthetsspänning, utan besattes av fältet holistiskt, kan inte heller denna massa lokaliseras. Således blir filosofiska kontroverser om huruvida rymdtid kan existera utan materia, tendenserande beroende på om man räknar gravitationen som något materiellt eller inte. Den rymd-metriska tensorn kodar inte bara för spatiotemporal struktur, utan representerar också gravitationspotentialerna och därmed gravitationsenergin. Genom Einsteins berömda ekvation för ekvivalensen mellan energi och massa följer att gravitationsfältet har massa. Endast eftersom gravitationsenergi inte kan lokaliseras i termer av en energitäthetstensor utan besatt av fältet holistiskt kan inte heller denna massa lokaliseras. Således blir filosofiska kontroverser om huruvida rymdtid kan existera utan materia, tendenserande beroende på om man räknar gravitationen som något materiellt eller inte.det följer att gravitationsfältet har massa. Endast eftersom gravitationsenergi inte kan lokaliseras i termer av en energitäthetsspänning, utan besattes av fältet holistiskt, kan inte heller denna massa lokaliseras. Således blir filosofiska kontroverser om huruvida rymdtid kan existera utan materia, tendenserande beroende på om man räknar gravitationen som något materiellt eller inte.det följer att gravitationsfältet har massa. Endast eftersom gravitationsenergi inte kan lokaliseras i termer av en energitäthetsspänning, utan besattes av fältet holistiskt, kan inte heller denna massa lokaliseras. Således blir filosofiska kontroverser om huruvida rymdtid kan existera utan materia, tendenserande beroende på om man räknar gravitationen som något materiellt eller inte.

Således blir frågan om revolutionen i våra åsikter om rum och tid under förra århundradet motiverar Newtons kritiker när mer filosofiskt skräck blir en missplacerad. Skillnaden mellan vad som räknas som materia i motsats till tomt utrymme förutsatt i de tidigare debatterna har försvunnit av möjligheter som inte drömts om före införandet av modern fältteori och relativitet. [1]

Bibliografi

Primära källor

  • Charleton, Walter, 1654, Physiologia Epicuro-Gassendo-Charltoniana: eller en Fabrick of Science Natural Upon the Hypothesis of Atoms, London: Tho. Newcomb. Omtryckt med index och introduktion av Robert Hugh Kargon, New York och London: Johnson Reprint Corporation, 1966.
  • Clarke, Samuel, 1717, En samling papper, som gick mellan den sena lärde Herr Leibnitz och Dr. Clarke, under åren 1715 och 1716, London: J. Knapton.

    särtryck:

    • Alexander, HG (red.), The Leibniz-Clarke Correspondence, Manchester University Press, 1956.
    • Ariew, Roger (red.), Correspondence / GW Leibniz och Samuel Clarke, Indianapolis: Hackett, 2000.
    • Robinet, A. (red.), 1957, Correspondance Leibniz-Clarke; presentée d'après les manuscrits originaux des bibliothèques de Hanovre et de Londres; Bibliothèque de philosophie contemporaine. Histoire de la philosophie et philosophie generale, Paris.
  • Descartes, René, 1644, Principia Philosophiae, Amsterdam: Elzevir. Omtryckt i Oevres de Descartes, vol. VIII, redigerad av Charles Adam och Paul Tannery, Paris: Léopold Cerf, 1905.

    Engelska översättningar:

    • Miller, Valentine Rodger och Miller, Reese P. (trans.), Principles of Philosophy, Dordrecht / Boston / Lancaster: D. Reidel, 1983.
    • Blair Reynolds (trans.), Principles of Philosophy, Lewiston, NY: E. Mellen Press, 1988.
  • Hall, A. Rupert och Hall, Marie Boas (red. Och trans.), 1962, Opublicerade vetenskapliga artiklar av Isaac Newton, Cambridge: Cambridge University Press.
  • Herivel, John (red.), 1965, The Background to Newtons Principia: A Study of Newtons Dynamical Researches in the Years 1664-84, Oxford: Oxford University Press.
  • Newton, Isaac, 1686/7, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, London: Joseph Streater, 1687. Reproducerad i fax av William Dawson & Sons, London: Henderson & Spalding.
  • –––, 1726 [1972], Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, tredje upplagan, med variantavläsningar (i två bind), redigerad av Alexandre Koyré, I. Bernard Cohen, och Anne Whitman, Cambridge, MA: Harvard University Press.

Huvudsakliga sekundära källor

  • Rynasiewicz, Robert, 1995a, “Av deras egenskaper, orsaker och effekter: Newtons Scholium om tid, rymd, plats och rörelse. Del I: Texten,”Studies in History and Philosophy of Science 26: 133-153.
  • –––, 1995b, “Utifrån deras egenskaper, orsaker och effekter: Newtons Scholium om tid, rymd, plats och rörelse. Del II: sammanhanget,”studier i historia och vetenskapsfilosofi 26: 295-321.

Ytterligare källor

  • Ariotti, P., 1973,”Mot Absolute Time: Continental Antecedents of the Newtonian Conception of Absolute Time,” Annals of Science, 30: 31–50.
  • Arthur, Richard, 1994, "Space and Relativity in Newton and Leibniz," The British Journal for the Philosophy of Science, 45 (1): 219–240.
  • ––– 1995”Newtons fluxioner och jämn flödande tid”, studier i historia och vetenskapsfilosofi, 26 (2): 323–351.
  • Baker, JT, 1930, en historisk och kritisk undersökning av engelska rymd- och tidsteorier från Henry More till biskop Berkeley. Bronxville, NY: Sarah Lawrence College.
  • Barbour, Julian B., 1989, Absolute or Relative Motion ?: En studie från Machian synvinkel om upptäckten och strukturen för dynamiska teorier. Cambridge: Cambridge University Press, Chapt. 11.
  • Belkind, Ori, 2007, “Newtons begreppsmässiga argument för absolut rymd”, International Studies in the Philosophy of Science, 21 (3): 271–293.
  • Blackwell, RJ, 1986, Christian Huygens 'Pendelklockan eller geometriska demonstrationer om rörelsen av pendeln som tillämpas på klockor. Ames: Iowa State University Press.
  • Bricker, Phillip och Hughes, RIG (red.), 1990, Philosophical Perspectives on Newtonian Science. Cambridge, MA: MIT Press.
  • Broad, CD, 1946, "Leibniz sista kontrovers med Newtonians," Theoria, 12: 143–168.
  • Burtt, Edwin A., 1954, The Metaphysical Foundations of Modern Science. New Jersey: Doubleday & Co, 243–263.
  • Carriero, J., 1990, "Newton om rymd och tid: kommentarer om JE McGuire," i Bricker och Hughes (1990), 109–134.
  • Cohen, I. Bernard, 1993, "The Principia, the Newtonian Style and the Newtonian Revolution in Science", in Action and Reaction, P. Theerman och AF Seeft (red.), Newark: University of Delaware Press, 61–104.
  • Cohen, I. Bernard, och Smith, George E., 2002, The Cambridge Companion to Newton. Cambridge: Cambridge University Press.
  • DiSalle, Robert, 2002, "Newtons filosofiska analys av rymd och tid", i Cohen och Smith (2002), 33–56.
  • Dobbs, BJT, 1982, "Newtons alkemi och hans teori om saken", Isis, 73 (4): 511–528.
  • Ducheyne, Steffen, 2008, "En anmärkning om JB van Helmont's De Tempore som en påverkan på Isaac Newtons doktrin om absolut tid", Archiv für Geschichte der Philosophie, 90: 216–228.
  • Dugas, Rene, 1958, mekanik i sjuttonhundratalet. Neuchatel: Editions du Griffon.
  • Earman, John, 1989, World Enough and Space-Time: Absolute versus Relational Theories of Space and Time. Cambridge, MA: MIT Press, 61–62.
  • Fierz, Basel, 1954,”Ueber den Ursprung und die Bedeutung der Lehre Isaac Newtons vom Absoluten Raum,” Gesnerus, 11: 62–120.
  • Garber, Daniel, 1992, Descartes 'metafysiska fysik. Chicago: University of Chicago Press.
  • Grant, E., 1981, mycket om ingenting: teorier om rymden och vakuum från medeltiden till den vetenskapliga revolutionen. Cambridge: Cambridge University Press.
  • Hall, A. Rupert, 1992, "Newton and the Absolutes: Sources", i The Investigation of Difficult Things: Essays on Newton and the History of the Exact Sciences. PM Harmon och A. Shapiro (red.), Cambridge: Cambridge University Press, 261–285.
  • Huggett, N., 2008, "Varför delar av det absoluta utrymmet är orörliga", British Journal for the Philosophy of Science, 59 (3): 391–407.
  • Jammer, Max, 1969, Concepts of Space. Cambridge, MA: Harvard University Press, Chapt. 4.
  • Janiak, Andrew, 2008, Newton som filosof. Cambridge: Cambridge University Press, 130–162.
  • Jessop, TE, 1953, "Berkeley and Contemporary Physics," Revue Internationale de Philosophie, 7: 87–100.
  • Koyre, A., 1957, från den stängda världen till det oändliga universum. Baltimore: Johns Hopkins University Press, Chapt. VII.
  • –––, 1965, Newtonian Studies, Cambridge, MA: Harvard University Press, Chapt. III.
  • Lacey, Hugh, 1970 "The Scientific Intelligibility of Absolute Space: A Study of Newtonian Argument," British Journal for the Philosophy of Science, 21 (4): 317–342.
  • Laymon, Ronald, 1978, "Newton's Bucket Experiment", Journal of the History of Philosophy, 16: 399–413.
  • Mach, Ernst, 1960, The Science of Mechanics, Chicago: Open Court, Chapt. vi.
  • McGuire, JE, 1966, "Body and Void och Newtons De Mundi-systemat: några nya källor," Archive for the Exact Sciences, 3: 206–248.
  • ––– 1978a,”Existence, Actuality and Ncessity: Newton on Space and Time,” Annals of Science, 35: 463–508.
  • ––– 1978b,”Newton på plats, tid och gud: en opublicerad källa,” British Journal for the History of Science, 11: 114–129.
  • –––, 1990,”Predikater för rent existens: Newton om Guds rymd och tid”, i Bricker och Hughes (1990), 91–108.
  • Meli, Domenico Bertoloni, 2002, “Newton and the Leibniz-Clarke Correspondence,” i Cohen och Smith (2002), 455–464.
  • Nagel, Ernest, 1961, The Science of Science: Problems in the Logic of Scientific Explanation. New York: Harcourt, Brace och World, Chapt. 9.
  • Nerlich, Graham, 2005, “Kan delar av rymden flytta? Om avsnitt Sex i Newtons Scholium,”Erkenntnis, 62: 119–135.
  • Palter, Robert, 1987, "Saving the Text: Documents, Readers and the Ways of the World", Studies in History and Philosophy of Science, 18: 385–439.
  • Pemberton, Henry, 1728, A View of Sir Isaac Newtons filosofi, London: S. Palmer.
  • Popper, KR, 1953,”En anmärkning om Berkeley som föregångare för Mach,” British Journal for the Philsophy of Science, 4: 26–36.
  • Power, JE, 1970, "Henry More och Isaac Newton om absolut utrymme," Journal of the History of Ideas, 31: 289–296.
  • Ray, C., 1987, The Evolution of Relativity. Bristol: Adam Hilger, 3–12.
  • Reichenbach, H., 1958, The Philosophy of Space and Time. New York: Dover Publications, 210–218.
  • Shapin, S., 1981, "Of Gods and Kings: Natural Philosophy and Politik in Leibniz-Clarke-tvisterna," Isis, 72: 187–215.
  • Sklar, L., 1974, Space, Time and Space-Time. Berkeley, Kalifornien: University of California Press, 161–193.
  • Slowik, Ed, 2009, "Newtons rymdens metafysik: en" Tertium Quid "mellan substantivalism och relationism, eller bara en" gud av de (rationella mekaniska) luckorna "?" Perspectives on Science 17: 429–456.
  • Stein, Howard, 1967, "Newtonian Space-Time", i Robert Palter (red.), The Annus Mirabilis av Sir Isaac Newton 1666-1966. Cambridge, MA: MIT Press, 174–200.
  • –––, 1977, "Some Philosophical Prehistory of General Relativity", i Minnesota Studies in the Philosophy of Science, vol. VIII, J. Earman, C. Glymour och J. Stachel (red.), Minneapolis: University of Minnesota Press, 3–49.
  • Stewart, L., 1981,”Samuel Clarke, Newtonianism och fraktionerna av det postrevolutionära England,” Journal of the History of Ideas, 42: 53–72.
  • Strong, EW, 1970, "Barrow och Newton," Journal of the Philosophy History, 8: 155–172.
  • Suchting, WA, 1961,”Berkeleys kritik av Newton på rymd och rörelse,” Isis, 58: 186–97.
  • Toulmin, S., 1959a, "Kritik i vetenskapens historia: Newton om absolut rum, tid och rörelse, jag," The Philosophical Review, 68: 1–29.
  • –––, 1959b,”Kritik i vetenskapshistorien: Newton om absolut rum, tid och rörelse, II,” The Philosophical Review, 68: 203–227.
  • Vailati, Ezio, 1997, Leibniz & Clarke: En studie av deras korrespondens. Oxford: Oxford University Press.
  • Westfall, RS, 1964, "Newton and Absolute Space", Archives Internationale d'Histoire des Sciencie, 17: 121–136.
  • –––, 1971, Force in Newtons fysik. New York: Amerikanska Elsevier, kap. 8.
  • Whitrow, GJ, 1953, "Berkeleys rörelsefilosofi", British Journal for the Philosophy of Science, 4: 37–45.

Akademiska verktyg

sep man ikon
sep man ikon
Hur man citerar det här inlägget.
sep man ikon
sep man ikon
Förhandsgranska PDF-versionen av det här inlägget på SEP-samhällets vänner.
ino-ikon
ino-ikon
Slå upp det här ämnet vid Internet Philosophy Ontology Project (InPhO).
phil papper ikon
phil papper ikon
Förbättrad bibliografi för detta inlägg på PhilPapers, med länkar till dess databas.

Andra internetresurser

  • Newton-projektet
  • Newton-projektet - Kanada
  • Biografisk skiss av Newton (School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews, Scotland)
  • Fontenelles Biografiska skiss av Newton (1728) (David R. Wilkins, Trinity College, Dublin)
  • Andrew Mottes översättning från Principia från 1729
  • Voltaire på Descartes och Newton

Rekommenderas: