MacLaurin's Physical Dissertations pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Tweddle, Ian

出品人:

页数:220

译者:

出版时间:

价格:$ 111.87

装帧:HRD

isbn号码:9781846285936

丛书系列:Sources in the History of Mathematics and Physical Sciences

图书标签:

物理学
科学史
18世纪
麦克劳林
数学物理
经典物理学
论文集
历史文献
牛顿力学
理论物理

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具体描述

The Scottish mathematician Colin MacLaurin (1698-1746) is best known for developing and extending Newtona (TM)s work in calculus, geometry and gravitation; his 2-volume work "Treatise of Fluxions" (1742) was the first systematic exposition of Newtona (TM)s methods. It is well known that MacLaurin was awarded prizes by the Royal Academy of Sciences, Paris, for his earlier work on the collision of bodies (1724) and the tides (1740); however, the contents of these essays are less familiar a" although some of the material is discussed in the Treatise of Fluxions - and the essays themselves often hard to obtain. This book presents these important works in translation for the first time, preceded by a translation of MacLaurina (TM)s MA dissertation on gravity (Glasgow, 1713) which provides evidence of his early study of Newtonian principles. In his essentially descriptive discussion of gravity MacLaurin ranges over planetary orbits, vortices and theology. His discussion of collisions includes a disputatious account of what should be understood by the force of a moving body, a contentious topic at the time. The essay on the tides has the original version of his celebrated theorem on the equilibrium of a spheroidal fluid mass and employs a remarkable combination of geometry and calculus to determine forces of attraction. The aim is to make this material more generally accessible to researchers and students in mathematics and physics, and indeed to anyone with an interest in the historical development of these subjects. A general introduction puts the works in context and gives an outline of MacLaurin's career. Each translation is then accompanied by an introduction and aseries of notes and appendices in which individual results are analysed, both in modern terms and from a historical point of view. Background material is also provided.

跨越时代的物理学思辨录：探寻宇宙奥秘的宏伟篇章本书汇集了十七与十八世纪科学界最富洞察力、也最具挑战性的物理学思想与实验记录，深入剖析了经典力学、光学以及热学领域的基础性争论与突破。它并非仅仅是对已知理论的总结，而是一部充满辩论精神、着重于方法论反思的学术专著。第一部分：运动的本质与牛顿体系的深层结构本卷首先聚焦于伽利略遗留的运动学遗产，并将其置于艾萨克·牛顿爵士的宏大体系之下进行检验。我们详尽考察了“绝对空间”和“绝对时间”的哲学与物理基础。作者以极其审慎的态度，审视了牛顿的《自然哲学的数学原理》中关于力、质量和加速度的定义，探讨了如何从对惯性运动的观察推导出万有引力定律的精确数学形式。特别值得一提的是，本部分对“虚功原理”和“达朗贝尔原理”的早期应用进行了细致的梳理。通过对复杂机械系统运动方程的推导实例分析，揭示了如何利用能量守恒的初步概念来简化原本需要大量积分运算的动力学问题。这种方法的引入，标志着物理学从纯粹的微分方程求解，向更具直觉性的“最小作用量”思想的初步过渡。此外，本部分花费大量篇幅讨论了“流体静力学”的严格性。从帕斯卡原理的实验验证，到伯努利关于流体连续性和不可压缩性的假设，作者详细对比了不同学派对“以太”（Aether）作为填充介质的物理解释，并批判性地分析了早期的漩涡理论（如笛卡尔学说）在面对开普勒定律和月球运动解释上的根本性缺陷。第二部分：光学的革命与波动/微粒之争光学领域在十七世纪经历了一场史诗般的变革。本卷的第二部分，以详尽的图解和实验重现步骤，考察了牛顿对光的“微粒说”的阐述。我们回顾了棱镜分光实验的精妙设计，以及牛顿如何利用光的色散现象，成功地驳斥了早期认为颜色是光与介质相互作用产生的观点，确立了颜色是光本身固有属性的认知。然而，本书的重点并非仅限于对牛顿理论的复述。我们深入挖掘了克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）的波动理论。通过对光速有限性、反射与折射定律的纯几何推导，本部分力图在概念上平衡两种对立的观点。作者特别关注了惠更斯关于“次波”（Secondary Waves）的设想，并探讨了这些设想如何巧妙地解释了光的直线传播特性，尽管在当时，波动说的解释力在可见性上不如微粒说直观。书中还收录了关于“衍射”现象的早期观测记录。这些记录显示，当光线绕过障碍物边缘时会产生轻微的弯曲，这对于纯粹的微粒说构成了严峻的挑战。作者通过对这些反常现象的分析，引导读者思考：是否存在一种机制，使得粒子在特定条件下表现出类似波的特性？这一思考为后世对光的二象性研究埋下了伏笔。第三部分：热的本质与“燃素”的早期阴影在热学领域，本书的讨论聚焦于对热现象的量化尝试。彼时，热的概念尚未完全脱离“物质性”的纠缠。本书系统性地分析了关于“热质”（Caloric）或“燃素”（Phlogiston）的早期理论框架。虽然这些理论在现代物理学中已被摒弃，但其在解释燃烧、温度平衡和热传递方面曾扮演的重要角色不可忽视。作者详细描述了丹尼尔·伯努利提出的关于气体分子运动的初步猜想，尽管其数学描述尚不完备，但其将宏观的压力与微观的粒子碰撞联系起来的努力，被视为现代动理论的先声。书中还包括了对温度计制造的详细描述，探讨了如何选择可靠的、可重复的“热尺度”。此外，本部分还回顾了功和热量之间关系的模糊地带。通过对摩擦生热实验的描述，探讨了能量守恒定律在热力学领域的萌芽。例如，对重物下落产生热量的记录，促使一些思想家开始质疑“热质”是否仅仅是一种可以被转移的物质，还是与机械功之间存在更深层次的等价关系。第四部分：方法论的省思与科学共同体的责任本书的最终部分，超越了具体的物理定律，转而探讨科学研究的方法论。作者强调了“可证伪性”（Falsifiability）在早期科学辩论中的作用。面对牛顿体系的巨大成功，许多科学家陷入了对权威的盲从，忽视了那些与主流理论不符的实验现象。本书鼓励读者批判性地看待“数学模型”与“自然实在”之间的关系。作者警示，数学的优雅性绝不能成为物理真理的唯一裁判。真正的物理学发现，必须根植于对自然现象的细致观察和严谨的实验控制。书中通过对比成功解释了行星轨道的天体力学模型，与仅能定性描述磁现象的理论，阐明了量化描述的必要性。总而言之，这部著作是一份对启蒙时代物理学思想的全面而深刻的考察。它不仅记录了伟大的发现，更捕捉了科学家们在面对未知时所经历的哲学挣扎、实验的艰辛以及不同学派间的激烈交锋。阅读本书，如同置身于一个充满活力和质疑精神的科学沙龙，亲历那些奠定现代科学大厦的基石是如何被小心翼翼地放置和捍卫的。它邀请每一位后来的研究者，重温科学进步的艰辛历程，并以批判性的眼光审视我们今日所信奉的“真理”。