Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica -Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica

Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica
Prinicipia-tytuł.png
Strona tytułowa Principia , pierwsze wydanie (1687)
Autor Sir Isaac Newton
Oryginalny tytuł Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica
Język Nowa łacina
Data publikacji
1687 (wyd. 1)
Opublikowano w języku angielskim
1728
Klasa LC QA803 .A53

Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ( Zasady matematyczne filozofii naturalnej ) w Isaac Newton , często określane po prostu jako Principia ( / P r ɪ n y ɪ P i ə , P r ɪ n k ɪ p i ə / ) jest praca wyjaśniająca prawa dynamiki Newtona i prawo powszechnego ciążenia ; w trzech księgach napisanych po łacinie , opublikowanych po raz pierwszy 5 lipca 1687 r.

Po opatrzeniu adnotacjami i poprawkami własnej kopii pierwszego wydania, Newton opublikował dwa kolejne wydania, w czasie 1713 z poprawionymi błędami z 1687 i poprawioną wersją z 1726.

Principia tworzy fundament mechaniki klasycznej . Jest to forma pochodną Johannes Kepler jest prawa ruchu planetarnym (które Kepler pierwszy uzyskanych doświadczalnie ).

Principia jest uważana za jedną z najważniejszych dzieł w historii nauki . Francuski fizyk matematyczny Alexis Clairaut ocenił to w 1747 roku: „Słynna księga Matematycznych Zasad Filozofii Naturalnej wyznaczyła epokę wielkiej rewolucji w fizyce. nauka, która do tej pory pozostawała w mroku domysłów i hipotez”.

Nowsza ocena była taka, że ​​chociaż akceptacja teorii Newtona nie była natychmiastowa, pod koniec stulecia po publikacji w 1687 roku „nikt nie mógł zaprzeczyć, że” (z Principia ) „wyłoniła się nauka, że ​​przynajmniej w pod pewnymi względami, do tej pory przewyższał wszystko, co kiedykolwiek istniało wcześniej, że pozostał sam jako ostateczny wzór nauki w ogóle”.

Formułując swoje teorie fizyczne, Newton rozwinął i wykorzystał metody matematyczne, które obecnie należą do dziedziny rachunku różniczkowego , wyrażając je w formie twierdzeń geometrycznych o „znikających małych” kształtach. W poprawionej konkluzji do Principia (patrz § General Scholium ) Newton podkreślił empiryczny charakter pracy za pomocą wyrażenia Hypotheses non fingo („Nie udaję żadnych hipotez”).

Zawartość

Wyrażony cel i poruszane tematy

Sir Isaac Newton (1643-1727) autor Principia

W przedmowie pracy czytamy:

... Mechanika Racjonalna będzie nauką o ruchu wynikającym z dowolnych sił oraz o siłach potrzebnych do wytworzenia dowolnego ruchu, dokładnie zaproponowaną i zademonstrowaną ... I dlatego proponujemy tę pracę jako matematyczne zasady jego filozofii. Bo cała trudność filozofii zdaje się na tym polegać — od zjawisk ruchów do badania sił przyrody, a potem od tych sił do wykazania innych zjawisk…

Principia zajmuje się przede wszystkim z masywnych ciał w ruchu, początkowo w różnych warunkach i hipotetycznych prawami obowiązującymi w obu non-opór i opór mediów, oferując w ten sposób kryteria zdecydować, obserwacje, które ustawodawstwo obowiązujące są działających w zjawiskach, które mogą być zauważony. Próbuje objąć hipotetyczne lub możliwe ruchy zarówno ciał niebieskich, jak i pocisków ziemskich. Bada trudne problemy ruchów zaburzonych przez liczne siły przyciągania. Jego trzecia i ostatnia książka zajmuje się interpretacją obserwacji dotyczących ruchów planet i ich satelitów.

Ono:

  • pokazuje, w jaki sposób obserwacje astronomiczne dowodzą odwrotnego kwadratu prawa grawitacji (z dokładnością, która była wysoka jak na standardy czasu Newtona);
  • oferuje szacunki mas względnych znanych planet olbrzymów oraz Ziemi i Słońca;
  • definiuje bardzo powolny ruch Słońca w stosunku do barycentrum Układu Słonecznego ;
  • pokazuje, w jaki sposób teoria grawitacji może wyjaśnić nieprawidłowości w ruchu Księżyca ;
  • rozpoznaje spłaszczenie postaci Ziemi;
  • wyjaśnia w przybliżeniu pływy morskie, w tym zjawiska pływów wiosennych i nadbrzeżnych, spowodowane zakłócającym (i zmiennym) przyciąganiem grawitacyjnym Słońca i Księżyca na wodach Ziemi;
  • wyjaśnia precesję równonocy jako efekt przyciągania grawitacyjnego Księżyca na zgrubienie równikowe Ziemi; oraz
  • daje teoretyczne podstawy dla wielu zjawisk dotyczących komet i ich wydłużonych, prawie parabolicznych orbit.

Pierwsze sekcje Principia zawierają, w poprawionej i rozszerzonej formie, prawie całą treść traktatu Newtona z 1684 r. De motu corporum in gyrum .

Principia zacząć „Definicje” oraz „aksjomatów lub prawa ruchu” i nadal w trzech książek:

Księga 1, De motu corporum

Księga I, podtytuł De motu corporum ( O ruchu ciał ) dotyczy ruchu przy braku jakiegokolwiek medium stawiającego opór. Rozpoczyna się on zbiorem lematów matematycznych dotyczących „metody pierwszego i ostatniego stosunku”, geometrycznej postaci rachunku różniczkowego.

Dowód Newtona drugiego prawa Keplera, jak opisano w książce. Jeśli na planecie podczas jej orbity uwzględni się ciągłą siłę dośrodkową (czerwona strzałka), obszar trójkątów wyznaczony przez tor planety będzie taki sam. Dotyczy to dowolnego ustalonego przedziału czasu. Gdy przedział dąży do zera, siłę można uznać za natychmiastową. (Kliknij na zdjęcie, aby uzyskać szczegółowy opis).

Druga część ustala relacje między siłami dośrodkowymi a prawem obszarów znanych obecnie jako drugie prawo Keplera (stwierdzenia 1–3) i wiąże prędkość kołową i promień krzywizny drogi z siłą promieniową (stwierdzenie 4) oraz relacje między zmieniającymi się siłami dośrodkowymi jako odwrotność kwadratu odległości do środka i orbit o kształcie stożkowym (stwierdzenia 5-10).

Twierdzenia 11–31 ustalają własności ruchu po torach mimośrodowego przekroju stożkowego, w tym elipsy, oraz ich związek z odwrotnymi kwadratowymi siłami centralnymi skierowanymi na ognisko, a także zawierają twierdzenie Newtona o owalu (lemat 28).

Propozycje 43-45 pokazują, że na ekscentrycznej orbicie pod działaniem siły dośrodkowej, gdzie apsyda może się poruszać, stała nieruchoma orientacja linii apsyd jest wskaźnikiem odwrotnego kwadratu prawa siły.

Książka 1 zawiera dowody, które mają niewielki związek z dynamiką w świecie rzeczywistym. Ale są też sekcje o dalekosiężnym zastosowaniu do Układu Słonecznego i wszechświata:

Propozycje 57-69 dotyczą „ruchu ciał przyciąganych do siebie przez siły dośrodkowe”. Ta sekcja jest szczególnie interesująca ze względu na jej zastosowanie do Układu Słonecznego i zawiera Propozycję 66 wraz z jej 22 następstwami: tutaj Newton poczynił pierwsze kroki w zdefiniowaniu i zbadaniu problemu ruchów trzech masywnych ciał podlegających ich wzajemnym zakłóceniom. przyciąganie grawitacyjne, problem, który później zyskał miano i sławę (między innymi ze względu na jego wielką trudność) jako problem trzech ciał .

Propozycje 70–84 dotyczą sił przyciągania ciał kulistych. Sekcja zawiera dowód Newtona, że ​​masywne, sferycznie symetryczne ciało przyciąga inne ciała na zewnątrz siebie, tak jakby cała jego masa była skoncentrowana w jego środku. Ten fundamentalny wynik, zwany twierdzeniem Shella , umożliwia zastosowanie odwrotnego kwadratu prawa grawitacji do rzeczywistego Układu Słonecznego z bardzo dużym przybliżeniem.

Księga 2, część 2 De motu corporum

Część treści pierwotnie przewidzianych dla pierwszej książki została podzielona na drugą książkę, która w dużej mierze dotyczy poruszania się w opornych mediach. Tak jak Newton badał konsekwencje różnych wyobrażalnych praw przyciągania w księdze 1, tutaj bada różne wyobrażalne prawa oporu; tak więc w części 1 omówiono opór wprost proporcjonalny do prędkości, a w części 2 zbadano implikacje oporu w stosunku do kwadratu prędkości. Księga 2 omawia również (w rozdziale 5 ) hydrostatykę i właściwości płynów ściśliwych; Newton wywodzi również prawo Boyle'a . Skutki oporu powietrza na wahadła są badane w rozdziale 6 , wraz z opisem eksperymentów Newtona, które przeprowadził, aby spróbować poznać niektóre cechy rzeczywistego oporu powietrza, obserwując ruchy wahadeł w różnych warunkach. Newton porównuje opór oferowany przez medium z ruchami globusów o różnych właściwościach (materiał, waga, rozmiar). W Sekcji 8 wyprowadza reguły wyznaczania prędkości fal w płynach i wiąże je z gęstością i kondensacją (Stwierdzenie 48; stałoby się to bardzo ważne w akustyce). Zakłada, że ​​zasady te odnoszą się w równym stopniu do światła i dźwięku i szacuje, że prędkość dźwięku wynosi około 1088 stóp na sekundę i może wzrosnąć w zależności od ilości wody w powietrzu.

Mniej księgi 2 przetrwało próbę czasu niż księgi 1 i 3, a mówi się, że księga 2 została w dużej mierze napisana celowo, aby obalić teorię Kartezjusza, która miała pewną szeroką akceptację przed pracą Newtona (i przez jakiś czas po ). Zgodnie z kartezjańską teorią wirów ruchy planet były wytwarzane przez wirowanie płynnych wirów, które wypełniały przestrzeń międzyplanetarną i niosły ze sobą planety. Newton napisał pod koniec księgi 2 swój wniosek, że hipoteza o wirach była całkowicie sprzeczna ze zjawiskami astronomicznymi i służyła nie tyle do wyjaśnienia, co do zmylenia ich.

Księga 3, De mundi systemate

Księga 3, podtytuł De mundi systemate ( O systemie świata ), jest ekspozycją wielu konsekwencji powszechnego ciążenia, a zwłaszcza jego konsekwencji dla astronomii. Opiera się na twierdzeniach z poprzednich ksiąg i stosuje je bardziej szczegółowo niż w księdze 1 do ruchów obserwowanych w Układzie Słonecznym. Tutaj (wprowadzone przez Stwierdzenie 22 i kontynuowane w Stwierdzeniach 25-35) omówiono kilka cech i nieregularności ruchu orbitalnego Księżyca, zwłaszcza wariację . Newton wymienia obserwacje astronomiczne, na których się opiera, i krok po kroku ustala, że ​​odwrotne kwadratowe prawo wzajemnego ciążenia stosuje się do ciał Układu Słonecznego, zaczynając od satelitów Jowisza i przechodząc etapami, aby pokazać, że prawo to ma uniwersalne zastosowanie . Podaje również, począwszy od Lematu 4 i Propozycji 40, teorię ruchów komet, dla której wiele danych pochodzi od Johna Flamsteeda i Edmonda Halleya , i wyjaśnia pływy, próbując ilościowe oszacowanie wkładu Słońca i Księżyca w pływy. wnioski; i przedstawia pierwszą teorię precesji równonocy . Księga 3 rozważa również oscylator harmoniczny w trzech wymiarach, a ruch w arbitralnych prawach sił.

W księdze 3 Newton wyjaśnił również swój heliocentryczny obraz Układu Słonecznego, zmodyfikowany w nieco nowoczesny sposób, ponieważ już w połowie lat 80. XVII wieku rozpoznał „odchylenie Słońca” od środka ciężkości Układu Słonecznego. Dla Newtona „wspólny środek ciężkości Ziemi, Słońca i wszystkich planet ma być uważany za środek świata” i że ten środek „albo jest w spoczynku, albo porusza się jednostajnie do przodu po właściwej linii ”. Newton odrzucił drugą alternatywę po przyjęciu stanowiska, że ​​„środek systemu świata jest nieruchomy”, co „wszyscy uznają, podczas gdy niektórzy twierdzą, że Ziemia, inni, że Słońce jest w tym nieruchome”. środek". Newton oszacował stosunki mas Słońce:Jowisz i Słońce:Saturn i wskazał, że umieszczają one środek Słońca zwykle trochę poza wspólnym środkiem ciężkości, ale tylko trochę, odległość co najwyżej „z ledwością wynosi jeden średnica Słońca”.

Komentarz do Principia

Sekwencja definicji użytych przy ustalaniu dynamiki w Principia jest rozpoznawalna w wielu dzisiejszych podręcznikach. Newton najpierw przedstawił definicję masy

Ilość materii to ta, która powstaje wspólnie z jej gęstości i wielkości. Ciało dwukrotnie gęstsze w dwukrotnie większej przestrzeni jest czterokrotnie liczniejsze. Wielkość tę określam nazwą ciała lub masy.

Zostało to następnie wykorzystane do określenia „ilości ruchu” (dziś nazywanej pędem ) oraz zasady bezwładności, w której masa zastępuje poprzednie kartezjańskie pojęcie siły wewnętrznej . To z kolei przygotowało grunt pod wprowadzenie sił poprzez zmianę pędu ciała. Co ciekawe, dla dzisiejszych czytelników ekspozycja wygląda niepoprawnie wymiarowo, ponieważ Newton nie wprowadza wymiaru czasu do tempa zmian wielkości.

Zdefiniował przestrzeń i czas „nie tak, jak są one wszystkim dobrze znane”. Zamiast tego zdefiniował „prawdziwy” czas i przestrzeń jako „absolutny” i wyjaśnił:

Muszę tylko zauważyć, że wulgarni pojmują te wielkości nie pod żadnym innym względem, jak tylko ze stosunku, jaki mają do przedmiotów postrzegalnych. I wygodnie będzie je rozróżnić na absolutne i względne, prawdziwe i pozorne, matematyczne i wspólne. ... zamiast absolutnych miejsc i ruchów używamy względnych; i to bez żadnych niedogodności w sprawach wspólnych; ale w dyskusjach filozoficznych powinniśmy wycofać się z naszych zmysłów i rozważać rzeczy same w sobie jako odrębne od tego, co jest tylko dostrzegalnymi ich miarami.

Niektórym współczesnym czytelnikom może się wydawać, że w Principiach stosowano pewne znane dziś wielkości dynamiczne, ale ich nie nazwano. Matematyczne aspekty pierwszych dwóch książek były tak wyraźnie spójne, że łatwo je zaakceptowano; na przykład Locke zapytał Huygensa, czy może ufać dowodom matematycznym i został zapewniony o ich poprawności.

Jednak koncepcja siły przyciągającej działającej na odległość spotkała się z chłodniejszą reakcją. W swoich notatkach Newton napisał, że prawo odwrotności kwadratu powstało w sposób naturalny dzięki budowie materii. Jednak wycofał to zdanie w opublikowanej wersji, w której stwierdził, że ruch planet jest zgodny z prawem odwrotnego kwadratu, ale odmówił spekulacji na temat pochodzenia tego prawa. Huygens i Leibniz zauważyli, że prawo było niezgodne z pojęciem eteru . Z kartezjańskiego punktu widzenia była to więc teoria błędna. Obrona Newtona została od tego czasu przyjęta przez wielu znanych fizyków — zwrócił on uwagę, że matematyczna forma teorii musi być poprawna, ponieważ wyjaśnia dane, i odmówił dalszych spekulacji na temat podstawowej natury grawitacji. Sama liczba zjawisk, które mogła być zorganizowana przez teorię, była tak imponująca, że ​​młodsi „filozofowie” szybko przyjęli metody i język Principiów .

Zasady rozumowania w filozofii

Być może, aby zmniejszyć ryzyko nieporozumień publicznych, Newton na początku księgi III (w wydaniach drugim (1713) i trzecim (1726) zamieścił rozdział zatytułowany „Reguły rozumowania w filozofii”. W czterech regułach, które ostatecznie pojawiły się w wydaniu z 1726 r., Newton skutecznie oferuje metodologię radzenia sobie z nieznanymi zjawiskami w przyrodzie i sięgania po ich wyjaśnienia. Cztery Reguły wydania z 1726 r. brzmią następująco (z pominięciem kilku komentarzy wyjaśniających, które następują po każdym z nich):

  1. Nie możemy przyznać więcej przyczyn naturalnych rzeczy niż te, które są prawdziwe i wystarczające do wyjaśnienia ich przejawów.
  2. Dlatego tym samym skutkom naturalnym musimy w miarę możliwości przypisać te same przyczyny.
  3. Właściwości ciał, które nie dopuszczają ani intensyfikacji, ani zmniejszenia stopni i które, jak się okazuje, należą do wszystkich ciał w zasięgu naszych eksperymentów, należy uważać za uniwersalne właściwości wszystkich ciał w ogóle.
  4. W filozofii eksperymentalnej mamy patrzeć na twierdzenia wywnioskowane przez ogólną indukcję ze zjawisk jako dokładne lub prawie prawdziwe, nie przeciwstawiając się żadnej przeciwnej hipotezie, którą można sobie wyobrazić, aż do czasu, gdy pojawią się inne zjawiska, dzięki którym albo mogą one być dokładniejsze, lub podlega wyjątkom.

Po tej części Reguł filozofii następuje wykaz „Zjawisk”, w którym wymieniono szereg obserwacji, głównie astronomicznych, które Newton wykorzystał później jako podstawę do wnioskowania, jak gdyby przyjmując uzgodniony zestaw faktów od astronomów jego czas.

Zarówno „Reguły”, jak i „Zjawiska” ewoluowały z jednej edycji Principia do następnej. Reguła 4 pojawiła się w trzecim wydaniu (1726); Reguły 1–3 były obecne jako „Reguły” w drugim wydaniu (1713), a ich poprzednicy byli również obecni w pierwszym wydaniu z 1687 r., ale tam miały inny nagłówek: nie zostały podane jako „reguły”, ale raczej w pierwszym (1687) wydaniu poprzednicy trzech późniejszych „Zasad” i większości późniejszych „Zjawisk” zostali zebrani razem pod jednym nagłówkiem „Hipotezy” (w którym trzeci punkt był poprzednikiem ciężka rewizja, która dała późniejszą Regułę 3).

Z tej ewolucji tekstu wynika, że ​​Newton chciał w późniejszych nagłówkach „Zasady” i „Zjawiska” wyjaśnić swoim czytelnikom swój pogląd na role, jakie mają odgrywać te różne stwierdzenia.

W trzecim (1726) wydaniu Principia , Newton wyjaśnia każdą regułę w alternatywny sposób i/lub podaje przykład, aby potwierdzić to, co twierdzi reguła. Pierwsza zasada jest wyjaśniona jako filozoficzna zasada ekonomii. Druga zasada mówi, że jeśli jedną przyczynę przypisuje się naturalnemu skutkowi, to ta sama przyczyna, o ile to możliwe, musi być przypisana naturalnym skutkom tego samego rodzaju: na przykład oddychanie u ludzi i zwierząt, pożary w domu i w domu. Słońce, czyli odbicie światła, niezależnie od tego, czy pojawia się ono na ziemi, czy z planet. Obszernie wyjaśniono trzecią regułę, dotyczącą właściwości ciał, a Newton omawia tutaj uogólnienie wyników obserwacji, z przestrogą przed wymyślaniem wyobrażeń wbrew eksperymentom oraz wykorzystanie reguł do zilustrowania obserwacji grawitacji i przestrzeni. .

Stwierdzenie czterech reguł Isaaca Newtona zrewolucjonizowało badanie zjawisk. Dzięki tym regułom Newton mógłby w zasadzie zacząć odnosić się do wszystkich obecnych nierozwiązanych tajemnic świata. Był w stanie wykorzystać swoją nową metodę analityczną, aby zastąpić metodę Arystotelesa i był w stanie wykorzystać swoją metodę do ulepszenia i aktualizacji metody eksperymentalnej Galileusza . Odtworzenie metody Galileusza nigdy nie uległo znaczącym zmianom, aw jej istocie naukowcy stosują ją do dziś.

Ogólne Scholium

Ogólne Scholium jest esej zawieranie dodany do drugiej edycji, 1713 (wraz ze zmianami w trzeciej edycji, 1726). Nie należy go mylić z Ogólnym Scholium na końcu Księgi 2, Rozdział 6, który omawia jego eksperymenty z wahadłem i opory powodowane przez powietrze, wodę i inne płyny.

Newton użył tutaj wyrażenia hypotheses non fingo , "Nie formułuję hipotez", w odpowiedzi na krytykę pierwszego wydania Principia . ( "Fingo" jest czasami tłumaczone jako "udawanie" zamiast tradycyjnego "ramki"). Przyciąganie grawitacyjne Newtona, niewidzialna siła zdolna do działania na ogromne odległości , doprowadziło do krytyki, że wprowadził on do nauki „ okultystyczne agencje”. Newton stanowczo odrzucał taką krytykę i pisał, że wystarczyło, by zjawiska wiązały się z przyciąganiem grawitacyjnym, tak jak to zrobili; ale zjawiska nie wskazywały jak dotąd na przyczynę tej grawitacji, a formułowanie hipotez o rzeczach, które nie są implikowane przez zjawiska, było zarówno niepotrzebne, jak i niewłaściwe: takie hipotezy „nie mają miejsca w filozofii eksperymentalnej”, w przeciwieństwie do właściwego sposobu w które „szczególne zdania są wywnioskowane ze zjawisk, a następnie uogólnione przez indukcję”.

Newton podkreślił również swoją krytykę wirowej teorii ruchów planet Kartezjusza, wskazując na jej niezgodność z wysoce ekscentrycznymi orbitami komet, które przenoszą je „przez wszystkie części nieba obojętnie”.

Newton podał także argument teologiczny. Z systemu świata wywnioskował istnienie boga, podobnie jak to, co czasami nazywa się argumentem z inteligentnego lub celowego projektu . Sugerowano, że Newton podał „pobieżny argument na rzecz unitarnej koncepcji Boga i ukryty atak na doktrynę Trójcy ”. General Scholium nie zajmuje się ani nie próbuje obalić doktryny Kościoła; po prostu nie wspomina Jezusa, Ducha Świętego ani hipotezy o Trójcy.

Wydanie książki

Początkowy bodziec Halleya i Newtona

W styczniu 1684 Edmond Halley , Christopher Wren i Robert Hooke przeprowadzili rozmowę, w której Hooke twierdził, że wyprowadził nie tylko prawo odwrotności kwadratu, ale także wszystkie prawa ruchu planet. Wren nie był przekonany, Hooke nie przedstawił żądanego wyprowadzenia, chociaż inni dali mu na to czas, a Halley, który mógł wyprowadzić prawo odwrotności kwadratu dla ograniczonego przypadku kołowego (poprzez zastąpienie relacji Keplera wzorem Huygensa dla siły odśrodkowej ), ale nie udało się ogólnie wyprowadzić tej relacji, postanowił zapytać Newtona.

Wizyty Halleya w Newton w 1684 roku były zatem wynikiem dyskusji Halleya o ruchu planet z Wrenem i Hooke'em, i wydaje się, że dostarczyły Newtonowi bodźca i bodźca do opracowania i napisania tego, co stało się Philosophiae Naturalis Principia Mathematica . Halley był w tym czasie członkiem i członkiem Rady Towarzystwa Królewskiego w Londynie (stanowisko, że w 1686 r. zrezygnował, aby zostać opłacanym urzędnikiem Towarzystwa). Wizyta Halleya w Newton w Cambridge w 1684 miała miejsce prawdopodobnie w sierpniu. Kiedy Halley zapytał Newtona o opinię na temat ruchów planetarnych omawianych wcześniej w tym roku przez Halleya, Hooke'a i Wrena, Newton zaskoczył Halleya, mówiąc, że wyprowadził już wnioski jakiś czas temu; ale że nie mógł znaleźć dokumentów. (Zgodne relacje z tego spotkania pochodzą od Halleya i Abrahama De Moivre, którym Newton się zwierzył.) Następnie Halley musiał czekać, aż Newton „znaleź” wyniki, ale w listopadzie 1684 Newton wysłał Halleyowi wzmocnioną wersję wcześniejszej pracy, którą wykonał Newton. w temacie. Przyjęło to formę 9-stronicowego rękopisu De motu corporum in gyrum ( O ruchu ciał na orbicie ): tytuł znajduje się na niektórych zachowanych kopiach, chociaż (zaginiony) oryginał mógł być bez tytułu.

Z traktatu Newtona De motu corporum in gyrum , który wysłał do Halleya pod koniec 1684 r., wyprowadzono to, co obecnie znane jest jako trzy prawa Keplera, przyjmując odwrotne kwadratowe prawo siły i uogólniając wynik na przekroje stożkowe. Rozszerzył również metodologię, dodając rozwiązanie problemu dotyczącego ruchu ciała przez ośrodek oporowy. Treść De motu tak podnieciła Halleya ich matematyczną i fizyczną oryginalnością oraz dalekosiężnymi implikacjami dla teorii astronomicznej, że natychmiast udał się ponownie do Newtona, w listopadzie 1684 roku, aby poprosić Newtona o pozwolenie Royal Society na więcej takich prac. Wyniki ich spotkań wyraźnie pomogły pobudzić Newtona entuzjazmem potrzebnym do pogłębienia swoich badań problemów matematycznych w tej dziedzinie nauk fizycznych, i uczynił to w okresie wysoce skoncentrowanej pracy, która trwała co najmniej do połowy 1686 roku.

Ukierunkowaną uwagę Newtona na jego pracę w ogóle i na jego projekt w tym czasie ukazują późniejsze wspomnienia jego sekretarza i kopisty tego okresu, Humphreya Newtona. Jego relacja opowiada o pochłonięciu Izaaka Newtona w swoich studiach, o tym, jak czasami zapominał o jedzeniu, śnie lub o stanie swojego ubrania, a kiedy spacerował po ogrodzie, czasami pędził z powrotem do swojego pokoju z jakimś nowym pomyślał, nawet nie czekając, by usiąść, zanim zacznie go zapisywać. Inne dowody wskazują również na absorpcję Newtona w Principiach : Newton przez lata prowadził regularny program eksperymentów chemicznych lub alchemicznych i zwykle prowadził o nich notatki z datą, ale przez okres od maja 1684 do kwietnia 1686 w notatnikach chemicznych Newtona nie ma wpisów. w ogóle. Wygląda więc na to, że Newton porzucił zajęcia, którym był formalnie oddany, i przez ponad półtora roku robił niewiele więcej, ale skoncentrował się na rozwijaniu i pisaniu tego, co stało się jego wielkim dziełem.

Pierwsza z trzech ksiąg składowych została wysłana do drukarni do Halley wiosną 1686 roku, a dwie pozostałe nieco później. Kompletna praca, opublikowana przez Halleya na jego własne ryzyko finansowe, ukazała się w lipcu 1687 roku. Newton przekazał również Flamsteedowi De motu , a w okresie tworzenia wymienił kilka listów z Flamsteedem na temat danych obserwacyjnych na planetach, ostatecznie potwierdzając Wkład Flamsteeda w opublikowanej wersji Principia z 1687 r.

Przedwczesna wersja

Własna kopia pierwszego wydania Newtona jego Principia , z odręcznymi poprawkami do drugiego wydania.

Proces pisania tego pierwszego wydania Principii przebiegał przez kilka etapów i szkiców: niektóre części materiałów wstępnych przetrwały, inne zaginęły, z wyjątkiem fragmentów i odsyłaczy w innych dokumentach.

Z zachowanych materiałów wynika, że ​​Newton (do pewnego czasu w 1685 r.) wyobrażał sobie swoją książkę jako dzieło dwutomowe. Pierwszy tom miał być zatytułowany De motu corporum, Liber primus , z treścią, która później pojawiła się w rozszerzonej formie jako Księga I Principia .

Przetrwał szkic planowanego przez Newtona drugiego tomu De motu corporum, Liber Secundus , którego ukończenie datowano na mniej więcej lato 1685 roku. Obejmuje on zastosowanie wyników Liber primus do Ziemi, Księżyca, pływów, Słońca System i wszechświat; pod tym względem ma ten sam cel, co ostatnia księga 3 Principii , ale jest napisana znacznie mniej formalnie i łatwiejsza do odczytania.

Strona tytułowa i frontyspis trzeciego wydania, Londyn, 1726 ( John Rylands Library )

Nie wiadomo, dlaczego Newton tak radykalnie zmienił zdanie na temat ostatecznej formy tego, co było czytelną narracją w De motu corporum, Liber Secundus z 1685 r., ale w dużej mierze zaczął od nowa w nowym, ściślejszym i mniej przystępnym stylu matematycznym. w końcu stworzyć Księgę 3 Principii, jaką znamy. Newton szczerze przyznał, że ta zmiana stylu była celowa, kiedy pisał, że (najpierw) skomponował tę książkę „w popularny sposób, aby mogła być przeczytana przez wielu”, ale aby „zapobiegać kłótniom” przez czytelników, którzy nie mogli „ odłożyć na bok swoje uprzedzenia”, „zredukował” je „do formy zdań (w sposób matematyczny), które powinny być czytane tylko przez tych, którzy jako pierwsi stali się mistrzami zasad ustalonych w poprzednich księgach”. . Ostatnia księga trzecia zawierała ponadto pewne dalsze ważne wyniki ilościowe, które Newton w międzyczasie uzyskał, zwłaszcza dotyczące teorii ruchu komet i niektórych zaburzeń ruchu Księżyca.

Wynik został ponumerowany Księgą 3 Principii, a nie Księgą 2, ponieważ w międzyczasie szkice Liber primus rozszerzyły się i Newton podzielił ją na dwie księgi. Nowa i ostatnia Księga 2 dotyczyła w dużej mierze ruchów ciał w stawiających opór medium.

Ale Liber Secundus z 1685 r. można czytać do dziś. Nawet po tym, jak został zastąpiony przez księgę 3 Principia , przetrwał w całości, w więcej niż jednym rękopisie. Po śmierci Newtona w 1727 r. stosunkowo przystępny charakter jego pisma skłonił do opublikowania w 1728 r. przekładu na język angielski (przez osoby wciąż nieznane, nieautoryzowane przez spadkobierców Newtona). Ukazał się pod angielskim tytułem Traktat o systemie świata . Zawierało to pewne poprawki w stosunku do rękopisu Newtona z 1685 roku, głównie w celu usunięcia odsyłaczy, które używały przestarzałej numeracji do cytowania propozycji wczesnego szkicu Księgi 1 Principia . Spadkobiercy Newtona wkrótce potem opublikowali łacińską wersję będącą w ich posiadaniu, również w 1728 roku, pod (nowym) tytułem De Mundi Systemate , zmienionym w celu aktualizacji odsyłaczy, cytatów i diagramów do tych z późniejszych wydań Principia , dzięki czemu wygląda powierzchownie jakby został napisany przez Newtona po Principiach , a nie przed. Systemu Światowej był wystarczająco popularny w celu stymulowania dwie wersje (z podobnych zmian jak w druku Łacińskiej), druga edycja (1731) i „skorygowany” przedruk drugiej edycji (1740).

Rola Halleya jako wydawcy

Tekst pierwszej z trzech ksiąg Principia został przedstawiony Towarzystwu Królewskiemu pod koniec kwietnia 1686 roku. Hooke zgłosił pewne zastrzeżenia pierwszeństwa (ale ich nie uzasadnił), powodując pewne opóźnienia. Kiedy Newton, który nienawidził sporów, dowiedział się o twierdzeniu Hooke'a, zagroził, że wycofa i całkowicie zlikwiduje księgę trzecią, ale Halley, wykazując znaczne umiejętności dyplomatyczne, taktownie przekonał Newtona, by wycofał swoją groźbę i pozwolił jej przejść do publikacji. Samuel Pepys , jako prezydent, udzielił imprimatur 30 czerwca 1686 r., zezwalając na publikację książki. Towarzystwo właśnie wydało swój budżet na książkę na De Historia piscium , a koszt publikacji poniósł Edmund Halley (który wówczas działał również jako wydawca Philosophical Transactions of the Royal Society ): książka ukazała się latem 1687 roku. osobiście sfinansował publikację Principia , poinformowano go, że towarzystwo nie może już sobie pozwolić na zapewnienie mu obiecanej rocznej pensji w wysokości 50 funtów. Zamiast tego Halley otrzymał resztki egzemplarzy De Historia piscium .

Kontekst historyczny

Początki rewolucji naukowej

Mikołaj Kopernik (1473–1543) sformułował heliocentryczny (lub skoncentrowany na Słońcu ) model wszechświata

Mikołaj Kopernik odsunął Ziemię od centrum wszechświata heliocentryczną teorią, na którą przedstawił dowody w swojej książce De revolutionibus orbium coelestium ( O obrotach sfer niebieskich ) wydanej w 1543 roku. Johannes Kepler napisał książkę Astronomia nova ( Nowa astronomia ) w 1609 roku, przedstawiająca dowody na to, że planety poruszają się po eliptycznych orbitach ze Słońcem w jednym ognisku i że planety nie poruszają się po tej orbicie ze stałą prędkością. Raczej ich prędkość zmienia się tak, że linia łącząca środki Słońca i planety obejmuje równe obszary w równym czasie. Do tych dwóch praw, dekadę później, dodał trzecią, w swojej książce z 1619 r. Harmonices Mundi ( Harmonogramy świata ). Prawo to określa proporcjonalność między trzecią potęgą charakterystycznej odległości planety od Słońca a kwadratem długości jej roku.

Włoski fizyk Galileo Galilei (1564–1642), mistrz kopernikańskiego modelu wszechświata i postać w historii kinematyki i mechaniki klasycznej

Podstawy nowoczesnej dynamiki zostały określone w książce Galileusza Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo ( Dialog o dwóch głównych systemach światowych ), w której pojęcie bezwładności było dorozumiane i używane. Ponadto eksperymenty Galileusza z nachylonymi płaszczyznami dostarczyły precyzyjnych matematycznych zależności między upływającym czasem a przyspieszeniem, prędkością lub odległością dla jednostajnego i jednorodnie przyspieszonego ruchu ciał.

Książka Kartezjusza z 1644 r. Principia philosophiae ( Zasady filozofii ) stwierdziła, że ​​ciała mogą oddziaływać na siebie tylko poprzez kontakt: zasada, która skłania ludzi, między innymi do nich, do wysunięcia hipotezy o uniwersalnym medium jako nośniku interakcji, takich jak światło i grawitacja. eter . Newton był krytykowany za pozorne wprowadzenie sił, które działały na odległość bez żadnego medium. Dopiero rozwój teorii cząstek został potwierdzony przez Kartezjusza, kiedy możliwe było opisanie wszystkich oddziaływań, takich jak silne , słabe i elektromagnetyczne oddziaływania fundamentalne , za pomocą pośredniczących bozonów cechowania i grawitacji poprzez hipotetyczne grawitony . Chociaż mylił się w swoim traktowaniu ruchu kołowego, wysiłek ten był bardziej owocny na krótką metę, gdy doprowadził innych do uznania ruchu kołowego za problem podnoszony przez zasadę bezwładności. Christiaan Huygens rozwiązał ten problem w latach 50. XVII wieku i opublikował go znacznie później w 1673 r. w swojej książce Horologium oscillatorium sive de motu pendulorum .

Rola Newtona

Newton studiował te książki lub, w niektórych przypadkach, oparte na nich źródła wtórne, i robił notatki zatytułowane Quaestiones quaedam philosophicae ( Pytania o filozofię ) podczas swoich studiów licencjackich. W tym okresie (1664–1666) stworzył podstawy rachunku różniczkowego i przeprowadził pierwsze eksperymenty z optyki koloru. W tym czasie jego dowód na to, że białe światło jest kombinacją kolorów podstawowych (znalezionych za pomocą pryzmatów) zastąpił panującą teorię kolorów i otrzymał przytłaczająco przychylną odpowiedź i wywołał zaciekłe spory z Robertem Hooke'em i innymi, co zmusiło go do wyostrzenia swoich pomysłów. do tego stopnia, że ​​już w 1670 skomponował w odpowiedzi fragmenty swojej późniejszej książki Opticks . Prace nad rachunkiem różniczkowym ukazują różne gazety i listy, w tym dwa do Leibniza . Został członkiem Royal Society i drugim Lucasian Professor of Mathematics (zastąpił Isaac Barrow ) w Trinity College w Cambridge .

Wczesna praca Newtona nad ruchem

W latach sześćdziesiątych XVII wieku Newton badał ruch zderzających się ciał i wywnioskował, że środek masy dwóch zderzających się ciał pozostaje w ruchu jednostajnym. Zachowane rękopisy z lat sześćdziesiątych XVII wieku pokazują również zainteresowanie Newtona ruchem planet i że do roku 1669 wykazał on, dla kołowego przypadku ruchu planet, że siła, którą nazwał „dążeniem do cofnięcia się” (obecnie zwana siłą odśrodkową ), miała zależność odwrotną do kwadratu. z odległością od centrum. Po swojej korespondencji z Hooke w latach 1679-1680, opisanej poniżej, Newton przyjął język siły wewnętrznej lub dośrodkowej. Według uczonego Newtona, J. Bruce'a Brackenridge'a, chociaż wiele zrobiono o zmianie języka i różnicy punktów widzenia, tak jak między siłami odśrodkowymi i dośrodkowymi, rzeczywiste obliczenia i dowody pozostały takie same. Obejmowały one również kombinację przemieszczeń stycznych i promieniowych, które Newton wykonywał w latach 60. XVII wieku. Różnica między punktem widzenia odśrodkowym i dośrodkowym, choć istotna zmiana perspektywy, nie zmieniła analizy. Newton również wyraźnie wyraził koncepcję bezwładności liniowej w latach sześćdziesiątych XVII wieku: za to Newton był wdzięczny pracy Kartezjusza opublikowanej w 1644 roku.

Kontrowersje z Hooke

Wizja artystyczna angielskiego erudyty Roberta Hooke'a (1635-1703).

Hooke opublikował swoje poglądy na temat grawitacji w latach 60. XVII wieku i ponownie w 1674. Argumentował za przyciągającą zasadą grawitacji w Micrographia z 1665 r., w wykładzie Royal Society z 1666 r. O grawitacji i ponownie w 1674 r., kiedy opublikował swoje idee na temat Systemu Świat w nieco rozwiniętej formie, jako dodatek do Próba udowodnienia ruchu Ziemi z obserwacji . Hooke wyraźnie postulował wzajemne przyciąganie się Słońca i planet w sposób, który wzrastał wraz z bliskością przyciągającego ciała, wraz z zasadą bezwładności liniowej. Oświadczenia Hooke'a do roku 1674 nie wspominały jednak o tym, że prawo odwrotnego kwadratu ma zastosowanie lub może mieć zastosowanie do tych atrakcji. Grawitacja Hooke'a również nie była jeszcze uniwersalna, chociaż bardziej zbliżyła się do uniwersalności niż poprzednie hipotezy. Hooke nie dostarczył również towarzyszących dowodów ani matematycznej demonstracji. O tych dwóch aspektach Hooke stwierdził w 1674 r.: „Czym jest te kilka stopni [przyciągania grawitacyjnego], nie zweryfikowałem jeszcze eksperymentalnie” (wskazując, że nie wiedział jeszcze, za jakim prawem może działać grawitacja); a co do całej jego propozycji: „To tylko sugeruję na chwilę obecną”, „mając w ręku wiele innych rzeczy, które najpierw wykonałbym, a zatem nie mogę tak dobrze w tym uczestniczyć” (tj. „prowadzę to śledztwo”).

W listopadzie 1679 Hooke rozpoczął wymianę listów z Newtonem, których pełny tekst jest obecnie opublikowany. Hooke powiedział Newtonowi, że Hooke został wyznaczony do zarządzania korespondencją Royal Society i chciałby usłyszeć od członków o ich badaniach lub ich poglądach na badania innych; i jakby ku zaciekawieniu Newtona zapytał, co Newton myśli o różnych sprawach, podając całą listę, wspominając „składając ruchy planet na niebie w ruchu prostym przez ruch styczny i przyciągający w kierunku ciała centralnego” i „ moja hipoteza praw lub przyczyn sprężystości”, a następnie nowa hipoteza z Paryża o ruchach planet (które Hooke obszernie opisał), a następnie wysiłki na rzecz przeprowadzenia lub poprawy krajowych badań, różnicy szerokości geograficznej między Londynem a Cambridge, i inne przedmioty. Odpowiedź Newtona stanowiła „samego fana” o ziemskim eksperymencie (a nie propozycji dotyczącej ruchów niebieskich), który mógłby wykryć ruch Ziemi za pomocą ciała najpierw zawieszonego w powietrzu, a następnie upuszczonego, aby spadło. Głównym celem było wskazanie, w jaki sposób Newton sądził, że spadające ciało może eksperymentalnie ujawnić ruch Ziemi poprzez jej kierunek odchylenia od pionu, ale kontynuował hipotetycznie, aby rozważyć, jak jego ruch mógłby być kontynuowany, gdyby stała Ziemia nie była na drodze ( na spiralnej ścieżce do centrum). Hooke nie zgadzał się z pomysłem Newtona, w jaki sposób ciało będzie się dalej poruszać. Rozwinęła się dalsza krótka korespondencja, a pod jej koniec Hooke, pisząc 6 stycznia 1680 roku do Newtona, zakomunikował swoje „przypuszczenie… że przyciąganie zawsze jest w podwójnej proporcji do wzajemnej odległości od centrum, a w konsekwencji, że Prędkość będzie w podduplikowanej proporcji do przyciągania, a w konsekwencji, jak Kepler zakłada odwrotność do odległości.” (Wniosek Hooke'a dotyczący prędkości był w rzeczywistości niepoprawny.)

W 1686 roku, kiedy pierwsza księga Newton 's Principia została przedstawiona Towarzystwu Królewskiemu , Hooke twierdził, że Newton otrzymał od niego „pojęcie” „reguły spadku grawitacji, będącej odwrotnością kwadratów odległości od Centrum". W tym samym czasie (według współczesnego raportu Edmonda Halleya ) Hooke zgodził się, że „demonstracja krzywych generowanych termicznie” była w całości Newtonem.

Niedawna ocena dotycząca wczesnej historii prawa odwrotnych kwadratów mówi, że „pod koniec lat 60. XVI wieku” założenie „odwrotnej proporcji między grawitacją a kwadratem odległości było dość powszechne i było forsowane przez wielu różnych ludzi dla różnych powodów". Sam Newton wykazał w latach sześćdziesiątych XVII wieku, że dla ruchu planet przy założeniu kołowym siła w kierunku promieniowym ma zależność odwrotną do kwadratu z odległością od środka. Newton, który w maju 1686 roku stanął przed twierdzeniem Hooke'a dotyczącym prawa odwrotnych kwadratów, zaprzeczył, jakoby Hooke miał być uznawany za autora pomysłu, podając powody, między innymi, cytując wcześniejsze prace innych osób przed Hooke'm. Newton stanowczo twierdził również, że nawet gdyby zdarzyło mu się po raz pierwszy usłyszeć od Hooke'a o odwrotnej proporcji kwadratowej, czego nie miał, nadal miałby do niej pewne prawa ze względu na jego osiągnięcia matematyczne i dowody, które umożliwiły obserwacje. opierał się jako dowód jego dokładności, podczas gdy Hooke, bez matematycznych demonstracji i dowodów na korzyść tego przypuszczenia, mógł tylko zgadywać (według Newtona), że było ono w przybliżeniu uzasadnione „w dużej odległości od centrum”.

Opisane powyżej tło pokazuje, że Newton miał podstawy, by zaprzeczyć wyprowadzeniu prawa odwrotności kwadratu od Hooke'a. Z drugiej strony, Newton przyjmował i potwierdzał we wszystkich wydaniach Principia , że Hooke (ale nie tylko Hooke) oddzielnie docenił prawo odwrotności kwadratu w Układzie Słonecznym. Newton przyznał w związku z tym Wren, Hooke i Halley w Scholium do Propozycji 4 w księdze 1. Newton przyznał również Halleyowi, że jego korespondencja z Hooke'em w latach 1679-1680 ponownie obudziła jego uśpione zainteresowanie sprawami astronomicznymi, ale to nie oznaczało, Newtonowi, że Hooke powiedział Newtonowi coś nowego lub oryginalnego: „jednak nie jestem mu wdzięczny za jakiekolwiek światło w tej sprawie, ale tylko za odwrócenie uwagi od moich innych studiów, aby myśleć o tych rzeczach i za jego dogmatyzm w pisaniu jakby znalazł ruch w elipsie, co skłoniło mnie do spróbowania...".) Pobudzające się u Newtona zainteresowanie astronomią zostało dodatkowo pobudzone pojawieniem się komety zimą 1680/1681, na którą korespondował z John Flamsteed .

W 1759, dekady po śmierci zarówno Newtona, jak i Hooke'a, Alexis Clairaut , wybitny astronom matematyczny w dziedzinie badań grawitacyjnych, dokonał oceny po przejrzeniu tego, co Hooke opublikował na temat grawitacji. „Nie należy myśleć, że ta idea… Hooke’a umniejsza chwałę Newtona”, napisał Clairaut; "Przykład Hooke'a" służy "pokazaniu dystansu między prawdą uchwyconą a prawdą zademonstrowaną".

Lokalizacja kopii wczesnej edycji

Strona z Principia

Szacuje się, że Towarzystwo Królewskie wydrukowało aż 750 egzemplarzy pierwszego wydania i „to dość niezwykłe, że wciąż istnieje tak wiele egzemplarzy tego małego pierwszego wydania… ale może dlatego, że oryginał Tekst łaciński był bardziej czczony niż czytany”. Ankieta opublikowana w 1953 r. wykazała 189 egzemplarzy, które przetrwały, a prawie 200 kolejnych egzemplarzy zlokalizowano w najnowszym badaniu opublikowanym w 2020 r., co sugeruje, że początkowy nakład był większy niż wcześniej sądzono.

W 2016 roku pierwsza edycja sprzedała się za 3,7 miliona dolarów.

Wydanie faksymilowe (oparte na 3. wydaniu z 1726 r., ale z wariantowymi odczytami wcześniejszych wydań i ważnymi adnotacjami) zostało opublikowane w 1972 r. przez Alexandre Koyré i I. Bernarda Cohena .

Późniejsze edycje

Osobista kopia Newtona pierwszego wydania Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , opatrzona przez niego adnotacjami do drugiego wydania. Wyświetlany w Bibliotece Uniwersyteckiej w Cambridge .

Dwa późniejsze wydania zostały opublikowane przez Newtona:

Wydanie drugie, 1713

Drugie wydanie otwarte na stronie tytułowej

Newton był namawiany do wydania nowego wydania Principia od początku lat 90. XVII wieku, częściowo dlatego, że kopie pierwszego wydania stały się już bardzo rzadkie i drogie w ciągu kilku lat po 1687 roku. Newton odniósł się do swoich planów drugiego wydania w korespondencji z Flamsteed w listopadzie 1694. Newton zachował również opatrzone adnotacjami kopie pierwszego wydania specjalnie oprawione w przekładki, na których mógł zanotować swoje poprawki; dwie z tych kopii nadal przetrwały, ale nie ukończył poprawek do 1708 r. Newton prawie zerwał kontakty z jednym niedoszłym redaktorem, Nicolasem Fatio de Duillier , a drugi, David Gregory, wydaje się nie spotkał się z jego aprobatą i był również nieuleczalnie chory, umierający w 1708 roku. Niemniej jednak kumulowały się powody, by nie odkładać już nowej edycji. Richard Bentley , mistrz Trinity College , przekonał Newtona, aby pozwolił mu na podjęcie drugiej edycji, aw czerwcu 1708 Bentley napisał do Newtona z wzorcowym wydrukiem pierwszego arkusza, jednocześnie wyrażając (niespełnioną) nadzieję, że Newton uczynił postęp na drodze do zakończenia rewizji. Wygląda na to, że Bentley zdał sobie wtedy sprawę, że redagowanie jest dla niego technicznie zbyt trudne, i za zgodą Newtona wyznaczył Rogera Cotesa , profesora astronomii w Trinity uzgodnienia i ponosił odpowiedzialność finansową i zysk). Korespondencja z lat 1709-1713 pokazuje, że Cotes zgłaszał dwóm mistrzom, Bentleyowi i Newtonowi, i zarządzał (i często poprawiał) duży i ważny zestaw poprawek, którym Newton czasami nie mógł poświęcić pełnej uwagi. Pod ciężarem wysiłków Cotesa, ale utrudnione przez spory o pierwszeństwo między Newtonem a Leibnizem oraz kłopoty w mennicy, Cotes mógł ogłosić publikację dla Newtona w dniu 30 czerwca 1713 roku. Bentley wysłał Newtonowi tylko sześć egzemplarzy prezentacyjnych; Cotes był bezpłatny; Newton pominął jakiekolwiek podziękowania dla Cotesa.

Wśród tych, którzy podawali poprawki Newtona do drugiego wydania, byli: Firmin Abauzit , Roger Cotes i David Gregory. Jednak Newton pominął podziękowania dla niektórych z powodu sporów o pierwszeństwo. Szczególnie ucierpiał na tym John Flamsteed , Królewski Astronom.

Wydanie drugie było podstawą pierwszego wydania drukowanego za granicą, które ukazało się w Amsterdamie w 1714 roku.

Wydanie trzecie, 1726

Trzecie wydanie zostało opublikowane 25 marca 1726 r. pod kierownictwem doktora medycyny Henry'ego Pembertona , człowieka o największych umiejętnościach w tych sprawach... ; Pemberton powiedział później, że to uznanie było dla niego warte więcej niż nagroda za dwieście gwinei od Newtona.

Z adnotacjami i inne wydania

W 1739-1742, dwóch francuskich księży, Pères Thomas LeSeur i François Jacquier (z Minim porządku, ale czasami błędnie zidentyfikowane jako jezuitów ), produkowane przy pomocy J.-L. Calandrini , obszernie opatrzona adnotacjami wersja Principia w trzecim wydaniu z 1726 r. Czasami jest to określane jako wydanie jezuickie : było często używane i przedrukowywane więcej niż raz w Szkocji w XIX wieku.

Émilie du Châtelet dokonała także przekładu Principia Newtona na język francuski. W przeciwieństwie do wydania LeSeur i Jacquier, jej wydanie było pełnym tłumaczeniem trzech książek Newtona i ich przedmów. Zawarła również sekcję Komentarz, w której połączyła trzy książki w znacznie jaśniejsze i łatwiejsze do zrozumienia podsumowanie. Dołączyła sekcję analityczną, w której zastosowała nową matematykę rachunku różniczkowego do najbardziej kontrowersyjnych teorii Newtona. Wcześniej geometria była standardową matematyką używaną do analizy teorii. Tłumaczenie Du Châtelet jest jedynym kompletnym tłumaczeniem, które zostało wykonane po francusku i do dziś pozostaje standardowym francuskim tłumaczeniem.

Tłumaczenia angielskie

Ukazały się cztery pełne angielskie tłumaczenia Principia Newtona , wszystkie oparte na 3. wydaniu Newtona z 1726 roku.

Pierwsze, z 1729 r., autorstwa Andrew Motte'a, zostało opisane przez newtonistę I. Bernarda Cohena (w 1968 r.) jako „wciąż o ogromnej wartości w przekazywaniu nam sensu słów Newtona w ich własnych czasach i ogólnie jest wierne oryginał: jasny i dobrze napisany". Wersja z 1729 r. była podstawą kilku republikacji, często zawierających korekty, w tym szeroko stosowanej zmodernizowanej wersji angielskiej z 1934 r., która ukazała się pod redakcyjnym nazwiskiem Florian Cajori (choć ukończona i opublikowana dopiero kilka lat po jego śmierci). Cohen wskazał na sposoby, w jakie XVIII-wieczna terminologia i interpunkcja przekładu z 1729 roku mogą być mylące dla współczesnych czytelników, ale wypowiedział także ostrą krytykę zmodernizowanej wersji angielskiej z 1934 roku i wykazał, że zmiany zostały dokonane bez uwzględnienia oryginału. , pokazując również rażące błędy, „które dały ostateczny impuls do naszej decyzji o przygotowaniu całkowicie nowego tłumaczenia”.

Drugie pełne tłumaczenie angielskie, na współczesny angielski, jest dziełem powstałym w wyniku tej decyzji współpracujących tłumaczy I. Bernarda Cohena, Anne Whitman i Julii Budenz; został opublikowany w 1999 roku wraz z przewodnikiem tytułem wstępu.

Trzecie takie tłumaczenie zawdzięcza Ianowi Bruce'owi i pojawia się wraz z wieloma innymi tłumaczeniami dzieł matematycznych z XVII i XVIII wieku na jego stronie.

Czwarte takie tłumaczenie zawdzięcza Charlesowi Leedham-Green i zostało opublikowane jako „The Mathematical Principles of Natural Philosophy, Isaac Newton, Translated and Annotated by CRLeedham-Green”. Głównym celem tego tłumaczenia, dokonanego przez matematyka badawczego, jest bycie mniej nieprzejrzystym i bliższym leżącym u podstaw matematyki i fizyki przekładowi Cohena-Whitmana-Budenza.

Dana Densmore i William H. Donahue opublikowali tłumaczenie głównego argumentu pracy, opublikowane w 1996 roku, wraz z rozszerzeniem dołączonych dowodów i obszernym komentarzem. Książka została opracowana jako podręcznik do zajęć w St. John's College, a celem tego przekładu jest wierność tekstowi łacińskiemu.

Hołdy

W 2014 roku brytyjski astronauta Tim Peake nazwał swoją nadchodzącą misję na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej Principia imieniem książki, „na cześć największego brytyjskiego naukowca”. Principia Tima Peake'a wystartowała 15 grudnia 2015 roku na pokładzie Sojuz TMA-19M .

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

  • Miller, Laura, Reading Popular Newtonianism: Print, the Principia, and the Dissemination of Newtonian Science (University of Virginia Press, 2018) recenzja online
  • Alexandre Koyré , studia Newtona (Londyn: Chapman and Hall, 1965).
  • I. Bernard Cohen , Wprowadzenie do Principia Newtona (Harvard University Press, 1971).
  • Richard S. Westfall , Siła w fizyce Newtona; nauka o dynamice w XVII wieku (New York: American Elsevier, 1971).
  • S. Chandrasekhar , Principia Newtona dla zwykłego czytelnika (Nowy Jork: Oxford University Press, 1995).
  • Guicciardini, N., 2005, "Philosophia Naturalis..." w Grattan-Guinness, I. , ed., Landmark Writings in Western Mathematics . Elsevier: 59–87.
  • Andrzej Janiak, Newton jako Filozof (Cambridge University Press, 2008).
  • François De Gandt, Siła i geometria w Principia Newtona przeł. Curtis Wilson (Princeton, NJ: Princeton University Press, c1995).
  • Steffen Ducheyne , The main Business of Natural Philosophy: Natural- Filosophical Methodology Isaaca Newtona (Dordrecht ea: Springer, 2012).
  • John Herivel , Tło do Principia Newtona; studium dynamicznych badań Newtona w latach 1664–84 (Oxford, Clarendon Press, 1965).
  • Brian Ellis , „Pochodzenie i natura praw dynamiki Newtona” w Beyond the Edge of Certainty , wyd. RG Kolodny. (Pittsburgh: University Pittsburgh Press, 1965), 29-68.
  • EA Burtt , Metafizyczne podstawy współczesnej nauki (Garden City, NY: Doubleday and Company, 1954).
  • Colin Pask, Magnificent Principia: Exploring Isaac Newton's Masterpiece (New York: Prometheus Books, 2013).

Zewnętrzne linki

Wersje łacińskie

Wydanie pierwsze (1687)

Wydanie drugie (1713)

Wydanie trzecie (1726)

Późniejsze wydania łacińskie

Tłumaczenia angielskie

Inne linki