String Theory for Dummies / Теория струн для «чайников»: Newton’s Revolution: How Physics Was Born

Ньютоновская революция: как родилась физика.

Swarlz 28.05.14 в 21:57

Многие считают открытия сэра Исаака Ньютона началом современной физики (наряду с небольшой помощи его предшественника Галиле́о Галиле́я)

Swarlz 29.05.14 в 21:36

Открытия Ньютона преобладали два столетия физики, пока Альберт Эйнштейн не занял свое место на вершине научного величия.

Swarlz 29.05.14 в 21:37

Достижения Ньютона разнообразны, но он известен в основном за четыре важных открытий, которые определяют сферу физики и сегодня:

Swarlz 29.05.14 в 21:44

• Три закона движения

Swarlz 29.05.14 в 21:44

• Закон всемирного тяготения

Swarlz 29.05.14 в 21:44

• Оптика

Swarlz 29.05.14 в 21:44

• Исчисление

Swarlz 29.05.14 в 21:45

Каждое из этих открытий имеет элементы, которые докажут свою важность, когда вы попытаетесь понять более поздние открытия теории струн.

Swarlz 29.05.14 в 21:49

Сила, масса и ускорение: Приведение объектов в движение

Swarlz 29.05.14 в 21:52

Ньютон сформулировал три закона движения, которые показали его понимание реального значение движения и как это относится к силе.

Swarlz 31.05.14 в 16:02

Согласно его законам движения, сила создавала пропорциональное ускорение на объекте.

Swarlz 31.05.14 в 16:13

Это понимание было необходимым фундаментом на котором его закон тяготения был основан (смотрите следующую секцию)

Swarlz 31.05.14 в 16:15

Фактически, оба были представлены в его книге 1686 года Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, что переводится как Математические начала натуральной философии.

Swarlz 31.05.14 в 16:19

Эта книга стала известной под более коротким названием Начала физики.

Swarlz 31.05.14 в 16:22

Второй закон движения гласит, что сила, необходимая чтобы ускорить объект, это произведение его массы на ускорение, выражено уравнением F = ma, где F - это полная сила, m - это масса объекта, a - это ускорение.

Swarlz 31.05.14 в 23:43

Чтобы найти полное ускорение, вы должны найти все действующие силы на него и затем разделить на массу.

Swarlz 31.05.14 в 23:45

Грубо говоря, Ньютон сказал, что сила равна изменению импульса объекта.

Swarlz 31.05.14 в 23:47

Численно, это производная импульса по времени.

Swarlz 31.05.14 в 23:49

Импульс равен массе умноженной на вектор скорости.

Swarlz 31.05.14 в 23:50

Так как масса считается константой, то производная вектора скорости по времени дает ускорение, известное F = ma уравнение это упрощенный способ рассмотрения данной ситуации.

Swarlz 31.05.14 в 23:54

Это уравнение может также быть использовано для определения массы.

Swarlz 31.05.14 в 23:55

Если я возьму силу и поделю ее на ускорение, которое действует на объект, я могу определить массу объекта

Swarlz 31.05.14 в 23:57

Один вопрос, на который теоретики теории струн надеются ответить, это почему некоторые объекты имеют массу, а другие (такие как фотон) нет.

Swarlz 31.05.14 в 23:59

Ньютон открывает несколько законов движения.

Swarlz 31.05.14 в 23:59

Второй закон, и то, как он связан с силой, ускорением и массой, это единственный закон движения значимый в обсуждении теории струн.

Swarlz 03.06.14 в 18:43

Однако для истинных Ньютонофилов, вот два других закона движения, перефразируемые для простоты понимания:

Irina73 10.06.14 в 18:46

• Первый Ньютоновский закон движения: покоящийся объект остается в состоянии покоя, или движущийся объект остается в состоянии движения, если на него не подействовала внешняя сила.

Swarlz 04.06.14 в 20:22

Другими словами, требуется сила, чтобы изменить движение.

Swarlz 08.06.14 в 14:13

• Третий Ньютоновский закон движения: Когда два объекта взаимодействуют посредством силы, каждый объект оказывает силу на другой объект, которая равна и противоположена.

Swarlz 08.06.14 в 15:01

Другими словами, если я прилагаю силу на стену моей рукой, то стена прилагает такую же силу на мою руку.

Swarlz 08.06.14 в 15:05

Гравитация: Великое открытие.

Swarlz 08.06.14 в 15:05

С законами движения в руках, Ньютон был наделен возможностью совершить то, что сделает его величайшим физиком своих лет: объяснение движение небес и Земли.

Swarlz 08.06.14 в 15:15

Имея законы движения Ньютон смог осуществить то, что сделает его самым великим физиком своего времени - объяснить движение небес и Земли.

Irina73 10.06.14 в 18:54

Его предположение было в том, что закон всемирного тяготения, который определяет силу, действующую между двумя объектами, основан на их массах и расстоянии разделяющее их.

Swarlz 08.06.14 в 15:19

Более крупные объекты, большая гравитационная сила.

Swarlz 08.06.14 в 15:21

Взаимосвязь на расстоянии обратно пропорциональна, это означает, что с увеличением расстояния, сила ослабевает.

Swarlz 08.06.14 в 15:22

(точнее говоря, ослабевает с квадратом расстояния — поэтому спадает так быстро, насколько объекты разделены)

Swarlz 08.06.14 в 15:35

Чем ближе два объекта расположены, тем выше гравитационная сила.

Swarlz 08.06.14 в 15:35

Сила силы тяготения определяет значение в уравнении Ньютона, называемая гравитационной постоянной или постоянной Ньютона.

Swarlz 09.06.14 в 20:44

Это значение получено путем проведения экспериментов и наблюдений, и вычислением того, какой константой должна быть.

Swarlz 09.06.14 в 20:54

Один вопрос все еще открыт для физиков и теории струн - почему гравитация такая слабая по сравнению с другими силами.

Swarlz 09.06.14 в 20:56

Гравитация кажется весьма простой, но на самом деле она является причиной немалых проблем для физиков, потому что она не хочет уживаться с остальными силами во Вселенной и вести себя так же, как они.

Swarlz 09.06.14 в 21:05

Самому Ньютону было не комфортно от мысли, что сила действует на расстоянии, и он не понимает задействованного механизма.

Swarlz 09.06.14 в 21:20

Но уравнения, даже без глубокого толкования того, что было причиной этому, работали.

Swarlz 09.06.14 в 21:22

Фактически, уравнения работали достаточно хорошо более чем два столетия, и до Эйнштейна никто не мог понять, чего не хватало в теории

Swarlz 21.06.14 в 13:54

Подробнее об этом в главе 6.

Swarlz 09.06.14 в 21:26

Оптика: проливание света на свойства света.

Swarlz 09.06.14 в 21:27

Ньютон также проделал обширную работу в понимании свойств света, области известной как оптика.

Swarlz 09.06.14 в 21:28

Ньютон придерживался взгляда, что свет распространяется маленькими частицами, что было противоположно теории того, что свет распространяется волной.

Swarlz 09.06.14 в 21:35

Ньютон проделал всю свою работу по оптике полагая, что свет распространяется как крошечные шарики энергии летящие по воздуху.

Swarlz 15.06.14 в 14:28