Feynman's lost lecture. Motion of planets around the Sun / Пропавшая лекция Фейнмана. Движение планет вокруг солнца.

→On the other hand, in the beginning of our science—that is, in the time of Newton—the geometrical method of analysis in the historical tradition of Euclid was very much the way to do things. And as a matter of fact, Newton's Principia is written in a practically completely geometrical way—all the calculus things being done by making geometric diagrams. We do it now by writing analytic symbols on the blackboard, but for your entertainment and interest 1 want you to ride in a buggy for its elegance, instead of in a fancy automobile. So we are going to derive this fact by purely geometrical arguments—well, by essentially geometrical arguments, because 1 don't know what that means, anything precise I don't know what it means, like purely geometrical arguments—but essentially geometrical arguments, and see how well we get on.
0 С другой стороны, при рождении нашей науки – то есть, во времена Ньютона
→Of course, an elementary demonstration in this sense could be first to teach [you] calculus and then to make the demonstration. This, however, is longer than a demonstration which I wish to present. Secondly, this demonstration is interesting for another reason—it uses completely geometrical methods. Perhaps some of you were delighted in geometry in school with the fun of trying or having the ingenuity to discover the right construction lines. The elegance and beauty of geometrical demonstration is often appreciated by lots of people. On the other hand, after Descartes, all geometry can be reduced to algebra, and today all mechanics and all these things are reduced to analysis with symbols on pieces of paper and not by geometrical methods.
0 Конечно, элементарным доказательством можно понимать и такой способ: обучить вас сначала матанализу, а потом приводить доказательство. Но это все же дольше, чем то доказательство, которое я хочу продемонстрировать. Во-вторых, это доказательство интересно по другой причине–в нем используются исключительно геометрические методы. Может быть, некоторые из вас были в восхищении от геометрией в школе и получали удовольствие догадываясь, как построить правильные линии. Многие люди ценили элегантность и простоту геометрических доказательств. С другой стороны, после Декарта вся геометрия была сведена к алгебре, и сегодня вся механика и все такие вещи сведены к анализу при помощи символов на бумаге, а не геометрическим методам.
→I prefer to give you a demonstration that it's an ellipse in a completely strange, unique, [and] different way than you are used to. 1 am going to give what I will call an elementary demonstration. [But] "elementary" does not mean easy to understand. "Elementary" means that very little is required to know ahead of time in order to understand it, except to have an infinite amount of intelligence. It is not necessary to have knowledge but to have intelligence, in order to understand an elementary demonstration. There may be a large number of steps that are very hard to follow, but each step does not require already knowing calculus, already knowing Fourier transforms, and so on. So by an elementary demonstration I mean one that goes back as far as one can with regard to how much has to be learned.
0 Я же хочу вам доказать, того, что это эллипс, абсолютно странным, особенным способом, чем те, к которым вы привыкли. Я собираюсь показать вам то, что я называю элементарным доказательством. [Но] "элементарное" не значит легкое для понимания. "Элементарное" значит, что для начала надо знать очень мало, но нужно много сообразительности, чтобы разобраться. Нужны не знания, а сообразительность, чтобы понять элементарные доказательства. Может быть большое число шагов, за которыми очень сложно следовать, но каждый шаг не требует предварительного знания матанализа, преобразований Фурье и всего такого. Итак, под элементарным доказательством я имею в виду необходимое количество начальных знаний.
→It is not difficult, when one knows the calculus, and to write the differential equations and to solve them, to show that it's an ellipse. I believe in the lectures here—or at least in the book— [you] calculated the orbit by numerical methods and saw that it looked like an ellipse. That's not exactly the same thing as proving that it is exactly an ellipse. The Mathematics Department ordinarily is left the job of proving that it's an ellipse, so that they have something to do over there with their differential equations. [Laughter]
0 Это не сложно, если знать математический анализ, и написать дифференциальное уравнение, и решить его, чтобы показать, что это эллипс. Я полагаю, что здесь на лекциях, или по крайней мере по книге, [вы] рассчитали орбиту с помощью численных методов и увидели, что она похожа на эллипс. Но это не совсем то же самое, что доказать, что это именно эллипс. Такую работу обычно оставляют математическому факультету – доказывать, что это эллипс, так что им есть, где применить дифференциальные уравнения. [Смех]
→1 can summarize what Newton said and in this way about a planet: that the changes in the velocity in equal times are directed toward the Sun, and in size they are inversely as the square of the distance. It is now our problem to demonstrate—and it is the purpose of this lecture mainly to demonstrate—that therefore the orbit is an ellipse.
0 Таким образом я могу обобщить то, что Ньютон говорил о планете: что изменения скорости за равные промежутки времени направлены в сторону Солнца, и их эти изменения обратно пропорциональны квадрату расстояния. Теперь наша задача продемонстрировать– и это главная задача нашей лекции – что исходя из этого орбита представляет собой эллипс.
→As you well know, he understood ultimately many more than three things—that the orbits in fact are not ellipses, that they perturb each other, that the motion of the Jupiter satellites is also understood, the motion of the Moon around the Earth and so on, but let us just concentrate on this one item, in which we disregard the interactions of one planet with another.
0 Как вы хорошо знаете, он понял, в конечном счете, гораздо больше, чем три вещи – что орбиты на самом деле не являются эллипсами, что они возмущают друг друга, что движение спутников Юпитера также понятно, движение Луны вокруг Земли и т.д., но давайте просто сосредоточимся на одном пункте, и проигнорируем взаимодействие одной планеты с другой.
→On the other hand, what Newton discovered—and which was the most dramatic of his discoveries—was that the third law (Feynman means the First Law] of Kepler was now a consequence of the other two. Given that the force is toward the Sun, and given that the force varies inversely as the square of the distance, to calculate that subtle combination of variations and velocity to determine the shape of the orbit and to discover that it is an ellipse is Newton's contribution, and therefore he felt that the science was moving forward, because he could understand three things in terms of two.
0 С другой стороны, Ньютон обнаружил, что больше всего впечатляет в его открытиях, это то. что третий закон (Фейнман имеет в виду Первый закон) Кеплера является следствием двух других. Учитывая, что сила направлена к Солнцу, и что она изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния, то высчитать это тонкое сочетание изменений направления и скорости, чтобы определить форму орбиты, и обнаружить, что она представляет собой эллипс, является вкладом Ньютона, и, таким образом, он почувствовал, что наука продвинулась, оттого что он смог понять три вещи исходя из двух.
→But Kepler tells us that the time to go around squared is proportional to the cube of the radius. That is, the denominator is proportional to the cube of the radius, and therefore the acceleration toward the center is inversely as the square of the distance. So Newton was able to deduce—in fact, [Robert] Hooke deduced earlier than Newton in the same way—that this force would be inversely as the square of the distance. So from two of Kepler's laws, we come [away] with only two conclusions. No one can verify anything that way. This may be of no particular interest, because the number of hypotheses entered is equal to the number of facts checked as the number of guesses used.
0 Но Кеплер говорит нам, что время оборота в квадрате пропорционально радиусу в кубе. То есть, знаменатель пропорционален кубу радиуса, и, следовательно, ускорение в направлении центра обратно пропорционально квадрату расстояния. Так Ньютон смог заключить – на самом деле, [Роберт] Гук сделал это таким же образом еще раньше – что эта сила будет обратно пропорциональна квадрату расстояния. Так из двух законов Кеплера, мы получаем только два вывода. Никто не может таким образом проверить все . Это не особенно интересно, так как количество гипотез равно количеству фактов, которые мы получаем в результате предположений.
→You can put that in many different ways, because of course the time it takes to go around is related to the velocity by this relation. That the speed times the time is the distance around—or, rather, that the speed times the time is proportional to the radius. And so you can either substitute for the time, obtaining your famous v2/R. Or better, I'll substitute for the velocity R/T. The velocity is evidently proportional to the radius divided by the time that it takes to go around, so that the centrifugal acceleration goes as the radius and inversely as the square of the time to go around.
0 Вы можете представить это разными способами, потому что, конечно, время оборота связано со скоростью этим отношением. Так скорость, умноженная на время, это пройденный путь – или, скорее, что скорость, умноженная на время пропорциональна радиусу. И поэтому вы можете либо заменить на время, получив ваши знаменитые v2/R. Или, еще лучше, я заменю скорость R/T. Скорость, очевидно, пропорциональна радиусу деленному на время оборота вокруг, так что центробежное ускорение направлено радиусу и обратно пропорционально квадрату времени оборота.
→//1 Feymnan is saying Av/At is proportional to v/T. See Chapter 3, page 108. He refers to Av/At as "the centripetal acceleration" above, and below he calls it "the centrifugal acceleration"//
0 // 1 Feymnan говорит Av/At пропорционально v/T. См. главу 3, стр. 108. Он упоминает Av/At как "центростремительное ускорение" выше, а ниже называет его "центробежное ускорение" //
→So the velocity changes proportional to the velocity. And the time over which that change has taken place is proportional to the time that it takes to go around the whole orbit—because it is a fixed angle, like one-hundredth of the orbit. Therefore the centripetal acceleration, or change per second of the velocity in the direction of the center, is proportional to the velocity on the orbit divided by the time that it takes to go around.1
0 Таким образом изменение скорости пропорционально скорости. И время, в течение которого это изменение произошло пропорционально времени, которое требуется, чтобы обойти вокруг всей орбиты, потому что это фиксированный угол, например, одна сотая орбиты. Следовательно. центростремительное ускорение, или изменение за секунду скорости в направлении центра, пропорциональна скорости на орбите, деленное на время одного оборота. Примечание 1
→The reason for that is something like this. Suppose that we take a certain fractional part of an orbit, some fixed angle, a small angle, and a particle has a certain velocity in one part of the orbit and another velocity later on. Then the changes in velocity for a fixed angle are evidently proportional to the velocity. And the change in velocity during an interval of time—during a fixed time—which is the force, is evidently proportional to the velocity in the orbit times the time that it takes to go across this fraction of the orbit. I mean, divided by the time.
0 Причина этого примерно такова: возьмем определенную часть орбиты, ограниченную фиксированным углом, небольшим углом, и частицу, имеющую определенную скоростью в одной части орбиты и с другую скоростью позже. Изменение скорости за интервал времени – фиксированный интервал – что и есть сила, очевидно, пропорционально скорости на орбите умноженной на время, необходимое для прохода по этой части орбиты. Я имею в виду, деленное на время.
→Now, Newton was able to discover two things from this. First he noticed that equal areas and equal times meant, from his point of view about inertia, that the material would continue in a sfraight line at a uniform velocity if it were not disturbed, that the deviations from the uniform velocity are always directed toward the Sun, and that equal areas and equal times is equivalent to the statement that the forces are toward the Sun. So he used one of Kepler's laws already to deduce that the forces were toward the Sun. And then it is easy to argue—especially for the special case of circles from the third law—that for such circles the force which would be directed toward the Sun would have to go inversely as the square of the distance.
0 Из этого Ньютон смог обнаружить две вещи. Во-первых, он заметил, что одинаковые площади за одинаковое время означают, согласно его взглядам на инерцию, что предмет будет двигаться по прямой линии с неизменной скоростью, если ему не мешать, и что отклонения от неизменной скорости всегда направлены в сторону Солнца, и эти одинаковые площади за одинаковое время равносильны утверждению, что силы направлены к Солнцу.
→... After the bad news you just heard announced, 1 have some good news for the same reason, that since the exam is coming up Tuesday, nobody wants to give a lecture that you have to study, so I'm giving a lecture that's just for the fun of it, for your entertainment [applause]. All right, all right, 1 won't be able to give it. Save all that for the end and then make up your mind.
0 ... После плохих новостей которые вы только что услышали, у меня есть и хорошие новости по той же, что экзамен будет во вторник, никто не хочет, чтобы я читал лекцию, которую нужно будет учить, так что я прочитаю лекцию чтобы поразвлечь вас [аплодисменты]. Хорошо, хорошо. Поберегите аплодисменты до окончания, и будьте внимательны.
→In the first place, Kepler observed that the planets went in ellipses around the Sun, with the Sun as the focus of the ellipse. He also observed—he had three observations to describe the [orbits]—that the area that's swept out by a line drawn from the Sun to the orbit is proportional, this area here, is proportional to the time. Finally, to connect planets in different orbits, he discovered that the planets with different orbits have periods, or times of rotation around the complete orbit, which bear a 3/2 power ratio to the major axis of the ellipse. If there were circles (to make it easy), it would mean that the square of the time to go around the circle is proportional to the cube of the radius of the circle.
0 Во-первых, Кеплер заметил. что планеты обращаются вокруг Солнца по эллипсам, и Солнце находится в одном их фокусов эллипса. Он также заметил–он сделал три наблюдения [орбит]–что площадь, ометаемая линией, проведенной от Солнца к орбите, вот эта площадь, пропорциональна времени. И наконец, он открыл то, что объединяет планеты на разных орбитах, что на разных орбитах они имеют период, или время одного оборота по орбите, пропорционально большему диаметру эллипса в степени 3/2. Если бы это были окружности (для простоты), это значило бы что квадрат времени, за которое делается оборот, пропорционален кубу радиуса окружности.
→The history of our subject of physics [arrived] at one of the most dramatic moments when Newton suddenly understood so much from so little. And the history of this discovery is of course the long story about Copernicus, Tycho [Brahe] making his measurements of the positions of the planets, and Kepler finding the laws which empirically describe the motion of these planets. It was then that Newton discovered that he could understand the motion of the planets by stating another law. And you know all this from the lecture on gravitation, so 1 continue directly from there with a quick summary of that material.
0 История этой темы в физике началась в один их важнейших моментов, когда Ньютон вдруг понял столь многое из столь малого. История этого открытия, конечно, это и долгий рассказ о Копернике, о Тихо [Браге] измерявшем положения планет, и Кеплер вывел законы, которые эмпирически описывали движение этих планет. А потом Ньютон открыл, что можно понять движение планет из другого закона. Вы все это знаете из лекции о гравитации, и я продолжу прямо оттуда, кратко напомнив этот вопрос.
→The title of this lecture is 'The Motion of Planets Around the Sun."
1 Лекция называется "Движение планет вокруг Солнца".
→ [Note: We advise that this chapter be read while listening to the recording of Professor Feynman's lecture.]
0 Мы советуем читать этот текст, слушая запись лекции профессора Фейнмана.
Резюме
Пол:
мужчина
Родной язык:
русский
С нами:
с 10 апреля 2013 г. (4939 дней)
Деятельность:
2262 версии перевода с общим рейтингом 0
129 комментариев
Карма: 1 (оценок: 1)
Написать Kanta личное сообщение