Teorien om impuls (af lat. impetus 'skub, impuls') er en naturfilosofisk teori, ifølge hvilken årsagen til bevægelsen af kastede kroppe er en kraft (impuls), der er investeret i dem af en ekstern kilde. Teorien om fremdrift dukkede op som et resultat af kritik af nogle af bestemmelserne i Aristoteles' fysik , men i det hele taget svarer den til den.
Teorien om fremdrift var et forsøg på at besvare spørgsmålet: hvad driver et legeme, der kastes nær jordens overflade? Tilstedeværelsen af en drivkraft blev anset for nødvendig i forbindelse med de generelle bestemmelser i Aristoteles' mekanik , ifølge hvilke bevægelse kun er mulig i nærvær af en drivkraft. I impulsteorien blev det antaget, at i løbet af fælles bevægelse med en forladt krop (en sten, en pil, en kanonkugle), en mover (en menneskelig hånd, en buestreng, en slynge, et skydevåben osv. ) sætter en vis kraft ind i den kastede krop (blandt tænkerne af østen - voldstilbøjelighed), som får kroppen til at bevæge sig videre [1] . Denne investerede styrke blev navngivet i det XIV århundrede. fremdrift . Impetus blev betragtet som en ny kvalitet af en bevægende krop, fraværende fra en ubevægelig krop, ligesom varme er en kvalitet af en varm krop, fraværende fra en kold krop. Processen med impulsoverførsel blev udtænkt i analogi med varmeoverførsel. Under kroppens bevægelse blev fremdriften gradvist udtømt, på grund af hvilken den kastede krop til sidst faldt til jordens overflade.
Oprindeligt udviklede teorien om fremdrift i forbindelse med kommentarer til Aristoteles ' værker eller endda teologiske afhandlinger, og først i slutningen af det 16. - begyndelsen af det 17. århundrede. værker blev skrevet indeholdende forsøg på at bygge en konsistent fysisk teori på dens grundlag (af Giambatista Benedetti , Galileo Galilei ). En sådan teori er dog aldrig blevet skabt [2] .
Stor kontrovers har altid været rejst af spørgsmålet om, hvorvidt drivkraften udtømmes under kroppens bevægelse spontant eller kun på grund af modstanden fra eksterne faktorer (friktion mod luft, tyngdekraftens virkning). Philopon , al-Baghdadi , Francesco fra marts talte til fordel for selvudmattelse af drivkraft, Nicholas Orem , til fordel for forsvinden af drivkraften på grund af modstanden fra eksterne faktorer - Avicenna , Jean Buridan , Albert af Sachsen .
Yderligere mente nogle tænkere, at en krop, der bevæger sig under påvirkning af impuls, ikke oplever tyngde (Avicenna), andre mente, at tyngdekraft og impuls virker samtidigt (al-Baghdadi), i det mindste på en del af banen (Albert af Sachsen).
Senere (siden det 14. århundrede) begyndte stridigheder om spørgsmålet om, hvordan den indledende bevægelse (dvs. den fælles bevægelse af den kastede krop og bevægeren) bidrager til fremkomsten af fremdrift: på grund af tilstedeværelsen af hastighed eller acceleration? I det første tilfælde genererer impulsen hastigheden af det kastede legeme, i det andet også accelerationen. Til fordel for den første mulighed talte Buridan ud, den anden - Nikolai Orem. Et andet kontroversielt koncept er forbundet med Buridan - ideen om, at fremdrift kan få en stiv krop til at rotere rundt om sin akse; det blev afvist af Giambatista Benedetti til fordel for antagelsen om, at impulsen kun kan forårsage retlinet bevægelse af kroppen.
Manglen på klarhed i de generelle bestemmelser i impetus-teorien påvirkede dens anvendelse til løsning af specifikke fysiske problemer. For eksempel brugte nogle videnskabsmænd og filosoffer teorien om fremdrift til at underbygge hypotesen om jordens rotation omkring sin akse ( Giordano Bruno ), andre tværtimod for at tilbagevise den ( Jean Buridan , Giovanni Battista Riccioli ). Et andet spørgsmål forårsagede også stor uenighed: er det nødvendigt at involvere eksistensen af særlige åndelige entiteter, de såkaldte "intelligentsia" (varianter af engle ), eller er det nok at antage, at bevægelsen af himmellegemer sker på grund af den investerede impuls i dem, da Gud skabte verden. Philopon , Jean Buridan , Albert af Sachsen talte for den anden mulighed , mens Avicenna , Nikolai Orem mente, at det var umuligt at undvære inddragelsen af intelligentsiaen. Der var også kompromisløsninger på dette problem ( al-Bitruji , Francesco fra marts, Riccioli ).
I begyndelsen af det 20. århundrede blev der udtrykt en mening (hovedsageligt af Pierre Duhem ), at teorien om impuls er den umiddelbare forgænger, en slags middelalderskal af moderne ideer om inerti , og impulsen i sig selv er en analog af impuls . Faktisk, i nogle versioner af denne teori, blev den fremdrift, der blev kommunikeret til kroppen, kun anset for at ændre sig på grund af påvirkningerne fra det ydre miljø og blev beregnet ved hjælp af den samme formel som impulsen i klassisk mekanik (sådan var versionerne af Avicenna og Buridan ).
Dette synspunkt er dog nu forældet [3] . Væsentlige forskelle er forbundet med, at hviletilstanden i middelalderens teori blev betragtet som noget primært, og det var påkrævet for at forklare dens ophør, dvs. der er en indstilling af kroppen i bevægelse, udseendet af en fart i kroppen. I nogle tilfælde var årsagen til bevægelsen for eksempel tyngde, i andre - fremdrift. Generelt var teorien om fremdrift ganske i overensstemmelse med Aristoteles' fysik , da kraften blev betragtet som årsagen til kroppens bevægelse, og hastigheden blev betragtet som proportional med kraften. I moderne videnskab er hvile blot et bestemt tilfælde af bevægelse, og ændringen i bevægelsestilstanden skal forklares, dvs. acceleration; ifølge Newtons anden lov er acceleration proportional med kraften.
Ydermere blev fremdrift anset for at være en speciel kvalitet udstyret med en bevægende krop, analogt for eksempel med varme. I moderne fysik anses et bevægeligt legeme i overensstemmelse med relativitetsprincippet ikke for at have nogen særlige kvaliteter sammenlignet med et stationært.
Samtidig bidrog teorien om fremdrift i nogle henseender til fremkomsten af klassisk mekanik , da den kritiserede nogle af bestemmelserne i Aristoteles' mekanik. Begyndende med Galileo blev udtrykket "impuls" i stigende grad brugt i samme betydning som "impuls".
Oprindelsen til teorien om fremdrift ligger i antikken - Aristoteles' fysik .
Aristoteles. Ifølge Aristoteles har hver type stof sin egen naturlige plads i universet: Jordelementets plads er i selve centrum af verden, efterfulgt af de naturlige steder for elementerne vand, luft, ild, æter. Den undermåneske verden var karakteriseret ved bevægelse langs lodrette lige linjer; en sådan bevægelse må have en begyndelse og en ende, som svarer til alt jordisks skrøbelighed. Hvis elementet i den undermåneske verden tages ud af dets naturlige sted, vil det have en tendens til at falde ind på dets naturlige sted. Så hvis du løfter en håndfuld jord, vil den naturligvis bevæge sig lodret ned. Da grundstofferne jord og vand i deres naturlige bevægelse tenderede nedad mod verdens centrum, blev de betragtet som absolut tunge; elementerne af luft og ild aspirerede opad, til grænsen til submåneområdet, så de blev betragtet som absolut lette. Aristoteles forklarede stigningen i hastigheden af et faldende legeme ved at kroppen nærmede sig dets endepunkt - Jorden. Når man når det naturlige sted, stopper bevægelsen af elementerne i den undermåneske verden.
Kroppens bevægelse til dets naturlige sted blev kaldt naturlig bevægelse . Ellers blev bevægelsen kaldt for voldelig . Aristoteles mente, at voldsom bevægelse kun er mulig, hvis en kraft påføres kroppen fra en anden krop: "alt, der er i bevægelse, skal bevæges af noget andet"; løsøret og vognen skal være i direkte kontakt [4] . Aristoteles anså et legemes hastighed for at være proportional med den påførte kraft.
I denne teori kunne en elementær kendsgerning næppe forklares: når en person kaster en sten, fortsætter stenen med at bevæge sig, efter at kontakten med hånden ophører. Faktisk hører stenen til kategorien af tunge kroppe, dens naturlige sted er under, på jorden. Mens den er i hånden, laver den en voldsom bevægelse, men efter at kasteren har trukket hånden tilbage, skulle stenen, ser det ud til, lave en naturlig bevægelse mod verdens centrum, dvs. falde til jordens overflade. Men stenen bevæger sig på en helt anden måde: den rejser sig først eller bevæger sig i en vinkel i forhold til horisonten, og først derefter falder den til jorden. Ifølge Aristoteles understøttes stenens bevægelse af luft, som igen blev givet bevægelsen af en persons hånd [5] [6] .
Hipparchus. En anden løsning på problemet med kastede kroppe blev givet af Hipparchus fra Nicaea i På kroppe, der bevæger sig nedad under deres tyngdekraft . Denne bog i sig selv er ikke nået frem til os, men vi er bekendt med dens hovedideer i genfortællingen af Simplikius :
Hipparchus skriver, at hvis et stykke jord kastes lige op, vil årsagen til den opadgående bevægelse være kastekraften, så længe den overstiger vægten af det kastede legeme; i dette tilfælde, jo større kastekraften er, jo hurtigere bevæger objektet sig opad. Derefter, efterhånden som kraften aftager, vil den opadgående bevægelse foregå med aftagende hastighed, indtil kroppen til sidst begynder at bevæge sig nedad under påvirkning af sin egen tiltrækning – selvom kastekraften til en vis grad stadig vil være til stede i den; efterhånden som den tørrer op, vil kroppen bevæge sig hurtigere og hurtigere ned og nå sin maksimale hastighed, når denne kraft endelig forsvinder [7] .
Ifølge den mest almindelige fortolkning af denne passage er Hipparchus' "kastekraft" det samme som fremdrift. I dette tilfælde indeholder Hipparchus den første erklæring om begrebet impuls [8] .
Ideen om eksistensen af nogle interne motorer i bevægelige kroppe blev udtrykt af den athenske filosof fra det sene II - tidlige III århundrede Alexander af Aphrodisias [9] . Lignende ideer (i en teologisk sammenhæng) findes hos det 5. århundredes kristne tænker Synesius , en elev af den legendariske Hypatia [10] [11] .
Den alexandrinske tænker John Philoponus fra det 6. århundrede er dog generelt krediteret som den egentlige forfatter til begrebet impuls .
Philopon. I sine kommentarer til Aristoteles' fysik kritiserede Philopon Aristoteles' løsning på problemet med forladte kroppe og foreslog en anden løsning på dette problem. Efter hans mening bibringer "kastemidlet" (f.eks. hånden eller snoren i en bue) den kastede krop en drivkraft (senere kaldet impuls), som bevæger kroppen, efter at kontakten er afsluttet; her viste sig igen indflydelsen fra den aristoteliske fysik , hvor et legemes hastighed blev anset for at være proportional med kraften. Den omgivende luft hjælper ikke bevægelsen, som Aristoteles troede, men hindrer den [12] . Men selv i et vakuum ville kroppens fremdrift spontant falde (være udmattet).
Philoponus anvendte teorien om fremdrift også på himmellegemernes bevægelse. Han benægtede de ideer, der eksisterede på det tidspunkt (udtrykt for eksempel af Theodore af Mopsuestia og Cosmas Indikopleust ), at himmellegemer transporteres i rummet af engle . Efter hans mening sker bevægelsen af himmellegemer på grund af den drivkraft, der blev investeret i dem, da verden blev skabt af Gud [13] .
Avicenna. Philopons teori om drivkraft blev berømt blandt muslimske lærde. Så det blev nævnt af en af grundlæggerne af arabisk filosofi al-Farabi (IX-X århundreder). Et væsentligt bidrag til dets udvikling blev ydet af den fremragende filosof og videnskabsmand fra det 11. århundrede, Avicenna (Ibn Sina) ( Healingsbog , ca. 1020). Efter hans mening giver "motoren" en vis "stræben" til det bevægelige legeme, på samme måde som ild overfører varme til vand. Motorens rolle kan spilles ikke kun af hånden eller buestrengen, men også af tyngdekraften.
"Aspiration" er af tre typer: mental (i levende væsener), naturlig og voldelig. "Naturlig stræben" er resultatet af tyngdekraftens virkning og manifesteres i kroppens fald, det vil sige i kroppens naturlige bevægelse, i overensstemmelse med Aristoteles . I dette tilfælde kan "stræbe" eksistere selv i en ubevægelig krop, der manifesterer sig i modstanden af immobilitet. "Voldsom stræben" er analog med Philopons drivkraft - den kommunikeres til den kastede krop af dens "motor". Når kroppen bevæger sig, falder den "voldelige aspiration" på grund af omgivelsernes modstand; som følge heraf har kroppens hastighed også tendens til nul. I et tomrum ville den "voldelige aspiration" ikke ændre sig, og kroppen kunne udføre evige bevægelser. Man kunne i dette se en forventning om inertibegrebet, men Avicenna troede ikke på eksistensen af tomhed.
Ifølge Avicenna kan "naturligt" og "voldeligt begær" ikke eksistere side om side i den samme krop. Den kastede krop vil bevæge sig under påvirkning af "voldelig lyst", indtil den er udmattet under påvirkning af det ydre miljø (udsnit af AB -banen i figuren til venstre). Umiddelbart efter dette vil kroppen stoppe et øjeblik og begynde at bevæge sig under påvirkning af "naturligt begær", dvs. falde lodret nedad (udsnit af BC -banen i figuren til venstre). I Avicennas teori virker tyngdekraften således ikke på en bestemt del af banen for et kastet legeme.
Avicenna forsøgte at kvantificere det "voldelige begær": efter hans mening er det proportionalt med kroppens vægt og hastighed [14] .
Al-Baghdadi. Yderligere udvikling af teorien om drivkraft er forbundet med Bagdad-filosoffen Abul Barakat al-Baghdadi (XII århundrede). I modsætning til Avicenna mente al-Baghdadi, at den "voldelige tilbøjelighed" i kroppen er udmattet selv i fravær af miljømæssig modstand, i tomrum, hvis eksistens han ikke benægtede. Derudover anså al-Baghdadi det for muligt for både "naturlig" og "tvungen tilbøjelighed" at eksistere side om side i samme krop. Efterhånden som den kastede krop bevæger sig, aftager dens "voldsomme tilbøjelighed" gradvist, mens den "naturlige tilbøjelighed" forbliver konstant, og til sidst begynder kroppen at bevæge sig nedad.
En væsentlig fordel ved al-Baghdadi var inddragelsen af acceleration i billedet af bevægelsen af et faldende legeme. Efter hans mening, efterhånden som kroppen bevæger sig, informerer dens tyngdekraft kroppen om flere og flere dele af "voldelig tilbøjelighed", på grund af hvilken kroppens bevægelse accelererer.
Al-Baghdadis tilhænger i dette spørgsmål var næste generations filosof, Fakhr al-Din al-Razi [15] . Tværtimod den fremragende persiske videnskabsmand fra det XIII århundrede. Nasir al-Din al-Tusi , der delte ideen om eksistensen af en "voldelig tilbøjelighed" i forladte kroppe, lænede sig mod Avicennas version [16] .
Al-Bitruji. En anden videnskabsmand fra det 12. århundrede, Nur al-Din al-Bitruji , brugte teorien om fremdrift til at forklare, hvorfor planeterne bevæger sig. Hvis de fleste videnskabsmænd på den tid var sikre på, at planeterne bevæger sig under påvirkning af åndelige ulegemlige motorer ("intelligentsia" eller engle ), så gav al-Bitruji en mekanisk forklaring: den højeste himmelsfære modtager drivkraften fra Prime Mover og overfører det til de nedre sfærer, hvortil er knyttet planeter; når du bevæger dig mod Jorden, svækkes denne kraft [16] [17] . Som en analogi citerede al-Bitruji faldet af en kastet sten: den drivkraft, der sættes ind i stenen med hånden, svækkes over tid, som et resultat af, at tyngdekraften begynder at dominere i stenen, og stenen falder til jorden.
Al-Bitruji er dog stadig nødt til at vende sig til ideen om sfærernes animation for at forklare ujævnheden i planeternes tilsyneladende bevægelse (især baglæns bevægelser): hver af sfærerne føler et vist ønske om at "efterligne ” bevægelsen af en kugle af fiksstjerner, drevet direkte af Primus Mover. Denne "efterligning" fører til ujævnheder [17] .
I det katolske Europa blev begrebet investeret magt kendt allerede i det 12. århundrede. Det forekommer sandsynligt, at europæiske forfattere lånte elementer af teorien om drivkraft fra videnskabsmænd fra Østen [18] .
Den franske naturfilosof fra det 12. århundrede nævner "kastets styrke". Thierry af Chartres [19] . Impetus-teorien blev kort nævnt af de store skolastikere fra det 13. århundrede Roger Bacon , Albertus Magnus og Thomas Aquinas , men afvist til fordel for Aristoteles' . En ret detaljeret fremstilling af teorien om drivkraft er indeholdt i filosoffen fra anden halvdel af det 13. århundrede. Peter John Olivi, som dog også afviste det [20] . William af Ockham var også kritisk over for impetus-teorien og hævdede, at den forklarer det ukendte gennem det endnu mere ukendte; impuls blev fortolket som en ekstra kvalitet af bevægelige kroppe, svarende til varme, mens Ockham mente, at en bevægelig krop i princippet ikke adskiller sig fra en stationær (et eksempel på brug af Occams barbermaskine ). Han afviste dog også den aristoteliske fortolkning af problemet med forladte kroppe.
Francesco af marts. Den første europæiske filosof, der var enig i teorien om fremdrift, var den italienske teolog Francesco af marts .( Kommentarer til "Sentets" af Peter af Lombard , ca. 1320) Hans motiver lå inden for teologiens område: ifølge Francesco er accepten af nadverens sakramente i stand til at fremme den troende til Gud og inspirere ham til guddommelig nåde . Francesco betragtede budskabet om en vis kraft til en sten kastet af hånden, takket være hvilken den fortsætter med at bevæge sig efter afslutningen af kontakten med hånden, som en analogi af nadverens sakramente i den materielle verden [21] .
Ifølge Francesco skal drivkraften udtømmes i takt med at kroppen bevæger sig, selvom bevægelsen foregår i et vakuum, som i Philopon og al-Baghdadi [22] [23] [24] . Lidt senere blev han også støttet af den parisiske filosof Nicholas Bonetus, som var meget opmærksom på problemet med bevægelse i et tomrum [25] .
Francesco af martsanvendte teorien om fremdrift på himmellegemernes bevægelse. I middelalderen dominerede ideen om, at armaturerne var knyttet til de himmelske sfærer, som bevæger sig under påvirkning af "intelligentsia" - særlige åndelige entiteter, normalt identificeret med engle [26] . Ifølge Francesco roterer engle de himmelske sfærer ved at overføre impulser til dem [27] . Da fremdriften ikke er bevaret, men spontant aftager, er englene tvunget til at gøre dette kontinuerligt [28] .
Buridan. Teorien om drivkraft skylder sin største udvikling til den fremragende skolastiker fra midten af det 14. århundrede, professor ved universitetet i Paris Jean Buridan , som ejer udtrykket "impuls" selv:
Manden, der kaster stenen, bevæger sin hånd med stenen, og i bueskydning bevæger snoren sig med pilen et stykke tid og skubber pilen; og det samme gælder for en slynge, der spreder en sten, eller for maskiner, der kaster enorme sten. Og så længe kasteren skubber det kastede legeme, idet han er i kontakt med det, er bevægelsen til at begynde med langsommere, for så flytter kun den ydre bevægelse stenen eller pilen; men ved Bevægelse erhverves der hele tiden Fremdrift , som sammen med den ovennævnte ydre Motor bevæger Stenen eller Pilen, hvorved deres Bevægelse bliver hurtigere og hurtigere. Men efter at have brudt sig væk fra kasteren, bevæger den ikke længere den kastede krop, men kun den erhvervede fremdrift bevæger den, og denne fremdrift bliver på grund af omgivelsernes modstand konstant svækket, og derfor bliver bevægelsen mere og mere langsom [ 29] .
Buridan mente, at fremdriften ikke falder spontant, men på grund af modstanden fra det ydre miljø, og også på grund af tyngdekraften, som (ifølge Aristoteles ) virker på alle jordiske kroppe og er en fundamentalt uafvendelig faktor [30] . Han anså målet for drivkraft for at være produktet af kroppens hastighed og mængden af stof . Det er muligt, at disse ideer blev lånt fra Avicenna [31] .
Tyngdekraften Buridan betragtes som en analog af hånden i bevægelsen af kastede kroppe: tyngdekraften giver impulser til faldende kroppe. Men i modsætning til hånden virker tyngdekraften konstant. Herfra fulgte hans forklaring af kroppens acceleration under et fald (meget lig teorien om al-Baghdadi ): bevægelsen af et faldende legeme accelereres på grund af det faktum, at når kroppen bevæger sig, informerer dens tyngdekraft kroppen om mere og flere dele af fremdriften. Årsagen til accelerationen af faldende kroppe er således ikke tyngdekraften (som kun angiver bevægelsesretningen), men den fremdrift, som kroppen erhverver på grund af tyngdekraften og den bevægelse, der allerede er begyndt [32] . Måske mente Buridan, at hastigheden erhverves af kroppen ikke kontinuerligt, men i diskrete portioner [33] [34] .
En vigtig nyskabelse af Buridan var udvidelsen af begrebet impuls til tilfældet med roterende faste legemer (begrebet rotationsimpuls). Efter hans mening, hvis du spinder en krop monteret på en akse, vil den få en cirkulær impuls, som vil få den til at rotere, indtil kroppen stopper på grund af modstanden fra det ydre miljø. Buridan anvendte også begrebet cirkulær impuls til forklaringen af himmelsfærernes bevægelse. Buridan mente, at eksistensen af intelligentsia (særlige åndelige enheder, der udfører bevægelsen af de himmelske sfærer) ikke følger af Bibelen, og at en anden forklaring på himlens bevægelse er mulig:
Gud meddelte i skabelsesøjeblikket himlen lige så mange og de samme bevægelser, som de eksisterer nu, og satte dem i bevægelse, prægede dem impulser, takket være hvilke de så bevæger sig jævnt, siden disse impulser, uden at møde modstand , bliver aldrig ødelagt og falder aldrig [35]
(en lignende mening blev udtrykt af John Philopon ). Det skal bemærkes, at ligesom andre middelalderlige skolastikere, når han forklarede specifikke astronomiske fænomener, fortsatte Buridan med at ty til begrebet intelligentsia. Så han mente, at årsagen til ligheden mellem bevægelsesperioderne for Solen, Merkur og Venus i dyrekredsen (manifisteret i det faktum, at Merkur og Venus altid er på himlen nær Solen) er "det samme forhold mellem flytte intelligentsia til de bevægende sfærer”, selvom han kendte til hypotesen , ifølge hvilken disse planeter kredser om Solen [36] . Buridan opgav således ikke fuldstændigt begrebet himmelsk intelligentsia, idet han blot bemærkede, at det ikke nødvendigvis følger af Bibelen , hvilket også er helt i overensstemmelse med begrebet "initial impuls" [37] .
Buridan brugte også teorien om fremdrift til at tilbagevise hypotesen om jordens rotation omkring sin akse. Det traditionelle argument mod denne hypotese var, at på en roterende Jord kunne kroppe kastet lodret opad ikke falde til det punkt, hvorfra de begyndte deres bevægelse: Jordens overflade ville bevæge sig under det kastede legeme. Fortalere for Jordens rotationshypotese reagerede på dette argument om, at luft og alle jordiske objekter (inklusive dem, der kastes opad) bevæger sig sammen med Jorden. Buridan protesterede mod dette: impulsen opnået ved at kaste ville modstå horisontal bevægelse. Han giver dette eksempel: "Hvis en stærk vind blæste, ville en pil, der blev skudt lodret opad, ikke kunne bevæge sig så langt vandret som luft, men kun delvist" [38] [39] .
Andre repræsentanter for den parisiske skole. Et væsentligt bidrag til udviklingen af teorien om fremdrift blev ydet af andre videnskabsmænd fra University of Paris , yngre samtidige fra Buridan.
Albert af Sachsen delte Buridans mening om, at fremdriften ikke falder spontant, men på grund af modstanden fra det ydre miljø og tyngdekraften, såvel som accelerationen af bevægelsen af et faldende legeme på grund af det faktum, at når kroppen bevæger sig, dens tyngdekraft informerer kroppen om flere og flere dele af drivkraften. Han forsøgte endda at give et matematisk udtryk for at ændre hastigheden af et faldende legeme (hastigheden er proportional med afstanden tilbagelagt fra hvile). Albert var enig i Buridans teori om "initial impuls" i spørgsmålet om årsagerne til himmelsfærernes bevægelser.
I betragtning af banen for et legeme lanceret i vandret retning, kom Albert til den konklusion, at det skulle bestå af tre sektioner. I nogen tid skal kroppen bevæge sig under påvirkning af impulsen langs en vandret lige linje, derefter langs en buet bane, når tyngdekraften gradvist begynder at virke på den, og impulsen aftager, og endelig lodret nedad, når den vil bevæge sig kun under påvirkning af tyngdekraften. Fra synspunktet om impulsteorien overvejede han et tankeeksperiment: hvordan ville en sten bevæge sig gennem Jorden, hvis Jorden blev boret igennem:
Når tyngdepunktet for dette faldende legeme ville falde sammen med verdens centrum, ville dette legeme fortsætte med at bevæge sig videre i retning af en anden del af himlen på grund af fremdriften, som endnu ikke er blevet ødelagt i den; og når denne fremdrift i opstigningsprocessen er fuldstændig opbrugt, vil dette legeme atter begynde at sænke sig, og i nedstigningsprocessen vil det atter få en vis lille fremdrift, hvorved Jordens centrum igen vil passere; og når denne drivkraft er ødelagt, vil den igen begynde at sænke sig, og så vil den bevæge sig frem og tilbage rundt om Jordens centrum og oscillere, indtil drivkraften forbliver i den, og til sidst vil den stoppe [40] .
Dette eksempel blev citeret af den antikke græske forfatter Plutarch i dialogen På ansigtet synligt på månens skive og efter Albert af Sachsen af andre europæiske videnskabsmænd, herunder Tartaglia og Galileo .
En anden parisisk filosof, Nicholas Oresme , vendte tilbage til forestillingen om, at drivkraften aftog selv i et vakuum. I modsætning til Buridan mente Oresme, at hånden giver impulser til den kastede sten ikke blot på grund af dens bevægelse (sammen med stenen), men på grund af accelerationen af denne bevægelse: først er hånden med stenen ubevægelig, derefter accelererer den til en vis hastighed, når håndfladen åbner sig og stenen kommer af med hånden. Følgelig forårsager fremdrift ikke kun hastighed, men også acceleration af kroppe [1] .
En anden kendt parisisk filosof, Marsilius Ingen , var også blandt tilhængerne af teorien om fremdrift .
Selvom antallet af tilhængere af impetus-teorien oprindeligt var lille, førte de parisiske filosoffers autoritet og argumenter til dens udbredte brug i senmiddelalderen.
Impetus-teorien fortsatte med at vokse i popularitet under renæssancen . I det 15. århundrede blev det brugt til at forklare forskellige fænomener af Nicholas af Cusa [35] [41] og Leonardo da Vinci [42] , i det 16. århundrede af den spanske skolastiker Domingo de Soto [43] [44] . Den berømte matematiker og mekaniker Niccolò Tartaglia anvendte teorien om fremdrift til at forklare en kanonkugles bevægelse ( New Science , 1537). Efter hans mening består kernens bane af de samme tre sektioner som i teorien om Albert af Sachsen, kun den indledende sektion af banen blev ikke antaget at være vandret [45] .
Giordano Bruno bruger i sin dialog Feast on Ashes (1584) teorien om fremdrift til at forsvare det kopernikanske heliocentriske system - en forklaring på, at Jordens rotation ikke kan observeres for observatører, der befinder sig på dens overflade. Derved giver han eksemplet med et skib i bevægelse, som Nikolai Oresme gjorde tidligere , men udvikler temaet dybere:
Den ene af de to personer er på et sejlskib, og den anden er udenfor det; hver af dem har sin Haand næsten paa samme Punkt i Luften, og fra dette Sted kaster samtidig den første en Sten, og den anden en anden Sten, uden nogen Skub; den førstes sten vil uden at miste et øjeblik og uden at afvige fra sin linje falde til det anviste sted på skibet, og den andens sten vil blive tilbage. Og dette hit vil finde sted af den grund, at en sten, der falder fra en udstrakt hånd i et skib, og derfor bevæger sig efter dets bevægelse, får en kraft, som ingen anden sten, der falder fra en hånd, der er uden for skibet. har; og alt dette sker på trods af, at stenene har samme vægt og samme mellemrum, at de bevæger sig (hvis det er muligt) fra samme punkt og oplever det samme stød.
Her er "kraften tilført stenen" og "skub" naturligvis intet andet end drivkraft, selvom dette udtryk i sig selv ikke bruges [46] [47] .
Et forsøg på systematisk at udvikle mekanik baseret på teorien om fremdrift blev lavet af den fremragende matematiker og fysiker fra den sene renæssance, Giambatista Benedetti ( Book of diverse matematiske og fysiske refleksioner , 1585).
I et af hans værker blev fremdriftsteorien brugt af Johannes Kepler [48] .
I sin afhandling On Motion (1590) gjorde Galileo Galilei et forsøg på at bruge teorien om fremdrift til at konstruere mekanikken i faldende kroppe. Samtidig anså han fremdriften for at være selvudtømmende. Afhandlingen blev dog aldrig offentliggjort.
I sit brev om solpletter (1613) konkluderede Galileo, at kroppen er i hvile, indtil der findes en ydre årsag, der bringer den ud af denne tilstand. På samme måde er kroppen i en tilstand af inertibevægelse, indtil der findes en ekstern årsag, som tager den ud af denne tilstand. Der kræves således ingen kraft, hverken ydre eller indre, for at holde kroppen i bevægelse. Hvis både i Aristoteles' fysik og i impetus-teorien blev bevægelse betragtet som en proces, mens hvile var en tilstand [49] , så blev begge i Galileo for første gang kaldt tilstande [50] . Dette var det vigtigste skridt hen imod begrebet inerti .
Men selv i sin Dialog om verdens to store systemer (1632), når han beskrev en forladt krop, brugte Galileo gentagne gange udtrykkene "investeret kraft" og "impuls". Som Alexander Koyre viste , mente han blot fart eller momentum, men han anførte ikke klart, at impulsen ikke eksisterede som en særlig egenskab ved en forladt krop [51] .
Gennem det 17. århundrede fortsatte udtrykkene "investeret kraft" og "impuls" med at blive brugt af fysikere, hovedsageligt i betydningen momentum [52] , men nogle gange i samme betydning af den ekstra kvalitet af en bevægende krop, som disse termer blev brugt i middelalderen . Den franske jesuitervidenskabsmand Honore Fabry forsøgte at give impulsteorien en matematisk form og byggede på dens grundlag teorien om frit fald [53] . Den italienske jesuiterforsker Giovanni Battista Riccioli ( New Almagest , 1651) forsøgte at bruge teorien om fremdrift til at gendrive Jordens rotation omkring dens akse [54] , samt at forklare planeternes bevægelse, og sluttede sig til Francescos mening. af martsat englene flytter planeterne ved at sende impulser til dem (dog uden formidling af de himmelske sfærer) [55] .
Den første, der eksplicit opgav teorien om fremdrift og udtalte, at bevægelsen ikke kræver nogen kraft, inklusive intern, for at opretholde, var den hollandske fysiker Isaac Beckman [56] . Han offentliggjorde dog ikke denne konklusion, men formulerede den kun i sin private dagbog. For første gang blev inertiloven formuleret i den rigtige form af Rene Descartes i værket The World, or a treatise on light (1630) og udgivet i afhandlingen Elements of Philosophy (1644). Inertiloven blev kaldt Newtons første bevægelseslov i Principia Mathematica of Natural Philosophy (1687).