चिरसम्मत यांत्रिकी का इतिहास
| Part of a series on |
| चिरसम्मत यांत्रिकी |
|---|
यह लेख शास्त्रीय यांत्रिकी के इतिहास से संबंधित है।
शास्त्रीय यांत्रिकी के पूर्ववर्ती
पुरातनता
प्राचीन यूनानी दार्शनिक "अरस्तू" जो सबसे पहले प्रस्तावित करने वालों में से थे कि अमूर्त सिद्धांत प्रकृति को नियंत्रित करते हैं। अरस्तू ने "ऑन द हेवन्स" नामक किताब में तर्क दिया कि स्थलीय पिंड अपने प्राकृतिक स्थान पर उठते या गिरते हैं और एक नियम के रूप में लगभग सही अनुमान लगाया गया है कि किसी वस्तु के गिरने की गति उसके वजन के समानुपाती होती है और तरल पदार्थ के घनत्व के व्युत्क्रमानुपाती होती है।[1] अरस्तू तर्क और अवलोकन में विश्वास करता था लेकिन यह अठारह सौ साल से अधिक समय पहले फ़्रांसिस बेकन ने पहली बार प्रयोग की वैज्ञानिक पद्धति विकसित की थी, जिसे उन्होंने प्रकृति का उत्पीड़न कहा था।[2]
अरस्तू ने "प्राकृतिक गति" और "प्रणोदित गति" के बीच अंतर देखा और उनका मानना था कि 'एक शून्य' में यानी निर्वात में यदि कोई वस्तु बिरामाव्स्था में है, तो वह बिरामा में रहेगी[3] और गति की अवस्था में है, तो गति में ही रहेगी [4] इस तरह अरस्तू "जड़ता के नियम" के समान कुछ करने वाला पहला व्यक्ति था। हालाँकि उनका मानना था कि एक वैक्यूम असंभव होगा क्योंकि आसपास की हवा इसे तुरंत भरने के लिए दौड़ेगी। उनका यह भी मानना था कि लागू बलों को हटाने के बाद एक वस्तु अप्राकृतिक दिशा में चलना बंद कर देगी। बाद में अरिस्टोटेलियंस ने एक विस्तृत स्पष्टीकरण विकसित किया कि तीर धनुष छोड़ने के बाद हवा के माध्यम से उड़ना क्यों जारी रखता है, क्योकि यह प्रस्तावित करता है कि एक तीर अपने रास्ते में एक वैक्यूम बनाता है, जिसमें हवा दौड़ती है, इसे पीछे से धक्का देती है।अरस्तू की मान्यताएँ प्लेटो की शिक्षाओं से प्रभावित थीं, जो स्वर्ग की गोलाकार एकसमान गति की पूर्णता पर थीं। नतीजतन उन्होंने एक प्राकृतिक क्रम की कल्पना की जिसमें आकाश की गति आवश्यक रूप से परिपूर्ण थी, बदलते तत्वों की स्थलीय दुनिया के विपरीत जहां व्यक्ति आते हैं और मर जाते हैं।
एक और परंपरा है जो प्राचीन यूनानियों तक जाती है जहां गणित का उपयोग बिराम या गति में वस्तु का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है,जो कि कुछ पाइथागोरस के काम के रूप में पाया जा सकता है। इस परंपरा के अन्य उदाहरणों में यूक्लिड (संतुलन पर), आर्किमिडीज (विमानों के संतुलन पर, फ्लोटिंग बॉडीज पर), और अलेक्जेंड्रिया के हीरो (मैकेनिका) शामिल हैं। बाद में, मध्ययुगीन इस्लामी दुनिया में विज्ञान और बीजान्टिन विज्ञान के विद्वानों ने इन कार्यों पर निर्माण किया, और ये अंततः 12 वीं शताब्दी के पुनर्जागरण में और फिर से पुनर्जागरण में विज्ञान के इतिहास के दौरान पश्चिम में पुनः प्रस्तुत या उपलब्ध हो गए।
मध्यकालीन विचार
फ़ारसी इस्लामिक पॉलीमथ इब्न सिना ने हीलिंग की किताब (1020) में गति के अपने सिद्धांत को प्रकाशित किया। उन्होंने कहा कि फेंकने वाले द्वारा एक प्रक्षेप्य को एक प्रेरणा प्रदान की जाती है, और इसे लगातार के रूप में देखा जाता है, इसके लिए बाहरी ताकतों जैसे वायु प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।[5][6][7] इब्न सिना ने 'बल' और 'झुकाव' (जिसे माइल कहा जाता है) के बीच अंतर किया, और तर्क दिया कि जब वस्तु अपनी प्राकृतिक गति के विरोध में होती है तो एक वस्तु को माइल प्राप्त होता है। इसलिए उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि गति की निरंतरता को उस झुकाव के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है जिसे वस्तु में स्थानांतरित किया जाता है, और वह वस्तु तब तक गति में रहेगी जब तक कि माइल खर्च नहीं हो जाती। उन्होंने यह भी दावा किया कि निर्वात में प्रक्षेप्य तब तक नहीं रुकेगा जब तक उस पर कार्रवाई नहीं की जाती। गति की यह अवधारणा न्यूटन के गति के प्रथम नियम, जड़त्व के अनुरूप है। जिसमें कहा गया है कि गतिमान वस्तु तब तक गति में रहेगी जब तक कि उस पर कोई बाहरी बल कार्य न करे।[8] अरिस्टोटेलियन दृष्टिकोण से असहमत होने वाले इस विचार को बाद में ओना बुरी दान द्वारा प्रोत्साहन के रूप में वर्णित किया गया, जो इब्न सिना की बुक ऑफ हीलिंग से प्रभावित थे।[9] 12वीं शताब्दी में, हिबत अल्लाह अबुल-बराकत अल-बगदादी ने प्रक्षेप्य गति पर एविसेना के सिद्धांत को अपनाया और संशोधित किया। अपने किताब अल-मुतबर में, अबू-बराकत ने कहा कि प्रस्तावक स्थानांतरित होने पर एक हिंसक झुकाव (मायल कसरी) प्रदान करता है और यह गतिमान वस्तु के रूप में कम हो जाता है जो गतिमान वस्तु से दूर हो जाता है।[10] श्लोमो पाइंस के अनुसार, अल-बगदादी का गति का सिद्धांत (भौतिकी) अरस्तू के मौलिक गतिशील कानून का सबसे पुराना निषेध था [अर्थात्, कि एक स्थिर बल एक समान गति पैदा करता है], [और इस प्रकार एक] मौलिक के अस्पष्ट फैशन में प्रत्याशा है शास्त्रीय यांत्रिकी का नियम [अर्थात्, एक बल लगातार लागू होने से त्वरण उत्पन्न होता है]।[11] 14वीं शताब्दी में, फ्रांसीसी पुजारी जीन बुरिदान ने इब्न सिना के संभावित प्रभाव के साथ प्रोत्साहन के सिद्धांत को विकसित किया।[9]सक्सोनी (दार्शनिक) के अल्बर्ट, हेलबर्स्टाट के बिशप ने सिद्धांत को और विकसित किया।
शास्त्रीय यांत्रिकी का गठन
गैलीलियो गैलीली के टेलीस्कोप के विकास और उनकी टिप्पणियों ने इस विचार को और चुनौती दी कि आकाश एक परिपूर्ण, अपरिवर्तनीय पदार्थ से बना है। कोपरनिकस की सूर्यकेंद्रित परिकल्पना को अपनाते हुए गैलीलियो का मानना था कि पृथ्वी अन्य ग्रहों के समान ही है। हालांकि पीसा के प्रसिद्ध टॉवर प्रयोग की वास्तविकता विवादित है, उन्होंने एक झुके हुए तल पर गेंदों को रोल करके मात्रात्मक प्रयोग किए; त्वरित गति का उनका सही सिद्धांत स्पष्ट रूप से प्रयोगों के परिणामों से लिया गया था।[12] गैलीलियो ने यह भी पाया कि लंबवत रूप से गिरा हुआ पिंड उसी समय जमीन से टकराता है जब शरीर क्षैतिज रूप से प्रक्षेपित होता है, इसलिए समान रूप से घूमने वाली पृथ्वी में अभी भी गुरुत्वाकर्षण के तहत जमीन पर गिरने वाली वस्तुएं होंगी। अधिक महत्वपूर्ण रूप से, यह दावा किया गया कि समान गति गैलीलियन आक्रमण है, और इसलिए सापेक्षता के सिद्धांत का आधार बनती है। कोपरनिकन खगोल विज्ञान की स्वीकृति के संबंध में छोड़कर, 17वीं शताब्दी में इटली के बाहर विज्ञान पर गैलीलियो का प्रत्यक्ष प्रभाव शायद बहुत अधिक नहीं था। हालाँकि, इटली और विदेशों में शिक्षित आम लोगों पर उनका प्रभाव काफी था, विश्वविद्यालय के प्रोफेसरों के बीच, कुछ को छोड़कर जो उनके अपने शिष्य थे, यह नगण्य था।[13][14]
गैलीलियो और न्यूटन के समय के बीच, क्रिस्टियान ह्यूजेंस पश्चिमी यूरोप में अग्रणी गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी थे। उन्होंने लोचदार टक्करों के लिए संरक्षण कानून तैयार किया, केन्द्रापसारक बल के पहले प्रमेयों का निर्माण किया, और दोलन प्रणालियों के गतिशील सिद्धांत को विकसित किया। उन्होंने दूरबीन में भी सुधार किया, शनि के चंद्रमा टाइटन की खोज की और पेंडुलम घड़ी का आविष्कार किया।[15][16] प्रकाश पर ग्रंथ में प्रकाशित उनके प्रकाश के तरंग सिद्धांत को बाद में ऑगस्टिन-जीन फ्रेस्नेल द्वारा ह्यूजेंस-फ्रेस्नेल सिद्धांत | ह्यूजेंस-फ्रेस्नेल सिद्धांत के रूप में अपनाया गया।[17] सर आइजैक न्यूटन गति के तीन नियमों (जड़ता का नियम, ऊपर वर्णित उनका दूसरा नियम, और क्रिया और प्रतिक्रिया का नियम) को एकीकृत करने वाले पहले व्यक्ति थे, और यह साबित करने के लिए कि ये नियम सांसारिक और आकाशीय वस्तुओं दोनों को नियंत्रित करते हैं। न्यूटन और उनके अधिकांश समकालीनों को उम्मीद थी कि शास्त्रीय यांत्रिकी प्रकाश सहित (ज्यामितीय प्रकाशिकी के रूप में) सभी संस्थाओं की व्याख्या करने में सक्षम होगी। न्यूटन के स्वयं के न्यूटन के छल्लों की व्याख्या ने तरंग सिद्धांतों से परहेज किया और माना कि प्रकाश के कणों को कांच द्वारा बदल दिया गया या उत्तेजित कर दिया गया और प्रतिध्वनित हो गया।
न्यूटन ने कलन भी विकसित किया जो क्लासिकल यांत्रिकी में शामिल गणितीय गणना करने के लिए आवश्यक है। हालांकि गॉटफ्रीड लीबनिज ने, न्यूटन से स्वतंत्र रूप से, व्युत्पन्न और समाकलन के अंकन के साथ एक कलन विकसित किया जो आज तक उपयोग किया जाता है। शास्त्रीय यांत्रिकी टाइम यौगिक ्स के लिए न्यूटन के डॉट नोटेशन को बरकरार रखता है।
लियोनहार्ड यूलर ने न्यूटन के गति के नियमों को कणों से कठोर पिंडों तक दो अतिरिक्त यूलर के नियमों के साथ विस्तारित किया। बलों के तहत ठोस सामग्री के साथ काम करने से विकृति (यांत्रिकी) होती है जिसे परिमाणित किया जा सकता है। यह विचार यूलर (1727) द्वारा व्यक्त किया गया था, और 1782 में जिओर्डानो रिकाट्टी ने कुछ सामग्रियों की लोच (भौतिकी) निर्धारित करना शुरू किया, जिसके बाद थॉमस यंग (वैज्ञानिक) आए। शिमोन पोइसन ने पोइसन अनुपात के साथ अध्ययन को तीसरे आयाम तक विस्तारित किया। गेब्रियल लेमे ने संरचनाओं की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए अध्ययन पर आकर्षित किया और लैमे पैरामीटर पेश किए।[18] इन गुणांकों ने रैखिक लोच सिद्धांत की स्थापना की और सातत्य यांत्रिकी के क्षेत्र की शुरुआत की।
न्यूटन के बाद, पुन: योगों ने उत्तरोत्तर अधिक संख्या में समस्याओं के समाधान की अनुमति दी। पहले का निर्माण 1788 में इटली-फ्रांस के गणितज्ञ जोसेफ लुइस लाग्रेंज ने किया था। Lagrangian यांत्रिकी में समाधान कम से कम क्रिया (भौतिकी) के पथ का उपयोग करता है और विविधताओं के कलन का अनुसरण करता है। विलियम रोवन हैमिल्टन ने 1833 में लग्रांजियन यांत्रिकी को फिर से तैयार किया। हैमिल्टनियन यांत्रिकी का लाभ यह था कि इसकी रूपरेखा अंतर्निहित सिद्धांतों पर अधिक गहराई से देखने की अनुमति देती थी। हेमिल्टनियन यांत्रिकी के अधिकांश ढाँचे को क्वांटम यांत्रिकी में देखा जा सकता है, हालाँकि शब्दों के सटीक अर्थ क्वांटम प्रभावों के कारण भिन्न होते हैं।
यद्यपि शास्त्रीय यांत्रिकी अन्य शास्त्रीय भौतिकी सिद्धांतों जैसे कि शास्त्रीय बिजली का गतिविज्ञान और ऊष्मप्रवैगिकी के साथ काफी हद तक संगत है, 19 वीं शताब्दी के अंत में कुछ कठिनाइयों की खोज की गई थी जिन्हें केवल अधिक आधुनिक भौतिकी द्वारा हल किया जा सकता था। शास्त्रीय उष्मप्रवैगिकी के साथ संयुक्त होने पर, शास्त्रीय यांत्रिकी गिब्स विरोधाभास की ओर ले जाती है जिसमें एन्ट्रापी एक अच्छी तरह से परिभाषित मात्रा नहीं है। जैसे-जैसे प्रयोग परमाणु स्तर पर पहुँचे, क्लासिकी यांत्रिकी ऊर्जा के स्तर और परमाणुओं के आकार जैसी मूलभूत चीज़ों की व्याख्या करने में भी विफल रही। इन समस्याओं को हल करने के प्रयास से क्वांटम यांत्रिकी का विकास हुआ। इसी तरह, शास्त्रीय विद्युत चुंबकत्व और शास्त्रीय यांत्रिकी के वेग परिवर्तनों के तहत अलग-अलग व्यवहार ने सापेक्षता के सिद्धांत को जन्म दिया।
समकालीन युग में शास्त्रीय यांत्रिकी
20वीं शताब्दी के अंत तक, भौतिकी में शास्त्रीय यांत्रिकी अब एक स्वतंत्र सिद्धांत नहीं रह गया था। शास्त्रीय विद्युत चुंबकत्व के साथ, यह सापेक्षतावादी क्वांटम यांत्रिकी या क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत में अंतर्निहित हो गया है[1]. यह भारी कणों के लिए गैर-सापेक्षवादी, गैर-क्वांटम यांत्रिक सीमा को परिभाषित करता है।
शास्त्रीय यांत्रिकी भी गणितज्ञों के लिए प्रेरणा का स्रोत रही है। शास्त्रीय यांत्रिकी में चरण स्थान एक प्राकृतिक विवरण को स्वीकार करता है कि एक सहानुभूतिपूर्ण मैनिफोल्ड (वास्तव में भौतिक रुचि के अधिकांश मामलों में एक कॉटैंगेंट बंडल), और सहानुभूतिपूर्ण टोपोलॉजी, जिसे हैमिल्टनियन यांत्रिकी के वैश्विक मुद्दों के अध्ययन के रूप में माना जा सकता है। 1980 के दशक से गणित अनुसंधान का एक उर्वर क्षेत्र रहा है।
यह भी देखें
टिप्पणियाँ
- ↑ 1.0 1.1 Rovelli, Carlo (2015). "Aristotle's Physics: A Physicist's Look". Journal of the American Philosophical Association. 1 (1): 23–40. arXiv:1312.4057. doi:10.1017/apa.2014.11. S2CID 44193681.
- ↑ Peter Pesic (March 1999). "Wrestling with Proteus: Francis Bacon and the "Torture" of Nature". Isis. The University of Chicago Press on behalf of The History of Science Society. 90 (1): 81–94. doi:10.1086/384242. JSTOR 237475. S2CID 159818014.
- ↑ Aristotle: On the Heavens (de Caelo) book 13, section 295a
- ↑ Aristotle:Physics Book 4 On motion in a void
- ↑ Espinoza, Fernando (2005). "गति और शिक्षण के लिए इसके निहितार्थ के बारे में विचारों के ऐतिहासिक विकास का विश्लेषण". Physics Education. 40 (2): 141. Bibcode:2005PhyEd..40..139E. doi:10.1088/0031-9120/40/2/002. S2CID 250809354.
- ↑ Seyyed Hossein Nasr & Mehdi Amin Razavi (1996). फारस में इस्लामी बौद्धिक परंपरा. Routledge. p. 72. ISBN 978-0-7007-0314-2.
- ↑ Aydin Sayili (1987). "Ibn Sīnā and Buridan on the Motion of the Projectile". Annals of the New York Academy of Sciences. 500 (1): 477–482. Bibcode:1987NYASA.500..477S. doi:10.1111/j.1749-6632.1987.tb37219.x. S2CID 84784804.
- ↑ Espinoza, Fernando. "An Analysis of the Historical Development of Ideas About Motion and its Implications for Teaching". Physics Education. Vol. 40(2).
- ↑ 9.0 9.1 Sayili, Aydin. "Ibn Sina and Buridan on the Motion the Projectile". Annals of the New York Academy of Sciences vol. 500(1). p.477-482.
- ↑ Gutman, Oliver (2003). Pseudo-Avicenna, Liber Celi Et Mundi: A Critical Edition. Brill Publishers. p. 193. ISBN 90-04-13228-7.
- ↑ Pines, Shlomo (1970). "Abu'l-Barakāt al-Baghdādī , Hibat Allah". Dictionary of Scientific Biography. Vol. 1. New York: Charles Scribner's Sons. pp. 26–28. ISBN 0-684-10114-9.
(cf. Abel B. Franco (October 2003). "Avempace, Projectile Motion, and Impetus Theory", Journal of the History of Ideas 64 (4), p. 521-546 [528].) - ↑ Palmieri, Paolo (2003-06-01). "गैलीलियो के प्रकृति के प्रारंभिक गणितीकरण में मानसिक मॉडल". Studies in History and Philosophy of Science Part A (in English). 34 (2): 229–264. Bibcode:2003SHPSA..34..229P. doi:10.1016/S0039-3681(03)00025-6. ISSN 0039-3681.
- ↑ "Galilei, Galileo." Complete Dictionary of Scientific Biography. Retrieved April 06, 2021 from Encyclopedia.com: https://www.encyclopedia.com/science/dictionaries-thesauruses-pictures-and-press-releases/galilei-galileo
- ↑ Blåsjö, Viktor (2021-02-12). "Galileo, Ignoramus: Mathematics versus Philosophy in the Scientific Revolution". arXiv:2102.06595 [math.HO].
- ↑ Cohen, H. Floris (1991). Yoder, Joella G. (ed.). "कैसे क्रिस्टियान ह्यूजेंस ने प्रकृति का गणित किया". The British Journal for the History of Science. 24 (1): 79–84. doi:10.1017/S0007087400028466. ISSN 0007-0874. JSTOR 4027017. S2CID 122825173.
- ↑ "क्रिस्टियान ह्यूजेंस - जीवनी". Maths History (in English). Retrieved 2021-04-06.
- ↑ Dijksterhuis, Fokko Jan (2004). Lenses and Waves: Christiaan Huygens and the Mathematical Science of Optics in the Seventeenth Century. Archimedes (in English). Springer Netherlands. ISBN 978-1-4020-2697-3.
- ↑ Gabriel Lamé (1852) Leçons sur la théorie mathématique de l'élasticité des corps solides (Bachelier)
संदर्भ
- Truesdell, C. (1968). Essays in the History of Mechanics. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. ISBN 9783642866470.
- Maddox, René Dugas ; foreword by Louis de Broglie ; translated into English by J.R. (1988). A history of mechanics (Dover ed.). New York: Dover Publications. ISBN 0-486-65632-2.
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) - Buchwald, Jed Z.; Fox, Robert, eds. (2013). The Oxford handbook of the history of physics (First ed.). Oxford: Oxford University Press. pp. 358–405. ISBN 9780199696253.
