Impetus-teoria ( lat. impetus 'työntö, impulssi') on luonnonfilosofinen teoria, jonka mukaan heitettyjen kappaleiden liikkeen syy on jokin ulkopuolisen lähteen niihin sijoittama voima (impulssi). Syöttöteoria syntyi Aristoteleen fysiikan joidenkin säännösten kritiikin seurauksena , mutta kokonaisuutena se vastaa sitä.
Syöttöteoria oli yritys vastata kysymykseen: mikä ajaa lähelle maan pintaa heitettyä kappaletta? Käyttövoiman läsnäolo katsottiin tarpeelliseksi Aristoteleen mekaniikan yleisten määräysten yhteydessä , joiden mukaan liike on mahdollista vain liikkeelle panevan voiman läsnä ollessa. Syöksyteoriassa oletettiin, että yhteisliikkeen aikana hylätyn ruumiin (kivi, nuoli, kanuunankuula), liikuttimella (ihmisen käsi, jousinauha, rintareppu, tuliase jne.) ) asettaa jonkin verran voimaa heitettyyn kehoon (idän ajattelijoiden keskuudessa - väkivaltainen taipumus), mikä saa kehon siirtymään eteenpäin [1] . Tämä sijoitettu voima nimettiin XIV-luvulla. sysäys . Vauhtia pidettiin liikkuvan kehon uutena ominaisuutena, joka puuttuu liikkumattomasta kehosta, aivan kuten lämpö on kuuman kehon ominaisuus, joka puuttuu kylmästä kehosta. Sysäyksen siirtoprosessi suunniteltiin analogisesti lämmönsiirron kanssa. Kehon liikkeen aikana sysäys loppui vähitellen, minkä vuoksi heitetty kappale putosi lopulta maan pinnalle.
Aluksi sysäyksen teoria kehittyi Aristoteleen teosten tai jopa teologisten tutkielmien kommentoinnin yhteydessä ja vasta 1500-luvun lopulla - 1700-luvun alussa. kirjoitettiin teoksia, jotka sisältävät yrityksiä rakentaa johdonmukainen fysikaalinen teoria sen pohjalle ( Giambatista Benedetti , Galileo Galilei ). Tällaista teoriaa ei kuitenkaan ole koskaan luotu [2] .
Suuria kiistoja on aina herättänyt kysymys siitä, loppuuko sysäys kehon liikkeen aikana spontaanisti vai vain ulkoisten tekijöiden vastustuksen vuoksi (kitka ilmaa vastaan, painovoiman vaikutus). Philopon , al-Baghdadi , Francesco of March puhuivat sysäyksen itsensä loppuunkulumisen puolesta, Nicholas Orem , kannattaa ulkoisten tekijöiden vastustuskyvyn aiheuttaman sysäyksen katoamista - Avicenna , Jean Buridan , Albert Sachsen .
Lisäksi jotkut ajattelijat uskoivat, että sysäyksen vaikutuksen alaisena liikkuva keho ei koe raskautta (Avicenna), toiset uskoivat, että painovoima ja sysäys vaikuttavat samanaikaisesti (al-Baghdadi), ainakin jollakin osuudella liikeradan (Albert of Saxony).
Myöhemmin (1300-luvulta lähtien) alkoi kiistaa siitä, kuinka alkuliike (eli heitetyn kappaleen ja liikkujan yhteinen liike) myötävaikuttaa sysäyksen syntymiseen: nopeuden tai kiihtyvyyden vuoksi? Ensimmäisessä tapauksessa sysäys synnyttää heitetyn kappaleen nopeuden, toisessa myös kiihtyvyyden. Ensimmäisen vaihtoehdon puolesta Buridan puhui, toinen - Nikolai Orem. Toinen kiistanalainen käsite liittyy Buridaniin - ajatukseen, että sysäys voi saada jäykän kappaleen pyörimään akselinsa ympäri; Giambatista Benedetti hylkäsi sen sen oletuksen puolesta, että sysäys voi aiheuttaa vain kehon suoraviivaista liikettä.
Imputtiteorian yleisten säännösten epäselvyys vaikutti sen soveltamiseen tiettyjen fyysisten ongelmien ratkaisemiseen. Esimerkiksi jotkut tiedemiehet ja filosofit käyttivät sysäyksen teoriaa perustellakseen hypoteesia Maan pyörimisestä akselinsa ympäri ( Giordano Bruno ), toiset päinvastoin kumotakseen sen ( Jean Buridan , Giovanni Battista Riccioli ). Toinen kysymys aiheutti myös suurta erimielisyyttä: onko tarpeen ottaa mukaan erityisten henkisten entiteettien, niin sanottujen "intelligentsien" ( enkelien lajikkeiden ) olemassaolo, vai riittääkö oletus, että taivaankappaleiden liikkuminen tapahtuu sijoitetun sysäyksen vuoksi heissä, kun Jumala loi maailman. Philopon , Jean Buridan , Albert Sachsen puhui toisen mahdollisuuden puolesta , kun taas Avicenna , Nikolai Orem uskoi, että se oli mahdotonta tehdä ilman älymystön osallistumista. Tähän ongelmaan oli myös kompromissiratkaisuja ( al-Bitruji , Francesco, maaliskuu, Riccioli ).
1900-luvun alussa ilmaistiin mielipide (lähinnä Pierre Duhem ), että vauhtiteoria on välitön edeltäjä, eräänlainen keskiaikainen kuori nykyaikaisille ideoille hitaudesta , ja itse vauhti on impulssin analogi . Itse asiassa joissakin tämän teorian versioissa kehoon välitetyn sysäyksen katsottiin muuttuvan vain ulkoisen ympäristön vaikutuksista ja se laskettiin samalla kaavalla kuin klassisen mekaniikan impulssi (sellaisia olivat Avicennan ja Buridanin versiot ).
Tämä näkökulma on kuitenkin vanhentunut [3] . Merkittäviä eroja liittyy siihen, että keskiajan teoriassa lepotilaa pidettiin ensisijaisena ja sen päättymistä vaadittiin selittämään, ts. on kehon asettuminen liikkeelle, nopeuden esiintyminen kehossa. Joissakin tapauksissa liikkeen syy oli esimerkiksi raskaus, toisissa - sysäys. Yleisesti ottaen sysäyksen teoria oli melko sopusoinnussa Aristoteleen fysiikan kanssa , koska voimaa pidettiin kehon liikkeen syynä ja nopeutta suhteutettuna voimaan. Nykytieteessä lepo on vain erityinen liiketapaus, ja liiketilan muutos on selitettävä, ts. kiihtyvyys; Newtonin toisen lain mukaan kiihtyvyys on verrannollinen voimaan.
Edelleen sysäyksenä pidettiin jotain erityistä ominaisuutta, joka oli varustettu liikkuvalla keholla, analogisesti esimerkiksi lämmön kanssa. Nykyfysiikassa, suhteellisuusperiaatteen mukaisesti , liikkuvalla kappaleella ei katsota olevan mitään erityisiä ominaisuuksia verrattuna paikallaan olevaan.
Samaan aikaan sysäyksen teoria vaikutti joissakin suhteissa klassisen mekaniikan syntymiseen , koska se kritisoi joitain Aristoteleen mekaniikan säännöksiä. Galileosta lähtien termiä "vauhti" käytettiin yhä enemmän samassa merkityksessä kuin "impulssi".
Sysäysteorian alkuperä on antiikissa – Aristoteleen fysiikassa .
Aristoteles. Aristoteleen mukaan jokaisella ainetyypillä on oma luonnollinen paikkansa maailmankaikkeudessa: maaelementin paikka on aivan maailman keskustassa, jota seuraa veden, ilman, tulen ja eetterin alkuaineiden luonnolliset paikat. Kuunalaiselle maailmalle oli ominaista liikkuminen pystysuoraa viivaa pitkin; sellaisella liikkeellä täytyy olla alku ja loppu, mikä vastaa kaiken maallisen haurautta. Jos kuun alimaailman elementti otetaan pois luonnolliselta paikaltaan, sillä on taipumus pudota luonnolliselle paikalleen. Joten jos nostat kourallisen maata, se liikkuu luonnollisesti pystysuunnassa alaspäin. Koska maa- ja vesielementit suuntautuivat luonnollisessa liikkeessään alaspäin kohti maailman keskustaa, niitä pidettiin ehdottoman painavina; ilman ja tulen elementit pyrkivät ylöspäin, kuunalaisen alueen rajalle, joten niitä pidettiin ehdottoman kevyinä. Aristoteles selitti putoavan kappaleen nopeuden lisääntymisen kehon lähestymisellä sen päätepisteeseen - Maahan. Saavuttuaan luonnolliseen paikkaan kuunalaisen maailman elementtien liike pysähtyy.
Kehon liikettä sen luonnolliseen paikkaan kutsuttiin luonnolliseksi liikkeeksi . Muuten liikettä kutsuttiin väkivaltaiseksi . Aristoteles uskoi, että väkivaltainen liike on mahdollista vain, jos kehoon kohdistetaan voima toisesta kehosta: "kaikki, mikä on liikkeessä, täytyy liikuttaa jotain muuta"; siirrettävän ja liikkuvan laitteen on oltava suorassa kosketuksessa [4] . Aristoteles katsoi kappaleen nopeuden olevan verrannollinen siihen kohdistuvaan voimaan.
Tässä teoriassa tuskin voitaisiin selittää alkeellinen tosiasia: kun ihminen heittää kiven, kivi jatkaa liikettä sen jälkeen, kun kosketus käden kanssa lakkaa. Todellakin, kivi kuuluu raskaiden kappaleiden luokkaan, sen luonnollinen paikka on alla, maan päällä. Kädessä ollessaan se tekee rajua liikettä, mutta kun heittäjä vetää käden pois, kiven pitäisi ilmeisesti tehdä luonnollinen liike kohti maailman keskustaa, ts. putoaa maan pinnalle. Mutta kivi liikkuu täysin eri tavalla: se nousee ensin ylös tai liikkuu kulmassa horisonttiin nähden ja vasta sitten putoaa maahan. Aristoteleen mukaan kiven liikettä tukee ilma, joka puolestaan on saanut liikkeen ihmisen kädestä [5] [6] .
Hipparkhos. Toisen ratkaisun heitettyjen kappaleiden ongelmaan antoi Nikealainen Hipparkhos teoksessa On kehot, jotka liikkuvat alaspäin painovoimansa vaikutuksesta . Tämä kirja itsessään ei ole saavuttanut meitä, mutta tunnemme sen tärkeimmät ajatukset Simplikiuksen uudelleen kertomisesta :
Hipparkhos kirjoittaa, että jos pala maata heitetään suoraan ylös, ylöspäin suuntautuvan liikkeen syy on heittovoima, kunhan se ylittää heitetyn kappaleen painon; tässä tapauksessa mitä suurempi heittovoima, sitä nopeammin esine liikkuu ylöspäin. Sitten voiman pienentyessä ylöspäin liike tapahtuu hidastuvalla nopeudella, kunnes lopulta keho alkaa liikkua alaspäin oman vetovoimansa vaikutuksesta - vaikka jossain määrin heittovoimaa siinä edelleen on; kun se kuivuu, keho liikkuu alas yhä nopeammin ja saavuttaa maksiminopeudensa, kun tämä voima lopulta katoaa [7] .
Tämän kohdan yleisimmän tulkinnan mukaan Hipparkoksen "heittovoima" on sama kuin sysäys.
Ateenalainen filosofi II-luvun lopulla - III vuosisadan alun Aleksanteri Aphrodisias ilmaisi ajatuksen joidenkin sisäisten moottoreiden olemassaolosta liikkuvissa kappaleissa . Samanlaisia ajatuksia (teologisessa kontekstissa) löytyy 5. vuosisadan kristilliseltä ajattelijalta Synesiukselta , legendaarisen Hypatian [10] [11] opiskelijalta .
Kuitenkin 6. vuosisadalla elänyt aleksandrialainen ajattelija John Philoponus pidetään yleisesti vauhdin käsitteen todellisena tekijänä .
Philopon. Aristoteleen fysiikkaa koskevissa kommenteissaan Philopon kritisoi Aristoteleen ratkaisua hylättyjen ruumiiden ongelmaan ja ehdotti toista ratkaisua tähän ongelmaan. Hänen mielestään "heittoaine" (esimerkiksi käsi tai jousen naru) antaa heitetylle keholle liikkeelle panevan voiman (myöhemmin nimeltään impulssi), joka liikuttaa kehoa kosketuksen päätyttyä; Tässä taas paljastui aristotelilaisen fysiikan vaikutus , jossa kehon nopeuden katsottiin olevan verrannollinen voimaan. Ympäröivä ilma ei auta liikettä, kuten Aristoteles uskoi, mutta estää sitä [12] . Kuitenkin jopa tyhjiössä kehon sysäyksen pitäisi spontaanisti laskea (uupumusta).
Philoponus sovelsi sysäysteoriaa myös taivaankappaleiden liikkeisiin. Hän kiisti tuolloin olemassa olleet ajatukset (esimerkiksi Theodore of Mopsuestia ja Cosmas Indikopleust ), joiden mukaan enkelit kuljettavat taivaankappaleita avaruudessa .
Avicenna. Philoponin liikkeellepaneva voima teoria tuli tunnetuksi muslimitutkijoiden keskuudessa. Joten yksi arabialaisen filosofian perustajista al-Farabi (IX-X vuosisatoja) mainitsi sen. 1000-luvun erinomainen filosofi ja tiedemies Avicenna (Ibn Sina) antoi merkittävän panoksen sen kehitykseen ( Parantumisen kirja , n. 1020). Hänen mielestään "moottori" antaa jonkin verran "pyrkimystä" liikkuvalle kappaleelle samalla tavalla kuin tuli siirtää lämpöä veteen. Moottorin roolia voi pelata paitsi käsi tai jousinauha, myös painovoima.
"Aspiraatiota" on kolmea tyyppiä: henkinen (elävissä olennoissa), luonnollinen ja väkivaltainen. "Luonnollinen pyrkimys" on painovoiman toiminnan tulos ja ilmenee kehon putoamisessa, eli kehon luonnollisessa liikkeessä, Aristoteleen mukaan . Tässä tapauksessa "pyrkimys" voi esiintyä jopa liikkumattomassa kehossa, mikä ilmenee liikkumattomuuden vastustuksena. "Väkivaltainen pyrkimys" on analoginen Philoponin liikkeellepanevaan voimaan - sen "moottori" välittää heitetylle keholle. Kun keho liikkuu, "väkivaltainen pyrkimys" vähenee ympäristön vastustuksen vuoksi; seurauksena myös kehon nopeus pyrkii nollaan. Tyhjyydessä "väkivaltainen pyrkimys" ei muuttuisi ja keho voisi suorittaa jatkuvaa liikettä. Tässä voitiin nähdä inertian käsitteen ennakointia, mutta Avicenna ei uskonut tyhjyyden olemassaoloon.
Avicennan mukaan "luonnollinen" ja "väkivaltainen halu" eivät voi esiintyä rinnakkain samassa kehossa. Heitetty ruumis liikkuu "väkivaltaisen halun" vaikutuksen alaisena, kunnes se on uupunut ulkoisen ympäristön vaikutuksen alaisena (osuus AB -radalta vasemmalla olevassa kuvassa). Välittömästi tämän jälkeen keho pysähtyy hetkeksi ja alkaa liikkua "luonnollisen halun" vaikutuksen alaisena eli putoaa pystysuunnassa alaspäin ( vasemmalla kuvassa BC -radan leikkaus). Siten Avicennan teoriassa painovoima ei vaikuta siihen heitetyn kappaleen liikeradan tietyllä osalla.
Avicenna yritti kvantifioida "väkivaltaisen halun": hänen mielestään se on verrannollinen kehon painoon ja nopeuteen [14] .
Al-Baghdadi. Sysäysteorian jatkokehitys liittyy bagdadilaisen filosofin Abul Barakat al-Baghdadiin (XII vuosisata) Toisin kuin Avicenna , al-Baghdadi uskoi, että kehon "väkivaltainen taipumus" loppuu, vaikka ympäristön vastustuskykyä ei olisikaan. tyhjää tilaa, jonka olemassaoloa hän ei kiistänyt. Lisäksi al-Baghdadi piti mahdollisena, että sekä "luonnollinen" että "pakotettu taipumus" esiintyi rinnakkain samassa kehossa. Kun heitetty keho liikkuu, sen "väkivaltainen kaltevuus" pienenee vähitellen, kun taas "luonnollinen kaltevuus" pysyy vakiona ja lopulta keho alkaa liikkua alaspäin.
Al-Baghdadin merkittävä ansio oli kiihtyvyyden sisällyttäminen kuvaan putoavan kehon liikkeistä. Hänen mielestään kehon liikkuessa sen painovoima ilmoittaa keholle yhä useammasta "väkivaltaisesta taipumuksesta", jonka seurauksena kehon liike kiihtyy.
Al-Baghdadin seuraaja tässä asiassa oli seuraavan sukupolven filosofi Fakhr al-Din al-Razi [15] . Päinvastoin, XIII vuosisadan erinomainen persialainen tiedemies. Nasir al-Din al-Tusi , joka jakoi ajatuksen "väkivaltaisen taipumuksen" olemassaolosta hylätyissä ruumiissa, kallistui kohti Avicennan versiota [16] .
Al-Bitruji. Toinen 1100-luvun tiedemies, Nur al-Din al-Bitruji , käytti sysäyksen teoriaa selittääkseen, miksi planeetat liikkuvat. Jos useimmat tuon ajan tiedemiehet olivat varmoja, että planeetat liikkuvat henkisten ruumiittomien moottoreiden ("älykkäiden" tai enkelien ) vaikutuksen alaisena, niin al- Bitruji antoi mekaanisen selityksen: korkein taivaanpallo saa käyttövoiman pääliikkujalta ja siirtää sen alemmille palloille, joihin on kiinnitetty planeettoja; kun liikut Maata kohti, tämä voima heikkenee [16] [17] . Analogiana al-Bitruji mainitsi heitetyn kiven putoamisen: käsin kiveen laitettu käyttövoima heikkenee ajan myötä, minkä seurauksena kivessä alkaa hallita painovoima ja kivi putoaa maahan.
Al-Bitrujin on kuitenkin vielä käännyttävä pallojen animaation ajatukseen selittääkseen planeettojen näennäisen liikkeen (erityisesti taaksepäin) epätasaisuuden: jokainen pallo tuntee tietyn halun "matkioida" ” Kiinteiden tähtien pallon liike, jota ohjaa suoraan Prime Mover. Tämä "jäljitelmä" johtaa epätasaisuuteen [17] .
Katolisessa Euroopassa sijoitetun vallan käsite tuli tunnetuksi jo 1100-luvulla. Näyttää todennäköiseltä, että eurooppalaiset kirjoittajat lainasivat liikkeellepaneva voima teorian elementtejä idän tutkijoilta [18] .
Ranskalainen luonnonfilosofi 1100-luvulla mainitsee "heiton voiman". Thierry of Chartres [19] . 1200-luvun suuret koulututkijat Roger Bacon , Albertus Magnus ja Thomas Aquinas mainitsivat lyhyesti sysäysteorian , mutta hylkäsivät sen Aristoteleen puolesta . Melko yksityiskohtainen sysäysteorian kuvaus sisältyy 1200-luvun toisen puoliskon filosofiin. Peter John Olivi, joka kuitenkin myös hylkäsi sen [20] . William of Ockham oli myös kriittinen sysäyksen teoriaa kohtaan väittäen, että se selittää tuntemattoman vielä tuntemattomamman kautta; sysäys tulkittiin liikkuvien kappaleiden lisälaaduksi, joka on samanlainen kuin lämpö, kun taas Ockham uskoi, että liikkuva kappale ei periaatteessa eroa paikallaan olevasta (esimerkki Occamin partakoneen käytöstä ). Hän kuitenkin hylkäsi myös aristotelilaisen tulkinnan hylättyjen ruumiiden ongelmasta.
Francesco maaliskuuta. Ensimmäinen eurooppalainen filosofi, joka oli samaa mieltä sysäysteorian kanssa, oli italialainen teologi Francesco of March .( Lombardialaisen Pietarin "sentettien" kommentit , n. 1320) Hänen motiivinsa olivat teologian alalla: Francescon mukaan ehtoollisen sakramentin vastaanottaminen voi viedä uskovan Jumalan luo, inspiroimalla häneen jumalallista armoa . Francesco piti viestiä tietystä voimasta kädellä heitetylle kivelle, jonka ansiosta se jatkaa liikkumista käsikontaktin päätyttyä, analogiana ehtoollisen sakramentille aineellisessa maailmassa [21] .
Francescon mukaan käyttövoiman täytyy loppua kehon liikkuessa, vaikka liike tapahtuisikin tyhjiössä, kuten Philoponissa ja al-Baghdadissa [22] [23] [24] . Hieman myöhemmin häntä tuki myös pariisilainen filosofi Nicholas Bonetus, joka kiinnitti suurta huomiota liikkeen ongelmaan tyhjiössä [25] .
Francesco maaliskuutasovelsi sysäysteoriaa taivaankappaleiden liikkeisiin. Keskiajalla hallitsi ajatus, että valot olivat kiinnitettynä taivaisiin sfääreihin, jotka liikkuvat "älykkäiden" vaikutuksen alaisena - erityisten henkisten olentojen, jotka yleensä tunnistetaan enkeleihin [26] . Francescon mukaan enkelit pyörittävät taivaanpalloja siirtämällä niille sysäyksen [27] . Koska vauhti ei säily, vaan vähenee spontaanisti, enkelit pakotetaan tekemään tätä jatkuvasti [28] .
Buridan. Sysäyksen teoria on suurimman kehityksensä velkaa 1300-luvun puolivälin erinomaiselle stipendiaattille, Pariisin yliopiston professorille Jean Buridanille , joka omistaa itse termin "potku":
Kiven heittäjä liikuttaa kättään kiven mukana, ja jousiammunnassa naru liikkuu hetken nuolen mukana työntäen nuolta; ja sama pätee hihnaan, joka hajottaa kiven, tai koneita, jotka heittävät valtavia kiviä. Ja niin kauan kuin heittäjä työntää heitettyä kappaletta sen kanssa kosketuksissa, liike on aluksi hitaampaa, sillä silloin vain ulompi liikkuja liikuttaa kiveä tai nuolta; mutta liikkuessa saadaan jatkuvasti vauhtia , joka yhdessä edellä mainitun ulkoisen moottorin kanssa liikuttaa kiveä tai nuolta, minkä seurauksena niiden liike muuttuu yhä nopeammaksi. Mutta irtaantuttuaan heittäjästä, se ei enää liikuta heitettyä kehoa, vaan vain hankittu sysäys liikuttaa sitä, ja tämä sysäys ympäristön vastustuksen vuoksi heikkenee jatkuvasti, ja siksi liike muuttuu yhä hitaammaksi [ 29] .
Buridan uskoi, että sysäys ei vähene spontaanisti, vaan ulkoisen ympäristön vastustuksen ja myös painovoiman vuoksi, joka ( Aristoteleen mukaan ) vaikuttaa kaikkiin maanpäällisiin kappaleisiin ja on pohjimmiltaan poistamaton tekijä [30] . Hän piti impulssin mittana kehon nopeuden ja aineen määrän tuotetta . On mahdollista, että nämä ideat on lainattu Avicennasta [31] .
Painovoima Buridania pidetään käden analogina heitettyjen kappaleiden liikkeessä: painovoima antaa sysäyksen putoaville kappaleille. Toisin kuin käsi, painovoima toimii kuitenkin jatkuvasti. Tästä seurasi hänen selityksensä kappaleiden kiihtyvyydestä putoamisen aikana (erittäin samanlainen kuin al-Baghdadin teoria ): putoavan kappaleen liike kiihtyy, koska kehon liikkuessa sen painovoima ilmoittaa keholle enemmän ja enemmän osia sysäyksestä. Syynä putoavien kappaleiden kiihtymiseen ei siis ole painovoima (joka osoittaa vain liikkeen suunnan), vaan kehon painovoiman ja jo alkaneen liikkeen vaikutuksesta saama sysäys [32] . Ehkä Buridan tarkoitti, että keho ei hanki nopeutta jatkuvasti, vaan erillisinä osina [33] [34] .
Tärkeä Buridanin innovaatio oli impulssin käsitteen laajentaminen koskemaan pyöriviä kiinteitä kappaleita (pyörimisvauhdin käsite). Hänen mielestään jos pyörität akselille asennettua runkoa, se saa pyöreän sysäyksen, joka saa sen pyörimään, kunnes runko pysähtyy ulkoisen ympäristön vastuksen vuoksi. Buridan sovelsi myös pyöreän sysäyksen käsitettä selittämään taivaanpallojen liikettä. Buridan uskoi, että älymystön (erityiset henkiset kokonaisuudet, jotka suorittavat taivaan sfäärien liikettä) olemassaolo ei seuraa Raamatusta ja että toinen selitys taivaiden liikkeelle on mahdollinen:
Luomishetkellä Jumala kommunikoi taivaalle niin monta ja samat liikkeet kuin ne ovat nytkin, ja panivat ne liikkeelle ja merkitsi niihin sysäyksiä, joiden ansiosta ne sitten liikkuvat tasaisesti, koska nämä liikkeet kohtaamatta vastustusta , eivät koskaan tuhoudu eivätkä koskaan vähene [35]
( John Philopon ilmaisi samanlaisen mielipiteen ). On huomattava, että kuten muutkin keskiaikaiset skolastikot, Buridan jatkoi turvautuessaan älymystön käsitteeseen selittäessään tiettyjä tähtitieteellisiä ilmiöitä. Joten hän uskoi, että syy Auringon, Merkuriuksen ja Venuksen liikejaksojen yhtäläisyyteen horoskoopissa (joka ilmenee siinä tosiasiassa, että Merkurius ja Venus ovat aina taivaalla lähellä aurinkoa) on "sama suhde liikkuva älymystö liikkuville sfääreille”, vaikka hän tiesi hypoteesista, jonka mukaan nämä planeetat kiertävät Auringon [36] . Näin ollen Buridan ei täysin hylännyt taivaallisen älymystön käsitystä, vaan totesi yksinkertaisesti, että se ei välttämättä seuraa Raamatusta , mikä on myös täysin yhdenmukainen "alkupotkutuksen" käsitteen kanssa [37] .
Buridan käytti myös sysäyksen teoriaa kumotakseen hypoteesin Maan pyörimisestä akselinsa ympäri. Perinteinen argumentti tätä hypoteesia vastaan oli, että pyörivällä maapallolla pystysuoraan ylöspäin heittävät kappaleet eivät voi pudota siihen pisteeseen, josta ne aloittivat liikkeensä: Maan pinta liikkuisi heitetyn kappaleen alle. Maan pyörimishypoteesin kannattajat vastasivat tähän väitteeseen, jonka mukaan ilma ja kaikki maanpäälliset esineet (mukaan lukien ylöspäin heittävät) liikkuvat maan mukana. Buridan vastusti tätä: heittämällä saatu sysäys vastustaisi vaakasuuntaista liikettä. Hän antaa tämän esimerkin: "Jos puhaltaisi kova tuuli, pystysuoraan ylöspäin ammuttu nuoli ei pystyisi liikkumaan vaakasuunnassa niin pitkälle kuin ilma, vaan vain osittain" [38] [39] .
Muut pariisilaisen koulun edustajat. Muut Pariisin yliopiston tutkijat , Buridanin nuoremmat aikalaiset, antoivat merkittävän panoksen sysäysteorian kehittämiseen.
Albert Saksi jakoi Buridanin mielipiteen, että sysäys ei vähene spontaanisti, vaan ulkoisen ympäristön ja painovoiman vastustuksen sekä putoavan kappaleen liikkeen kiihtymisen vuoksi, koska kehon liikkuessa sen painovoima ilmoittaa keholle yhä useammista sysäyksen osista. Hän jopa yritti antaa matemaattisen lausekkeen putoavan kappaleen nopeuden muuttamiseksi (nopeus on verrannollinen levosta kuljettuun matkaan). Albert yhtyi Buridanin teoriaan "alkupotkusta" kysymyksessä taivaan pallojen liikkeiden syistä.
Ottaen huomioon vaakasuunnassa laukaisun kappaleen liikeradan Albert tuli siihen tulokseen, että sen tulisi koostua kolmesta osasta. Jonkin aikaa kehon täytyy liikkua sysäyksen vaikutuksesta vaakasuoraa suoraa linjaa pitkin, sitten kaarevaa liikerataa pitkin, kun painovoima alkaa vähitellen vaikuttaa siihen ja sysäys vähenee, ja lopuksi pystysuunnassa alaspäin, kun se liikkua vain painovoiman vaikutuksesta. Vauhtiteorian näkökulmasta hän harkitsi ajatuskoetta: kuinka kivi liikkuisi maan läpi, jos maa porattaisiin läpi:
Kun tämän putoavan kappaleen painopiste yhtyisi maailman keskipisteeseen, tämä kappale jatkaisi liikkumista edelleen taivaan toisen osan suuntaan sysäyksen johdosta, joka ei ole vielä tuhoutunut siinä; ja kun nousuprosessissa tämä sysäys on täysin käytetty, tämä keho alkaa jälleen laskeutua, ja laskeutumisprosessissa se saa jälleen tietyn pienen sysäyksen, jonka ansiosta Maan keskipiste taas ohittaa; ja kun tämä sysäys tuhoutuu, se alkaa jälleen laskeutua, ja niin se liikkuu edestakaisin Maan keskustan ympäri värähteleen, kunnes sysäys pysyy siinä, ja lopulta se pysähtyy [40] .
Tämän esimerkin mainitsi antiikin kreikkalainen kirjailija Plutarch vuoropuhelussa Kuun levyllä näkyvät kasvot ja muut eurooppalaiset tiedemiehet, kuten Tartaglia ja Galileo , Albert Saksin jälkeen .
Toinen pariisilainen filosofi, Nicholas Oresme , palasi ajatukseen, että sysäys vähenee jopa tyhjiössä. Toisin kuin Buridan, Oresme uskoi, että käsi antaa sysäyksen heitetylle kivelle ei pelkästään sen liikkeen (yhdessä kiven kanssa), vaan tämän liikkeen kiihtyvyyden vuoksi: aluksi käsi kiven kanssa on liikkumaton, sitten se kiihtyy. tietty nopeus, kun kämmen aukeaa ja kivi irtoaa käsin. Näin ollen sysäys ei aiheuta vain nopeutta, vaan myös kappaleiden kiihtyvyyttä [1] .
Toinen tunnettu pariisilainen filosofi, Marsilius Ingen , oli myös yksi sysäysteorian kannattajista .
Vaikka impulssiteorian kannattajien määrä oli alun perin pieni, pariisilaisten filosofien auktoriteetti ja argumentit johtivat sen laajaan käyttöön myöhäisellä keskiajalla.
Imputtiteorian suosio jatkoi kasvuaan renessanssin aikana . 1400-luvulla sitä käyttivät Nicholas of Cusa [35] [41] ja Leonardo da Vinci [42] selittämään erilaisia ilmiöitä , 1500-luvulla espanjalainen koululainen Domingo de Soto [43] [44] . Kuuluisa matemaatikko ja mekaanikko Niccolò Tartaglia sovelsi sysäyksen teoriaa selittämään kanuunankuulaa ( New Science , 1537). Hänen mielestään ytimen liikerata koostuu samoista kolmesta osasta kuin Albert of Sachsenin teoriassa, vain liikeradan alkuosuuden ei oletettu olevan vaakasuora [45] .
Giordano Bruno dialogissa Feast on Ashes (1584) käyttää sysäyksen teoriaa puolustaakseen Kopernikaanisen heliosentrinen järjestelmää - selitystä Maan pyörimisen havaitsemattomuudelle sen pinnalla oleville tarkkailijoille. Näin tehdessään hän antaa esimerkin liikkuvasta laivasta, kuten Nikolai Oresme teki aiemmin , mutta syventää teemaa:
Toinen kahdesta ihmisestä on purjelaivalla ja toinen sen ulkopuolella; jokaisella heistä on käsi melkein samassa pisteessä ilmassa, ja tästä paikasta samaan aikaan ensimmäinen heittää kiven ja toinen toisen kiven ilman mitään työntöä; ensimmäisen kivi putoaa hetkeäkään hukkaamatta ja linjaltaan poikkeamatta määrättyyn paikkaan laivalla, ja toisen kivi jää jäljelle. Ja tämä isku tapahtuu siitä syystä, että kivelle, joka putoaa laivassa ojennetusta kädestä ja joka siksi liikkuu sen liikkeen mukaan, on välitetty sille voimaa, jota ei millään muulla kivellä, joka putoaa laivan ulkopuolella olevasta kädestä. on; ja kaikki tämä tapahtuu huolimatta siitä, että kivillä on sama paino ja sama välitila, että ne liikkuvat (olettaen että se on mahdollista) samasta pisteestä ja kokevat saman iskun.
Tässä "kiveen kohdistettu voima" ja "työntö" ovat tietysti vain sysäys, vaikka itse termiä ei käytetä [46] [47] .
Myöhään renessanssin erinomainen matemaatikko ja fyysikko Giambatista Benedetti ( erilaisten matemaattisten ja fysikaalisten heijastusten kirja , 1585) yritti systemaattisesti kehittää mekaniikkaa sysäyksen teorian perusteella .
Johannes Kepler käytti eräässä teoksessaan sysäyksen teoriaa [48] .
Tutkielmassaan Liikkeestä (1590) Galileo Galilei yritti käyttää sysäyksen teoriaa putoavien kappaleiden mekaniikan rakentamisessa. Samalla hän piti vauhtia itsestään tyhjentävänä. Tutkielmaa ei kuitenkaan koskaan julkaistu.
Kirjeessään auringonpilkkuista (1613) Galileo päätteli, että ruumis on levossa, kunnes löydetään jokin ulkoinen syy, joka saa sen pois tästä tilasta. Samalla tavalla keho on inertialiikkeen tilassa, kunnes löydetään ulkoinen syy, joka vie sen pois tästä tilasta. Siten ei tarvita ulkoista tai sisäistä voimaa pitämään kehon liikkeessä. Jos sekä Aristoteleen fysiikassa että vauhtiteoriassa liikettä pidettiin prosessina, kun taas lepo oli tila [49] , niin Galileossa molempia kutsuttiin ensimmäistä kertaa tiloiksi [50] . Tämä oli tärkein askel kohti inertiakäsitettä .
Mutta jopa vuoropuhelussaan maailman kahdesta pääjärjestelmästä (1632), kuvaillessaan hylättyä ruumista, Galileo käytti toistuvasti termejä "sijoitettu voima" ja "vauhti". Kuten Alexander Koyre osoitti , hän tarkoitti yksinkertaisesti nopeutta tai vauhtia, mutta hän ei selvästi ilmaissut sysäyksen puuttumista hylätyn ruumiin erityispiirteeksi [51] .
Koko 1600-luvun ajan fyysikot käyttivät edelleen termejä "sijoitettu voima" ja "vauhti", pääasiassa liikemäärän merkityksessä [52] , mutta joskus samassa merkityksessä liikkuvan kappaleen lisälaaduna, kuten nämä termit. käytettiin keskiajalla . Ranskalainen jesuiittatieteilijä Honore Fabry yritti antaa sysäyksen teorialle matemaattisen muodon ja rakentaa sen pohjalle vapaan pudotuksen teorian [53] . Italialainen jesuiittatieteilijä Giovanni Battista Riccioli ( New Almagest , 1651) yritti käyttää sysäyksen teoriaa kumotakseen Maan pyörimisen akselinsa ympäri [54] sekä selittääkseen planeettojen liikettä, yhtyen Francescon näkemykseen. maaliskuutaettä enkelit liikuttavat planeettoja välittämällä niille sysäyksen (kuitenkin ilman taivaan sfäärien välitystä) [55] .
Ensimmäinen, joka nimenomaisesti hylkäsi sysäysteorian ja totesi, että liike ei vaadi mitään voimaa, mukaan lukien sisäinen, ylläpitääkseen, oli hollantilainen fyysikko Isaac Beckman [56] . Hän ei kuitenkaan julkaissut tätä johtopäätöstä, vaan muotoili sen vain yksityisessä päiväkirjassaan. Ensimmäistä kertaa hitauslain muotoili oikeaan muotoon Rene Descartes teoksessa The World eli tutkielmassa valosta (1630) ja julkaistiin tutkielmassa Elements of Philosophy (1644). Hitauslakia kutsuttiin Newtonin ensimmäiseksi liikelakiksi luonnonfilosofian Principia Mathematicassa ( 1687).