Teoria impulsului (din lat. impetus „împingere, impuls”) este o teorie natural- filosofică , conform căreia cauza mișcării corpurilor aruncate este o forță (impuls) investită în ele de o sursă externă. Teoria impulsului a apărut ca urmare a criticii unora dintre prevederile fizicii lui Aristotel , dar în general îi corespunde.
Teoria impulsului a fost o încercare de a răspunde la întrebarea: ce împinge un corp aruncat lângă suprafața Pământului? Prezența unei forțe motrice a fost considerată necesară în legătură cu prevederile generale ale mecanicii lui Aristotel , conform cărora mișcarea este posibilă numai în prezența unei forțe motrice. În teoria impulsului, s-a presupus că, în cursul mișcării comune cu un corp abandonat (o piatră, o săgeată, o ghiulea de tun), un motor (o mână umană, o sfoară de arc, o praștie, o armă de foc etc. ) pune ceva forță în corpul aruncat (dintre gânditorii Orientului - înclinație violentă), ceea ce face ca corpul să se miște mai departe [1] . Această forță investită a fost numită în secolul al XIV-lea. impuls . Impetul era considerat o calitate nouă a unui corp în mișcare, absent dintr-un corp nemișcat, la fel cum căldura este o calitate a unui corp fierbinte, absent dintr-un corp rece. Procesul de transfer de impuls a fost conceput prin analogie cu transferul de căldură. În timpul mișcării corpului, imboldul a fost epuizat treptat, din cauza căruia corpul aruncat a căzut în cele din urmă la suprafața Pământului.
Inițial, teoria impulsului s-a dezvoltat în contextul comentării lucrărilor lui Aristotel sau chiar a tratatelor teologice și abia la sfârșitul secolului al XVI-lea - începutul secolului al XVII-lea. au fost scrise lucrări care conțineau încercări de a construi o teorie fizică consistentă pe baza acesteia (de Giambatista Benedetti , Galileo Galilei ). Cu toate acestea, o astfel de teorie nu a fost creată niciodată [2] .
O mare controversă a fost întotdeauna ridicată de întrebarea dacă impulsul este epuizat în timpul mișcării corpului în mod spontan sau numai din cauza rezistenței factorilor externi (frecare împotriva aerului, acțiunea gravitației). Philopon , al-Baghdadi , Francesco din March au vorbit în favoarea autoepuizării impulsului, Nicholas Orem , în favoarea dispariţiei impulsului din cauza rezistenţei factorilor externi - Avicenna , Jean Buridan , Albert de Saxonia .
Mai mult, unii gânditori credeau că un corp care se mișcă sub influența imboldului nu experimentează greutate (Avicenna), alții credeau că gravitația și impulsul acționează simultan (al-Baghdadi), cel puțin pe o parte a traiectoriei (Albert de Saxonia).
Mai târziu (din secolul al XIV-lea), au început dispute cu privire la modul în care mișcarea inițială (adică mișcarea comună a corpului aruncat și a motorului) contribuie la apariția impulsului: datorită prezenței vitezei sau accelerației? În primul caz, imboldul generează viteza corpului aruncat, în al doilea, și accelerația. În favoarea primei opțiuni, Buridan a vorbit, a doua - Nikolai Orem. Un alt concept controversat este asociat cu Buridan - ideea că imboldul poate face ca un corp rigid să se rotească în jurul axei sale; a fost respinsă de Giambatista Benedetti în favoarea presupunerii că imboldul nu poate provoca decât mișcarea rectilinie a corpului.
Lipsa de claritate a prevederilor generale ale teoriei impulsului a afectat aplicarea acesteia la rezolvarea unor probleme fizice specifice. De exemplu, unii oameni de știință și filozofi au folosit teoria impulsului pentru a fundamenta ipoteza rotației Pământului în jurul axei sale ( Giordano Bruno ), alții, dimpotrivă, pentru a o infirma ( Jean Buridan , Giovanni Battista Riccioli ). O altă întrebare a provocat, de asemenea, mari dezacorduri: este necesar să se implice existența unor entități spirituale speciale, așa-numita „intelligentsia” (soiuri de îngeri ), sau este suficient să presupunem că mișcarea corpurilor cerești are loc datorită impulsului investit. în ei când Dumnezeu a creat lumea. Philopon , Jean Buridan , Albert de Saxonia s- au exprimat în favoarea celei de-a doua posibilități , în timp ce Avicenna , Nikolai Orem au considerat că este imposibil să se facă fără implicarea intelectualității. Au existat și soluții de compromis la această problemă ( al-Bitruji , Francesco din March, Riccioli ).
La începutul secolului al XX-lea, a fost exprimată opinia (în principal de Pierre Duhem ) că teoria impulsului este predecesorul imediat, un fel de înveliș medieval al ideilor moderne despre inerție , iar impulsul în sine este un analog al impulsului . Într-adevăr, în unele versiuni ale acestei teorii, imboldul comunicat organismului a fost considerat a se modifica doar datorită influențelor mediului extern și a fost calculat folosind aceeași formulă ca și impulsul din mecanica clasică (cum au fost versiunile lui Avicenna și Buridan). ).
Cu toate acestea, acest punct de vedere este acum învechit [3] . Diferențele semnificative sunt asociate cu faptul că, în teoria medievală, starea de odihnă era considerată ceva primar și se cerea să se explice terminarea ei, i.e. există o punere în mișcare a corpului, apariția unei viteze în corp. În unele cazuri, cauza mișcării a fost, de exemplu, greutatea, în altele - imboldul. În general, teoria impulsului era destul de în concordanță cu fizica lui Aristotel , deoarece forța era considerată cauza mișcării corpului, iar viteza era considerată proporțională cu forța. În știința modernă, odihna este doar un caz particular de mișcare, iar schimbarea stării de mișcare trebuie explicată, adică de ex. accelerare; conform celei de-a doua legi a lui Newton , accelerația este proporțională cu forța.
Mai mult, imboldul era considerat a fi o calitate specială înzestrată cu un corp în mișcare, analog, de exemplu, căldurii. În fizica modernă, în conformitate cu principiul relativității , un corp în mișcare nu este considerat a avea calități speciale în comparație cu unul staționar.
În același timp, în unele privințe, teoria impulsului a contribuit la apariția mecanicii clasice , deoarece a criticat unele dintre prevederile mecanicii lui Aristotel. Începând cu Galileo, termenul de „impuls” a fost din ce în ce mai folosit în același sens cu „impuls”.
Originile teoriei impulsului se află în antichitate - fizica lui Aristotel .
Aristotel. Potrivit lui Aristotel , fiecare tip de materie are propriul său loc natural în Univers: locul elementului pământ este în chiar centrul lumii, urmat de locurile naturale ale elementelor apă, aer, foc, eter. Lumea sublunară a fost caracterizată de mișcarea de-a lungul liniilor drepte verticale; o asemenea mișcare trebuie să aibă un început și un sfârșit, care să corespundă fragilității a tot ce este pământesc. Dacă elementul lumii sublunar este scos din locul său natural, va tinde să cadă în locul său natural. Deci, dacă ridici o mână de pământ, acesta se va mișca în mod natural vertical în jos. Deoarece elementele pământului și apei, în mișcarea lor naturală, tindeau în jos spre centrul lumii, ele erau considerate absolut grele; elementele aerului și focului aspirau în sus, până la limita regiunii sublunare, deci erau considerate absolut ușoare. Aristotel a explicat creșterea vitezei unui corp în cădere prin apropierea corpului de punctul său final - Pământul. La atingerea locului natural, mișcarea elementelor lumii sublunare se oprește.
Mișcarea corpului către locul său natural a fost numită mișcare naturală . Altfel, mișcarea a fost numită violentă . Aristotel credea că mișcarea violentă este posibilă numai dacă o forță este aplicată corpului dintr-un alt corp: „tot ceea ce este în mișcare trebuie să fie mișcat de altceva”; mobilul și motorul trebuie să fie în contact direct [4] . Aristotel considera că viteza unui corp este proporțională cu forța aplicată.
În această teorie, un fapt elementar cu greu ar putea fi explicat: atunci când o persoană aruncă o piatră, piatra continuă să se miște după ce contactul cu mâna încetează. Într-adevăr, piatra aparține categoriei corpurilor grele, locul ei natural este dedesubt, pe Pământ. În timp ce este în mână, face o mișcare violentă, dar după ce aruncătorul retrage mâna, piatra, s-ar părea, ar trebui să facă o mișcare firească spre centrul lumii, adică. cad la suprafata pamantului. Dar piatra se mișcă într-un mod complet diferit: mai întâi se ridică sau se mișcă într-un unghi față de orizont și abia apoi cade la pământ. Potrivit lui Aristotel , mișcarea pietrei este susținută de aer, căruia, la rândul său, i s-a dat mișcarea de mâna unei persoane [5] [6] .
Hipparchus. O altă soluție la problema corpurilor aruncate a fost dată de Hiparh din Niceea în Despre corpuri care se deplasează în jos sub gravitația lor . Această carte în sine nu a ajuns la noi, dar suntem familiarizați cu ideile ei principale în repetarea lui Simplikius :
Hiparh scrie că dacă o bucată de pământ este aruncată drept în sus, cauza mișcării în sus va fi forța de aruncare, atâta timp cât aceasta depășește greutatea corpului aruncat; în acest caz, cu cât forța de aruncare este mai mare, cu atât obiectul se mișcă mai repede în sus. Apoi, pe măsură ce forța se micșorează, mișcarea în sus va avea loc cu viteză descrescătoare, până când în cele din urmă corpul începe să se miște în jos sub influența propriei sale atracție - deși într-o oarecare măsură forța de aruncare va fi încă prezentă în el; pe măsură ce se usucă, corpul se va deplasa în jos din ce în ce mai repede, atingând viteza maximă când această forță va dispărea în sfârșit [7] .
Conform celei mai frecvente interpretări a acestui pasaj, „puterea de aruncare” a lui Hiparh este aceeași cu imboldul. În acest caz, Hiparh conține prima afirmație a conceptului de imbold [8] .
Ideea existenței unor motoare interne în corpurile în mișcare a fost exprimată de filozoful atenian de la sfârșitul secolului II - începutul secolului III Alexandru de Afrodisia [9] . Idei similare (în context teologic) se regăsesc în gânditorul creștin din secolul al V-lea Sinesius , un student al legendarei Hypatia [10] [11] .
Cu toate acestea, gânditorul alexandrin din secolul al VI-lea John Philoponus este în general creditat drept autorul real al conceptului de impuls .
Philopon. În comentariile sale despre fizica lui Aristotel , Philopon a criticat soluția lui Aristotel la problema corpurilor abandonate și a sugerat o altă soluție la această problemă. În opinia sa, „agentul de aruncare” (de exemplu, mâna sau sfoara unui arc) conferă corpului aruncat o forță motrice (numită mai târziu impuls), care mișcă corpul după ce contactul este întrerupt; iar aici s-a arătat influența fizicii aristotelice , în care viteza unui corp era considerată proporțională cu forța. Aerul din jur nu ajută la mișcare, așa cum credea Aristotel, ci o împiedică [12] . Totuși, chiar și în vid, impulsul organismului ar trebui să scadă spontan (să fie epuizat).
Philoponus a aplicat teoria impulsului și mișcării corpurilor cerești. El a negat ideile care existau la acea vreme (exprimate, de exemplu, de Teodor din Mopsuestia și Cosmas Indikopleust ) că corpurile cerești sunt transportate în spațiu de către îngeri . În opinia sa, mișcarea corpurilor cerești se produce datorită forței motrice investite în ele atunci când lumea a fost creată de Dumnezeu [13] .
Avicena. Teoria forței motrice a lui Philopon a devenit faimoasă printre savanții musulmani. Așadar, a fost menționat de unul dintre fondatorii filozofiei arabe al-Farabi (secolele IX-X). O contribuție semnificativă la dezvoltarea sa a fost adusă de remarcabilul filozof și om de știință al secolului al XI-lea, Avicenna (Ibn Sina) ( Cartea vindecării , c. 1020). În opinia sa, „motorul” conferă o oarecare „efortare” corpului în mișcare, în același mod în care focul transferă căldura apei. Rolul motorului poate fi jucat nu numai de mână sau de coarda arcului, ci și de gravitație.
„Aspirația” este de trei tipuri: mentală (la ființele vii), naturală și violentă. „Efortul natural” este rezultatul acțiunii gravitației și se manifestă în căderea corpului, adică în mișcarea naturală a corpului, în conformitate cu Aristotel . În acest caz, „străduința” poate exista chiar și într-un corp nemișcat, manifestându-se în rezistența imobilității. „Efortul violent” este analog cu forța motrice a lui Philopon – este comunicată corpului aruncat prin „motorul” acestuia. Pe măsură ce corpul se mișcă, „aspirația violentă” scade din cauza rezistenței mediului; în consecință, viteza corpului tinde și ea spre zero. Într-un vid, „aspirația violentă” nu s-ar schimba și corpul ar putea efectua mișcare perpetuă. Se putea vedea în aceasta o anticipare a conceptului de inerție, dar Avicenna nu credea în existența vidului.
Potrivit lui Avicenna , „dorința naturală” și „dorința violentă” nu pot coexista în același corp. Corpul aruncat se va mișca sub influența „dorinței violente” până când se epuizează sub influența mediului extern (secțiunea traiectoriei AB din figura din stânga). Imediat după aceasta, corpul se va opri pentru un moment și va începe să se miște sub influența „dorinței naturale”, adică să cadă vertical în jos (secțiunea traiectoriei BC din figura din stânga). Astfel, în teoria lui Avicenna, pe o anumită parte a traiectoriei unui corp aruncat, gravitația nu acționează asupra lui.
Avicenna a încercat să cuantifice „dorința violentă”: în opinia sa, aceasta este proporțională cu greutatea și viteza corpului [14] .
Al-Baghdadi. Dezvoltarea ulterioară a teoriei impulsului este asociată cu filozoful de la Bagdad Abul Barakat al-Baghdadi (secolul al XII-lea) Spre deosebire de Avicenna , al-Baghdadi credea că „înclinația violentă” a corpului este epuizată chiar și în absența rezistenței mediului, în spațiu gol, a cărui existență nu a negat-o. În plus, al-Baghdadi a considerat posibil ca atât „naturală” cât și „înclinația forțată” să coexiste în același corp. Pe măsură ce corpul aruncat se mișcă, „înclinația sa violentă” scade treptat, în timp ce „înclinația naturală” rămâne constantă, iar în cele din urmă corpul începe să se miște în jos.
Un merit semnificativ al al-Baghdadi a fost includerea accelerației în imaginea mișcării unui corp în cădere. În opinia sa, pe măsură ce corpul se mișcă, gravitația lui informează corpul despre tot mai multe porțiuni de „înclinație violentă”, datorită cărora mișcarea corpului se accelerează.
Adeptul lui Al-Baghdadi în această problemă a fost filozoful generației următoare, Fakhr al-Din al-Razi [15] . Dimpotrivă, remarcabilul om de știință persan al secolului al XIII-lea. Nasir al-Din al-Tusi , împărtășind ideea existenței unei „înclinații violente” în corpurile abandonate, s-a înclinat spre versiunea lui Avicenna [16] .
Al-Bitruji. Un alt om de știință din secolul al XII-lea, Nur al-Din al-Bitruji , a folosit teoria impulsului pentru a explica de ce se mișcă planetele. Dacă majoritatea oamenilor de știință din acea vreme erau siguri că planetele se mișcă sub influența unor motoare spirituale corporale („intelligentsia”, sau îngeri ), atunci al-Bitruji a dat o explicație mecanică: cea mai înaltă sferă cerească primește forța motrice de la Primul Mover și îl transferă în sferele inferioare, de care sunt atașate planete; pe măsură ce vă deplasați spre Pământ, această forță slăbește [16] [17] . Ca analogie, al-Bitruji a citat căderea unei pietre aruncate: forța motrice introdusă cu mâna în piatră slăbește în timp, drept urmare gravitația începe să domine în piatră și piatra cade la pământ.
Cu toate acestea, al-Bitruji încă trebuie să se îndrepte către ideea animației sferelor pentru a explica neuniformitatea mișcării aparente a planetelor (în special, mișcările înapoi): fiecare dintre sfere simte o anumită dorință de a „imita ” mișcarea unei sfere de stele fixe, condusă direct de Prime Mover. Această „imitație” duce la denivelări [17] .
În Europa catolică, conceptul de putere investită a devenit cunoscut încă din secolul al XII-lea. Se pare că autorii europeni au împrumutat elemente ale teoriei forței motrice de la oamenii de știință din Est [18] .
Filosoful natural francez din secolul al XII-lea menționează „forța aruncării”. Thierry din Chartres [19] . Teoria impulsului a fost menționată pe scurt de marii scolastici din secolul al XIII-lea Roger Bacon , Albertus Magnus și Thomas Aquinas , dar a respins-o în favoarea lui Aristotel . O expunere destul de detaliată a teoriei impulsului este cuprinsă în filozoful celei de-a doua jumătate a secolului al XIII-lea. Peter John Olivi, care, însă, a respins-o și el [20] . William de Ockham a fost , de asemenea, critic la adresa teoriei impulsului , susținând că aceasta explică necunoscutul prin chiar mai necunoscut; impulsul a fost interpretat ca o calitate suplimentară a corpurilor în mișcare, similară căldurii, în timp ce Ockham credea că un corp în mișcare, în principiu, nu este diferit de unul staționar (un exemplu de utilizare a briciului lui Occam ). Totuși, el a respins și interpretarea aristotelică a problemei corpurilor abandonate.
Francesco din martie. Primul filozof european care a fost de acord cu teoria impulsului a fost teologul italian Francesco din March .( Comentarii la „Sentete” de Petru de Lombard , c. 1320) Motivele sale se aflau în domeniul teologiei: după Francesco, acceptarea sacramentului comuniunii este capabilă să-l înainteze pe credincios la Dumnezeu, inspirând harul divin în el. . Francesco a considerat mesajul unei anumite forțe către o piatră aruncată de mână, datorită căreia aceasta continuă să se miște după încetarea contactului cu mâna, ca o analogie a sacramentului comuniunii în lumea materială [21] .
Potrivit lui Francesco, forța motrice trebuie epuizată pe măsură ce corpul se mișcă, chiar dacă mișcarea are loc în vid, ca la Philopon și al-Baghdadi [22] [23] [24] . Puțin mai târziu, a fost susținut și de filosoful parizian Nicholas Bonetus, care a acordat o mare atenție problemei mișcării în gol [25] .
Francesco din martiea aplicat teoria impulsului mișcării corpurilor cerești. În Evul Mediu domina ideea că luminarii erau atașați sferelor cerești, care se mișcă sub influența „intelligentsia” - entități spirituale speciale, identificate de obicei cu îngerii [26] . Potrivit lui Francesco, îngerii rotesc sferele cerești transferându-le un impuls [27] . Întrucât impulsul nu se păstrează, ci scade spontan, îngerii sunt nevoiți să facă acest lucru continuu [28] .
Buridan. Teoria impulsului își datorează cea mai mare dezvoltare școlasticului remarcabil de la mijlocul secolului al XIV-lea, profesor la Universitatea din Paris Jean Buridan , care deține însuși termenul „impuls”:
Omul care aruncă cu piatra își mișcă mâna cu piatra, iar la tir cu arcul sfoara se mișcă o vreme cu săgeata, împingând săgeata; și același lucru este valabil și pentru o praștie care împrăștie o piatră sau pentru mașinile care aruncă pietre uriașe. Și atâta timp cât aruncătorul împinge corpul aruncat, fiind în contact cu acesta, mișcarea este mai lentă la început, căci apoi doar mișcătorul exterior mișcă piatra sau săgeata; dar la mișcare se dobândește continuu un impuls care, împreună cu motorul extern menționat mai sus, mișcă piatra sau săgeata, datorită căruia mișcarea lor devine din ce în ce mai rapidă. Dar după ce s-a desprins de aruncător, acesta nu mai mișcă corpul aruncat, ci doar imboldul dobândit îl mișcă, iar acest imbold, datorită rezistenței mediului, este slăbit continuu, și de aceea mișcarea devine din ce în ce mai lentă [ 29] .
Buridan credea că impulsul nu scade în mod spontan, ci din cauza rezistenței mediului extern și, de asemenea, din cauza gravitației, care (conform lui Aristotel ) acționează asupra tuturor corpurilor terestre și este un factor fundamental inamovibil [30] . El a considerat măsura impulsului ca fiind produsul dintre viteza corpului și cantitatea de materie . Este posibil ca aceste idei să fi fost împrumutate de la Avicenna [31] .
Gravitația Buridan considerată ca un analog al mâinii în mișcarea corpurilor aruncate: gravitația dă impuls corpurilor care cad. Cu toate acestea, spre deosebire de mână, gravitația acționează în mod constant. De aici a urmat explicația sa despre accelerația corpurilor în timpul unei căderi (foarte asemănătoare cu teoria lui al-Baghdadi ): mișcarea unui corp în cădere este accelerată datorită faptului că pe măsură ce corpul se mișcă, gravitația lui informează corpul despre mai multe. și mai multe porțiuni din impuls. Astfel, motivul accelerării corpurilor în cădere nu este gravitația (care indică doar direcția de mișcare), ci impulsul dobândit de corp datorită gravitației și mișcării care a început deja [32] . Poate că Buridan a vrut să spună că viteza este dobândită de corp nu în mod continuu, ci în porțiuni discrete [33] [34] .
O inovație importantă a lui Buridan a fost extinderea conceptului de imbold la cazul corpurilor solide în rotație (conceptul de imbold de rotație). În opinia sa, dacă învârti un corp montat pe o axă, i se va da un impuls circular, care îl va face să se rotească până când corpul se oprește din cauza rezistenței mediului extern. Buridan a aplicat și conceptul de imbold circular pentru explicarea mișcării sferelor cerești. Buridan credea că existența inteligenței (entitati spirituale speciale care efectuează mișcarea sferelor cerești) nu rezultă din Biblie și că o altă explicație pentru mișcarea cerurilor este posibilă:
Dumnezeu, în momentul creației, a comunicat cerurilor atâtea și aceleași mișcări câte există acum și, punându-le în mișcare, le-a imprimat impulsuri, datorită cărora apoi se mișcă uniform, deoarece aceste imbolduri, fără a întâmpina rezistență. , nu sunt niciodată distruse și nu scad niciodată [35]
(o opinie similară a fost exprimată de John Philopon ). De remarcat că, ca și alți scolastici medievali, atunci când explica fenomene astronomice specifice, Buridan a continuat să recurgă la conceptul de inteligență. Deci, el credea că motivul pentru egalitatea perioadelor de mișcare ale Soarelui, Mercur și Venus în zodiac (manifestat prin faptul că Mercur și Venus sunt întotdeauna pe cer în apropierea Soarelui) este „același raport al mișcarea inteligenței către sferele în mișcare”, deși cunoștea ipoteza , conform căreia aceste planete se învârt în jurul Soarelui [36] . Astfel, Buridan nu a abandonat complet noțiunea de inteligență cerească, menționând pur și simplu că aceasta nu decurge neapărat din Biblie , ceea ce este pe deplin în concordanță cu noțiunea de „impuls inițial” [37] .
Buridan a folosit și teoria impulsului pentru a respinge ipoteza rotației Pământului în jurul axei sale. Argumentul tradițional împotriva acestei ipoteze a fost că pe un Pământ în rotație, corpurile aruncate vertical în sus nu puteau cădea până la punctul de la care și-au început mișcarea: suprafața Pământului s-ar deplasa sub corpul aruncat. Susținătorii ipotezei de rotație a Pământului au răspuns la acest argument că aerul și toate obiectele terestre (inclusiv cele aruncate în sus) se mișcă împreună cu Pământul. Buridan a obiectat la aceasta: impulsul dobândit prin aruncare ar rezista mișcării orizontale. El dă acest exemplu: „Dacă ar sufla un vânt puternic, o săgeată aruncată vertical în sus nu s-ar putea deplasa la fel de departe orizontal ca aerul, ci doar parțial” [38] [39] .
Alți reprezentanți ai școlii pariziene. O contribuție semnificativă la dezvoltarea teoriei impulsului a fost adusă de alți oameni de știință ai Universității din Paris , contemporani mai tineri ai lui Buridan.
Albert de Saxonia a împărtășit opinia lui Buridan că impulsul nu scade spontan, ci datorită rezistenței mediului extern și gravitației, precum și accelerarea mișcării unui corp în cădere datorită faptului că, pe măsură ce corpul se mișcă, gravitația sa informează organismul despre tot mai multe porțiuni ale imboldului. A încercat chiar să dea o expresie matematică pentru modificarea vitezei unui corp în cădere (viteza este proporțională cu distanța parcursă de la repaus). Albert a fost de acord cu teoria lui Buridan a „impulsului inițial” cu privire la chestiunea cauzelor mișcărilor sferelor cerești.
Având în vedere traiectoria unui corp lansat în direcție orizontală, Albert a ajuns la concluzia că acesta ar trebui să fie format din trei secțiuni. De ceva timp, corpul trebuie să se miște sub influența imboldului de-a lungul unei linii drepte orizontale, apoi de-a lungul unei traiectorii curbe, când gravitația începe treptat să acționeze asupra lui, iar impulsul scade și, în cele din urmă, vertical în jos, când va se mișcă numai sub influența gravitației. Din punctul de vedere al teoriei impulsului, el a luat în considerare un experiment de gândire: cum s-ar mișca o piatră prin Pământ dacă Pământul ar fi forat:
Când centrul de greutate al acestui corp în cădere ar coincide cu centrul lumii, acest corp ar continua să se miște mai departe în direcția unei alte părți a cerului datorită impulsului, care nu a fost încă distrus în el; iar când în procesul de ascensiune acest imbold este complet consumat, acest corp va începe din nou să coboare, iar în procesul de coborâre va dobândi din nou un anumit imbold mic, datorită căruia centrul Pământului va trece din nou; iar când acest imbold va fi distrus, va începe din nou să coboare, și astfel se va mișca înainte și înapoi în jurul centrului Pământului, oscilând până când imboldul rămâne în el și, în cele din urmă, se va opri [40] .
Acest exemplu a fost citat de scriitorul grec antic Plutarh în dialogul Pe fața vizibilă pe discul Lunii și după Albert de Saxonia de către alți oameni de știință europeni, printre care Tartaglia și Galileo .
Un alt filozof parizian, Nicholas Oresme , a revenit la noțiunea de impuls care se diminuează chiar și în vid. Spre deosebire de Buridan, Oresme credea că mâna dă impuls pietrei aruncate nu doar datorită mișcării sale (împreună cu piatra), ci datorită accelerării acestei mișcări: la început mâna cu piatra este nemișcată, apoi accelerează până la o anumită viteză când palma se deschide și piatra se desprinde cu mâna. În consecință, imboldul cauzează nu numai viteza, ci și accelerația corpurilor [1] .
Un alt filosof parizian binecunoscut, Marsilius Ingen , a fost, de asemenea, printre susținătorii teoriei impulsului .
Deși numărul susținătorilor teoriei impulsului a fost inițial mic, autoritatea și argumentele filozofilor parizieni au dus la utilizarea pe scară largă a acesteia în Evul Mediu târziu.
Teoria impulsului a continuat să crească în popularitate în timpul Renașterii . În secolul al XV-lea a fost folosit pentru a explica diverse fenomene de către Nicolae de Cusa [35] [41] și Leonardo da Vinci [42] , în secolul al XVI-lea de către scolastul spaniol Domingo de Soto [43] [44] . Faimosul matematician și mecanic Niccolò Tartaglia a aplicat teoria impulsului pentru a explica mișcarea unei ghiule ( New Science , 1537). În opinia sa, traiectoria nucleului constă din aceleași trei secțiuni ca în teoria lui Albert de Saxonia, doar că secțiunea inițială a traiectoriei nu a fost presupusă a fi orizontală [45] .
Giordano Bruno , în dialogul său Feast on Ashes (1584), folosește teoria impulsului pentru a apăra sistemul heliocentric copernican - o explicație pentru inobservabilitatea rotației Pământului pentru observatorii aflați pe suprafața acestuia. Făcând acest lucru, el dă exemplul unei nave în mișcare, așa cum a făcut Nikolai Oresme mai devreme , dar dezvoltă tema mai profund:
Unul dintre cei doi se află pe o navă cu vele, iar celălalt este în afara acesteia; fiecare dintre ei are mâna aproape în același punct în aer, iar din acest loc în același timp primul aruncă o piatră, iar al doilea o altă piatră, fără nicio împingere; piatra primului, fără să piardă o clipă și fără a se abate de la linia ei, va cădea la locul stabilit pe corabie, iar piatra celui de-al doilea va rămâne în urmă. Și această lovitură va avea loc pentru că o piatră care cade dintr-o mână întinsă într-o navă și, prin urmare, se mișcă în urma mișcării sale, are o putere care nu i-a fost conferită nicio altă piatră care cade dintr-o mână care se află în afara navei. are; și toate acestea se întâmplă în ciuda faptului că pietrele au aceeași greutate și același spațiu intermediar, că se mișcă (presupunând că este posibil) din același punct și suferă același șoc.
Aici, „forța dată pietrei” și „împingerea” nu sunt, desigur, altceva decât un imbold, deși acest termen în sine nu este folosit [46] [47] .
O încercare de a dezvolta în mod sistematic mecanica bazată pe teoria impulsului a fost făcută de matematicianul și fizicianul remarcabil al Renașterii târzii, Giambatista Benedetti ( Cartea diferitelor reflecții matematice și fizice , 1585).
Într-una dintre lucrările sale, teoria impulsului a fost folosită de Johannes Kepler [48] .
În tratatul său Despre mișcare (1590), Galileo Galilei a încercat să folosească teoria impulsului în construirea mecanicii căderii corpurilor. În același timp, a considerat impulsul ca fiind autoexhaustiv. Tratatul, însă, nu a fost publicat niciodată.
În Scrisoarea sa despre petele solare (1613), Galileo a concluzionat că corpul este în repaus până când este găsită o cauză externă care îl scoate din această stare. În mod similar, corpul se află într-o stare de mișcare inerțială până când se găsește o cauză externă care îl scoate din această stare. Astfel, nu este necesară nicio forță, externă sau internă, pentru a menține corpul în mișcare. Dacă atât în fizica lui Aristotel , cât și în teoria impulsului, mișcarea era considerată un proces, în timp ce odihna era o stare [49] , atunci la Galileo pentru prima dată ambele au fost numite stări [50] . Acesta a fost cel mai important pas către conceptul de inerție .
Dar chiar și în Dialogul său despre cele două sisteme majore ale lumii (1632), când descrie un corp abandonat, Galileo a folosit în mod repetat termenii „forță investită” și „impuls”. După cum a arătat Alexander Koyre , el a vrut să spună pur și simplu viteză sau impuls, dar nu a afirmat clar inexistența impulsului ca calitate specială a unui corp abandonat [51] .
Pe tot parcursul secolului al XVII-lea, termenii „forță investită” și „impuls” au continuat să fie folosiți de către fizicieni, în principal în sensul de impuls [52] , dar uneori în același sens al calității suplimentare a unui corp în mișcare, ca și acești termeni. au fost folosite în Evul Mediu . Omul de știință iezuit francez Honore Fabry a încercat să dea teoriei impulsului o formă matematică și să construiască pe baza ei teoria căderii libere [53] . Omul de știință iezuit italian Giovanni Battista Riccioli ( New Almagest , 1651) a încercat să folosească teoria impulsului pentru a respinge rotația Pământului în jurul axei sale [54] , precum și pentru a explica mișcarea planetelor, alăturându-se părerii lui Francesco. lunii martiecă îngerii mișcă planetele transmițându-le un impuls (totuși, fără mijlocirea sferelor cerești) [55] .
Primul care a abandonat în mod explicit teoria impulsului și a afirmat că mișcarea nu necesită nicio forță, inclusiv internă, pentru a fi menținută, a fost fizicianul olandez Isaac Beckman [56] . Cu toate acestea, nu a publicat această concluzie, formulând-o doar în jurnalul său privat. Pentru prima dată, legea inerției a fost formulată în forma corectă de Rene Descartes în lucrarea The World, or a treatise on light (1630) și publicată în tratatul Elements of Philosophy (1644). Legea inerției a fost numită prima lege a mișcării a lui Newton în Principia Mathematica of Natural Philosophy (1687).