Willem Jacob 's Gravesande был голландским математиком и естествоиспытателем, главным образом известным благодаря разработке экспериментальных демонстраций законов классической механики. В качестве профессора математики, астрономии и философии в Лейденском университете он помог распространить идеи Isaac Newton в континентальной Европе.
Жизнь
Родился в 's-Hertogenbosch, 's Gravesande изучал право в Лейденском университете, где он защитил диссертацию о самоубийстве и получил докторскую степень в 1707 году. Затем он занимался адвокатской деятельностью в The Hague, одновременно участвуя в интеллектуальных дискуссиях и развивая свой интерес к математическим наукам. Его "Essai de perspective" "Очерк о перспективе", опубликованный в 1711 году, был одобрен влиятельным швейцарским математиком Johann Bernoulli. The Hague, 's Gravesande также помогал основать журнал "Journal littéraire" "Литературный журнал", учёный периодический журнал, впервые опубликованный в 1713 году.
В 1715 году 's Gravesande посетил London в составе голландской делегации, отправленной для приветствия ганноверского наследования в Great Britain. В London 's Gravesande встретился как с королем George I, так и с Isaac Newton, и был избран членом Royal Society. В 1717 году он стал профессором математики и астрономии в Leiden. Со своей должности он сыграл важную роль во введении работ Newton в Netherlands. Он также получил должности профессора гражданского и военного строительства в 1730 году и философии в 1734 году. Как философ, он выступал против фаталистов, таких как Hobbes и Spinoza.
's Gravesande был женат на Anna Sacrelaire в 1720 году. У них было два сына, оба умерли в подростковом возрасте. В 1724 году Peter the Great предложил 's Gravesande должность в новой Imperial Saint Petersburg Academy of Sciences. В 1737 году он получил предложение от Frederick the Great присоединиться к Prussian Academy of Sciences в Berlin. Он отклонил оба предложения, выбрав остаться в Leiden.
Механика
Главная научная работа Gravesande — это "Physices elementa mathematica, experimentis confirmata, sive introductio ad philosophiam Newtonianam" "Математические элементы естественной философии, подтверждённые экспериментами; или введение в ньютоновскую философию", опубликованная в Leiden в 1720 году. В этой книге он заложил основы преподавания ньютоновской механики посредством экспериментальных демонстраций. Он представил свою работу перед аудиториями, которые включали Voltaire и Albrecht von Haller, и Émilie du Châtelet переводчицу "Начал" Newton, которая внесла исправления, чтобы включить открытие 's Gravesande кинетической энергии. Книга 's Gravesande была вскоре переведена на английский язык John Theophilus Desaguliers, куратором экспериментов для Royal Society.
В 1721 году 's Gravesande оказался вовлечен в публичный спор о том, создал ли немецкий изобретатель Johann Bessler, известный как Councillor Orffyreus, подлинную машину вечного движения. 's Gravesande сначала выступал в пользу возможности вечного движения, основываясь на сохранении скалярной величины mv массы, умноженной на скорость, которую он ошибочно полагал, подразумевалась ньютоновской механикой. Однако в 1722 году он опубликовал результаты серии экспериментов, в которых медные шары падали с различных высот на мягкую глинистую поверхность. Он обнаружил, что шар с удвоенной скоростью другого оставляет вмятину в четыре раза глубже, из чего он пришел к выводу, что правильное выражение для "живой силы" движущегося тела, что сейчас называется его "кинетической энергией", пропорционально mv².
Несмотря на то, что эти результаты опровергали его первоначальный аргумент в пользу возможности вечного движения, 's Gravesande продолжал защищать работу Bessler, утверждая, что Bessler мог открыть какой-то новый "активный принцип" природы, позволяющий его колёсам продолжать вращаться. Подобные взгляды отстаивали в то время Gottfried Wilhelm Leibniz, Johann Bernoulli и другие, но современное мнение состоит в том, что Bessler совершал преднамеренный обман. Русский царь Peter the Great интересовался колесом Bessler и искал совета 's Gravesande по этому вопросу.
's Gravesande сообщил свои результаты воздействия падающих грузов Émilie du Châtelet. Подобные наблюдения были независимо опубликованы Giovanni Poleni. Интерпретация результатов 's Gravesande и Poleni привела к споре с Samuel Clarke и другими ньютонианцами, который стал частью так называемого "спора о живой силе" в истории классической механики.
Кольцо 's Gravesande
's Gravesande также помнят за его изобретение простого эксперимента, демонстрирующего тепловое расширение, который с тех пор используется в обучении физике. Сегодня это известно как "эксперимент 's Gravesande" или "кольцо 's Gravesande". Аппарат состоит из небольшого металлического шара на цепи или ручке и металлического кольца на подставке. Кольцо имеет достаточно большие размеры, чтобы шар мог пройти через него, когда кольцо и шар находятся при одной и той же температуре. Однако если шар нагреть, окунув его в кипящую воду или направив на него пламя спиртовой лампы, металл расширится, и шар больше не пройдёт через кольцо. Когда шар остынет, он снова пройдёт через кольцо.
Произведения
- Essai de perspective, 1711
- Philosophiae Newtonianae Institutiones, in usus academicos, 1723
- An essay on perspective, 1724
- Physices elementa mathematica, experimentis confirmata, sive introductio ad philosophiam Newtonianam, 1720–1721
- Introductio ad Philosophiam, Metaphysicam et Logicam, 1736
- Mathematical Elements of Natural Philosophy, Confirm'd by Experiments: or, An introduction to Sir Isaac Newton's philosophy Volume I, 1747
- Mathematical Elements of Natural Philosophy, Confirm'd by Experiments: or, An introduction to Sir Isaac Newton's philosophy Volume II, 1747
- Oeuvres Philosophiques et Mathématiques de Mr. G. J. 'sGravesande, ed. with memoir by J. Allamand, 1774
