Willem Jacob 's Gravesande是一位荷兰数学家和自然哲学家,主要以开发古典力学定律的实验演示而闻名。作为莱顿大学数学、天文学和哲学教授,他帮助在欧洲大陆传播了艾萨克·牛顿的思想。
生平
's Gravesande出生于's-Hertogenbosch,在莱顿大学攻读法律,他为一篇关于自杀的论文进行了答辩,并在1707年获得博士学位。之后他在海牙从事法律工作,同时也参与知识界讨论并培养自己对数学科学的兴趣。他的著作《透视论文集》(Essai de perspective)发表于1711年,受到了有影响力的瑞士数学家约翰·伯努利的称赞。在海牙,'s Gravesande还帮助创办了《文学杂志》(Journal littéraire),这份学术期刊首次出版于1713年。
1715年,'s Gravesande作为荷兰代表团的一部分访问伦敦,以欢迎汉诺威王朝在英国的继承。在伦敦,'s Gravesande会见了乔治一世国王和艾萨克·牛顿,并被选为皇家学会会士。1717年他成为莱顿大学数学和天文学教授。在这个职位上,他在将牛顿的工作引入荷兰方面发挥了重要作用。他还在1730年获得了民用和军事建筑学教席,在1734年获得了哲学教席。作为哲学家,他反对霍布斯和斯宾诺莎等宿命论者。

's Gravesande于1720年与Anna Sacrelaire结婚。他们有两个儿子,都在青少年时期去世了。1724年,彼得大帝给's Gravesande提供了一个在新成立的圣彼得堡帝国科学院的职位。1737年他收到了腓特烈大帝的邀请,要求他加入柏林普鲁士科学院。他拒绝了这两个邀请,选择留在莱顿。
力学
's Gravesande主要的科学著作是《物理学数学要素,由实验证实;或牛顿哲学导论》(Physices elementa mathematica, experimentis confirmata, sive introductio ad philosophiam Newtonianam),发表于1720年的莱顿。在这本书中,他通过实验演示为牛顿力学的教学奠定了基础。他在包括伏尔泰、阿尔布雷希特·冯·哈勒和艾米丽·迪·夏特莱的观众面前展示了他的工作,迪·夏特莱是牛顿《自然哲学的数学原理》的译者,她进行了修正以纳入's Gravesande关于动能的发现。's Gravesande的书很快被皇家学会实验策展人约翰·西奥菲勒斯·德萨居利埃斯翻译成英文。
1721年,'s Gravesande卷入了一场关于德国发明家约翰·贝斯勒(以议员Orffyreus的名义为人所知)是否创造了真正的永动机的公开争议。's Gravesande起初基于质量乘以速度的标量守恒(mv)的论点支持永动机的可行性,他错误地认为这被牛顿力学所暗示。然而,在1722年他发表了一系列实验的结果,其中黄铜球从不同高度掉落到软粘土表面上。他发现速度是另一个球两倍的球会留下深四倍的压痕,因此他得出结论,运动中物体的"活力"(现在被称为"动能")的正确表达式与mv²成正比。

虽然这些结果使他最初关于永动机可行性的论点失效,但's Gravesande继续为贝斯勒的工作进行辩护,声称贝斯勒可能发现了某种新的自然"活跃原理",使他的轮子能够继续转动。类似的观点当时由莱布尼茨、约翰·伯努利和其他人提出,但现代共识是贝斯勒在进行一场蓄意的骗局。俄罗斯沙皇彼得大帝对贝斯勒的轮子感兴趣,并寻求了's Gravesande关于这个主题的建议。
's Gravesande将他关于落体撞击的结果传达给了艾米丽·迪·夏特莱。类似的观察由Giovanni Poleni独立发表。对's Gravesande和Poleni结果的解释导致了与塞缪尔·克拉克和其他牛顿主义者的争议,这成为了古典力学历史中所谓的"活力论争"的一部分。
's Gravesande的环
's Gravesande还因其发明了一个演示热膨胀的简单实验而被铭记,该实验自以来一直被用于物理教育。这在今天被称为"'s Gravesande实验"或"'s Gravesande的环"。该装置由一个小金属球组成,装在链条或把手上,以及一个支架上的金属环。这个环恰好足够大,使得当环和球的温度相同时,球可以通过环。但是,如果球被加热,方法是将其浸入沸水中或用酒精灯的火焰照射它,金属会膨胀,球将不再能通过环。当球冷却下来时,它将再次通过环。
著作
- 《透视论文集》,1711年
- 《牛顿哲学机构,供学术之用》,1723年
- 《透视论文》,1724年
- 《物理学数学要素,由实验证实;或牛顿哲学导论》,1720–1721年
- 《哲学导论、形而上学和逻辑》,1736年
- 《自然哲学数学要素,由实验证实;或艾萨克·牛顿爵士哲学导论 第一卷》,1747年
- 《自然哲学数学要素,由实验证实;或艾萨克·牛顿爵士哲学导论 第二卷》,1747年
- 《's Gravesande先生的哲学和数学著作集》,由J. Allamand编辑并撰写序文,1774年


