Seit 300 Jahren missverstehen wir ein Schlüsselgesetz der Physik

Wann Isaac Newton Er schrieb 1687 seine berühmten Bewegungsgesetze auf Pergament und hoffte nur, dass wir drei Jahrhunderte später darüber diskutieren würden.

Newton erklärte das Schreiben in Latein Drei universelle Prinzipien Eine Beschreibung, wie die Bewegung von Objekten in unserem Universum gesteuert wird, die ausführlich übersetzt, kopiert, diskutiert und diskutiert wurde.

Aber laut dem Sprach- und Mathematikphilosophen haben wir Newtons präzise Formulierung seines ersten Bewegungsgesetzes möglicherweise die ganze Zeit über etwas falsch interpretiert.

Virginia Tech-Philosoph Daniel Hook erforderlich „Um den Sachverhalt klarzustellen“, nachdem er herausgefunden hatte, was er getan hatte Beschreiben als „ungeschickte Fehlübersetzung“ in der englischen Originalübersetzung von Newtons Latein von 1729 Prinzipien.

Auf der Grundlage dieser Übersetzung haben unzählige Wissenschaftler und Lehrer Newtons erstes Gesetz interpretiert Störung Das bedeutet, dass sich der Körper weiterhin geradlinig bewegt oder in Ruhe bleibt nur wenn Eine äußere Kraft greift ein.

Diese Beschreibung funktioniert gut, bis man erkennt, dass ständig äußere Kräfte am Werk sind, etwas, das Newton bei seiner Formulierung berücksichtigt haben muss.

Bei einem erneuten Blick in die Archive stellte Hooke fest, dass diese gängige Paraphrase eine Fehlinterpretation implizierte, die bis 1999 unter dem Radar blieb, als zwei Wissenschaftler die Übersetzung eines übersehenen lateinischen Wortes entdeckten: quatenus, was „bis zu einem gewissen Grad“ bedeutet und nichts weiter.

Zum Haken, das hier Macht den Unterschied. Anstatt zu beschreiben, wie ein Objekt seinen Impuls behalten würde, wenn keine Kräfte auf ihn einwirken würden, zeigt die neue Lesart laut Hooke, dass Newton meinte, dass jede Änderung im Impuls eines Objekts – jeder Ruck, jedes Absinken, jedes Gieren und jeder Knall – auf äußere Kräfte zurückzuführen sei.

„Indem ich dieses vergessene Wort sage [insofar] an seinen Platz zurückkehren, [those scholars] Er hat einem der Grundprinzipien der Physik seinen ursprünglichen Glanz zurückgegeben.“ Hooke Er erklärt In einem Blogbeitrag beschreibt er seine Erkenntnisse, die wissenschaftlich in einer Fachzeitschrift veröffentlicht wurden Forschungsarbeit 2022.

Diese kritische Korrektur hat sich jedoch nie durchgesetzt. Selbst jetzt könnte es schwierig sein, unter der Last jahrhundertelanger Wiederholungen an Dynamik zu gewinnen.

„Manche finden meine Lektüre zu wild und unorthodox, um ernst genommen zu werden“, sagte Hook Kommentare. „Andere denken, das sei so offensichtlich wahr, dass es sich kaum lohnt, darüber zu streiten.“

Laien mögen zustimmen, dass das nach Semantik klingt. Und Haken Er gesteht Eine Neuinterpretation hat die Physik nicht verändert und wird dies auch nicht tun. Aber eine genauere Betrachtung von Newtons eigenen Schriften macht deutlich, was der führende Mathematiker seiner Zeit dachte.

„Über die Frage, was das Trägheitsgesetz ist, ist viel Tinte verschüttet worden wirklich Zu,“ Er erklärt Hooke, der als Student verwirrt war, was Newton meinte.

Wenn wir die vorherrschende Übersetzung übernehmen, die besagt, dass sich Körper in geraden Linien bewegen, bis sie durch eine Kraft zum Gegenteil gezwungen werden, wirft dies die Frage auf: Warum sollte Newton ein Gesetz über Körper schreiben, die frei von äußeren Kräften sind, wenn es so etwas in unserem Universum nicht gibt? Wenn Schwerkraft und Reibung immer vorhanden sind?

„Der Hauptzweck des ersten Gesetzes besteht darin, die Existenz von Kraft abzuleiten“, sagte George Smith, Philosoph an der Tufts University und Experte für Newtons Schriften. Erzählen Journalistin Stephanie Pappas American Scientific.

Tatsächlich führte Newton drei konkrete Beispiele an, um sein erstes Bewegungsgesetz zu veranschaulichen: Laut HookDa es sich um einen rotierenden Kreisel handelt, wird er, wie wir wissen, aufgrund der Luftreibung in einem gespannten Wirbel abgebremst.

„Indem ich dieses Beispiel nenne“, Hook schreiben„Newton zeigt uns deutlich, wie das erste Gesetz, wie er es versteht, auf sich beschleunigende Körper anwendbar ist, die Kräften ausgesetzt sind – das heißt, es gilt für Körper in der realen Welt.“

Hooke sagt, dass diese überarbeitete Interpretation eine der grundlegendsten Ideen Newtons deutlich macht, die damals ziemlich revolutionär war. Das heißt, dass Planeten, Sterne und andere Himmelskörper denselben physikalischen Gesetzen unterliegen wie Objekte auf der Erde.

„Jede Geschwindigkeitsänderung und jede Richtungsänderung“, sagte Hook Er denkt – Von Atomschwärmen bis hin zu wirbelnden Galaxien – „geregelt durch Newtons erstes Gesetz.“

Dadurch fühlen wir uns alle wieder mit den entlegensten Winkeln des Weltraums verbunden.

Das Papier wurde veröffentlicht in Philosophie der Wissenschaft.

Eine frühere Version dieses Artikels wurde im September 2023 veröffentlicht.