Aristoteles fiziği

Kavramlar

Genel insan deneyimleri süregelirken, Aristoteles'in ilkeleri sürekliliğe değil sayısal deneylere dayanıyordu. Bu yüzden doğanın birçok özelliğini genel olarak açıklayabilmektedirler. Evrenimizi kesin ölçülerle açıklamazlar, sayısal veriler şimdi bilimden bekleniyor. Aristarkus gibi Aristo'nun yaşıtları günmerkezlilik bakımından bu prensipleri reddetti fakat onların düşünceleri geniş ölçüde kabul edilmedi. Aristo'nun hipotezleri çürütülmek günlük gözlemler için zordu. Fakat sonra bilimsel metotların gelişmesi onun gözlemlerine gelişen teknolojinin avantajlarını (teleskop, vakum pompası) kullanarak deneyler ve hassas ölçülerle meydan okudu.

Karasal değişiklik

Sonsuz ve değişmez göksel etherin aksine, her biri iki elemente dönüşme yeteneğinde, soğuk ve ıslak (su), sıcak ve ıslağa (hava), ya da soğuk ve kuruya (dünya), sıcak ve kuru (ateş) olan aslında iki adım yöntemine dönüşebilme özelliklerini paylaşan dört karasal elementtir. Bu özellikler ısıtma - soğutma ve kurutma veya nemlendirme işlerinin mümkün olduğu gerçek bir maddeye göre esas alınır. Bu dört element sadece bu kapasiteyle ve bazı potansiyel işlerle ilgili olmasına göre oluşur. Göksel elementler sonsuzdur ve değişmezdir, bu yüzden sadece 4 karasal elementin hesabı için 'gelecek' ve 'ölüm' ya da Aristo'nun tabirince ' De Generatione et Corruptione ' (Περὶ γενέσεως καὶ φθορᾶς), "nesil" ve "usulsüzlük"dur.  

Elementler

Aristo'ya göre, karasal kürelerden oluşan öğeler, göksel kürelerden oluşan öğelerden farklıdır. Aristo Ay'ın altındaki her şeyin dört elementten oluştuduna inanıyordu, örneğin karasal olan her şey: dünya, hava, ateş ve su. Aristo aynı zamanda şunu bekliyordu; cennet ağırlıksız ve bozulmaz (değiştirilemez) olan ether denilen maddeden yapılmıştı. Ether'e aynı zamanda tam anlamıyla beşinci madde olan öz madde de denir.
Aristo demir ve dünyayı oluşturan elementlerden oluşan diğer metalleri, küçük miktardaki diğer üç karasal elementlerin ağır metaller olduğunu göz önünde bulunduruyordu. Diğer yandan , daha hafif nesnelerin daha az toprak içeren diğer üç elementin bileşimiyle ilgili olduğuna inandı.

Eter

Güneş, Ay, gezegenler ve yıldızlar sabit oranla sonsuza dek dönen mükemmel eş merkezli 'kristal küre' de gömülüdür. Göksel küreler rotasyon dışında herhangi bir değişiklik yapmadığından karasal kürenin ısısını, yıldız ışığı, ateş ve zaman zaman göktaşları için katmalısınız. Ay küre aslında dönerken alt kısmı boyunca seyreltilmiş yangın ve hava sürükleyerek, ay yörüngesini çevreleyen değişken, karasal madde ile temas eden tek gök küredir. Homeros'un  æthere (αἰθήρ) -Olimpos dağının 'temiz havası'- ölümlü varlıklar tarafından solunan havanın benzeriydi. Göksel küreler özel element ether, değişmez ve sonsuz, belirli bir orandaki düzgün doğrusal hareketin özelliğinden oluşur.
Konsantrik, etherimsi, güneş, ay ve yıldızları taşıyan dip dibe 'kristal küreler' düzgün doğrusal hareket ile sonsuza kadar hareket eder. Küreler 'gezgin yıldızlar' ( güneşle karşılaştırıldığında gezegenler, ay ve yıldızlar, kararsız hareket gösteren) olarak adlandırılan kürelerin içine gömülüdür. Daha sonra düşünüldü ki tüm küreler ıssız Ptolemi yörünge ve dış çember modelde eşmerkezlidir. Aristo astronomların hesaplamalarına, kürelerin toplam sayılarına ve çeşit sayılarına ilişkin rakamı 50 küre civarında vererek sunar. Sabit bir taşıyıcı, 'ana işletici' içeren her sabit yıldızlı küre olarak kabul edilir. Sabit taşıyıcılar küreleri itemezler fakat kürelerin hareketlerinin asıl nedenidir, örneğin; onlar bunu 'ruh güzellik yoluyla taşınır'ın açıklamasına benzer bir yolla açıklarlar.

Dört sebep

Aristo'ya göre, aitia'yı ya da değişimin sebebini tanımlamak için dört yol vardır. Ve şöyle devam eder ki "bir şeyin neden olduğunu kavrayana kadar o şeyin sebebine dair bir bilgimiz yoktur."
Aristo sadece dört çeşit sebep olduğu fikrine kanaat getirmiştir.Aristotle on Causality. Stanford Encyclopedia of Philosophy 2008.</ref>

Madde

Madde yapılan bir şeyin nedenidir. Bir masa için; belki tahta; bir heykel için, bronz ya da mermer olabilir.

Şekil

Bir şeyin biçimsel nedeni o şeyi tür yapan temel özelliğidir. Metafizik kitabı A 'da Aristo şeklin öz ve tanımla yakından ilgili olduğunu vurgular. O örnek için ' 2/1 oranı ve genelde bu miktar oktavın nedenidir' der.

Etki

Bir şeyin etkin nedeni onun şeklini aldığı birincil kuruluştur. Örneğin; bir bebeğin etkin nedeni aynı türden ata ve bu tabloda masanın şeklini bilen bir marangoz vardır. Fizik 2 de (1929-32), Aristo şöyle yazıyor; 'şu da vardır ki değişimin ilk yaratıcısı ve onun durdurucusu sorumlu olan kişidir.".

Final

Sonuncu neden şudur ki, bir şey yer alması ,onun amacı ve teknolojinin amacı: çimlenen bir tohum için, rampanın üzerindeki bir top için yetişkin bir bitkidir, altta geri kalanı geliyor, bir göz için görülüyor, bir bıçak için kesiliyor.

Biology

Aristo'ya göre yaşayan şeylerin bilime getirileri, her bir hayvan türlerine ait tüm gözlemleri toplayarak, onları cinsler ve türlerinin içinde organize ederek (hayvanların farklılaşan gelişimlerinde) ve nedenlerinin çalışmalarını sürdürmekle olur ( hayvanların bazılarında ve onların jenerasyonunda, onların üç temek biyolojik organlarında).

Organizma ve Mekanizma

Dört element değişmeyen maddelerden oluşur, örn; kan, et ve kemik, bunlar vücudun düzensiz organları için yaratılmış (örn; kalp, karaciğer ve eller) 'sırasıyla, kısımlar olarak, bütün olarak vücut fonksiyonları için önemlidir (PA II. 1 646a 13—24)".
Ayrıca bakınız Organik Biçim .

Psikoloji

Aristo'ya göre algılama ve düşünme benzerdir, tamamen aynı olmamalarına rağmen algılama yalnızca harici objelerle ilgilidir ki bu verilmiş herhangi bir zamanda kendi duyu organlarını temsil eder. Halbuki, biz seçtiğimiz herhangi bir şey hakkında düşünebiliriz. Düşünce evrensel biçimler hakkındadır,şimdiye kadar başarıyla anlaşılmış olan doğrudan bu biçimlerin örneklerine sahip olan hafızamıza dayandırılır.

Doğal Mekan

Yerçekiminin Aristocu açıklaması tüm yapılar kendilerine doğru ilerlerler. Su ve Dünya elementleri için bu yer evrenin merkezidir, (geosantrizm) ; suyun doğal yeri eşmerkezli bir dünya kabuğu etrafıdır. O suya gömülüdür. Havanın doğal yeri aynı şekilde eşmerkezli bir kabuk etrafını çevreler; suda kabarcıklar yükselir. Son olarak, ateşin doğal yeri havanınkinden daha yüksektir fakat en içteki gök kürenin altındadır(Ay'ı taşıyarak).
Aristo fiziğinin bir kitabı Delta'da(IV.5) Aristo mekanları iki bölüm açısından tanımlar, bir tanesi diğerini içerir: bir 'yer' ki, geçmişin iç yüzeyi (yapıyı içerir) diğerinin (yapıyı içeren) dış yüzeyiyle temas halindedir. Bu tanım 17. yüzyılın başlangıcına kadar baskın kaldı, hatta filozoflar tarafından sorgulanmış ve tartışma konusu olmuştu.  önemli eleştiri geometri açısından 11. yüzyıl Arap hezârfen İbn-i Heysem tarafından onun söylevinde yapılmıştı.  

Doğal Hareket

Karasal nesneler yükselir ya da alçalırlar, daha fazla ya da daha az yüksekliğe doğru, kendiliğinden oluşmuş 4 elementin hızına göre. Örneğin, dünya en ağır elementtir ve su evrenin merkezine doğru düşer; bu nedenle dünya ve onun en önemli parçası olan okyanuslar, çoktan oraya yerleşmişlerdir. Tam tersi, en hafif elementler, su ve özellikle ateş merkezden yükselir ve giderler.
Aristoteles'in teorisine (ya da kelimenin modern anlamıyla) göre elementler madde değildirler. Buna karşılık olarak, onlar aralarındaki ilişki açısından soyutturlar.
Hareket ve değişim Aristo fiziğiyle yakından ilgiliydi. Hareket, Aristo'ya göre,gerçeklikten olasılığa doğru bir değişim içeriyordu. O bu değişime dört örnek verdi.
Aristo şunu önerdi; sürat iki özdeş şekilli objede gömülüyken ya da düşerken ağırlığıyla doğru orantılı bir şekilde ve öz kütleyle ters orantılı bir şekilde yol boyunca taşınırlardı. Aynı zamanda, Aristo belki atomların düşüş hızının bir boşluk boyunca karşılaştırıldığını öngörmeliydi (onlar kesin olmayan bir şekilde hızlı hareket edebilirler çünkü muhtemelen boşlukta belirli olmayan bir yere yerleştiler). Fakat şimdi anlaşıldı ki, herhangi bir zamanda elde edilen düşüş hızı dirençsiz hava gibi görelidir, iki objeden beklenen yaklaşık olarak eşdeğer hızlardır çünkü ikisi de kütleleriyle aynı oranda bir yer çekimi kuvvetine maruz kalıyorlar ve böylece aynı oranda hızlanmış oluyorlar. Bu özellikle 18. yüzyılda görünüyor, kısmi boşluk deneyleri yapılmaya başlandığında. Fakat 200 yıl önce Galileo çoktan bu farklı ağırlıktaki objelerin yakın zamanlarda yere ulaştıklarının göstermişti.    .

Doğal olmayan hareket

Apart from the natural tendency of terrestrial exhalations to rise and objects to fall, unnatural or forced motion from side to side results from the turbulent collision and sliding of the objects as well as transmutation between the elements (On Generation and Corruption).

Şans

Aristo yazdığı Fizik kitabında kazayı (συμβεβηκός, sumbebekos) incelemiş ve şanstan başka bir neden bulamamıştır. "kaza için tanımlanmış bir sebep yoktur, sadece belirsiz (ἀόριστον)  sebep olarak isimlendirilen şans eseridir(τύχη, tukhe). (Metaphysics V, 1025a25).
    Gerçek işlemin üretilebilirliği ve yok edilebilirliğinden ayrı üretilebilir ve yok edilebilir sebepler ve ilkeler vardır; eğer bu yanlışsa,her şey zorunluluk olacaktır, ki kazadan farklı  bazı zorunlu üretilebilir ve yok edilebilir sebepler olacaktır. Bu olacak mıdır yoksa olmayacak mıdır? Evet, eğer bu olacaksa, diğeri olmaz. (Metaphysics VI, 1027a29).

Uzay-zaman ve boşluk

Aristo  Democritus bölünemezliğine karşı çıkmıştır.(modern ve tarihi "atom" terimiyle farklılıklar gösterir). Aristo hiçbir şeyin var olmadığı bir ortamın var olma ihtimaline karşı çıkmıştır. Çünkü, Aristo nesnenin hareket hızının uygulanan kuvvetle orantılı olduğunu ve çevrenin viskositesiyle ters orantılı olduğunu düşünür,bunu da boşluktaki nesnelerin sonsuz hızda hareket ettiğine sebeplerdirir- ve öylece boşlukla çevrili olana her nesne o boşluğu hemen doldurmalıdır.
Modern astronomide boşluklar(kendi gezegenenimize yakın yerel boşluk gibi) ters etkiye sahiptirler: sonuç olarak, merkezi olamayan nesneler maddesel dış kısmın çekimi sonucu boşluktan dışarı atılmıştır.

Hız, ağırlık ve direnç

Yeryüzüne ait bir nesnenin ideal hızı ağırlığıyla doğru orantılıdır. Ancak doğada hava boşluğu yoktur. Bir nesnenin yolunu tıkayan şey orta düzeye ters orantılı olan bir kısıtlayıcı faktördür.

Orta Çağa ait yorumlar

Orta çağlarda Aristoteles’in hareket teorisi bir takım eleştiri ve değişimlere maruz kaldı. Bu değişimler 6. yüzyılda Aristoteles’in “Hareketin devamı devam eden gücün eylemine bağlıdır.” teorisini kısmen kabul eden John Philoponus ile başladı. Ancak John Philoponus bu teoriyi aynı zamanda kendi fikri olan fırlatılan bir bedenin onun hareket etmesine sebep olan her ne ise ondan ayrıca aynı zamanda bir eğilim (ya da güdüsel güç) edinmesini katarak değiştirdi. Bu eğilim devam edegelen hareketini kendi sağlayan bir eğilimdir. Bu etkileyici üstünlük geçici ve kendi kendine genişleyen birşeydir, yani tüm hareket Aristoteles’in doğal hareket formuna uzanıyor anlamına geliyor olabilir.
“The book of healing” (1027) kitabında 11. yüzyıl İran alimi İbn-i Sina Philoponean teorisini Aristoteles’in teorisine ilk kez uyumlu bir alternatif haline getirdi. İbni Sina’nın hareket teorisindeki eğilimler kendi kendini tüketen türden değildi ancak etkileri yalnızca hava akımı gibi dış etkenlerden dağılan geçici güçlerdi. Bu durum onu "doğal olmayan hareketler için bu denli kalıcı bir şekilde etkili bir değer tasarlayan" bir kişi haline getirdi. Bu denli bir kendi kendine hareket "Aristoteles in şiddetli hareket algısının neredeyse zıttıydı ve bu daha çok Newton’un ilk hareket kanunu olan durağanlık ilkesinin örneğiydi." 
Ahmed bin Musa kardeşlerin en büyüğü olan Jafar Muhammed bin Musa bin Şakir (800-873), Astral hareket ve çekim gücünü yazdı. Arap fizikçisi İbn-i Heysem (965-1039), maddeler arası çekim gücü teorisini tartıştı. Onun yerçekiminden ve gök cisimlerinin fizik kanunu için hesaplanabilir olduğunu keşfetmesinden dolayı hız büyüklüklerinin farkında olduğu anlaşılır. İranlı alim Ebu Reyhan el Biruni (973-1048) ivmenin düzensiz hareket ile ilişkili olduğunu fark eden ilk kişiydi. (İlerleyen kısımlarda Newton’un ikinci hareket kanununda açıklanacaktır.) İbni Sina ile tartışması esnasında Biruni aynı zamanda Aristo’nun yerçekimi kanununu da ilk olarak Levity nin varlığını ya da gezegenleri inkar etmesinden, ikinci olarak da onun bedenlerin doğuştan gelen bir özelliği olan dairesel hareketlerinden dolayı eleştirdi
1121'de el Hazini, Bilgelik Dengesi Kitabı'nda, yerçekimi ve cisimlerin yerçekimsel potansiyel enerjisinin dünya merkezinden uzaklıklarına bağlı olarak değiştiğini öne sürdü. Ebû'l‐Berakât el‐Bağdâdî (1080–1165), Aristo fiziğinin eleştirisi olan ve içinde Aristo’nun fikri olan “kalıcı bir gücün birleşik bir hareket ürettiği düşüncesini” eleştiren El-Mutabar'ı yazdı. Çünkü Bağdadi Newton’un ikinci hareket kanununun klasik mekaniğin temel bir kanunu ve önceki zamanlarda öngörüsü olan sürekli uygulanan bir gücün hız ürettiğini farketmişti. Tıpkı Newton gibi ivmeyi bir hız değişimi olarak tanımlamıştı.
14. yüzyılda Jean Buridan, Aristoteles’in hareket teorisine alternatif olarak güç teorisini geliştirmişti. Güç teorisi klasik mekaniğin eylemsizlik ve momentum konseptlerine bir öncüydü. Buridan ve Albert of Saxony aynı zamanda bir bedenin ivmesinin artan gücün sonucu olduğunu açıklarken Ebu'l Bereket’e değinmişti. 16. yüzyılda El-Birjandi Dünya’nın rota halinde olmasının ne sonuçlar doğuracağı analizinde Dünya’nın bir rotası olmasının olasılığını tartıştı. Ve Galileo'nun dairesel eylemsizlik görüşüne yakın bir hipotez geliştirdi.

Aristoteles Fiziğinin Başlangıcı ve Etkisini Kaybetmesi

Fiziğin ilk spekülatif teorisi olarak bilinen Aristo fiziğinin hâkim olduğu dönem neredeyse iki bin yıl kadar sürdü. Kopernik, Galileo, Descartes ve Newton gibi fiziğin öncülerinin çalışmalarının ardından, genel olarak Aristo fiziğinin artık ne doğru ne de uygulanabilir olduğu görüşü hakim oldu. Ancak yine de, skolâstik bir akım olarak üniversitelerin müfredatların dâhil ettiği 17. Yüzyıl ortalarına kadar yaygın kaldı.
Avrupa’da Aristo’nun teorisi ilk defa Galileo’nun çalışmalarıyla çürütüldü. Galileo teleskop kullanarak ayın aslında düzgün bir yüzeye sahip olmadığını, tam tersine krater ve dağlardan oluştuğunu ifade etti. Bu teori Aristo’nun ayın yüzeyini son derece pürüzsüz düz olduğu teorisinin tam tersiydi. Galileo ayrıca bu görüşü teorik olarak da eleştirdi; şöyle ki harika pürüzsüz bir yüzeye sahip olan ay ışığı parlak bir bilardo topu gibi dengesiz olarak yansıtır ve bu yüzden de ay çevresine güneşin göze geldiği tanjant noktasından farklı bir parlaklık yansıtır. Tam tersine pürüzlü bir yüzeyi olan ay bütün yönlere ışığı eşit olarak yansıtabilir. Galileo ayrıca Jüpiter’in de dünyanın dışında etrafında dönen objelere sahip bir yapısı olmasıyla aylara sahip olduğunu gözlemledi. Ayrıca Venüs’ün de belli katmanlardan oluştuğunu Dünyanın değil de güneşin etrafında döndüğünü belirtti.
Efsaneye göre Galileo farklı yoğunluklara sahip topları Pisa Kulesi’nin aşağı düşürmüş ve daha hafif ve daha ağır olanların neredeyse aynı hızda düştüklerini kaydetmişti. Onun deneyleri aslında topları eğimli bir düzlemden aşağı sarkıtmakla ve çok da gelişmiş olmayan araçlarla ölçümden oluşmaktaydı.
Su gibi daha az bir yoğunluğa sahip olan bir maddeye kıyasla, daha ağır olan bir madde daha hafif olana göre daha hızlı düşer. Bu Aristo’nun düşme hızının oranının maddenin yoğunluğuna orantılı olduğunu ortaya çıkarmasına yardımcı oldu. Suya düşen objelerle olan deneyden sonra, Aristo suyun aslında havadan on kat daha yoğunluğu olduğunu tespit etti. Sıkıştırılmış havayı tarttıktan sonra, Galileo bunun havanın yoğunluğunun kırk katı olduğunu buldu. Eğik düzlemle olan deneyinden sonra, Galileo eğer sürtünme olmazsa bütün cisimlerin aynı anda düşeceğini buldu.
Galileo ayrıca bu görüşünü desteklemek için teorik bir tartışma ileri sürdü. Farklı ağırlıklara ve farklı düşüş oranların sahip iki cisim bir çubukla birbirine bağlanırsa, bu iki cisim daha yoğun olduğu için daha hızlı mı düşer yoksa daha hafif olan cisim daha ağır olan cismi düşerken geri mi çeker sorusunu sordu. Beklenilen cevap hiçbiri aksine bütün cisimler aynı anda düşmektedir.
Aristo’nun tarafında olanlar düşen cisimlerin hareketinin aynı olmadığının farkındaydı yani hızın zamanla arttığının da farkındalardı. Zaman soyut bir miktar olduğu için, Aristo felsefesini izleyenler hızın mesafeye orantılı olduğunu varsaydılar. Galileo deneylere dayanarak hızın zamana orantılı olduğunu bulmuştu, ama ayrıca hızın mesafeye her zaman orantılı olamayacağını da varsaymıştı. Modern zamanlarda eğer düşme hızı mesafeyle orantılı olursa, differansiyel eşitliğin zamandan sonra gelen formülü şöyledir  :
...ve bu koşulda . Galileo bu sistemin her zaman   kalabileceğini gösterdi. Eğer bir karışıklık sistemi biraz hareketlendirirse, cismin hızı katlanarak artar.
1971'de ayın yüzeyine inen David Scott bir tüyü ve çekici aynı anda atarak Galileo’nun deneyini tekrarladı. Yüzeysel bir atmosferin yokluğunda, iki cisim aynı anda düşer ve ayın yüzeyine çarpar.
Yerçekiminin matematiksel açıdan ilk ikna edici teori Newton’un evrensel yerçekimi kanunudur. Fakat bu zamanla Albert Einstein’ın izafiyet teorisiyle yer değiştirmiştir.  .