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Galileo Unbound traces the journey that brought us from Galileo's law of free fall to today's geneticists measuring evolutionary drift, entangled quantum particles moving among many worlds, and our lives as trajectories traversing a health space with thousands of dimensions. Remarkably, common themes persist that predict the evolution of species as readily as the orbits of planets or the collapse of stars into black holes. This book tells the history of spaces of expanding dimension and increasing abstraction and how they continue today to give new insight into the physics of complex systems. Galileo published the first modern law of motion, the Law of Fall, that was ideal and simple, laying the foundation upon which Newton built the first theory of dynamics. Early in the twentieth century, geometry became the cause of motion rather than the result when Einstein envisioned the fabric of space-time warped by mass and energy, forcing light rays to bend past the Sun. Possibly more radical was Feynman's dilemma of quantum particles taking all paths at once — setting the stage for the modern fields of quantum field theory and quantum computing. Yet as concepts of motion have evolved, one thing has remained constant, the need to track ever more complex changes and to capture their essence, to find patterns in the chaos as we try to predict and control our world.
An almost entirely self-taught mathematical genius, George Green (1793 –1841) is best known for Green's theorem, which is used in almost all computer codes that solve partial differential equations. He also published influential essays, or papers, in the fields of hydrodynamics, electricity, and magnetism. This collection comprises his most significant works. The first paper, "An Essay on the Application of Mathematical Analysis to the Theories of Electricity and Magnetism," which is also the longest and perhaps the most Important, appeared In 1828. It introduced the term potential as designating the result obtained by adding together the masses of all the particles of a system, each divided by its distance from a given point. Its three-part treatment first considers the properties of this function and then applies them, in the second and third parts, to the theories of magnetism and electricity. The following paper, "Mathematical Investigations concerning the Laws of the Equilibrium of Fluids analogous to the Electric Fluid," exhibits great analytical power, as does the next, "On the Determination of the Exterior and Interior Attractions of Ellipsoids of Variable Densities." Other highlights include the brief but absorbing paper, "On the Motion of Waves in a variable canal of small depth and width," and two of his most valuable memoirs, "On the Laws of Reflexlon and Refraction of Sound" and "On the Reflexlon and Refraction of Light at the common surface of two non-crystallized Media," which should be studied together.
Mathematicians and lay people alike will enjoy this fascinating book that details the life of George Green, a pioneer in the application of mathematics to physical problems. Green was a mathematical physicist who spent most of the first 40 years of his life working not as a physicist but as a miller in his father's grain mill. Green received only four terms of formal schooling, and at the age of nine he had surpassed his teachers. Green studied mathematics in his spare time and in 1828 published his most famous work, An Essay on the Application of Mathematical Analysis to the Theories of Electricity and Magnetism. It was in this essay that the famous Green's Theorem and Green's functions first appeared. Although this work was largely ignored during his lifetime, it is now considered of major importance in modern physics.
Undergraduate text uses combinatorial approach to accommodate both math majors and liberal arts students. Covers the basics of number theory, offers an outstanding introduction to partitions, plus chapters on multiplicativity-divisibility, quadratic congruences, additivity, and more.
Zehn Jahre nach der 1. Auflage in englischer Sprache legt der Autor sein Buch The History of the Theory of Structures in wesentlich erweiterter Form vor, nunmehr mit dem Untertitel Searching for Equilibrium. Mit dem vorliegenden Buch lädt der Verfasser seine Leser zur Suche nach dem Gleichgewicht von Tragwerken auf Zeitreisen ein. Die Zeitreisen setzen mit der Entstehung der Statik und Festigkeitslehre eines Leonardo und Galilei ein und erreichen ihren ersten Höhepunkt mit den baustatischen Theorien über den Balken, Erddruck und das Gewölbe von Coulomb am Ende des 18. Jahrhunderts. Im folgenden Jahrhundert formiert sich die Baustatik mit Navier, Culmann, Maxwell, Rankine, Mohr, Castigliano und Müller-Breslau zu einer technikwissenschaftlichen Grundlagendisziplin, die im 20. Jahrhundert in Gestalt der modernen Strukturmechanik bei der Herausbildung der konstruktiven Sprache des Stahl-, Stahlbeton-, Flugzeug-, Automobil- und des Schiffbaus eine tragende Rolle spielt. Dabei setzt der Autor den inhaltlichen Schwerpunkt auf die Formierung und Entwicklung moderner numerischer Ingenieurmethoden wie der Finite-Elemente-Methode und beschreibt ihre disziplinäre Integration in der Computational Mechanics. Kurze, durch historische Skizzen unterstützte Einblicke in gängige Berechnungsverfahren erleichtern den Zugang zur Geschichte der Strukturmechanik und Erddrucktheorie vom heutigen Stand der Ingenieurpraxis und stellen einen auch einen wichtigen Beitrag zur Ingenieurpädagogik dar. Dem Autor gelingt es, die Unterschiedlichkeit der Akteure hinsichtlich ihres technisch-wissenschaftlichen Profils und ihrer Persönlichkeit plastisch zu schildern und das Verständnis für den gesellschaftlichen Kontext zu erzeugen. So werden in 260 Kurzbiografien die subjektive Dimension der Baustatik und der Strukturmechanik von der frühen Neuzeit bis heute entfaltet. Dabei werden die wesentlichen Beiträge der Protagonisten der Baustatik besprochen und in die nachfolgende Bibliografie integriert. Berücksichtigt wurden nicht nur Bauingenieure und Architekten, sondern auch Mathematiker, Physiker, Maschinenbauer sowie Flugzeug- und Schiffbauer. Neben den bekannten Persönlichkeiten der Baustatik, wie Coulomb, Culmann, Maxwell, Mohr, Müller-Breslau, Navier, Rankine, Saint-Venant, Timoshenko und Westergaard, wurden u. a. auch G. Green, A. N. Krylov, G. Li, A. J. S. Pippard, W. Prager, H. A. Schade, A. W. Skempton, C. A. Truesdell, J. A. L. Waddell und H. Wagner berücksichtigt. Den Wegbereitern der Moderne in der Baustatik J. H. Argyris, R. W. Clough, Th. v. Kármán, M. J. Turner und O. C. Zienkiewicz wurden umfangreiche Biografien gewidmet. Eine ca. 4500 Titel umfassende Bibliografie rundet das Werk ab. Neue Inhalte der 2. Auflage sind: Erddrucktheorie, Traglastverfahren, historische Lehrbuchanalyse, Stahlbrückenbau, Leichtbau, Platten- und Schalentheorie, Greensche Funktion, Computerstatik, FEM, Computergestützte Graphostatik und Historische Technikwissenschaft. Gegenüber der 1., englischen Ausgabe wurde der Seitenumfang um 50 % auf nunmehr etwas über 1200 Druckseiten gesteigert. Das vorliegende Buch ist die erste zusammenfassende historische Gesamtdarstellung der Baustatik vom 16. Jahrhundert bis heute. Über die Reihe edition Bautechnikgeschichte: Mit erstaunlicher Dynamik hat sich die Bautechnikgeschichte in den vergangenen Jahrzehnten zu einer höchst lebendigen, international vernetzten und viel beachteten eigenständigen Disziplin entwickelt. Auch wenn die nationalen Forschungszugänge unterschiedliche Akzente setzen, eint sie doch das Bewusstsein, dass gerade die inhaltliche und methodische Vielfalt und das damit verbundene synthetische Potenzial die Stärke des neuen Forschungsfeldes ausmachen. Bautechnikgeschichte erschließt neue Formen des Verstehens von Bauen zwischen Ingenieurwesen und Architektur, zwischen Bau- und Kunst-, Technik- und Wissenschaftsgeschichte. Mit der edition Bautechnikgeschichte erhält die neue Disziplin erstmals einen Ort für die Publikation wichtiger Arbeiten auf angemessenem Niveau in hochwertiger Gestaltung. Die Bücher erscheinen in deutscher oder englischer Sprache. Beide Hauptrichtungen der Bautechnikgeschichte, der eher konstruktionsgeschichtlich und der eher theoriegeschichtlich geleitete Zugang, finden Berücksichtigung; das Spektrum der Bände reicht von Überblickswerken über Monographien zu Einzelaspekten oder -bauten bis hin zu Biographien bedeutender Ingenieurpersönlichkeiten. Ein international besetzter Wissenschaftlicher Beirat unterstützt die Herausgeber in der Umsetzung des Konzepts.
This study of Lord Kelvin, the most famous mathematical physicist of 19th-century Britain, delivers on a speculation long entertained by historians of science that Victorian physics expressed in its very content the industrial society that produced it.