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ウィレム・ヤコブ・グレイヴサンデ（1688年9月26日 - 1742年2月28日）は、オランダの数学者、自然哲学者であり、古典力学の法則の実験的証明と運動エネルギーの最初の実験的測定を行ったことで特に知られている。ライデン大学で数学、天文学、哲学の教授を務め、アイザック・ニュートンの思想をヨーロッパ大陸に広めるのに貢献した。
スヘルトーヘンボスで生まれたグレイブサンデは、ライデン大学で法律を学び、自殺に関する論文で弁護し、1707年に博士号を取得した。その後、ハーグで弁護士として活動する傍ら、知的議論に参加し、数学への関心を深めた。1711年に出版された彼の著書『遠近法に関するエッセイ』は、影響力のあるスイスの数学者ヨハン・ベルヌーイから賞賛された。[ 1 ]ハーグでは、グレイブサンデは1713年に創刊された学術雑誌『文学雑誌』の設立にも貢献した。[ 2 ]
1715年、グレイヴサンデはハノーヴァー朝のイギリス王位継承を歓迎するために派遣されたオランダ代表団の一員としてロンドンを訪れた。 [ 2 ]ロンドンで、グレイヴサンデはジョージ1世とアイザック・ニュートンに会い、王立協会のフェローに選出された。[ 3 ] 1717年、彼はライデン大学の数学と天文学の教授になった。その地位から、彼はニュートンの研究をオランダに紹介する上で重要な役割を果たした。また、1730年には土木建築と軍事建築の教授職、1734年には哲学の教授職も獲得した。[ 2 ]哲学者として、彼はホッブズやスピノザのような宿命論者に反対し、ライプニッツに似た人間の自由の概念を擁護した。[ 4 ]
グレイヴザンデは1720年にアンナ・サクレレールと結婚した。二人の間には息子が二人いたが、どちらも10代で亡くなった。1724年、ピョートル大帝はグレイヴザンデに新設されたサンクトペテルブルク帝国科学アカデミーの職を提示した。1737年にはフリードリヒ大王からベルリンのプロイセン科学アカデミーへの入会を打診された。彼はどちらの申し出も断り、ライデンに留まることを選んだ。[ 2 ]
グレイヴサンデの主な科学著作は、1720年にライデンで出版された『Physices elementa mathematica, experimentis confirmata, sive introductio ad philosophiam Newtonianam』（「実験によって確認された自然哲学の数学的要素、またはニュートン哲学入門」）である。この本の中で、彼は実験による実証を通してニュートン力学の教育の基礎を築いた。彼は、ヴォルテール、アルブレヒト・フォン・ハラー、エミリー・デュ・シャトレ（ニュートンの『プリンキピア』の翻訳者で、後にグレイヴサンデの1722年の運動エネルギーの実験的発見を解説に取り入れた人物）を含む聴衆の前で自身の研究を発表した。グレイヴサンデの本はすぐに王立協会の実験キュレーターであるジョン・テオフィラス・デサグリエによって英語に翻訳された。 [ 5 ]
1721年、グスタフ・グラーヴェザンデは、ドイツの発明家ヨハン・ベスラー（オルフィレウス評議員として知られる）が真の永久機関を発明したかどうかという公の論争に巻き込まれた。グスタフ・グラーヴェザンデは当初、ニュートン力学によって暗示されると彼が信じていたスカラー量mv（質量×速度）として解釈される「力」の保存に基づいて永久機関の実現可能性を主張した。[ 6 ]しかし、1722年に彼は、真鍮の球をさまざまな高さから柔らかい粘土の表面に落とす一連の実験の結果を発表した。彼は、同じ大きさで質量が異なる2つの球が、落とされた高さが質量に反比例する場合に同じくぼみを作ることを発見し、運動している物体の「力」の正しい表現はmv²に比例する（これは現代の運動エネルギーの概念に比例する）と結論付けた。[ 7 ] [ 8 ]
これらの結果によって永久機関の実現可能性に関する彼の当初の主張が無効になったにもかかわらず、's Gravesande はベスラーの研究を擁護し続け、ベスラーが車輪を回転させ続けることを可能にする自然の新しい「能動原理」を発見した可能性があると主張した。当時、ゴットフリート・ヴィルヘルム・ライプニッツ、ヨハン・ベルヌーイなどが同様の見解を擁護したが、現代のコンセンサスはベスラーが意図的な詐欺を働いていたというものである。[ 6 ]ロシア皇帝ピョートル大帝はベスラーの車輪に興味を持ち、この件に関して 's Gravesande に助言を求めた。[ 9 ]
's Gravesande は、落下する重りの影響に関する結果をエミリー・デュ・シャトレに伝えた。{要出典} 同様の観察結果は、1718 年にジョヴァンニ・ポレーニによって発表された。's Gravesande とポレーニの結果の解釈は、サミュエル・クラークや他のニュートン主義者との論争を引き起こし、古典力学の歴史におけるいわゆる「vis viva論争」の一部となった。[ 7 ]
グレイブサンデは、熱膨張を実証する簡単な実験を発明したことでも知られており、この実験はそれ以来物理教育で使用されています。これは今日では「グレイブサンデの実験」または「グレイブサンデのリング」として知られています。この装置は、鎖またはハンドルの付いた小さな金属球と、台座の付いた金属リングで構成されています。リングは、リングと球が同じ温度のときに球がリングを通るのにちょうど良い大きさです。しかし、球を沸騰したお湯に浸したり、アルコールランプの炎をかざしたりして加熱すると、金属が膨張し、球はリングを通らなくなります。球が冷えると、再びリングを通れるようになります。これは、グレイブサンデ自身が「熱による膨張について」という見出しの下で行った実験の説明です。[ 10 ]
銅製のリングの開口部は円形で、直径は1.5インチです。これは、同じ金属でできた固体の球体の直径と同じです。この球体は、目に見える隙間を残さずに開口部を通過できます。球体が加熱されると、リングによって支えられ、どのような位置に置かれてもその状態が維持されます。この実験だけでも、物体はあらゆる方向（あらゆる次元）に膨張することが分かります。
