Жизнь и деятельность исаака ньютона – Ньютон, Исаак. Биография — Ньютон, Исаак — Научно-популярное — Мой Дагестан

Содержание

§ 13. Жизнь и деятельность Ньютона







Ньютон сыграл важнейшую роль в развитии физики. Он завершил период становления физики как самостоятельной науки. Обобщив и развив в своих трудах все достигнутое ранее, Ньютон окончательно отделил физику от натурфилософии и наметил программу ее развития.

Период жизни Ньютона совпал с эпохой буржуазной революции в Англии. Гражданская война, победа буржуазной революции, казнь короля, установление республики и диктатуры Кромвеля, реставрация власти Стюартов и период реакции, переворот 1688 г., завершивший буржуазную революцию в Англии,— вот те события в жизни Англии, свидетелем или участником которых был Ньютон. Это было время острой классовой борьбы. Характерной ее особенностью было то, что буржуазия и новое дворянство совместно выступали против феодализма с лозунгами, направленными против католицизма и близкой к нему англиканской церкви за протестантское вероучение кальвинизма. Кальвинизм соответствовал устремлениям английской буржуазии. Он отрицал феодальную собственность, освящая собственность буржуазную, практическую и коммерческую деятельность, и учил считать удачливого буржуа избранником божьим. Для взглядов буржуазии того времени было характерно стремление связать вопросы веры и вопросы науки, сгладить противоречия между ними, уменьшить разрыв между наукой и религией. Особенности взглядов того времени оказали влияние на мировоззрение Ньютона. Буржуазная революция в Англии носила компромиссный характер.

Исаак Ньютон

Английская буржуазия в борьбе против феодализма в гораздо большей степени сближалась с новым дворянством, чем с народными массами. В результате переворота 1688 г. власть перешла к крупным землевладельцам и верхушке промышленного и торгового капитала. Эти особенности революции в Англии также оказали влияние на мировоззрение и творчество Ньютона.

Исаак Ньютон родился в 1643 г. в небольшой деревне Вульстроп, недалеко от восточного побережья Англии. Родители его были небогатыми фермерами. Молодой Ньютон учился сначала в сельской школе, затем в школе близлежащего города Грэнтэма. В 1658 г. овдовевшая мать возвращает Ньютона в деревню, где он должен был помогать семье вести хозяйство. Однако Ньютон мало интересовался хозяйственными делами. Больше его занимали книги по математике и другим наукам, и мать Ньютона, видя такую склонность к науке, разрешает ему продолжать учение. В 1661 г. Ньютон поступил в Кембриджский университет. Учась в Кембридже, Ньютон испытывал материальные трудности. Первое время ему даже пришлось выполнять роль слуги, чтобы зарабатывать на жизнь. Жизнь в семье, в школе, а затем в университете должна была приучить Ньютона к трезвой расчетливости, характерной для английского буржуа. Окончив университет, Ньютон занял должность бакалавра, стал младшим членом колледжа, затем старшим членом и магистром. В 1669 г. он занял кафедру, основанную неким Люкасом и носившую имя последнего. Этот период был для Ньютона очень важным. Оформляются его основные идеи, развитию которых посвящена его дальнейшая научная деятельность. Особенно плодотворными для Ньютона были 1665—1666 гг., которые он проживал на родине. Ньютон так писал об этих годах:

«В начале 1665 года я нашел метод приближенных рядов и правило превращения любой степени двучлена в такой ряд. В мае того же года я нашел метод касательных Грегори и Слузия, в ноябре получил прямой метод флюксий; в январе следующего года я получил теорию цветов, а в мае приступил к обратному методу флюксий. В том же году я начал размышлять о действии тяжести, простирающейся до орбиты Луны, и, найдя, как вычислить силу, с которой тело, обращающееся внутри сферы, давит на поверхность этой сферы, я вывел из закона Кеплера, по которому периоды обращения планет находятся в полуторной пропорции с расстояниями их от центров орбит, что сила, удерживающая планеты в их орбитах, обратно пропорциональна квадратам их расстояний от центров обращений; при этом я сравнил величину силы, потребной для удержания Луны на ее орбите, с силой тяжести на поверхности Земли и нашел между ними приблизительное равенство. Все это имело место во время чумы 1665—1666 гг.; в это время я переживал лучшую пору своей юности и больше интересовался математикой и философией, чем когда бы то ни было впоследствии»1.

Первые работы Ньютона по физике, с которыми он выступил перед современниками, относятся к оптике. О них уже говорилось выше. Хотя они и принесли ему известность, однако спор с Гуком оставил у Ньютона неприятный осадок. Он даже писал в 1676 г.:

«…я вижу, что сделался рабом философии. Когда я освобожусь от дела мистера Люкаса, я решительно и навсегда распрощусь с философией, за исключением работы для себя и того, что оставлю для опубликования после смерти; я убедился, что либо не следует сообщать ничего нового, либо придется тратить все силы на защиту своего открытия»2.

Ньютон, однако, не выполнил своего намерения. Он только долгое время не выступал по вопросам оптики. Ньютон прожил в Кембридже до 1687 г. В течение этого времени он вел жизнь ученого, погруженного в науку. Однако было бы неправильно представлять Ньютона жрецом чистой науки, далеким от мирских дел. Известно письмо Ньютона, написанное в этот период некоему Астону в связи с поездкой последнего за границу. Ньютон дает советы молодому Астону, как вести себя за границей. Он поучает, как держать себя в обществе, чтобы не быть втянутым в споры и не иметь неприятностей и одновременно самому получить пользу; дает указания, чем интересоваться путешественнику в чужих странах. Среди них встречаются, например, такие:

«…надо следить за политикой, благосостоянием и государственными делами наций…», «…узнать налоги на разные группы населения, торговлю и примечательные товары…», «…изучать укрепления, которые попадаются вам на пути…», «наблюдайте механизмы и способы управления кораблями…», «…наблюдайте естественные продукты природы, в особенности в рудниках, способы их разработки».

Ньютон просит собрать некоторые сведения, которые интересуют лично его. Они касаются обработки металлов, мельниц для полировки стекол, применяются ли часы с маятником для определения долгот и т. д. Наконец, Ньютона интересует некто Бори, которого несколько лет держал в тюрьме папа, желая выпытать у него секреты «большой важности как для медицины, так и для обогащения»3. Это письмо свидетельствует, что Ньютон обладал весьма трезвыми и практическими взглядами на жизнь. Именно такой взгляд на жизнь проявился и в реальной оценке науки и даже научных теорий.

В 1687 г. выходит в свет главное сочинение Ньютона «Математические начала натуральной философии». В нем Ньютон изложил основы классической механики и теорию движения небесных тел. «Начала» Ньютона вызвали еще более острую полемику, чем работы, посвященные вопросам оптики. Это объяснялось тем, что при формулировке основных понятий механики он был вынужден коснуться общих методологических вопросов; о пространстве и времени, о силе и в особенности о природе силы тяжести. Наиболее горячая дискуссия разгорелась после выхода второго издания его «Начал». В полемике приняла участие церковь, пытаясь использовать учение Ньютона для борьбы с материализмом и безбожием.

Круг научных интересов Ньютона был очень широк. Помимо механики и оптики Ньютон занимался исследованиями тепловых явлений. Кроме того, он работал в области астрономии и математики. Ему одновременно с Лейбницем, принадлежит открытие дифференциального и интегрального исчисления. Ньютона интересовали химия, география и другие науки. Много сил Ньютон отдает богословию. Ему принадлежит ряд сочинений на богословские темы. В них Ньютон выступает как представитель протестантского вероучения и противник католицизма. Он пытался также согласовать науку с религией. Таким образом, Ньютон — человек с чрезвычайно широкими интересами, объединивший в своем творчестве все основные вопросы науки и философии своего времени. В то же время Ньютон замкнут и осторожен в своих выступлениях в печати и перед широкими кругами. Он долгое время не обнародует свои научные и философские взгляды. О многих сторонах его научной деятельности можно составить представление лишь по оставшимся письмам, свидетельствам очевидцев и другим документам. Так, о многих его взглядах на строение вещества, эфир и т. д. можно судить только по подобным документам. О химических работах Ньютон фактически совсем не писал в своих сочинениях.

Как уже отмечалось, у Ньютона был весьма практический взгляд на жизнь и науку. Занимаясь химическими исследованиями, Ньютон, по-видимому, искал способ превращения элементов друг в друга и, в частности, а может быть и главным образом, в золото. Он подчеркивал практическую пользу науки в одном из своих писем:

«Если дети будут хорошо обучены и воспитаны опытными учителями, то со временем народ получит более умелых моряков, кораблестроителей, архитекторов, инженеров и лиц всевозможных математических профессий для работы как на море, так и на суше»4.

В 1696 г. Ньютон назначен хранителем, а затем получает звание директора «Монетного двора». Он переезжает в Лондон, где живет до конца жизни. В 1703 г. он избирается президентом Королевского общества. В 1705 г. ему пожаловано дворянское звание. В 1727 г. овеянный славой Ньютон скончался. Современники Ньютона высоко оценили его заслуги. Он похоронен в Вестминстерском аббатстве, где хоронили королей и английскую знать. На памятнике Ньютона начертаны слова:

«Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин, который почти божественным разумом первый доказал с факелом математики движения планет, пути комет и приливы океанов.

Он исследовал различие световых лучей и появляющиеся при этом, различные свойства цветов, чего ранее никто не подозревал. Прилежный, мудрый и верный истолкователь природы, древности и св. писания, он утверждал своей философией величие всемогущего бога, а нравом выражал евангельскую простоту. Пусть смертные радуются, что существовало такое украшение рода человеческого»5.

Еще большим пафосом звучат стихи английского поэта Попа, написанные им в память Ньютона:

Природы строй, ее закон в извечной мгле таился,
И бог сказал: «явись, Ньютон». И всюду свет разлился.

Ньютон оставил неизгладимый след в науке.

«На языке Ньютона, — писал С. И. Вавилов, — мы думали, говорили долгое время и только теперь делаются попытки изобрести новый язык. Вот почему можно утверждать, что на всей физике лежал отпечаток его мысли; без Ньютона наука развивалась бы иначе»6.

Энгельс, высоко оценивая заслуги Ньютона, одновременно указывал на ограниченность его мировоззрения. Отмечая особые заслуги Ньютона в науке, он одновременно подчеркивал метафизический характер воззрений последнего:

«Коперник в начале рассматриваемого нами периода дает отставку теологии; Ньютон завершает этот период постулатом божественного первого толчка»7.

Более того, в своих записках Энгельс не удержался и гневно назвал Ньютона «индуктивным ослом»8. (В дальнейшем будет показано, чем вызвано такое резкое замечание.)


1Берри А. Краткая история астрономии. М., — Л., Гостехиздат, 1946, с. 186.
2Вавилов С. И. Исаак Ньютон, с. 74.
3Там же, с. 27.
4Исаак Ньютон. — Сборник статей к трехсотлетию со дня рождения. Под редакцией С. И. Вавилова. М. — Л., Изд-во АН СССР, 1943, с. 414—415.
5Вавилов С. И. Исаак Ньютон, с. 216.
6Вавилов С. И. Исаак Ньютон, с. 217—218.
7 Маркс К, Энгельс Ф. Соч. Изд. 2-е, Т. 20, с. 350.
8Там же, с. 520.

historylib.org

Биография Исаака Ньютона — биография Ньютона

Дата рождения: 4 января 1643 года
Дата смерти: 31 марта 1727 года
Место рождения: деревня Вулсторп, графство Линкольншир, Великобритания

Исаак Ньютон – известен как физик и математик, а также Исаак Ньютон гениальный механик. Он оставил свой след в истории в качестве создателя основ физики.

Родился знаменитый ученый в 1643 году. Его отец был зажиточным фермером, но увидеть рождение сына не успел. Мать Исаака после смерит мужа, вышла замуж второй раз и воспитанием сына не занималась.

Ньютон был очень болезненным мальчиком, и его родственники думали, что он умрет, однако все обернулось иначе. Его воспитанием занимался брат его матери.

Уже в школе у Ньютона обнаружилось множество талантов, которые отмечались учителями. Его родственники пытались вырастить из него скваттера, но их попытки не увенчались успехом. Мать разрешила Исааку окончить школу под давлением учителей, и он продолжил свое образование в колледже в Кембридже.

Еще, будучи студентом, Ньютон пытался объяснить все явления, происходящие в окружающей среде с научного плана. Его увлекает математика, и в 21 год Исаак уже делает открытие – он выводит бином, названный его именем.

За это открытие юноша получает степень бакалавра. В Великобритании в 1665 г. свирепствовала чума. Карантин в стране продолжался два года, и ученый вынужден был уехать домой.

В Кембридж будущий ученый смог вернутся только после того как стихла эпидемия. После окончания колледжа, Исаак полностью посвятил себя научной деятельности. Именно в этот период Ньютон открыл закон всемирного тяготения.

Ньютон занимается исследованием оптики и разрабатывает телескоп, который позволял морякам рассчитывать точное время по расположению звезд. Эта разработка позволила изобретателю стать почетным членом Королевского общества. Ученый ведет переписку с Лейбницем.

В 1677 году, в жилище Исаака произошел пожар, который уничтожил некоторую часть трудов этого ученого. Все свои изыскания Ньютон обобщил в книге, где изложил понятия механики. В это же книге он ввел новые величины в физике, и также сформулировал законы механики и многое другое. Участвовал ученый и в общественной жизни королевства.

Он был избран в палату лордов, был назначен смотрителем монетного двора и через некоторое время его управляющим. В 1703 году его избирают президентом Королевского общества. Ньютону присуждают титул рыцаря.

Всю жизнь Ньютон активно боролся с финансовыми аферами и фальшивомонетчиками, в конце своей жизни, он становится участником денежной махинации и теряет часть своего состояния.

У Исаака Ньютона не осталось потомков. Все свое время работал. Но кроме этого Ньютон обладал непривлекательной внешностью, которая отталкивала от него женщин. Биографы ученого отмечают, что в юности Исаак увлекся своей сверстницей мисс Сторей, с которой дружил всю свою жизнь. Умер великий ученый в 1727 году. Похоронен в Вестминстерском аббатстве.

Достижения Исаака Ньютона:

• Считается основателем механики (раздел физики)
• Открыл кольца, названные его именем
• Основал интегральные счисления в математике
• Автор бинома Ньютона
• Построил рефлекторный телескоп.

Важные даты биографии Исаака Ньютона:

• 1664 г. – Открыл Бином Ньютона
• 1665–1667 гг. – Открыл закон всемирного тяготения
• 1689 г. — Был избран парламентарием
• 1705 г. – Получил звание рыцаря

Интересные факты из жизни Исаака Ньютона:

• Ньютону удалось разложить радугу на семицветный спектр. Первоначального из этого спектра был упущен оранжевый цвет и синий. Однако затем Ньютон сравнял количество цветов в радуге с числом нот в одной музыкальной гамме.
• Пытаясь доказать, что люди видят окружающие предметы в процессе давления света на сетчатку глаза, ученый, надавил на дно собственного глазного яблока, так, что чуть не лишился его. Таким образом он смог доказать свою теорию. Глаз остался целым.
• Ньютон никогда не пропускал заседания парламента
• Исаак был рассеянным человеком, и однажды вместо того, чтобы опустить в кипяток яйцо, бросил туда часы и заметил это только через две минуты.
• Ньютон предсказывал пришествие Христа в 2060 году.

the-biografii.ru

Исаак Ньютон: краткая биография и его открытия

На статуе сэра Исаака Ньютона (1643-1727 гг.), воздвигнутой в кембриджском Тринити-колледже, высечена надпись «Разумом он превосходил род человеческий».

Сегодняшняя публикация содержит краткие биографические сведения о жизненном пути и научных достижениях великого ученого. Мы узнаем, когда и где жил Исаак Ньютон, в какой стране родился, а также некоторые интересные факты о нем.

Краткая биография Исаака Ньютона

Где родился Исаак Ньютон? Великий английский математик, механик, астроном и физик, создатель классической механики, президент Лондонского королевского общества родился в деревне Вулсторп в графстве Линкольншир в год смерти Галилея.

Дата рождения Исаака Ньютона может иметь двоякое обозначение: [1] по юлианскому календарю, действовавшему в Англии на момент рождения ученого, — 25 декабря 1642 года, [2] по григорианскому календарю, действие которого в Англии началось с 1752 года, — 4 января 1643 года.

Мальчик появился на свет недоношенным и очень болезненным, однако прожил 84 года и совершил в науке столько открытий, что хватило бы на десяток жизней.

В детстве Ньютон, по отзывам современников, был замкнут, любил читать и постоянно мастерил технические игрушки: часы, мельницу и т. п.

Окончив школу, в 1661 г. он поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета. Уже тогда сложился сильный и мужественный характер Ньютона — стремление во всем дойти до сути, нетерпимость к обману и угнетению, равнодушие к шумной славе.

В колледже он погрузился в изучение трудов своих предшественников — Галилея, Декарта, Кеплера, а также математиков Ферма и Гюйгенса.

В 1664 г. в Кембридже вспыхнула эпидемия чумы, и Ньютону пришлось вернуться в родную деревню. Он провел в Вулсторпе два года, и за это время были сделаны его основные математические открытия.

В возрасте 23 лет молодой ученый уже свободно владел методами дифференциального и интегрального исчисления. Тогда же, как он сам утверждал, Ньютон открыл закон всемирного тяготения и доказал, что белый солнечный свет является смесью многих цветов, а также вывел знаменитую формулу «бинома Ньютона».

Недаром говорят, что величайшие научные открытия совершаются чаще всего совсем молодыми людьми. Так случилось и с Исааком Ньютоном, однако все эти эпохальные научные достижения были опубликованы лишь через двадцать, а некоторые и через сорок лет. Стремление не только открыть, но и обстоятельно доказать истину всегда оставалось для Ньютона главным.

Труды великого ученого открыли перед современниками совершенно новую картину мира. Оказалось, что небесные тела, находящиеся на огромных расстояниях, связаны между собой силами тяготения в единую систему.

В ходе своих исследований Ньютон определил массу и плотность планет и Солнца и установил, что самые близкие к Солнцу планеты отличаются наибольшей плотностью.

Он также доказал, что Земля не идеальный шар: она «сплюснута» у полюсов и «вздута» у экватора, а приливы и отливы в Мировом океане объясняются действием притяжения Луны и Солнца.

Научные изыскания и открытия Исаака Ньютона

Для того чтобы перечислить все научные достижения Исаака Ньютона, нужен не один десяток страниц.

Он создал корпускулярную теорию света, предположив, что свет — это поток мельчайших частиц, открыл дисперсию света, интерференцию и дифракцию.

Им был построен первый зеркальный телескоп — прообраз тех гигантских телескопов, которые сегодня установлены в крупнейших обсерваториях мира.

Он открыл фундаментальный закон всемирного тяготения и главные законы классической механики, разработал теорию небесных тел, а его трехтомный труд «Математические начала натуральной философии» принес ученому всемирную славу.

Помимо всего прочего Ньютон оказался замечательным экономистом — когда его назначили директором британского Монетного двора, он в короткие сроки привел в порядок денежное обращение в стране и наладил выпуск новой монеты.

Работы ученого часто оставались непонятыми современниками, он подвергался ожесточенной критике коллег — математиков и астрономов, однако в 1705 г. королева Великобритании Анна возвела сына простого фермера в рыцарское достоинство. Впервые в истории звание рыцаря было присвоено за научные заслуги.

Легенда о яблоке и Ньютоне

История об открытии закона всемирного тяготения — когда размышления Ньютона были прерваны падением спелого яблока, из чего ученый сделал вывод о взаимном притяжении тел с различными массами, а затем математически описал эту зависимость знаменитой формулой, — просто легенда.

Однако англичане на протяжении целого столетия показывали приезжим «ту самую» яблоню, а когда дерево состарилось, его срубили и сделали из него скамью, которая сохраняется как исторический памятник.

vunderkind.info

Биография Исаака Ньютона

История исследования космоса > Биография астрономов > Исаак Ньютон 

Биография Исаака Ньютона  (1642-1727 гг.)


Краткая биография:

Имя: Исаак Ньютон

Дата рождения: 25 декабря 1642 г.

Дата смерти:20 марта 1726 г.

Образование: Кембриджский университет

Место рождения: Вулсторп, Линкольншир, Королевство Англия

Место смерти: Кенсингтон, Мидлсекс, Англия, Королевство Великобритания


Исаак Ньютон – английский астроном, физик, математик: биография с фото, идеи и классическая физика Ньютона, закон всемирного тяготения, три закона движения.

Сэр Исаак Ньютон был английским физиком и математиком из бедной фермерской семьи. Его краткая биография началась 25 декабря в 1642 году в Вулсторпе вблизи Грэнтэма в Линкольншире. Ньютон был бедным фермером и в конечном итоге его отослали в Тринити-колледж в Кембриджский университет для обучения в качестве проповедника. Обучаясь в Кембридже, Ньютон преследовал свои личные интересы и изучал философию и математику. Он получил степень бакалавра в 1665 году и позже был вынужден покинуть Кембридж, поскольку его закрыли из-за чумы. Он вернулся в 1667 году и был принят в братство. Исаак Ньютон получил степень магистра в 1668 году.

Ньютон считается одним из величайших ученых в истории. По ходу своей краткой биографии он сделал весомые вложения во многие отрасли современных наук. К сожалению, известная история Ньютона и яблока во многом основана на вымысле, нежели на реальных событиях. Его открытия и теории заложили фундамент для дальнейшего прогресса в науке с тех времен. Ньютон был одним из создателей математического раздела, который именовали как исчисление. Он также раскрыл загадку света и оптики, сформулировал три закона движения и с их помощью создал закон всемирного тяготения. Законы движения Ньютона являются одними из самых основополагающих природных законов в классической механике. В 1686 году Ньютон описал собственные открытия в его книге Principia Mathematica. Три закона движения Ньютона, в объединении, лежат в основе всех взаимодействий силы, материи и движения, помимо тех, которые включают релятивность и квантовые эффекты.

Первый закон движения Ньютона – это Закон Инерции. Если сказать кратко, он заключается в том, что объект в состоянии покоя имеет тенденцию оставаться в таком состоянии, пока на него не влияет внешняя сила.

Второй закон движения Ньютона гласит о том, что существует связь между несбалансированными силами, воздействующими на определенный объект. В результате, объект ускоряется. (Иными словами, сила равняется массе, умноженной на ускорение либо F = ma).

Третий закон движения Ньютона, также именуемый как принцип действия и реакции, описывает то, что абсолютно для каждого действия существует равноценная ему ответная реакция. После тяжелого нервного срыва в 1693 году, Ньютон отошел от собственных изучений для поиска поста губернатора в Лондоне. В 1696 году он стал ректором Королевского монетного двора. В 1708 году Ньютон был избран Королевой Анной. Он является первым ученым, настолько почтенным за свою работу. С этого момента он был известен как сэр Исаак Ньютон. Ученый посвятил большую часть своего времени теологии. Он написал большое количество пророчеств и предсказаний насчет предметов, которые были ему интересны. В 1703 году он был выбран на пост президента Королевского сообщества и был переизбран каждый год вплоть до своей смерти 20 марта 1727 года.


v-kosmose.com

Биография Исаака Ньютона

История исследования космоса > Биография астрономов > Исаак Ньютон 

Исаак Ньютон  (1642-1727 гг.)


Краткая биография:

Имя: Исаак Ньютон
Дата рождения: 25 декабря 1642 г.
Дата смерти:20 марта 1726 г.
Образование: Кембриджский университет
Место рождения: Вулсторп, Линкольншир, Королевство Англия
Место смерти: Кенсингтон, Мидлсекс, Англия, Королевство Великобритания


Сэр Исаак Ньютон был английским физиком и математиком из бедной фермерской семьи. Его краткая биография началась 25 декабря в 1642 году в Вулсторпе вблизи Грэнтэма в Линкольншире. Ньютон был бедным фермером и в конечном итоге его отослали в Тринити-колледж в Кембриджский университет для обучения в качестве проповедника. Обучаясь в Кембридже, Ньютон преследовал свои личные интересы и изучал философию и математику. Он получил степень бакалавра в 1665 году и позже был вынужден покинуть Кембридж, поскольку его закрыли из-за чумы. Он вернулся в 1667 году и был принят в братство. Исаак Ньютон получил степень магистра в 1668 году.

Ньютон считается одним из величайших ученых в истории. По ходу своей краткой биографии он сделал весомые вложения во многие отрасли современных наук. К сожалению, известная история Ньютона и яблока во многом основана на вымысле, нежели на реальных событиях. Его открытия и теории заложили фундамент для дальнейшего прогресса в науке с тех времен. Ньютон был одним из создателей математического раздела, который именовали как исчисление. Он также раскрыл загадку света и оптики, сформулировал три закона движения и с их помощью создал закон всемирного тяготения. Законы движения Ньютона являются одними из самых основополагающих природных законов в классической механике. В 1686 году Ньютон описал собственные открытия в его книге Principia Mathematica. Три закона движения Ньютона, в объединении, лежат в основе всех взаимодействий силы, материи и движения, помимо тех, которые включают релятивность и квантовые эффекты.

Первый закон движения Ньютона – это Закон Инерции. Если сказать кратко, он заключается в том, что объект в состоянии покоя имеет тенденцию оставаться в таком состоянии, пока на него не влияет внешняя сила.

Второй закон движения Ньютона гласит о том, что существует связь между несбалансированными силами, воздействующими на определенный объект. В результате, объект ускоряется. (Иными словами, сила равняется массе, умноженной на ускорение либо F = ma).

Третий закон движения Ньютона, также именуемый как принцип действия и реакции, описывает то, что абсолютно для каждого действия существует равноценная ему ответная реакция. После тяжелого нервного срыва в 1693 году, Ньютон отошел от собственных изучений для поиска поста губернатора в Лондоне. В 1696 году он стал ректором Королевского монетного двора. В 1708 году Ньютон был избран Королевой Анной. Он является первым ученым, настолько почтенным за свою работу. С этого момента он был известен как сэр Исаак Ньютон. Ученый посвятил большую часть своего времени теологии. Он написал большое количество пророчеств и предсказаний насчет предметов, которые были ему интересны. В 1703 году он был выбран на пост президента Королевского сообщества и был переизбран каждый год вплоть до своей смерти 20 марта 1727 года.

o-kosmose.net

Исаак Ньютон — биография и научные открытия, перевернувшие мир

Известный каждому школьнику великий английский ученый появился на свет 24 декабря 1642 года по старому стилю или 4 января 1643 года по ныне действующему григорианскому календарю. Исаак Ньютон, биография которого берет свое начало в местечке Вулсторп, графство Линкольншир, родился настолько слабым, что его долгое время не решались крестить. Однако мальчик выжил и, несмотря на слабое здоровье в детские годы, сумел дожить до преклонных лет.

Детство

Отец Исаака умер еще до его рождения. Мать, Анна Эйскоу, рано овдовев, вышла замуж еще раз, родив еще троих детей от нового мужа. Она мало уделяла внимания старшему сыну. Ньютон, биография которого в детские годы внешне вроде бы была благополучна, очень страдал от одиночества и отсутствия внимания со стороны матери.

О мальчике больше заботился его дядя, брат Анны Эйскоу. В детстве Исаак был замкнутым молчаливым ребенком, со склонностью мастерить разные технические поделки, такие, например, как ветряная мельница и солнечные часы.

Школьные годы

В 1955 году в возрасте 12-ти лет Исаак Ньютон был отдан в школу. Незадолго до этого умирает его отчим, и мать наследует его состояние, тут же переоформляя его на старшего сына. Школа находилась в Грэнтеме, и Ньютон жил у местного аптекаря Кларка. Во время учебы раскрылись его незаурядные способности, но мать через четыре года вернула 16-летнего юношу домой с целью возложить на него обязанности по управлению фермой.

Но сельское хозяйство – это было не его дело. Чтение книг, стихосложение, конструирование сложных механизмов – в этом был весь Ньютон. Биография его именно в этот момент определила свое направление в сторону науки. Школьный учитель Стокс, дядя Уильям и член Тринити-колледжа при Кембриджском университете Хэмфри Бабингтон объединенными усилиями добились продолжения обучения Исаака Ньютона.

Университеты

В Кембридже краткая биография Ньютона выглядит следующим образом:

  • 1661 год — поступление в Тринити-колледж при университете на бесплатное обучение в качестве студента-«сайзера».
  • 1664 год – успешная сдача экзаменов и перевод на следующую ступень обучения в качестве студента-«школяра», что дало ему право на получение стипендии и возможность продолжать обучение дальше.

В это же время Ньютон, биография которого зафиксировала творческий подъем и начало самостоятельной научной деятельности, знакомится с Исааком Барроу, новым преподавателем-математиком, оказавшим сильное влияние на увлечение ученого математикой.

В общей сложности Тринити-колледжу был отдан большой отрезок жизни (30 лет) великого физика и математика, но именно тут он совершил свои первые открытия (биномиальное разложение для произвольного рационального показателя и разложение функции в бесконечный ряд) и создал, опираясь на учения Галилея, Декарта и Кеплера, универсальную систему мира.

Годы великих достижений и славы

С началом эпидемии чумы в 1665 году занятия в колледже прекратились, и Ньютон уехал в свое поместье в Вулсторп, где и были совершенны самые существенные открытия – оптические эксперименты с цветами спектра, закон всемирного тяготения.

В 1667 году ученый возвращается в Тринити-колледж, где продолжает свои изыскания в области физики, математики, оптики. Созданный им телескоп вызвал восторженные отзывы в Королевском обществе.

В 1705 году Ньютон, фото которого сегодня можно найти в каждом учебнике, первым был удостоен звания рыцаря именно за научные достижения. Количество открытий в разных сферах науки очень велико. Монументальные труды по математике, основам механики, в области астрономии, оптики, физики перевернули представления ученых о мире.

fb.ru

Исаак Ньютон — это… Что такое Исаак Ньютон?

Сэр Исаа́к Нью́тон [1] (англ. Sir Isaac Newton, 25 декабря 1642 — 20 марта 1727 по юлианскому календарю, использовавшемуся в Англии в то время; или 4 января 1643 — 31 марта 1727 по григорианскому календарю) — великий английский физик, математик и астроном. Автор фундаментального труда «Математические начала натуральной философии» (лат. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), в котором он описал закон всемирного тяготения и так называемые Законы Ньютона, заложившие основы классической механики. Разработал дифференциальное и интегральное исчисление, теорию цветности и многие другие математические и физические теории.

Биография

Исаак Ньютон, сын мелкого, но зажиточного фермера, родился в деревне Вулсторп (графство Линкольншир), в год смерти Галилея и в канун гражданской войны. Отец Ньютона не дожил до рождения сына. Мальчик родился болезненным, до срока, но всё же выжил. Факт рождения под Рождество Ньютон считал особым знаком судьбы. Несмотря на тяжёлые роды, Ньютон прожил 84 года.

Тринити-колледж, часовая башня

Покровителем мальчика стал его дядя по матери, Вильям Эйскоу. В детстве Ньютон, по отзывам современников, был замкнут и обособлен, любил читать и мастерить технические игрушки: часы, мельницу и т. п. По окончании школы (1661) он поступил в Тринити-колледж (Колледж святой Троицы) Кембриджского университета. Уже тогда сложился его могучий характер — научная дотошность, стремление дойти до сути, нетерпимость к обману и угнетению, равнодушие к публичной славе.

Научной опорой и вдохновителями творчества Ньютона в наибольшей степени были физики: Галилей, Декарт и Кеплер. Ньютон завершил их труды, объединив в универсальную систему мира. Меньшее, но существенное влияние оказали другие математики и физики: Евклид, Ферма, Гюйгенс, Валлис и его непосредственный учитель Барроу.

Похоже на то, что значительную часть своих математических открытий Ньютон сделал ещё студентом, в «чумные годы» 1664—1666. В 23 года он уже свободно владел методами дифференциального и интегрального исчислений, включая разложение функций в ряды и то, что впоследствии было названо формулой Ньютона-Лейбница. Тогда же, по его утверждению [2], он открыл закон всемирного тяготения, точнее, убедился, что этот закон следует из третьего закона Кеплера. Кроме того, Ньютон в эти годы доказал, что белый цвет есть смесь цветов, вывел формулу «бинома Ньютона» для произвольного рационального показателя (включая отрицательные), и др.

Все эти эпохальные открытия были опубликованы на 20-40 лет позже, чем были сделаны. Ньютон не гнался за славой. Стремление открыть истину было у него главной целью.

1667: эпидемия чумы отступает, и Ньютон возвращается в Кембридж. Избран членом Тринити-колледжа, а в 1668 году становится магистром.

Исаак Барроу. Статуя в Тринити-колледже.

В 1669 году Ньютон избирается профессором математики, преемником Барроу. Барроу пересылает в Лондон сочинение Ньютона «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов», содержавшее сжатое изложение некоторых наиболее важных его открытий в анализе. «Анализ» получил некоторую известность в Англии и за её пределами. Ньютон готовит полный вариант этой работы, но найти издателя так и не удаётся. Она была опубликована лишь в 1711 году.

Продолжаются эксперименты по оптике и теории цвета. Ньютон исследует сферическую и хроматическую аберрации. Чтобы свести их к минимуму, он строит смешанный телескоп-рефлектор (линза и вогнутое сферическое зеркало, которое полирует сам). Всерьёз увлекается алхимией, проводит массу химических опытов.

1672: демонстрация рефлектора в Лондоне вызывает всеобщие восторженные отзывы. Ньютон становится знаменит и избирается членом Королевского общества (британской Академии наук). Позже усовершенствованные рефлекторы такой конструкции стали основными инструментами астрономов, с их помощью были открыты иные галактики, красное смещение и др.

Разгорается полемика по поводу природы света с Гуком, Гюйгенсом и другими. Ньютон даёт зарок на будущее: не ввязываться в научные споры. В письмах он жалуется, что поставлен перед выбором: либо не публиковать свои открытия, либо тратить всё время и все силы на отражение недружелюбной дилетантской критики. Судя по всему, он выбрал первый вариант.

1680: Ньютон получает письмо Гука с формулировкой закона всемирного тяготения, послужившее, по признанию первого, поводом его работ по определению планетных движений (правда, потом отложенных на некоторое время), составивших предмет «Начал». Впоследствии Ньютон по каким-то причинам, быть может, подозревая Гука в незаконном заимствовании каких-то более ранних результатов самого Ньютона, не желает признавать здесь никаких заслуг Гука, но потом соглашается это сделать, хотя и довольно неохотно и не полностью [3].

1684—1686: после долгих уговоров Ньютон соглашается опубликовать свои главные достижения. Работа над «Математическими началами натуральной философии» (весь трёхтомник издан в 1687 году). Приходят всемирная слава и ожесточённая критика картезианцев: закон всемирного тяготения вводит дальнодействие, несовместимое с принципами Декарта.

В 1689 году Ньютон был в первый раз избран в парламент от Кембриджского университета и заседал там немногим более года. Второе избрание состоялось в 1701—1702 годах.

1696: Королевским указом Ньютон назначен смотрителем Монетного двора (с 1699 года — директор). Он энергично проводит денежную реформу, восстанавливая доверие к основательно запущенной его предшественниками монетной системе Великобритании.

1699: начало открытого приоритетного спора с Лейбницем, в который были вовлечены даже царствующие особы. Эта нелепая распря двух гениев дорого обошлась науке — английская математическая школа вскоре увяла на целый век, а европейская — проигнорировала многие выдающиеся идеи Ньютона, переоткрыв их много позднее. На континенте Ньютона обвиняли в краже результатов Гука, Лейбница и астронома Флемстида, а также в ереси. Конфликт не погасила даже смерть Лейбница (1716).

В 1703 году Ньютон был избран президентом Королевского общества и управлял им до конца жизни — более двадцати лет.

Могила Ньютона в Вестминстерском аббатстве

1705: королева Анна возводит Ньютона в рыцарское достоинство. Отныне он сэр Исаак Ньютон. Впервые в английской истории звание рыцаря присвоено за научные заслуги.

Последние годы жизни Ньютон посвятил написанию «Хронологии древних царств», которой занимался около 40 лет, и подготовкой третьего издания «Начал».

В 1725 году здоровье Ньютона начало заметно ухудшаться (каменная болезнь), и он переселился в Кенсингтон неподалёку от Лондона, где и скончался ночью, во сне, 20 (31) марта 1727 года. Похоронен в Вестминстерском аббатстве.

Оценки

Надпись на могиле Ньютона гласит:

Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин, который почти божественным разумом первый доказал с факелом математики движение планет, пути комет и приливы океанов.
Он исследовал различие световых лучей и появляющиеся при этом различные свойства цветов, чего ранее никто не подозревал. Прилежный, мудрый и верный истолкователь природы, древности и Св. писания, он утверждал своей философией величие Всемогущего Бога, а нравом выражал евангельскую простоту.
Пусть смертные радуются, что существовало такое украшение рода человеческого.

Статуя Ньютона в Тринити-колледже

На статуе, воздвигнутой Ньютону в 1755 г. в Тринити-колледже, высечены стихи из Лукреция:

Qui genus humanum ingenio superavit (Разумом он превосходил род человеческий)

Сам Ньютон оценивал свои достижения более скромно:

Не знаю, как меня воспринимает мир, но сам себе я кажусь только мальчиком, играющим на морском берегу, который развлекается тем, что время от времени отыскивает камешек более пёстрый, чем другие, или красивую ракушку, в то время как великий океан истины расстилается передо мной неисследованным.

По словам А. Эйнштейна, «Ньютон был первым, кто попытался сформулировать элементарные законы, которые определяют временной ход широкого класса процессов в природе с высокой степенью полноты и точности» и «… оказал своими трудами глубокое и сильное влияние на всё мировоззрение в целом».

В честь Ньютона названы:

Научная деятельность

С работами Ньютона связана новая эпоха в физике и математике. В математике появляются мощные аналитические методы. В физике основным методом исследования природы становится построение адекватных математических моделей природных процессов и интенсивное исследование этих моделей с систематическим привлечением всей мощи нового математического аппарата. Последующие века доказали исключительную плодотворность такого подхода.

Математика

Первые математические открытия Ньютон сделал ещё в студенческие годы: классификация алгебраических кривых 3-го порядка (кривые 2-го порядка исследовал Ферма) и биномиальное разложение произвольной (не обязательно целой) степени, с которого начинается ньютоновская теория бесконечных рядов — нового и мощнейшего инструмента анализа. Разложение в ряд Ньютон считал основным и общим методом анализа функций, и в этом деле достиг вершин мастерства. Он использовал ряды для вычисления таблиц, решения уравнений (в том числе дифференциальных), исследования поведения функций. Ньютон сумел получить разложение для всех стандартных на тот момент функций.

Ньютон разработал дифференциальное и интегральное исчисление одновременно с Г. Лейбницем (немного раньше) и независимо от него.

До Ньютона действия с бесконечно малыми не были увязаны в единую теорию и носили характер разрозненных остроумных приёмов (см. Метод неделимых). Создание математического анализа сводит решение соответствующих задач, в значительной степени, до технического уровня. Появился комплекс понятий, операций и символов, ставший отправной базой дальнейшего развития математики. Следующий, XVIII век, стал веком бурного и чрезвычайно успешного развития аналитических методов.

По-видимому, Ньютон пришёл к идее анализа через разностные методы, которыми много и глубоко занимался. Правда, в своих «Началах» Ньютон почти не использовал бесконечно малых, придерживаясь античных (геометрических) приёмов доказательства, но в других трудах применял их свободно.

Отправной точкой для дифференциального и интегрального исчисления были работы Кавальери и особенно Ферма, который уже умел (для алгебраических кривых) проводить касательные, находить экстремумы, точки перегиба и кривизну кривой, вычислять площадь её сегмента. Из других предшественников сам Ньютон называл Валлиса, Барроу и шотландского учёного Джеймса Грегори. Понятия функции ещё не было, все кривые он трактовал кинематически как траектории движущейся точки.

Уже будучи студентом, Ньютон понял, что дифференцирование и интегрирование — взаимно обратные операции. Эта основная теорема анализа уже более или менее ясно вырисовывалась в работах Торричелли, Грегори и Барроу, однако лишь Ньютон понял, что на этой основе можно получить не только отдельные открытия, но мощное системное исчисление, подобное алгебре, с чёткими правилами и гигантскими возможностями.

Ньютон почти 30 лет не заботился о публикации своего варианта анализа, хотя в письмах (в частности, к Лейбницу) охотно делится многим из достигнутого. Тем временем вариант Лейбница широко и открыто распространяется по Европе с 1676 года. Лишь в 1693 году появляется первое изложение варианта Ньютона — в виде приложения к «Трактату по алгебре» Валлиса. Приходится признать, что терминология и символика Ньютона по сравнению с лейбницевской довольно неуклюжи: флюксия (производная), флюэнта (первообразная), момент величины (дифференциал) и т. п. Сохранились в математике только ньютоновское обозначение «o» для бесконечно малой dt (впрочем, эту букву в том же смысле использовал ранее Грегори), да ещё точка над буквой как символ производной по времени.

Достаточно полное изложение принципов анализа Ньютон опубликовал только в работе «О квадратуре кривых» (1704), приложении к его монографии «Оптика». Почти весь изложенный материал был готов ещё в 1670—1680-е годы, но лишь теперь Грегори и Галлей уговорили Ньютона издать работу, которая, с опозданием на 40 лет, стала первым печатным трудом Ньютона по анализу. Здесь у Ньютона появляются производные высших порядков, найдены значения интегралов разнообразных рациональных и иррациональных функций, приведены примеры решения дифференциальных уравнений 1-го порядка.

В 1707 году выходит книга «Универсальная арифметика». В ней приведены разнообразные численные методы. Ньютон всегда уделял большое внимание приближённому решению уравнений. Знаменитый метод Ньютона позволял находить корни уравнений с немыслимой ранее скоростью и точностью (опубликован в «Алгебре» Валлиса, 1685). Современный вид итерационному методу Ньютона придал Джозеф Рафсон (1690).

В 1711 году наконец напечатан, спустя 40 лет, «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов». В этом труде Ньютон с одинаковой лёгкостью исследует как алгебраические, так и «механические» кривые (циклоиду, квадратрису). Появляются частные производные, но почему-то нет правила дифференцирования дроби и сложной функции, хотя Ньютону они были известны; впрочем, Лейбниц на тот момент их уже опубликовал.

В этом же году выходит «Метод разностей», где Ньютон предложил интерполяционную формулу для проведении через (n + 1) данные точки с равноотстоящими или неравноотстоящими абсциссами многочлена n-го порядка. Это разностный аналог формулы Тейлора.

В 1736 году посмертно издаётся итоговый труд «Метод флюксий и бесконечных рядов», существенно продвинутый по сравнению с «Анализом с помощью уравнений». Приводятся многочисленные примеры отыскания экстремумов, касательных и нормалей, вычисления радиусов и центров кривизны в декартовых и полярных координатах, отыскания точек перегиба и т. п. В этом же сочинении произведены квадратуры и спрямления разнообразных кривых.

Надо отметить, что Ньютон не только достаточно полно разработал анализ, но и сделал попытку строго обосновать его принципы. Если Лейбниц склонялся к идее актуальных бесконечно малых, то Ньютон предложил (в «Началах») общую теорию предельных переходов, которую несколько витиевато назвал «метод первых и последних отношений». Используется именно современный термин «предел» (limes), хотя внятное описание сущности этого термина отсутствует, подразумевая интуитивное понимание.

Теория пределов изложена в 11 леммах книги I «Начал»; одна лемма есть также в книге II. Арифметика пределов отсутствует, нет доказательства единственности предела, не выявлена его связь с бесконечно малыми. Однако Ньютон справедливо указывает на бо́льшую строгость такого подхода по сравнению с «грубым» методом неделимых.

Тем не менее в книге II, введя моменты (дифференциалы), Ньютон вновь запутывает дело, фактически рассматривая их как актуальные бесконечно малые.

Примечательно, что теорией чисел Ньютон совершенно не интересовался. По всей видимости, физика ему была гораздо ближе математики.

Механика

Страница «Начал» Ньютона с аксиомами механики

Заслугой Ньютона является решение двух фундаментальных задач.

  • Создание для механики аксиоматической основы, которая фактически перевела эту науку в разряд строгих математических теорий.
  • Создание динамики, связывающей поведение тела с характеристиками внешних воздействий на него (сил).

Кроме того, Ньютон окончательно похоронил укоренившееся с античных времён представление, что законы движения земных и небесных тел совершенно различны. В его модели мира вся Вселенная подчинена единым законам.

Аксиоматика Ньютона состояла из трёх законов, которые сам он сформулировал в следующем виде.

  1. Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.
  2. Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.
  3. Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.

Первый закон (закон инерции), в менее чёткой форме, опубликовал ещё Галилей. Надо отметить, что Галилей допускал свободное движение не только по прямой, но и по окружности (видимо, из астрономических соображений). Галилей также сформулировал важнейший принцип относительности, который Ньютон не включил в свою аксиоматику, потому что для механических процессов этот принцип является прямым следствием уравнений динамики. Кроме того, Ньютон считал пространство и время абсолютными понятиями, едиными для всей Вселенной, и явно указал на это в своих «Началах».

Ньютон также дал строгие определения таких физических понятий, как количество движения (не вполне ясно использованное у Декарта) и сила. Он ввёл в физику понятие массы как меры инерции и, одновременно, гравитационных свойств (ранее физики пользовались понятием вес).

Завершили математизацию механики Эйлер и Лагранж.

Теория тяготения

Закон тяготения Ньютона

Сама идея всеобщей силы тяготения неоднократно высказывалась и до Ньютона. Ранее о ней размышляли Эпикур, Гассенди, Кеплер, Борелли, Декарт, Гюйгенс и другие. Кеплер полагал, что тяготение обратно пропорционально расстоянию до Солнца и распространяется только в плоскости эклиптики; Декарт считал его результатом вихрей в эфире. Были, впрочем, догадки с правильной формулой (Буллиальд, Рен, Гук), и даже кинематически обоснованные (с помощью соотнесения формулы центробежной силы Гюйгенса и третьего закона Кеплера для круговых орбит). [4]. Но до Ньютона никто не сумел ясно и математически доказательно связать закон тяготения (силу, обратно пропорциональную квадрату расстояния) и законы движения планет (законы Кеплера). Только с трудов Ньютона начинается наука динамика.

Важно отметить, что Ньютон опубликовал не просто предполагаемую формулу закона всемирного тяготения, но фактически предложил целостную математическую модель в контексте хорошо разработанного, полного, явно сформулированного и систематически изложенного подхода к механике:

В совокупности эта триада достаточна для полного исследования самых сложных движений небесных тел, тем самым создавая основы небесной механики. До Эйнштейна никаких принципиальных поправок к указанной модели не понадобилось, хотя математический аппарат оказалось необходимым значительно развить.

Ньютоновская теория тяготения вызвала многолетние дебаты и критику концепции дальнодействия.

Важным аргументом в пользу ньютоновской модели послужил строгий вывод на её основе эмпирических законов Кеплера. Следующим шагом стала теория движения комет и Луны, изложенная в «Началах». Позже с помощью ньютоновского тяготения были с высокой точностью объяснены все наблюдаемые движения небесных тел; в этом большая заслуга Эйлера, Клеро и Лапласа, которые разработали для этого теорию возмущений. Фундамент этой теории был заложен ещё Ньютоном, который провёл анализ движения Луны, используя свой обычный метод разложения в ряд; на этом пути он открыл причины известных тогда аномалий (неравенств) в движении Луны.

Первые наблюдаемые поправки к теории Ньютона в астрономии (объяснённые ОТО) были обнаружены лишь более чем через 200 лет (смещение перигелия Меркурия). Впрочем, и они очень малы в пределах Солнечной системы.

Ньютон также открыл причину приливов: притяжение Луны (даже Галилей считал приливы центробежным эффектом). Более того, обработав многолетние данные о высоте приливов, он с хорошей точностью вычислил массу Луны.

Ещё одним следствием тяготения оказалась прецессия земной оси. Ньютон выяснил, что из-за сплюснутости Земли у полюсов земная ось совершает под действием притяжения Луны и Солнца постоянное медленное смещение с периодом 26000 лет. Тем самым древняя проблема «предварения равноденствий» (впервые отмеченная Гиппархом) нашла научное объяснение.

Оптика и теория света

Ньютону принадлежат фундаментальные открытия в оптике. Он построил первый зеркальный телескоп (рефлектор), в котором, в отличие от чисто линзовых телескопов, отсутствовала хроматическая аберрация. Он также открыл дисперсию света, показал, что белый свет раскладывается на цвета радуги вследствие различного преломления лучей разных цветов при прохождении через призму, и заложил основы правильной теории цветов.

В этот период было множество спекулятивных теорий света и цветности; в основном боролись точка зрения Аристотеля («разные цвета есть смешение света и тьмы в разных пропорциях») и Декарта («разные цвета создаются при вращении световых частиц с разной скоростью»). Гук в своей «Микрографии» (1665) предлагал вариант аристотелевских взглядов. Многие полагали, что цвет есть атрибут не света, а освещённого предмета. Всеобщий разлад усугубил каскад открытий XVII века: дифракция (1665, Гримальди), интерференция (1665, Гук), двойное лучепреломление (1670, Эразм Бартолин (Rasmus Bartholin), изучено Гюйгенсом), оценка скорости света (1675, Рёмер). Теории света, совместимой со всеми этими фактами, не существовало.

Дисперсия света
(опыт Ньютона)

В своём выступлении перед Королевским обществом Ньютон опроверг как Аристотеля, так и Декарта, и убедительно доказал, что белый свет не первичен, а состоит из цветных компонентов с разными углами преломления. Эти-то составляющие и первичны — никакими ухищрениями Ньютон не смог изменить их цвет. Тем самым субъективное ощущение цвета получало прочную объективную базу — показатель преломления.

Ньютон создал математическую теорию открытых Гуком интерференционных колец, которые с тех пор получили название «кольца Ньютона».

Титульный лист «Оптики» Ньютона

В 1689 г. Ньютон прекратил исследования в области оптики — по распространённой легенде, поклялся ничего не печатать в этой области при жизни Гука, который постоянно донимал Ньютона болезненно воспринимаемой последним критикой. Во всяком случае, в 1704 году, на следующий год после смерти Гука, выходит в свет монография «Оптика». При жизни автора «Оптика», как и «Начала», выдержала три издания и множество переводов.

Книга первая монографии содержала принципы геометрической оптики, учение о дисперсии света и составе белого цвета с различными приложениями.

Книга вторая: интерференция света в тонких пластинках.

Книга третья: дифракция и поляризация света. Поляризацию при двойном лучепреломлении Ньютон объяснил ближе к истине, чем Гюйгенс (сторонник волновой природы света), хотя объяснение самого явления неудачное, в духе эмиссионной теории света.

Ньютона часто считают сторонником корпускулярной теории света; на самом деле он, по своему обыкновению, «гипотез не измышлял»[5] и охотно допускал, что свет может быть связан и с волнами в эфире. В своей монографии Ньютон детально описывал математическую модель световых явлений, оставляя в стороне вопрос о физическом носителе света.

Другие работы по физике

Ньютону принадлежит первый вывод скорости звука в газе, основанный на законе Бойля-Мариотта.

Он предсказал сплюснутость Земли у полюсов, примерно 1:230. При этом Ньютон использовал для описания Земли модель однородной жидкости, применил закон всемирного тяготения и учёл центробежную силу. Одновременно аналогичные расчёты выполнил Гюйгенс, который не верил в дальнодействующую силу тяготения[6] и подошёл к проблеме чисто кинематически. Соответственно Гюйгенс предсказал более чем вдвое меньшее сжатие, чем Ньютон, 1:576. Более того, Кассини и другие картезианцы доказывали, что Земля не сжата, а выпукла у полюсов наподобие лимона. Впоследствии, хотя и не сразу (первые измерения были неточны), прямые измерения (Клеро, 1743) подтвердили правоту Ньютона; реальное сжатие равно 1:298. Причина отличия этого значения от предложенного Ньютоном в сторону Гюйгенсовского состоит в том, что модель однородной жидкости всё же не вполне точна (плотность заметно возрастает с глубиной). Более точная теория, явно учитывающая зависимость плотности от глубины, была разработана только в XIX веке.

Другие сферы деятельности

Уточнённая хронология древних царств

Параллельно с изысканиями, закладывавшими фундамент нынешней научной (физической и математической) традиции, Ньютон много времени отдавал алхимии, а также богословию. Никаких трудов по алхимии он не издавал, и единственным известным результатом этого многолетнего увлечения стало серьёзное отравление Ньютона в 1691 году.

Парадоксально, что Ньютон, много лет трудившийся в Колледже святой Троицы, сам, видимо, в Троицу не верил. Исследователи его богословских работ, такие как Л. Мор, считают, что религиозные взгляды Ньютона были близки к арианству[7]. См. статью Ньютона «Историческое прослеживание двух заметных искажений Священного Писания».

Ньютон предложил свой вариант библейской хронологии, оставив после себя значительное количество рукописей по данным вопросам. Кроме того, он написал комментарий на Апокалипсис. Теологические рукописи Ньютона ныне хранятся в Иерусалиме, в Национальной Библиотеке.

Примечания

  1. Исторически ударение в фамилии Ньютона чаще делалось на втором слоге, хотя ударение на первом ближе к английскому оригиналу. Современные словари и руководства не имеют единого мнения по этому поводу. Словарь Русское словесное ударение М. В. Зарва (2001) требует ударения на первом слоге, Справочник по правописанию, произношению, литературному редактированию Розенталя (1998) допускает вариативное ударение, но уточняет: «традиционно — Ньюто́н». Орфографический словарь В. В. Лопатина тоже допускает вариативность.
  2. «В бумагах, написанных более 15 лет тому назад (точно привести дату я не могу, но во всяком случае это было перед началом моей переписки с Ольденбургом), я выразил обратную квадратичную пропорциональность тяготения планет к Солнцу в зависимости от расстояния и вычислил правильное отношение земной тяжести и conatus recedendi (стремление) Луны к центру Земли, хотя и не совсем точно» (Из письме к Галлею, 1686 год).
    С. И. Вавилов. Исаак Ньютон. 2-е дополненное издание. М.-Л.: Изд. АН СССР, 1945 г., глава 9.
  3. «Если связать в одно все предположения и мысли Гука о движении планет и тяготении, высказанные им в течение почти 20 лет, то мы встретим почти все главные выводы «Начал» Ньютона, только высказанные в неуверенной и мало доказательной форме. Не решая задачи, Гук нашел ее ответ. Вместе с тем перед нами вовсе не случайно брошенная мысль, но несомненно плод долголетней работы. У Гука была гениальная догадка физика-экспериментатора, прозревающего в лабиринте фактов истинные соотношения и законы «природы. С подобной редкостной интуицией экспериментатора мы встречаемся в истории науки еще у Фарадея, но Гук и Фарадей не были математиками. Их дело было довершено Ньютоном и Максвеллом. Бесцельная борьба с Ньютоном за приоритет набросила тень на славное имя Гука, но истории пора, спустя почти три века, отдать должное каждому. Гук не мог идти прямой, безукоризненной дорогой „Математических начал“ Ньютона, но своими окольными тропинками, следов которых нам теперь уже не найти, он пришел туда же.»
    (С. И. Вавилов. Исаак Ньютон. 2-е дополненное издание. М.-Л.: Изд. АН СССР, 1945 г., глава 9).
    Возможно, это суждение Вавилова недостаточно справедливо к Гуку, так как упомянутое письмо Гука Ньютону содержит не только «догадку», но и вполне обоснованный вывод закона тяготения из третьего закона Кеплера, произведенный для случая круговых орбит.
  4. Вот, например, отрывок из письма Гука 6 января 1680 года Ньютону: «Я предполагаю, что притяжение обратно пропорционально квадрату расстояния до центра, соответственно предположению Кеплера о зависимости скорости от расстояния.» (цитируется по В. И. Арнольд, «Гюйгенс и Барроу, Ньютон и Гук», Указ. соч., с. 16)
  5. «Гипотез не измышляю»
  6. См. предисловие к книге: Тодхантер И. История математических теорий притяжения и фигуры Земли от Ньютона до Лапласа. М.: 2002.
  7. С. И. Вавилов. Исаак Ньютон. 2-е дополненное издание. М.-Л.: Изд. АН СССР, 1945 г., глава 15.

Основные опубликованные сочинения Ньютона

  • Method of Fluxions (1671, «Метод флюксий», опубликован посмертно, в 1736 году)
  • De Motu Corporum in Gyrum (1684)
  • Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687, «Математические начала натуральной философии»)
  • Opticks (1704, «Оптика»)
  • Arithmetica Universalis (1707, «Универсальная арифметика»)
  • Short Chronicle, The System of the World, Optical Lectures, The Chronology of Ancient Kingdoms, Amended и De mundi systemate опубликованы посмертно в 1728 году.
  • An Historical Account of Two Notable Corruptions of Scripture (1754)

Литература

Сочинения

  • Ньютон И. Математические работы. Пер. и комм. Д. Д. Мордухай-Болтовского. М.-Л.: ОНТИ, 1937.
  • Ньютон И. Всеобщая арифметика или Книга об арифметическом синтезе и анализе. М.: Изд. АН СССР, 1948.
  • Ньютон И. Математические начала натуральной философии. Пер. и прим. А. Н. Крылова. М.: Наука, 1989.
  • Ньютон И. Лекции по оптике. М.: Изд. АН СССР, 1946.
  • Ньютон И. Оптика или трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и цветах света. М.: Гостехиздат, 1954.
  • Ньютон И. Замечания на книгу пророка Даниила и Апокалипсис св. Иоанна. Пг.: Новое время, 1915.
  • Ньютон И. Исправленная хронология древних царств. М.: РИМИС, 2007.

О нём

  • Арнольд В. И. Гюйгенс и Барроу, Ньютон и Гук.. М.: Наука, 1989.
  • Белл Э. Т. Творцы математики. М.: Просвещение, 1979.
  • Вавилов С. И. Исаак Ньютон. 2-е доп. изд. М.-Л.: Изд. АН СССР, 1945.
  • История математики под редакцией А. П. Юшкевича в трёх томах, М.: Наука, 1970. Том 2. Математика XVII столетия.
  • Карцев В. Ньютон. М.: Молодая гвардия, 1987.
  • Катасонов В. Н. Метафизическая математика XVII в. М.: Наука, 1993.
  • Кирсанов В. С. Научная революция XVII века. М.: Наука, 1987.
  • Кузнецов Б. Г. Ньютон. М.: Мысль, 1982.
  • Московский университет — памяти Исаака Ньютона. М., 1946.
  • Спасский Б. И. История физики. Изд. 2-е. М.: Высшая школа, 1977. Часть 1. Часть 2.
  • Хеллман Х. Великие противостояния в науке. Десять самых захватывающих диспутов. M.: Диалектика, 2007. — Глава 3. Ньютон против Лейбница: Битва титанов.
  • Юшкевич А. П. О математических рукописях Ньютона. Историко-математические исследования, 22, 1977, с. 127—192.
  • Юшкевич А. П. Концепции исчисления бесконечно малых Ньютона и Лейбница. Историко-математические исследования, 23, 1978, с. 11-31.
  • Arthur R. T. W. Newton’s fluxions and equably flowing time. Studies in history and philosophy of science, 26, 1995, p. 323—351.
  • Bertoloni M. D. Equivalence and priority: Newton versus Leibniz. Oxford: Clarendon Press, 1993.
  • Cohen I. B. Newton’s principles of philosophy: inquires into Newton’s scientific work and its general environment. Cambridge (Mass) UP, 1956.
  • Cohen I. B. Introduction to Newton’s «Principia». Cambridge (Mass) UP, 1971.
  • Lai T. Did Newton renounce infinitesimals? Historia Mathematica, 2, 1975, p. 127—136.
  • Selles M. A. Infinitesimals in the foundations of Newton’s mechanics. Historia Mathematica, 33, 2006, p. 210—223.
  • Weinstock R. Newton’s Principia and inverse-square orbits: the flaw reexamined. Historia Mathematica, 19, 1992, p. 60-70.
  • Westfall R. S. Never at rest: A biog. of Isaac Newton. Cambridge UP, 1981.
  • Whiteside D. T. Patterns of mathematical thought in the later seventeenth century. Archive for History of Exact Sciences, 1, 1963, p. 179—388.
  • White M. Isaac Newton: The last sorcerer. Perseus, 1999, 928 с.

Художественные произведения

Ссылки

См. также

Wikimedia Foundation.
2010.

dal.academic.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о