От Архимеда до Хокинга: Исаак Ньютон

Владимирская областная научная библиотека приглашает читателей в виртуальные путешествия в проекте «От Архимеда до Хокинга» с выдающимися учеными, изобретателями, общественными деятелями, чьи имена прописаны на страницах мировой истории.

Исаак НьютонСэр Исаак Ньютон (25 декабря 1642 года — 20 марта 1727 года по юлианскому календарю, действовавшему в Англии до 1752 года; или 4 января 1643 года — 31 марта 1727 года по григорианскому календарю) — английский физик, математик, механик и астроном, один из создателей классической физики и математического анализа. 

Ньютон родился в Вулсторпе, деревне в английском графстве Линкольншир. Существует некоторая путаница в отношении даты его рождения, потому что на момент его рождения Англия следовала старому юлианскому календарю и еще не приняла современный григорианский календарь. Согласно юлианскому календарю Ньютон родился в Рождество в 1642 году, а дата его рождения по современному календарю будет 4 января 1643 года. Часто говорят, что Ньютон родился в год смерти Галилея, человека, чьи работы заложили основу для некоторых теорий Ньютона. Это, однако, неверно, так как по юлианскому календарю Галилей умер в 1641 году, а Ньютон родился в 1642 году, тогда как по григорианскому календарю Галилей умер в 1642 году, а Ньютон родился в 1643 году.

В 1661 году Ньютон был принят в Тринити-колледж в Кембридже, один из лучших высших учебных заведений Англии. После того, как он получил степень бакалавра в 1665 году, Тринити-колледж был закрыт на два года из-за Великой чумы в Лондоне. В течение этого времени Ньютон занимался частным образом в своем доме в Вулсторпе, и, по его словам, он был в «лучшем возрасте для изобретений». Фактически, 1666 год был для него чудесным годом, и его достижения в нём включали развитие его теории исчисления, новаторские работы в оптике и понятие гравитации как универсальной силы. Ему было всего 25 лет.

Дерево, с которого по легенде упало яблоко на голову Ньютона

Дерево, с которого по легенде упало яблоко на голову Ньютона

В 1666 году произошел инцидент с яблоком. На ферме своей матери Ньютон увидел, как яблоко упало с дерева, и начал задаваться вопросом, была ли луна в руках той же силы, что и яблоко. Это вдохновило его сформулировать свою теорию гравитации. Хотя было сказано, что история с яблоком — это миф, сам Ньютон часто рассказывал эту историю, и его знакомые подтверждают этот инцидент, хотя это и не карикатурная версия о том, что яблоко действительно ударило Ньютона по голове.

5 июля 1687 года была опубликована работа Ньютона «Математические основы естественной философии» или «Принципы», в которых впервые были изложены три закона движения, инерция и реакция-действие. Они описывают отношения между телом и силами, действующими на него, и его движение в ответ на эти силы. Законы Ньютона были подтверждены экспериментами и наблюдениями в течение более 200 лет, и они все еще остаются актуальны в масштабах и скоростях повседневной жизни. Законы положили начало классической механике, также широко известной как ньютоновская механика. Классическая механика описывает движение тел под воздействием системы сил и, начиная с Ньютона, остается основной областью изучения в математике, а также физике.

В «Принципах» Ньютон сформулировал свой закон всемирного тяготения, который гласит, что любые два тела во вселенной притягивают друг друга с силой, которая прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Помимо прочего, революционный закон помог объяснить такие явления, как приливы и траектории комет. Позднее универсальный закон гравитации Ньютона был заменен теорией общей относительности Эйнштейна, но он продолжает использоваться в качестве превосходного приближения к эффектам гравитации в большинстве приложений.

Кроме того, в своей работе с помощью теории исчисления, законов движения и всеобщей гравитации, Ньютон дал новое революционное математическое описание Вселенной. Помимо всего прочего, он объединил свои законы, чтобы объяснить законы движения Кеплера. Таким образом, Ньютон снял последние сомнения в справедливости гелиоцентрической модели в Солнечной системе. Работа «Принципы» сыграла важную роль в организации промышленной революции, вскоре последовавшей и все еще полезна в нерелятивистских технологиях современного мира. Она считается не только самой важной работой Ньютона, но и фундаментальной работой для всей современной науки.

Исааку Ньютону приписывают открытие обобщенной теоремы о биномах, действительной для любого рационального показателя, в 1665 году. Она еще широко используется в математике. Помимо теоремы о биноме, вклад Ньютона в математику включает в себя обнаружение тождеств Ньютона, которые находят применение во многих областях математики, включая теорию Галуа, теорию инвариантов, теорию групп и комбинаторику. Метод Ньютона, который можно использовать для нахождения минимума или максимума функции, быстро находит обратную величину числа и решает трансцендентные уравнения и вносит существенный вклад в изучение степенных рядов и теории конечных разностей.

В 1665 году Ньютон начал разрабатывать математическую теорию, которая впоследствии стала исчислением, математическим исследованием изменений. Исчисление впервые предоставило математикам мощную форму анализа, позволяющую находить наклоны кривых и области под кривыми. Сегодня оно широко используется в науке, технике и экономике и может решить многие проблемы, которые не может решить одна только алгебра. Несмотря на то, что между Ньютоном и немецким математиком Готфридом Лейбницем существовал долгий научный спор о том, кто изобрел исчисление, современные историки полагают, что оба они изобрели его независимо.

Телескоп Ньютона

Телескоп Ньютона

В 1668 году Исаак Ньютон изобрёл первый успешный отражающий телескоп, теперь известный как ньютоновский телескоп. Телескоп тех времен был большим и громоздким инструментом. Телескоп Ньютона, в котором вместо линз использовались зеркала, был более мощным инструментом и в десять раз меньше традиционных телескопов. Простая конструкция ньютоновского телескопа сделала его довольно популярным среди астрономов-любителей.

В конце 1660-х и начале 1670-х годов Исаак Ньютон определил, что белый свет представляет собой смесь цветов, которые можно разделить на составные части призмой. Он также показал, что разноцветный спектр, создаваемый призмой, может быть преобразован в белый свет с помощью линзы и второй призмы. Таким образом, Ньютон смог противостоять тогдашнему убеждению, что свет прост и однороден; и доказать, что это сложно и неоднородно. С тех пор неоднородность света была основой физической оптики.

Из призменных экспериментов Ньютон разработал свою Теорию цвета, которая считается его самым важным вкладом в оптику. Его теория цвета утверждала, что цвет – это результат взаимодействия объектов с уже окрашенным светом, а не сами цвета. Отдельные лучи света возбуждают ощущение цвета, когда они попадают на сетчатку глаза. Следовательно, только после изучения оптики Ньютоном свет был определен как источник цветового ощущения.

Другие вклады Исаака Ньютона в науку включают в себя то, что он был первым, кто проанализировал явление, известное как кольца Ньютона, в котором интерференционная картина создается отражением света между сферической поверхностью и смежной плоской поверхностью; сформулировал закон охлаждения Ньютона, который гласит, что скорость потери тепла телом пропорциональна разнице температур между телом и окружающей средой; ввел понятия ньютоновской жидкости, вязкость которой постоянна для разных скоростей сдвига и не изменяется со временем; выполнил первое аналитическое определение скорости звука в воздухе и правильно сделал вывод, что Земля должна иметь форму сплющенного сфероида.

В 1696 году Ньютон занял должность надзирателя в Королевском монетном дворе, орган, который производил и чеканил монеты в Соединенном Королевстве. В 1699 году он стал Мастером монетного двора, высшим офицером Королевского монетного двора. Ньютон серьезно отнёсся к своему положению и в 1701 году ушел в отставку со своих обязанностей в Кембридже. Он использовал свои полномочия для наказания фальшивомонетчиков, и в 1717 году в «Законе королевы Анны» он перевёл фунт стерлингов с серебряного стандарта на золотой стандарт. В 1705 году Ньютон был посвящен в рыцари королевой Анной. Его рыцарство было более мотивировано политическими соображениями, связанными с парламентскими выборами в мае 1705 года, а не его вкладом в науку или в Королевский монетный двор. Сэр Исаак Ньютон был вторым ученым, посвященным в рыцари, после сэра Фрэнсиса Бэкона.

20 марта 1727 года, сэр Исаак Ньютон умер во сне в Лондоне. Он был похоронен в Вестминстерском аббатстве. Достижения Ньютона заставили английского поэта Александра Поупа написать знаменитую эпитафию: «законы природы скрывались ночью; Бог сказал: «Пусть будет Ньютон» и все было светло».

Дом-музей Исаака Ньютона.

Усадьба ВулсторпУсадьба Вулсторп (англ. Woolsthorpe Manor) — достопримечательность XVII века, расположенная в графстве Линкольншир, Великобритания. Знаменита как место рождения сэра Исаака Ньютона. В то время это было поместье преуспевающего йомена, отца Исаака, которого также звали Исаак Ньютон.

В настоящее время поместье принадлежит Национальному фонду Великобритании и открыто для посещений круглый год. Оно было отреставрировано с целью максимально приблизить его вид к временам Исаака Ньютона, чтобы показать быт богатого йомена того времени.

На территории поместья открыты небольшие лаборатории, где посетители могут поучаствовать в проведении разнообразных физических опытов.

Книги Исаака Ньютона в фондах библиотеки

Книги про Исаака Ньютона в фондах библиотеки

Подробнее о проекте От Архимеда до Хокинга

Материал подготовлен отделом производственной литературы

г. Владимир, ул. Дзержинского, д. 3
E-mail: otl@lib33.ru

Тел. (4922) 32-32-02 (доб. 260)