Który angielski naukowiec odkrył prawo fizyki. Historia Newtona

Izaaka Newtona - utalentowany angielski fizyk, słynny matematyk, słynny astronom i geniusz mechaniki, jeden z legendarnych twórców podstaw fizyki klasycznej, członek honorowy, a następnie prezes Royal Society of London.

Biografia

Dzieciństwo

Ojciec - Isaac Newton, zamożny rolnik, który zmarł przed narodzinami syna. Matka - Anna Ayskou, po śmierci męża ponownie wyszła za mąż i porzuciła wychowanie syna. Przyszły naukowiec urodził się tak bolesny, że jego krewni wierzyli, że nie przeżyje, ale Izaak dożył sędziwego wieku. Anna miała jeszcze troje dzieci, ale z drugiego małżeństwa. Izaakiem zajmował się wyłącznie jej brat, William Ayscough.

Edukacja

Podczas nauki w szkole w Grantham Newton odkrył niezwykłe zdolności, które zostały zauważone przez nauczycieli. Jego matka zabrała go ze szkoły, próbując zrobić z niego rolnika, ale jej próby były daremne. Pod naciskiem brata i nauczycieli Anna pozwoliła Izaakowi skończyć szkołę. Następnie pomyślnie wstąpił do Trinity College na Uniwersytecie Cambridge.

ścieżka życia

Na studiach Newton próbuje rozwiązać problem punkt naukowy widzenie tych zjawisk w otaczającym świecie, które nie zostały wyjaśnione. Poważnie interesuje się matematyką i już w wieku 21 lat wyprowadza rozwinięcie dwumianowe dowolnego wymiernego wskaźnika i otrzymuje tytuł licencjata.

W 1665 roku w Anglii zostaje ogłoszona zaraza. Kwarantanna trwała dwa lata, a Newton po ukończeniu studiów całkowicie poświęcił się nauce. W tych latach odkryto słynne prawo powszechnego ciążenia, z którym wiąże się legenda o jabłku, które spadło na głowę fizyka. Kiedy zaraza ustąpiła, Izaak wrócił do Cambridge, gdzie uzyskał tytuł magistra. Kontynuując swoje badania matematyczne, zostaje profesorem matematyki na uczelni. W tych latach studiował optykę i stworzył teleskop zwierciadlany, który zyskał dużą popularność, gdyż pozwalał obliczyć więcej dokładny czas na ciałach niebieskich i pomagał żeglarzom w nawigacji. To właśnie ten wynalazek stał się dla Newtona przepustką do Towarzystwa Królewskiego, którego został wybrany honorowym członkiem.

Newton korespondował z Leibnizem, spierając się z wielkimi umysłami tamtych czasów o naturę światła. W 1677 roku w domu Newtona wybuchł pożar, który zniszczył część prac naukowych fizyka. W 1679 r. po chorobie zmarła matka uczonego.

Newton mógł podsumować swoje badania naukowe w książce „Mathematical Principles of Natural Philosophy”, w której wyjaśnił podstawowe pojęcia mechaniki, wprowadził nowe wielkości fizyczne (masa, pęd, siła zewnętrzna), sformułował prawa mechaniki, narysował wniosek z prawa grawitacji dla praw Keplera, opisał orbity paraboliczne i hiperboliczne ciał niebieskich oraz wyraził swoje poglądy na temat układu heliocentrycznego Kopernika.

Brał w nich udział Izaak Newton życie publiczne Anglia: w 1689 został wybrany do parlamentu. Początek lat 90. to ciężka choroba, ogólne przepracowanie i przerwa w działalności naukowej.

W 1696 został dozorcą Mennicy w Londynie, a od 1699 jego kierownikiem. Na tym stanowisku Newton zrobił wiele pożytecznych rzeczy dla państwa: zainicjował reformę monetarną i aktywnie walczył z fałszerzami.

W 1703 roku Newton został prezesem Towarzystwa Królewskiego, już wówczas uznanym i szanowanym naukowcem. Wydaje „Optykę”, zostaje rycerzem, kontynuuje badania naukowe. Na krótko przed śmiercią staje się uczestnikiem oszustwa pieniężnego i traci większość swojej fortuny.

Życie osobiste

Newton nie pozostawił potomków, ponieważ nigdy się nie ożenił: wszyscy jego czas wolny poświęcił się nauce, a jego zwyczajny, szary wygląd sprawiał, że nie rzucał się w oczy kobietom. Biografowie wspominają tylko o jednej sympatii, która przebłysła w młodości Newtona: podczas studiów w Grantham był zakochany w pannie Storey, swojej rówieśniczce, z którą utrzymywał serdeczność, przyjazne stosunki do końca swoich dni.

Śmierć

Newton spędził ostatnie lata życia w Kensington, gdzie zmarł we śnie 31 marca 1727 roku. Naukowiec został pochowany w Opactwie Westminsterskim.

Główne osiągnięcia Newtona

Newton jest twórcą mechaniki, ważnej gałęzi fizyki.
Jest właścicielem trzech praw, nazwanych jego imieniem.
Odkrył prawo grawitacji.
Rozłożone światło słoneczne na widmo iz powrotem.
Został autorem popularnej korpuskularnej teorii światła.
Odkrył „pierścienie Newtona” badając interferencję światła.
W matematyce Newton stał się twórcą rachunku całkowego.
Autor dwumianu, który również nosi jego imię.
Zbudował teleskop lustrzany.
Wyjaśnił z naukowego punktu widzenia ruch Księżyca wokół Ziemi i planet wokół Słońca.

Ważne daty w biografii Newtona

1643 - narodziny
1655-1661 - nauczanie w Grantham School
1661 - studia w Trinity College na Uniwersytecie w Cambridge
1664 - odkrycie dwumianu, licencjat
1665–1667 - „lata zarazy”, odkrycie prawa powszechnego ciążenia
1668 - tytuł magistra
1669 profesor kolegium matematyki
1672 Członek Towarzystwa Królewskiego w Londynie
1677 pożar w domu Newtona
1679 - śmierć matki
1687 - „Matematyczne zasady filozofii przyrody”
1689 - Wybory do parlamentu
1691-1693 - choroba
1696 - dozorca mennicy
1699 - Kierownik mennicy
1703 Prezes Towarzystwa Królewskiego w Londynie
1704 - „Optyka”
1705 rycerstwo
1727 - śmierć

To Newton rozłożył tęczę na siedem kolorów. Co więcej, początkowo stracił z oczu oranż i błękit, ale potem zrównał liczbę odcieni z liczbą tonów podstawowych w skali muzycznej.
Wielki naukowiec nie bał się eksperymentować na sobie. Udowadniając, że człowiek widzi otaczający go świat w wyniku nacisku na siatkówkę światła, Newton przycisnął cienką sondę do dolnej części gałki ocznej, prawie tracąc oko. Na szczęście oko pozostało nienaruszone, a wielobarwne koła, które fizyk zobaczył w tym samym czasie, potwierdziły jego hipotezę.
Newton był szanowany i przez wiele lat był honorowym członkiem angielskiej Izby Lordów. Nigdy nie opuszczał spotkań, ale też nigdy na nich nie przemawiał. Gdy rozpoczął się trzeci rok tej posługi społecznej, Isaac Newton nagle wstał i poprosił o zabranie głosu. Wszyscy byli zdumieni – na oddziale panowała grobowa cisza. A fizyk zmęczonym głosem poprosił tylko o zamknięcie okna.
Roztargnienie Newtona może równać się tylko Albertowi Einsteinowi. Pewnego dnia postanowił ugotować sobie jajko, ale zamiast tego zanurzył zegarek kieszonkowy we wrzątku. Co więcej, fizyk zauważył błąd dopiero po 2 minutach, kiedy trzeba było wyciągnąć „jajko”.
Newton jest właścicielem jednego z proroctw dotyczących drugiego przyjścia Chrystusa: nazwał rok 2060.

Wielki angielski fizyk, matematyk i astronom. Autor fundamentalnego dzieła „Mathematical Principles of Natural Philosophy” (łac. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), w którym opisał prawo powszechnego ciążenia oraz tzw. prawa Newtona, które położyły podwaliny pod mechanikę klasyczną. Opracował rachunek różniczkowy i całkowy, teorię kolorów i wiele innych teorii matematycznych i fizycznych.

Isaac Newton, syn małego, ale dobrze prosperującego rolnika, urodził się w wiosce Woolsthorpe (Lincolnshire) w roku śmierci Galileusza i w przeddzień wojna domowa. Ojciec Newtona nie dożył narodzin syna. Chłopiec urodził się chorowity, przed terminem, ale przeżył i żył 84 lata. Fakt urodzenia się w Boże Narodzenie Newton uznał za szczególny znak losu.

Patronem chłopca był jego wujek ze strony matki, William Ayskoe. Po ukończeniu szkoły (1661) Newton wstąpił do Trinity College (Holy Trinity College) na Uniwersytecie Cambridge. Już wtedy ukształtował się jego potężny charakter - skrupulatność naukowa, chęć dotarcia do sedna, nietolerancja oszustwa i ucisku, obojętność na publiczną chwałę. Jako dziecko Newton, według współczesnych, był zamknięty i odizolowany, uwielbiał czytać i robić zabawki techniczne: zegary, wiatraki itp.

Podobno oparciem naukowym i inspiratorami twórczości Newtona w największym stopniu byli fizycy: Galileusz, Kartezjusz i Kepler. Newton zakończył ich prace łącząc je w uniwersalny system świata. Mniejszy, ale znaczący wpływ wywarli inni matematycy i fizycy: Euclid, Fermat, Huygens, Mercator, Wallis. Oczywiście nie można nie docenić ogromnego wpływu jego bezpośredniego nauczyciela Barrowa.

Wydaje się, że Newton dokonał znacznej części swoich odkryć matematycznych jeszcze jako student, w „latach zarazy” 1664-1666. W wieku 23 lat był już biegły w metodach rachunku różniczkowego i całkowego, w tym rozkładaniu funkcji na szeregi i tym, co później nazwano formułą Newtona-Leibniza. Wtedy według niego odkrył prawo powszechnego ciążenia, a dokładniej przekonał się, że prawo to wynika z trzeciego prawa Keplera. Ponadto Newton w tych latach udowodnił, że biel jest mieszanką kolorów, wyprowadził dwumianowy wzór Newtona dla dowolnego wymiernego wykładnika (w tym ujemnych) itp.

1667: Zaraza ustępuje i Newton wraca do Cambridge. Wybrany członkiem Trinity College, aw 1668 zostaje mistrzem.

W 1669 Newton został wybrany profesorem matematyki, następcą Barrowa. Barrow wysyła do Londynu „Analizę za pomocą równań z nieskończoną liczbą wyrazów” Newtona, która zawiera zwięzłe podsumowanie niektórych z jego najważniejszych odkryć w dziedzinie analizy. Zyskał rozgłos w Anglii i poza nią. Newton przygotowuje pełną wersję tej pracy, ale nie udało się znaleźć wydawcy. Został opublikowany dopiero w 1711 roku.

Eksperymenty w dziedzinie optyki i teorii kolorów trwają. Newton bada aberracje sferyczne i chromatyczne. Aby je zminimalizować, buduje mieszany teleskop zwierciadlany (soczewka i wklęsłe zwierciadło sferyczne, które sam poleruje). Prywatnie pasjonat alchemii, przeprowadza wiele eksperymentów chemicznych.

1672: Demonstracja reflektora w Londynie - ogólne entuzjastyczne recenzje. Newton staje się sławny i zostaje wybrany członkiem Towarzystwa Królewskiego (Brytyjska Akademia Nauk). Później ulepszone reflektory tego projektu stały się głównymi narzędziami astronomów, z ich pomocą odkryto inne galaktyki, przesunięcie ku czerwieni itp.

Rozgorzała kontrowersja dotycząca natury światła z Hooke'em, Huygensem i innymi. Newton składa przysięgę na przyszłość: nie angażować się w spory naukowe.

1680: Newton otrzymuje list od Hooke'a ze sformułowaniem prawa powszechnego ciążenia, które według tego pierwszego stało się powodem jego pracy nad określeniem ruchów planet (później odłożonej na jakiś czas), która była przedmiotem Początki". Następnie Newton, z jakiegoś powodu, być może podejrzewając Hooke'a o nielegalne zapożyczenie niektórych wcześniejszych wyników samego Newtona, nie chce tutaj uznać żadnych zasług Hooke'a, ale potem zgadza się to zrobić, chociaż raczej niechętnie i nie do końca.

1684-1686: praca nad „Matematycznymi zasadami filozofii przyrody” (całe trzytomowe wydanie ukazało się w 1687 r.). Nadeszła światowa sława i ostra krytyka kartezjanów: prawo powszechnego ciążenia wprowadza działania dalekosiężne, niezgodne z zasadami Kartezjusza.

1696: Dekretem królewskim Newton zostaje mianowany dozorcą mennicy (od 1699 dyrektorem). Energicznie przeprowadza reformę monetarną, przywracającą zaufanie do brytyjskiego systemu monetarnego, gruntownie rozpoczętą przez jego poprzedników.

1699: Początek otwartego sporu o pierwszeństwo z Leibnizem, w który zaangażowani byli nawet członkowie rodziny królewskiej. Ta śmieszna kłótnia dwóch geniuszy drogo kosztowała naukę – angielska szkoła matematyczna szybko uschła na całe stulecie, a szkoła europejska zignorowała wiele wybitnych pomysłów Newtona, odkrywając je na nowo znacznie później. Na kontynencie Newton został oskarżony o kradzież wyników Hooke'a, Leibniza i astronoma Flamsteeda, a także o herezję. Konfliktu nie wygasła nawet śmierć Leibniza (1716).

1703: Newton zostaje wybrany prezesem Towarzystwa Królewskiego, którym rządzi przez dwadzieścia lat.

1705: Newton zostaje pasowany na rycerza przez królową Annę. Od teraz jest Sir Isaakiem Newtonem. Po raz pierwszy w historii Anglii tytuł rycerza został przyznany za zasługi naukowe.

Ostatnie lata życia Newton poświęcił na napisanie „Chronologii Starożytnych Królestw”, nad którą pracował przez około 40 lat, oraz na przygotowanie trzeciego wydania „Początków”.

W 1725 roku stan zdrowia Newtona zaczął się zauważalnie pogarszać (choroba kamieni) i przeniósł się do Kensington pod Londynem, gdzie zmarł w nocy, we śnie, 20 (31) marca 1727 roku.

Napis na jego grobie głosi:

Tutaj spoczywa Sir Isaac Newton, szlachcic, który z niemal boskim umysłem jako pierwszy udowodnił przy pomocy pochodni matematyki ruch planet, tory komet i przypływy oceanów.

Zbadał różnicę w promieniach świetlnych i różne właściwości kolorów, które się w tym pojawiają, czego nikt wcześniej nie podejrzewał. Pilny, mądry i wierny interpretator przyrody, starożytności i Pisma Świętego, swoją filozofią potwierdzał wielkość Boga Wszechmogącego, a swoim usposobieniem wyrażał ewangeliczną prostotę.

Niech śmiertelnicy radują się, że taka ozdoba rodzaju ludzkiego istniała.

Nazwany na cześć Newtona:

kratery na Księżycu i na Marsie;

jednostka siły w układzie SI.

Na pomniku wzniesionym Newtonowi w 1755 roku w Trinity College widnieją wersety z Lukrecjusza:

Qui genus humanum ingenio superavit (w swoim umyśle przewyższał rasę ludzką)

Działalność naukowa

Nowa era w fizyce i matematyce wiąże się z pracą Newtona. W matematyce potężny Metody analityczne, następuje błysk w rozwoju analizy i fizyki matematycznej. W fizyce główną metodą badania przyrody jest konstruowanie odpowiednich modeli matematycznych procesów naturalnych i intensywne badanie tych modeli przy systematycznym zaangażowaniu całej mocy nowego aparatu matematycznego. Kolejne stulecia dowiodły wyjątkowej owocności tego podejścia.

Według A. Einsteina „Newton był pierwszym, który próbował sformułować podstawowe prawa określające przebieg w czasie szerokiej klasy procesów w przyrodzie z wysoki stopień kompletność i dokładność” oraz „… poprzez swoje prace wywarł głęboki i silny wpływ na cały światopogląd jako całość”.

Analiza matematyczna

Newton rozwinął rachunek różniczkowy i całkowy równolegle z G. Leibnizem (nieco wcześniej) i niezależnie od niego.

Przed Newtonem działania z nieskończenie małymi nie były połączone w jedną teorię i miały charakter różnych dowcipnych sztuczek (patrz Metoda niepodzielnych), przynajmniej nie było opublikowanego systematycznego sformułowania, a moc technik analitycznych do rozwiązywania takich problemów nie była wystarczająco ujawnione. wymagające zadania jako całość problemów mechaniki nieba. Tworzenie analizy matematycznej sprowadza rozwiązywanie istotnych problemów w dużej mierze do poziomu technicznego. Powstał zespół pojęć, operacji i symboli, który stał się bazą wyjściową dalszy rozwój matematyka. Następny, wiek XVIII, był wiekiem szybkiego i niezwykle udanego rozwoju metod analitycznych.

Najwyraźniej Newton wpadł na pomysł analizy metodami różnicowymi, które studiował obszernie i dogłębnie. To prawda, że \u200b\u200bw swoich „Zasadach” Newton prawie nie używał nieskończenie małych, przestrzegając starożytnych (geometrycznych) metod dowodzenia, ale w innych pracach używał ich swobodnie.

Punktem wyjścia dla rachunku różniczkowego i całkowego była praca Cavalieriego, a zwłaszcza Fermata, który już wiedział, jak (dla krzywych algebraicznych) rysować styczne, znajdować ekstrema, punkty przegięcia i krzywiznę krzywej oraz obliczać pole jej odcinka . Spośród innych poprzedników sam Newton wymienił Wallisa, Barrowa i szkockiego astronoma Jamesa Gregory'ego. Nie było jeszcze koncepcji funkcji; wszystkie krzywe interpretował kinematycznie jako trajektorie poruszającego się punktu.

Już jako student Newton zdawał sobie sprawę, że różniczkowanie i całkowanie są operacjami wzajemnie odwrotnymi (podobno pierwsza opublikowana praca zawierająca ten wynik w postaci szczegółowej analizy dualności problemu pól i problemu stycznych należy do nauczyciela Newtona Barrowa ).

Przez prawie 30 lat Newton nie dbał o publikację swojej wersji analizy, chociaż w listach (szczególnie do Leibniza) chętnie dzieli się wieloma swoimi osiągnięciami. W międzyczasie wersja Leibniza była szeroko i otwarcie rozpowszechniana w całej Europie od 1676 roku. Dopiero w 1693 r. pojawiła się pierwsza prezentacja wersji Newtona - w postaci dodatku do Traktatu o algebrze Wallisa. Musimy przyznać, że terminologia i symbolika Newtona są raczej niezdarne w porównaniu z terminologią Leibniza: flux (pochodna), fluent (prymityw), moment wielkości (różniczka) itp. W matematyce przetrwała tylko notacja Newtona „o” dla nieskończenie małego dt (Jednak litera ta była wcześniej używana przez Grzegorza w tym samym znaczeniu), a nawet kropka nad literą jako symbol pochodnej czasu.

Newton opublikował dość kompletne przedstawienie zasad analizy dopiero w pracy „O kwadraturze krzywych” (1704), dodatku do jego monografii „Optyka”. Prawie cały przedstawiony materiał był gotowy w latach 1670-1680, ale dopiero teraz Gregory i Halley przekonali Newtona do opublikowania pracy, która z 40-letnim opóźnieniem stała się pierwszą opublikowaną pracą Newtona dotyczącą analizy. Tutaj Newton ma pochodne wyższych rzędów, znajdują się wartości całek różnych funkcji wymiernych i niewymiernych, podano przykłady rozwiązań równania różniczkowe 1. zamówienie.

1711: ostatecznie wydrukowany, po 40 latach, „Analiza za pomocą równań z nieskończoną liczbą wyrazów”. Newton bada zarówno krzywe algebraiczne, jak i „mechaniczne” (cykloida, czworokąt) z równą łatwością. Pojawiają się pochodne cząstkowe, ale z jakiegoś powodu nie ma reguły różniczkowania ułamka i funkcji zespolonej, chociaż Newton je znał; jednak Leibniz już je opublikował w tym czasie.

W tym samym roku opublikowano „Metodę różnic”, w której Newton zaproponował wzór interpolacji na przejście przez (n + 1) dane punkty z równo rozmieszczonymi lub nierówno rozmieszczonymi odciętymi krzywej parabolicznej n-tego rzędu. Jest to różnica analogiczna do wzoru Taylora.

1736: Ostatnia praca „Metoda strumieni i nieskończonych szeregów” zostaje opublikowana pośmiertnie, co stanowi znaczny postęp w stosunku do „Analizy za pomocą równań”. Podano liczne przykłady znajdowania ekstremów, stycznych i normalnych, obliczania promieni i środków krzywizny we współrzędnych kartezjańskich i biegunowych, znajdowania punktów przegięcia itp. W tej samej pracy tworzone są kwadratury i rektyfikacje różnych krzywych.

Należy zauważyć, że Newton nie tylko w pełni rozwinął analizę, ale także podjął próbę rygorystycznego uzasadnienia jej zasad. Jeśli Leibniz skłaniał się ku idei rzeczywistych nieskończenie małych, to Newton zaproponował (w Elementach) ogólną teorię przejść do granicy, którą nazwał nieco ozdobnie „metodą pierwszego i ostatniego stosunku”. Używa się współczesnego terminu „granica” (limonki), choć nie ma jasnego opisu istoty tego terminu, co sugeruje intuicyjne rozumienie.

Teorię granic przedstawiono w 11 lematach księgi I „Początków”; jeden lemat jest również w księdze II. Nie ma arytmetyki granic, nie ma dowodu na wyjątkowość granicy, nie ujawniono jej związku z nieskończenie małymi. Jednak Newton słusznie zwraca uwagę, że podejście to jest bardziej rygorystyczne niż „zgrubna” metoda niepodzielnych.

Niemniej jednak w księdze II, wprowadzając momenty (różniczki), Newton ponownie miesza sprawę, w rzeczywistości uznając je za rzeczywiste nieskończenie małe.

Inne osiągnięcia matematyczne

Pierwszych odkryć matematycznych Newton dokonał już w latach studenckich: klasyfikacji krzywych algebraicznych 3. rzędu (krzywe 2. rzędu badał Fermat) oraz dwumianowego rozwinięcia dowolnego (niekoniecznie całkowitego) stopnia, z którego wywodzi się teoria Newtona rozpoczyna się nieskończona seria — nowe i najpotężniejsze narzędzie analityczne. Newton uważał rozszerzenie serii za główne i metoda ogólna analizą funkcji i w tym biznesie osiągnął wyżyny mistrzostwa. Używał szeregów do obliczania tablic, rozwiązywania równań (również różniczkowych), badania zachowania się funkcji. Newtonowi udało się uzyskać rozkład dla wszystkich funkcji, które były wówczas standardowe.

W 1707 roku ukazała się książka „Arytmetyka uniwersalna”. Przedstawia różne metody numeryczne.

Newton zawsze przywiązywał dużą wagę do przybliżonego rozwiązania równań. Słynna metoda Newtona umożliwiła znajdowanie pierwiastków równań z wcześniej nie do pomyślenia szybkością i dokładnością (opublikowana w Algebra Wallisa, 1685). Nowoczesny wygląd Metodę iteracyjną Newtona podał Joseph Raphson (1690).

Warto zauważyć, że Newton wcale nie interesował się teorią liczb. Najwyraźniej fizyka była mu znacznie bliższa niż matematyka.

Teoria grawitacji

Sama idea uniwersalnej siły grawitacji była wielokrotnie wyrażana jeszcze przed Newtonem. Wcześniej myśleli o tym Epikur, Kepler, Kartezjusz, Huygens, Hooke i inni. Kepler uważał, że grawitacja jest odwrotnie proporcjonalna do odległości od Słońca i rozciąga się tylko w płaszczyźnie ekliptyki; Kartezjusz uważał to za wynik wirów w eterze. Były jednak domysły z poprawnym wzorem (Bulliald, Wren, Hooke), a nawet całkiem poważnie uzasadnione (poprzez skorelowanie wzoru na siłę odśrodkową Huygensa i trzeciego prawa Keplera dla orbit kołowych). Ale przed Newtonem nikt nie był w stanie jasno i matematycznie jednoznacznie powiązać prawa grawitacji (siła odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości) z prawami ruchu planet (prawami Keplera).

Należy zauważyć, że Newton opublikował nie tylko proponowany wzór na prawo powszechnego ciążenia, ale w rzeczywistości zaproponował holistyczne model matematyczny w kontekście dobrze rozwiniętego, kompletnego, jasno sformułowanego i systematycznego podejścia do mechaniki:

prawo grawitacji;

prawo dynamiki (II prawo Newtona);

system metod badań matematycznych (analiza matematyczna).

Wzięte razem, ta triada jest wystarczająca do pełne badanie najbardziej złożone ruchy ciał niebieskich, tworząc w ten sposób podstawy mechaniki nieba. Przed Einsteinem żadne fundamentalne poprawki do tego modelu nie były potrzebne, chociaż aparat matematyczny był bardzo znacznie rozwinięty.

Teoria grawitacji Newtona wywołała wiele lat dyskusji i krytyki koncepcji działania na duże odległości.

Pierwszym argumentem przemawiającym za modelem Newtona było ścisłe wyprowadzenie na jego podstawie empirycznych praw Keplera. Kolejnym krokiem była teoria ruchu komet i księżyca, przedstawiona w „Zasadach”. Później, za pomocą newtonowskiej grawitacji, wszystkie zaobserwowane ruchy ciał niebieskich zostały wyjaśnione z dużą dokładnością; to jest wielka zasługa Clairauta i Laplace'a.

Pierwsze obserwowalne poprawki do teorii Newtona w astronomii (wyjaśnione przez ogólną teorię względności) odkryto dopiero po ponad 200 latach (przesunięcie peryhelium Merkurego). Są jednak bardzo małe w Układzie Słonecznym.

Newton odkrył również przyczynę przypływów: przyciąganie księżyca (nawet Galileusz uważał pływy za efekt odśrodkowy). Co więcej, po przetworzeniu długoterminowych danych dotyczących wysokości przypływów, obliczył masę księżyca z dobrą dokładnością.

Inną konsekwencją grawitacji była precesja osi Ziemi. Newton odkrył, że ze względu na spłaszczenie Ziemi na biegunach, oś Ziemi dokonuje stałego powolnego przesunięcia z okresem 26 000 lat pod wpływem przyciągania Księżyca i Słońca. Tak więc starożytny problem „przewidywania równonocy” (po raz pierwszy zauważony przez Hipparcha) znalazł naukowe wyjaśnienie.

Optyka i teoria światła

Newton dokonał fundamentalnych odkryć w dziedzinie optyki. Zbudował pierwszy teleskop zwierciadlany (reflektor), w którym w przeciwieństwie do teleskopów czysto soczewkowych nie występowała aberracja chromatyczna. Odkrył również rozproszenie światła, wykazał, że światło białe rozkłada się na kolory tęczy na skutek różnego załamania promieni. różne kolory podczas przechodzenia przez pryzmat i położył podwaliny pod prawidłową teorię kolorów.

W tym okresie istniało wiele spekulatywnych teorii światła i koloru; punkt widzenia Arystotelesa („różne kolory są mieszaniną światła i ciemności w różnych proporcjach”) i Kartezjusza („różne kolory powstają, gdy cząsteczki światła obracają się z różnymi prędkościami”) walczył głównie. Hooke w swojej Micrographia (1665) przedstawił wariant poglądów Arystotelesa. Wielu uważało, że kolor nie jest atrybutem światła, ale oświetlanego przedmiotu. Ogólną niezgodę pogłębiła kaskada odkryć XVII wieku: dyfrakcja (1665, Grimaldi), interferencja (1665, Hooke), podwójna refrakcja (1670, Erazm Bartholin, badany przez Huygensa), oszacowanie prędkości światła (1675, Römer), znaczące udoskonalenie teleskopów. Nie było teorii światła, która byłaby zgodna z tymi wszystkimi faktami.

W swoim przemówieniu przed Towarzystwem Królewskim Newton obalił zarówno Arystotelesa, jak i Kartezjusza i przekonująco udowodnił, że białe światło nie jest pierwotne, ale składa się z kolorowych składników o różnych kątach załamania. Te elementy są pierwotne - Newton nie mógł zmienić ich koloru żadnymi sztuczkami. W ten sposób subiektywne odczucie koloru otrzymało solidną obiektywną podstawę - współczynnik załamania światła.

Newton stworzył matematyczną teorię pierścieni interferencyjnych odkrytych przez Hooke'a, które od tego czasu nazwano „Pierścieniami Newtona”.

W 1689 roku Newton przerwał badania w dziedzinie optyki – według powszechnej legendy zaprzysiągł nie publikować niczego w tej dziedzinie za życia Hooke’a, który nieustannie nękał Newtona boleśnie odbieraną przez tego ostatniego krytyką. W każdym razie w 1704 r Następny rok po śmierci Hooke'a zostaje opublikowana monografia „Optyka”. Za życia autora „Optyka”, podobnie jak „Początki”, doczekała się trzech wydań i wielu tłumaczeń.

Księga pierwszej monografii zawierała zasady optyki geometrycznej, doktrynę rozpraszania światła oraz skład biały kolor z różnymi aplikacjami.

Księga druga: interferencja światła w cienkich płytkach.

Księga trzecia: dyfrakcja i polaryzacja światła. Polaryzacja w dwójłomności Newton wyjaśnił bliżej prawdy niż Huygens (zwolennik falowej natury światła), chociaż wyjaśnienie samego zjawiska jest nieskuteczne, w duchu emisyjnej teorii światła.

Newton jest często uważany za zwolennika korpuskularnej teorii światła; w rzeczywistości jak zwykle „nie wymyślał hipotez” i chętnie przyznawał, że światło można też kojarzyć z falami w eterze. W swojej monografii Newton szczegółowo opisał matematyczny model zjawisk świetlnych, pomijając kwestię fizycznego nośnika światła.

Inne prace z fizyki

Newton jest właścicielem pierwszego wniosku dotyczącego prędkości dźwięku w gazie, opartego na prawie Boyle'a-Mariotte'a.

Przepowiedział spłaszczenie Ziemi na biegunach, około 1:230. Jednocześnie Newton do opisu Ziemi posłużył się modelem jednorodnego płynu, zastosował prawo powszechnego ciążenia i uwzględnił siłę odśrodkową. Jednocześnie Huygens wykonał podobne obliczenia na podobnych podstawach, rozważał grawitację tak, jakby jej źródło znajdowało się w centrum planety, ponieważ najwyraźniej nie wierzył w uniwersalną naturę siły grawitacji, czyli ostatecznie nie wziął pod uwagę grawitacji zdeformowanej warstwy powierzchniowej planety. W związku z tym Huygens przewidział ponad połowę skurczu jako Newtona, 1:576. Co więcej, Cassini i inni kartezjanie argumentowali, że Ziemia nie jest ściśnięta, ale wypukła na biegunach jak cytryna. Następnie, choć nie od razu (pierwsze pomiary były niedokładne), pomiary bezpośrednie (Clero, 1743) potwierdziły poprawność Newtona; rzeczywista kompresja to 1:298. Powodem różnicy tej wartości od zaproponowanej przez Newtona w kierunku Huygensa jest to, że model płynu jednorodnego wciąż nie jest całkiem dokładny (gęstość wyraźnie wzrasta wraz z głębokością). Dokładniejsza teoria, wyraźnie uwzględniająca zależność gęstości od głębokości, została opracowana dopiero w XIX wieku.

Inne prace

Równolegle z badaniami, które położyły podwaliny pod obecną tradycję naukową (fizyczną i matematyczną), Newton poświęcił wiele czasu alchemii, a także teologii. Nie opublikował żadnych prac z zakresu alchemii, a jedynym znanym skutkiem tego wieloletniego hobby było poważne otrucie Newtona w 1691 roku.

Paradoksem jest, że Newton, który przez wiele lat pracował w Kolegium Świętej Trójcy, najwyraźniej sam w Trójcę nie wierzył. Badacze jego prac teologicznych, tacy jak L. More, uważają, że poglądy religijne Newtona były bliskie arianizmowi.

Newton zaproponował swoją wersję chronologii biblijnej, pozostawiając po sobie znaczną liczbę rękopisów dotyczących tych zagadnień. Ponadto napisał komentarz do Apokalipsy. Rękopisy teologiczne Newtona są obecnie przechowywane w Jerozolimie, w Bibliotece Narodowej.

Sekretne dzieła Izaaka Newtona

Jak wiecie, na krótko przed końcem życia Izaak obalił wszystkie wysunięte przez siebie teorie i spalił dokumenty, które zawierały tajemnicę ich obalenia: jedni nie wątpili, że wszystko było dokładnie tak, podczas gdy inni uważają, że takie działania być po prostu absurdalne i argumentować, że archiwum nienaruszone dokumentami, ale należy tylko do nielicznych...

Isaac Newton to angielski naukowiec, historyk, fizyk, matematyk i alchemik. Urodził się w rodzinie rolniczej w Woolsthorpe. Ojciec Newtona zmarł, zanim się urodził. Matka wkrótce po śmierci ukochanego męża ponownie wyszła za mąż za księdza mieszkającego w sąsiednim miasteczku i zamieszkała z nim. Izaaka Newtona, krótki życiorys który jest napisany poniżej, a jego babka pozostała w Woolsthorpe. Ten szok psychiczny niektórzy badacze wyjaśniają żółtą i nietowarzyską naturę naukowca.

W wieku dwunastu lat Isaac Newton wstąpił do Grantham School, w 1661 r. - w Trinity College na Uniwersytecie Cambridge. Aby zarobić pieniądze, młody naukowiec wykonywał obowiązki sług. Nauczycielem matematyki w kolegium był I. Barrow.

W czasie epidemii dżumy w latach 1965-1967 Izaak Newton przebywał w rodzinnej wiosce. Lata te były najbardziej produktywne w jego działalności naukowej. To tutaj rozwinął idee, które później doprowadziły Newtona do stworzenia teleskopu lustrzanego (Isaac Newton wykonał go samodzielnie w 1968 r.) i do odkrycia prawa powszechnego ciążenia. Również tutaj przeprowadzał eksperymenty polegające na rozkładzie światła.

W 1668 naukowiec został przydzielony, a rok później Barrow przekazał mu swój wydział (fizyki i matematyki). Izaak Newton, którego biografia interesuje wielu badaczy, zajmował go do 1701 roku.

W 1671 roku Isaac Newton konstruuje swój drugi teleskop lustrzany. Był większy i lepszy od poprzedniego. Demonstracja tego teleskopu wywarła bardzo silne wrażenie na współczesnych. Wkrótce potem Isaac Newton zostaje wybrany członkiem Towarzystwa Królewskiego. Jednocześnie przedstawił społeczności naukowej swoje badania nad nową teorią kolorów i światła, co wywołało ostry sprzeciw

Podstawę opracował również Izaak Newton, który stał się znany z korespondencji naukowców w Europie, chociaż sam naukowiec nie opublikował ani jednego zapisu w tej sprawie. W 1704 roku ukazała się pierwsza publikacja dotycząca podstaw analizy i kompletny przewodnik opublikowana w 1736 r., pośmiertnie.

W 1965 roku dozorcą mennicy został Isaac Newton. Ułatwiał to fakt, że kiedyś naukowiec interesował się także alchemią. Newton nadzorował wymianę wszystkich angielskich monet. To on uporządkował sprawy monetarne Anglii, które do tej pory znajdowały się w niespokojnym stanie. W tym celu w 1966 roku naukowiec otrzymał dożywotni tytuł dyrektora angielskiego sądu, który w tym czasie był wysoko opłacany. W tym samym roku Isaac Newton został członkiem Paryskiej Akademii Nauk. W 1705 r. wielki za okazałe prace naukowe podniósł go do rangi rycerza.

W ostatnie lata Newton wiele czasu poświęcał teologii, a także historii biblijnej i starożytnej. Wielki naukowiec został pochowany w narodowym angielskim panteonie -

Pozdrowienia dla stałych czytelników i odwiedzających stronę! W artykule "Isaac Newton: biografia, fakty, wideo" - o życiu angielskiego matematyka, fizyka, alchemika i historyka. Wraz z Galileuszem Newton jest uważany za twórcę nowoczesna nauka.

Biografia Izaaka Newtona

Izaak urodził się 01.04.1643 w rodzinie rolnika. Kilka miesięcy przed jego narodzinami zmarł jego ojciec. Matka próbuje zorganizować życie osobiste, przeprowadziła się do innego miasta, zostawiając małego synka z babcią w wiosce Woolsthorpe.

Nieobecność rodziców wpłynie na charakter małego geniusza: stanie się cichy i wycofany. Przez całe życie czuł się samotny, nigdy się nie ożenił i nie miał własnej rodziny.

Po studiach na Szkoła Podstawowa, młody człowiek kontynuował naukę w szkole w mieście Grantham. Mieszkał w domu farmaceuty Clarka, tutaj facet zainteresował się chemią.

W wieku 19 lat wstąpił do Trinity College na Uniwersytecie Cambridge. Utalentowany student był bardzo biedny, więc musiał pracować jako służący w college'u, aby opłacić swoją edukację. Nauczycielem Newtona był słynny matematyk Isaac Barrow.

Woolsthorpe

Po ukończeniu uniwersytetu Izaak Newton uzyskał tytuł licencjata w 1665 roku. Jednak w tym samym roku Anglię nawiedziła epidemia dżumy i Izaak musiał wrócić do swojej rodzinnej wioski Woolsthorpe.

Woolsthorpe. Dom, w którym urodził się i mieszkał Newton

Młody człowiek nie spieszył się z prowadzeniem wiejskiego rolnictwa i szybko otrzymał od sąsiadów etykietę leniwca. Dla ludzi nie było jasne, dlaczego dorosły młody człowiek powinien rzucać kamykami i obracać w dłoniach szkło.

To właśnie w tym okresie narodziły się jego idee największych odkryć w matematyce i fizyce, które doprowadziły go do stworzenia rachunku różniczkowego i całkowego, wynalezienia teleskopu zwierciadlanego, odkrycia prawa powszechnego ciążenia i tu prowadził także eksperymenty dotyczące rozkładu światła.

Cambridge

Wrócił do Cambridge dopiero dwa lata później, i to nie z pustymi rękami. Wkrótce młody człowiek otrzymuje tytuł magistra i zaczyna uczyć w kolegium. A rok później profesor matematyki Newton będzie kierował Katedrą Fizyki i Matematyki.

Genialny naukowiec kontynuuje swoje eksperymenty z optyką. W 1671 roku zaprojektował pierwszy teleskop lustrzany, który zachwycił nie tylko naukowców, ale także króla. To otworzyło fizykowi drogę do Angielskiej Akademii Nauk.

Newton pracował na uniwersytecie i zajmował się badaniem praw ruchu i struktury wszechświata. „Matematyczne zasady filozofii przyrody” (w skrócie „Zasady”) - główna Praca jego życie.

„Początki” łączyły różne nauki. Podstawy mechaniki w postaci klasycznej. Teoretyczny pogląd na ruch ciał niebieskich. Wyjaśnienie przypływów i odpływów oraz naukowa prognoza na kilka stuleci.

Newton był ambitnym naukowcem. Między nim a saksońskim naukowcem powstał prawdziwy spór o prawa odkrywcy w dziedzinie rachunku różniczkowego i całkowego. Kontrowersje przeciągały się m.in długie lata. Newton nie wstydził się obrażać swojego kolegi.

Londyn

Kiedy naukowiec został mianowany opiekunem mennicy państwowej, przeniósł się do Londynu.

Biznes monetarny pod jego kierownictwem został uporządkowany. Otrzymał prestiżowy tytuł mistrza. To na zawsze położyło kres trudnej sytuacji finansowej naukowca, jednak zraziło go do nauki.

Newton został wybrany członkiem Royal Society of London, któremu przewodniczył w 1703 roku, stając się jego prezesem. Funkcję tę pełnił przez ćwierć wieku.

Sir Newtona

W 1705 roku miało miejsce inne pamiętne wydarzenie. Królowa Anna pasowała na rycerza Newtona. Teraz honorowy naukowiec musiał nazywać się „Sir”.

Tak więc chłopiec, o którego losie pisano, że jest rolnikiem, nie o najdoskonalszym zdrowiu, został wielkim naukowcem, rozpoznanym dość wcześnie i żył 83 lata. Wielki naukowiec jest pochowany w Opactwie Westminsterskim. Jego znak zodiaku to Koziorożec.
Isaac Newton: krótka biografia ↓

😉 Przyjaciele, jeśli weźmiecie pod uwagę artykuł „Isaac Newton: biografia, Interesujące fakty» ciekawe, udostępniaj w sieciach społecznościowych.

/krótka perspektywa historyczna/

Wielkość prawdziwego naukowca nie tkwi w tytułach i nagrodach, którymi jest odznaczany lub przyznawany przez społeczność światową, ani nawet w uznaniu jego zasług dla ludzkości, ale w odkryciach i teoriach, które pozostawił światu. Wyjątkowe odkrycia dokonane podczas ich jasnego życia, słynne naukowiec Izaak Newtona trudno przecenić lub zlekceważyć.

Teorie i odkrycia

Isaac Newton sformułował główne prawa mechaniki klasycznej, było otwarte prawo grawitacji, opracował teorię ruchy ciał niebieskich, Utworzony podstawy mechaniki nieba.

Izaaka Newtona(niezależnie od Gottfrieda Leibniza). teoria rachunku różniczkowego i całkowego, otwarty rozproszenie światła, aberracja chromatyczna, zbadane interferencja i dyfrakcja, rozwinięty korpuskularna teoria światła, dał hipotezę, że połączone korpuskularny oraz reprezentacje falowe, zbudowany teleskop lustrzany.

Przestrzeń i czas Newton uważany za absolutny.

Historyczne sformułowania praw mechaniki Newtona

Pierwsze prawo Newtona

Każde ciało jest nadal utrzymywane w stanie spoczynku lub jednolitego i ruch prostoliniowy, o ile i o ile nie jest zmuszony przez przyłożone siły do zmiany tego stanu.

Drugie prawo Newtona

W bezwładnościowym układzie odniesienia przyspieszenie, jakie otrzymuje punkt materialny, jest wprost proporcjonalne do wypadkowej wszystkich przyłożonych do niego sił i odwrotnie proporcjonalne do jego masy.

Zmiana pędu jest proporcjonalna do zastosowanego siła napędowa i występuje w kierunku linii prostej, wzdłuż której działa ta siła.

Trzecie prawo Newtona

Działanie zawsze ma równą i przeciwną reakcję, w przeciwnym razie wzajemne oddziaływanie dwóch ciał jest równe i skierowane w przeciwnych kierunkach.

Uważali go niektórzy współcześni Newtonowi alchemik. Był dyrektorem mennicy, założył biznes monetarny w Anglii, stał na czele towarzystwa Przeor Syjon, studiował chronologię starożytnych królestw. Poświęcił kilka prac teologicznych (w większości niepublikowanych) interpretacji proroctw biblijnych.

prace Newtona

- „Nowa teoria światła i kolorów”, 1672 (przesłanie do Towarzystwa Królewskiego)

- „Ruch ciał na orbicie” (łac. De Motu Corporum w Gyrum), 1684

- „Matematyczne zasady filozofii przyrody” (łac. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), 1687

- „Optyka, czyli traktat o odbiciach, załamaniach, załamaniach i barwach światła” (ang. optyka lub a traktatować z the odbicia, załamania, przegięcia oraz zabarwienie z światło), 1704

- „O kwadraturze krzywych” (łac. Tractatus de quadratura curvarum), dodatek do „Optyki”

- „Wyliczanie linii trzeciego rzędu” (łac. Enumeratio linearum tertii ordinis), dodatek do „Optyki”

- „Arytmetyka uniwersalna” (łac. Uniwersalna arytmetyka), 1707

- „Analiza za pomocą równań o nieskończonej liczbie wyrazów” (łac. De analysi per aequationes numero terminorum infinitas), 1711

- „Metoda różnic”, 1711

Według naukowców z całego świata, prace Newtona znacznie wyprzedzały ogólny poziom naukowy jego czasów i były niezrozumiałe dla współczesnych. Jednak sam Newton powiedział o sobie: Nie wiem, jak postrzega mnie świat, ale sobie wydaje się, że jestem tylko chłopcem bawiącym się na brzegu morza, który od czasu do czasu zabawia się szukaniem kamyka bardziej kolorowego niż inne lub pięknej muszli, podczas gdy wielki ocean prawda rozprzestrzenia się przede mną niezbadana przeze mnie. »

Ale zgodnie z przekonaniem nie mniej wielkiego naukowca A. Einsteina " Newton był pierwszym, który próbował sformułować elementarne prawa, które określają przebieg w czasie szerokiej klasy procesów w przyrodzie z wysokim stopniem kompletności i dokładności. oraz „… poprzez swoje dzieła wywarł głęboki i silny wpływ na światopogląd jako całość. »

Grób Newtona nosi napis:

„Tu spoczywa Sir Isaac Newton, szlachcic, który z niemal boskim umysłem jako pierwszy udowodnił przy pomocy pochodni matematyki ruch planet, tory komet i przypływy oceanów. Pilny, mądry i wierny interpretator przyrody, starożytności i Pisma Świętego, swoją filozofią potwierdzał wielkość Boga Wszechmogącego, a swoim usposobieniem wyrażał ewangeliczną prostotę. Niech śmiertelnicy radują się, że taka ozdoba rodzaju ludzkiego istniała. »

Przygotowany modelu Lazara.