W jakim mieście urodził się Newton? Isaac Newton: biografia, ciekawe fakty, wideo

Świetna osobowość

Skrupulatnie bada się życie epokowych osobowości i ich postępową rolę przez wiele stuleci. Stopniowo układają się w oczach potomnych od wydarzenia do wydarzenia, zarośnięte detalami odtworzonymi z dokumentów i wszelkiego rodzaju próżnymi wymysłami. Podobnie Isaac Newton. krótki życiorys ta osoba, która żyła w odległym XVII wieku, może zmieścić się tylko w tomie książki wielkości cegły.

Zacznijmy więc. Isaac Newton - angielski (teraz zastępuje każde słowo „wielki”) astronom, matematyk, fizyk, mechanik. Od 1672 został naukowcem Towarzystwa Królewskiego w Londynie, aw 1703 - jego prezesem. Twórca mechaniki teoretycznej, założyciel całej współczesnej fizyki. Opisał wszystkie zjawiska fizyczne na podstawie mechaniki; odkrył prawo powszechnego ciążenia, które wyjaśnia zjawiska kosmiczne i zależność od nich ziemskich rzeczywistości; powiązał przyczyny przypływów w oceanach z ruchem księżyca wokół ziemi; opisał prawa wszystkich naszych Układ Słoneczny. To on jako pierwszy zaczął studiować mechanikę ośrodków ciągłych, optykę fizyczną i akustykę. Niezależnie od Leibniza, Isaac Newton opracował równania różniczkowe i całkowe, ujawnił nam dyspersję światła, aberrację chromatyczną, związał matematykę z filozofią, napisał prace o interferencji i dyfrakcji, pracował nad korpuskularną teorią światła, teoriami przestrzeni i czasu. To on zaprojektował lustrzany teleskop i zorganizował handel monetami w Anglii. Oprócz matematyki i fizyki Izaak Newton zajmował się alchemią, chronologią starożytnych królestw i pisał dzieła teologiczne. Geniusz słynnego naukowca tak dalece wyprzedzał cały poziom naukowy XVII wieku, że współcześni zapamiętali go bardziej jako człowieka wyjątkowo dobrego: niezaborczego, hojnego, niezwykle skromnego i życzliwego, zawsze gotowego do pomocy bliźniemu.

Dzieciństwo

Wielki Izaak Newton urodził się w rodzinie małego rolnika, który zmarł trzy miesiące temu w małej wiosce. Jego biografia rozpoczęła się 4 stycznia 1643 r., kiedy bardzo małe wcześniactwo zostało umieszczone w owczej rękawicy na ławce, z której spadło mocno uderzając. Dziecko stało się chorowite, a przez to mało komunikatywne, nie nadążało za rówieśnikami w szybkich zabawach i uzależniło się od książek. Krewni to zauważyli i wysłali małego Izaaka do szkoły, którą ukończył jako pierwszy uczeń. Później, widząc jego zapał do nauki, pozwolili mu studiować dalej. Izaak wyjechał do Cambridge. Ponieważ nie było wystarczająco dużo pieniędzy na edukację, jego rola ucznia byłaby bardzo upokarzająca, gdyby nie miał szczęścia z mentorem.

Młodzież

W tamtych czasach biedni uczniowie mogli uczyć się jedynie jako słudzy swoich nauczycieli. Udział ten przypadł przyszłemu genialnemu naukowcowi. O tym okresie życia i drogi twórczej Newtona krążą różne legendy, niektóre brzydkie. Mentorem, któremu służył Izaak, był najbardziej wpływowy mason, który podróżował nie tylko po Europie, ale także po Azji, w tym na Bliski, Daleki Wschód i Południowy Wschód. Podczas jednej z wypraw, jak głosi legenda, powierzono mu starożytne rękopisy arabskich naukowców, z których obliczeń matematycznych korzystamy do dziś. Według legendy Newton miał dostęp do tych manuskryptów i to one zainspirowały wiele jego odkryć.

Nauka

W ciągu sześciu lat studiów i służby Isaac Newton przeszedł wszystkie etapy college'u i został magistrem sztuki.

W czasie zarazy musiał opuścić macierzystą uczelnię, ale nie tracił czasu: studiował fizyczną naturę światła, budował prawa mechaniki. W 1668 roku Isaac Newton wrócił do Cambridge i wkrótce objął katedrę matematyki Lucasa. Dostała się do niego od nauczyciela - I. Barrowa, tego samego Masona. Newton szybko stał się jego ulubionym uczniem i aby zapewnić finansowe utrzymanie błyskotliwemu protegowanemu, Barrow zrzekł się katedry na swoją korzyść. W tym czasie Newton był już autorem dwumianu. A to dopiero początek biografii wielkiego naukowca. Potem było życie pełne tytanicznej pracy umysłowej. Newton zawsze wyróżniał się skromnością, a nawet nieśmiałością. Np. długo nie publikował swoich odkryć i nieustannie dążył do zniszczenia najpierw tych, a potem kolejnych rozdziałów swoich niesamowitych "Początków". Uważał, że wszystko zawdzięcza gigantom, na których ramionach stoi, czyli prawdopodobnie naukowcom-poprzednikom. Chociaż kto mógł poprzedzić Newtona, gdyby dosłownie powiedział pierwsze i najważniejsze słowo o wszystkim na świecie.

Isaac Newton urodził się 4 stycznia 1643 roku w małej brytyjskiej wiosce Woolsthorpe, położonej w hrabstwie Lincolnshire. Słaby, przedwcześnie porzucony łono matki przyszedł na świat w przededniu angielskiej wojny domowej, krótko po śmierci ojca i krótko przed obchodami Bożego Narodzenia.

Dziecko było tak słabe, że przez długi czas nie było nawet ochrzczone. Ale mały Izaak Newton, nazwany na cześć swojego ojca, przeżył i żył bardzo długo przez siedemnasty wiek - 84 lata.

Ojciec przyszłego genialnego naukowca był małym rolnikiem, ale całkiem udanym i bogatym. Po śmierci Newtona seniora jego rodzina otrzymała kilkaset akrów pól i gruntów leśnych z żyzną glebą oraz imponującą sumę 500 funtów.

Matka Izaaka, Anna Ayskow, wkrótce ponownie wyszła za mąż i urodziła swojemu nowemu mężowi troje dzieci. Anna poświęciła więcej uwagi swojemu młodszemu potomstwu, a wychowaniem pierwszego dziecka zajęła się najpierw babcia Izaaka, a następnie jego wujek William Ayskoe.

Jako dziecko Newton lubił malować, poezję, bezinteresownie wynalazł zegar wodny, wiatrak, robił latawce. Jednocześnie nadal był bardzo bolesny, a także wyjątkowo niekomunikatywny: Izaak wolał własne hobby od wesołych zabaw z rówieśnikami.

Fizyk w młodości

Kiedy dziecko zostało wysłane do szkoły, jego słabość fizyczna i słabe umiejętności komunikacyjne spowodowały, że pewnego razu chłopiec został pobity aż do omdlenia. Tego upokorzenia Newton nie mógł znieść. Ale, oczywiście, nie mógł nabrać atletycznej formy fizycznej w ciągu jednej nocy, więc chłopiec postanowił zabawić swoją samoocenę w inny sposób.

Jeśli przed tym incydentem uczył się raczej słabo i wyraźnie nie był ulubieńcem nauczycieli, to potem zaczął poważnie wyróżniać się wśród kolegów z klasy pod względem wyników w nauce. Stopniowo stał się najlepszym uczniem, a jeszcze poważniej niż wcześniej zaczął interesować się techniką, matematyką i niesamowitymi, niewytłumaczalnymi zjawiskami naturalnymi.

Kiedy Izaak miał 16 lat, matka zabrała go z powrotem do majątku i próbowała powierzyć dorosłemu najstarszemu synowi część obowiązków domowych (w tym czasie zmarł także drugi mąż Anny Ayskoe). Jednak facet zajmował się tylko projektowaniem pomysłowych mechanizmów, „połykaniem” licznych książek i pisaniem wierszy.

Nauczyciel młodego człowieka, pan Stokes, a także jego wujek William Ayskow i znajomy Humphrey Babington (członek niepełnoetatowy Cambridge Trinity College) z Grantham, gdzie przyszły światowej sławy naukowiec chodził do szkoły, przekonali Annę Ayskow, by pozwoliła utalentowanej syna, aby kontynuował naukę. W wyniku rokowań zbiorowych w 1661 roku Izaak ukończył naukę w szkole, po której pomyślnie zdał egzaminy wstępne na Uniwersytet w Cambridge.

Początek kariery naukowej

Jako student Newton miał status „sizara”. Oznaczało to, że nie płacił za swoją edukację, ale musiał wykonywać różne prace na uczelni lub świadczyć usługi dla bogatszych studentów. Izaak dzielnie zniósł tę próbę, choć nadal nie lubił czuć się uciskany, był nietowarzyski i nie wiedział, jak się zaprzyjaźnić.

W tym czasie filozofii i nauk przyrodniczych nauczano w słynnym na całym świecie Cambridge, choć w tym czasie odkrycia Galileusza, atomistyczna teoria Gassendiego, śmiałe prace Kopernika, Keplera i innych wybitnych uczonych były już zademonstrowane światu . Isaac Newton pochłonął wszystkie dostępne informacje dotyczące matematyki, astronomii, optyki, fonetyki, a nawet teorii muzyki. Jednocześnie często zapominał o jedzeniu i spaniu.

Isaac Newton badający załamanie światła

Badacz rozpoczął samodzielną działalność naukową w 1664 r., sporządziwszy listę 45 problemów w życiu człowieka i przyrody, które nie zostały jeszcze rozwiązane. W tym samym czasie los przyniósł studentowi utalentowanego matematyka Isaaca Barrowa, który rozpoczął pracę na wydziale matematyki uczelni. Następnie Barrow został jego nauczycielem, a także jednym z jego nielicznych przyjaciół.

Zaintrygowany matematyką dzięki utalentowanemu nauczycielowi, Newton wykonał rozwinięcie dwumianowe dla dowolnego wykładnika wymiernego, co było jego pierwszym genialnym odkryciem w dziedzinie matematyki. W tym samym roku Izaak uzyskał tytuł licencjata.

W latach 1665-1667, gdy przez Anglię przetoczyła się zaraza, wielki pożar Londynu i kosztowna wojna z Holandią, Newton osiedlił się na krótko w Woosthorpe. W tych latach skierował swoją główną działalność na odkrywanie tajemnic optycznych. Próbując dowiedzieć się, jak pozbyć się aberracji chromatycznej z teleskopów soczewkowych, naukowiec zajął się badaniem dyspersji. Istotą eksperymentów, które przeprowadził Izaak, była próba poznania fizycznej natury światła, a wiele z nich nadal jest przeprowadzanych w instytucjach edukacyjnych.

W rezultacie Newton doszedł do korpuskularnego modelu światła, uznając, że można go uważać za strumień cząstek, które wylatują z jakiegoś źródła światła i wykonują ruch prostoliniowy do najbliższej przeszkody. Chociaż taki model nie może rościć sobie pretensji do ostatecznej obiektywności, stał się jednym z fundamentów fizyki klasycznej, bez którego nie pojawiłyby się bardziej nowoczesne koncepcje zjawisk fizycznych.

Wśród tych, którzy lubią zbierać ciekawostki, od dawna panuje błędne przekonanie, że Newton odkrył to kluczowe prawo mechaniki klasycznej po tym, jak jabłko spadło mu na głowę. W rzeczywistości Izaak systematycznie szedł w kierunku swojego odkrycia, co jasno wynika z jego licznych notatek. Legendę o jabłku spopularyzował w tamtych czasach autorytatywny filozof Voltaire.

Sława naukowa

Pod koniec lat 60. XVII wieku Isaac Newton wrócił do Cambridge, gdzie otrzymał status mistrza, własny pokój do życia, a nawet grupę młodych studentów, dla których naukowiec został nauczycielem. Jednak nauczanie najwyraźniej nie było „koniem” utalentowanego badacza, a frekwencja na jego wykładach wyraźnie utykała. W tym samym czasie naukowiec wynalazł teleskop zwierciadlany, który go uwielbił i pozwolił Newtonowi dołączyć do Royal Society of London. Dzięki temu urządzeniu dokonano wielu niesamowitych odkryć astronomicznych.

W 1687 roku Newton opublikował swoje być może najważniejsze dzieło, Principia Mathematica. Badacz publikował już swoje prace, ale ta miała ogromne znaczenie: stała się podstawą mechaniki racjonalnej i całej nauki matematycznej. Zawierała dobrze znane prawo powszechnego ciążenia, trzy znane dotąd prawa mechaniki, bez których fizyka klasyczna jest nie do pomyślenia, wprowadzono kluczowe pojęcia fizyczne, a heliocentryczny układ Kopernika nie był kwestionowany.

Pod względem poziomu matematycznego i fizycznego „Matematyczne zasady filozofii przyrody” były o rząd wielkości wyższe niż badania wszystkich naukowców, którzy pracowali nad tym problemem przed Izaakiem Newtonem. Nie było niesprawdzonej metafizyki z rozwlekłym rozumowaniem, bezpodstawnymi prawami i niejasnymi sformułowaniami, które tak grzeszyły dzieła Arystotelesa i Kartezjusza.

W 1699 r., gdy Newton zajmował stanowiska administracyjne, jego system świata zaczął być nauczany na Uniwersytecie w Cambridge.

Życie osobiste

Kobiety ani wtedy, ani przez lata nie okazywały Newtonowi wielkiej sympatii, a przez całe życie nigdy się nie ożenił.

Śmierć wielkiego naukowca nastąpiła w 1727 roku, a prawie cały Londyn zebrał się na jego pogrzebie.

prawa Newtona

• Pierwsza zasada mechaniki: każde ciało jest w spoczynku lub pozostaje w stanie ruchu postępowego ruchem jednostajnym, dopóki stan ten nie zostanie skorygowany przez przyłożenie sił zewnętrznych.
• Druga zasada mechaniki: zmiana pędu jest proporcjonalna do przyłożonej siły i odbywa się w kierunku jej oddziaływania.
• Trzecia zasada mechaniki: punkty materialne oddziałują na siebie wzdłuż łączącej je linii prostej z siłami równymi co do wartości i przeciwnymi zwrotami.
• Prawo powszechnego ciążenia: siła przyciągania grawitacyjnego między dwoma punktami materialnymi jest proporcjonalna do iloczynu ich mas pomnożonych przez stałą grawitacji i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między tymi punktami.

W wielu szkołach wyższych można zobaczyć portret Izaaka Newtona, słynnego matematyka i fizyka (ten naukowiec zajmował się również alchemią). Ojciec naukowca był rolnikiem. Izaak często chorował, unikał rówieśników i był wychowywany przez babcię. Przyszły naukowiec studiował w Grantham School, aw 1661 roku wstąpił do Kolegium Świętej Trójcy (obecnie Trinity College) osławionego Uniwersytetu Cambridge. W 1665 roku Newton został kawalerem, a trzy lata później mistrzem. Podczas studiów Isaac przeprowadzał eksperymenty i zaprojektował teleskop lustrzany.

W 1687 roku Izaak opublikował swoją pracę na temat matematycznych zasad filozofii przyrody, w której opisał prawa dynamiki, podstawy nauki o oporze gazów i cieczy. Przez ponad trzydzieści lat Izaak był kierownikiem Wydziału Fizyki i Matematyki w Cambridge, a na początku XVIII wieku królowa Anna nadała Newtonowi tytuł szlachecki. Przez wiele dziesięcioleci Izaak przeżywał poważne trudności finansowe i dopiero w 1695 roku pozycja finansowa poprawia się po zapełnieniu wakatu na stanowisku dozorcy Mennicy.

Od ponad dwóch stuleci Izaak Newton jest uważany za jednego z najbardziej znanych naukowców. W ciągu swojego życia udało mu się wnieść znaczący wkład w wielu nowoczesne nauki. Sformułował najważniejsze prawa mechaniki klasycznej, wyjaśnił mechanizm ruchu ciał niebieskich. W 1692 r. naukowca dopadło załamanie psychiczne, wywołane pożarem, który zniszczył znaczną liczbę jego rękopisów. Po ustąpieniu choroby Newton nadal zajmował się nauką, ale z mniejszą intensywnością.

Newton żył ponad osiemdziesiąt lat. W ostatnich latach życia Izaak poświęcił wiele godzin teologii, m.in historia biblijna. Szczątki wielkiego naukowca pochowano w Opactwie Westminsterskim.

Osiągnięcia i życie osobiste

Biografia Izaaka Newtona o najważniejszej rzeczy

Imię Izaaka Newtona (1642-1727) jest wpisane złotymi literami w historię światowej nauki, to on jest właścicielem największych odkryć w fizyce, astronomii, mechanice, matematyce – sformułowaniu podstawowych postulatów mechaniki, odkryciu zjawiska powszechnej grawitacji, angielski naukowiec położył również podwaliny pod późniejszy rozwój naukowy w dziedzinie optyki, akustyki. Newton oprócz eksperymentów fizycznych był także znawcą alchemii i historii. Działalność naukowca była często źle oceniana przez współczesnych, jednak dziś gołym okiem widać, że jego poglądy naukowe znacznie przewyższały poziom nauki średniowiecznej.

Izaak urodził się w 1642 roku w angielskiej wiosce Woolsthorpe (Lincolnshire) w rodzinie biednego rolnika. Chłopiec był dość wątły i chorowity, słaby fizycznie, wychowywany przez babcię, bardzo wycofany i nietowarzyski. W wieku 12 lat chłopiec wstąpił do szkoły w Grantham, sześć lat później, po jej ukończeniu, wstąpił na Uniwersytet w Cambridge, gdzie uczył go sam I. Barrow, słynny matematyk.

W 1665 roku Newton uzyskał tytuł licencjata i do 1667 roku przebywał w swoim rodzinnym Woolsthorpe: w tym okresie naukowiec był aktywnie zaangażowany w rozwój naukowy - eksperymenty nad rozkładem światła, wynalezienie teleskopu lustrzanego, odkrycie prawo powszechnego ciążenia itp. W 1668 r. naukowiec powrócił na rodzimą uczelnię, uzyskał tam tytuł magistra i przy wsparciu I. Barrowa kierował katedrą fizyczno-matematyczną rodzimej uczelni (do 1701 r.).

Jakiś czas później, w 1672 roku, młody wynalazca został członkiem jednej z największych światowych społeczności naukowych w Londynie. W 1687 r. Opublikowano jego najbardziej ambitne dzieło zatytułowane „Matematyczne zasady filozofii przyrody”, w którym naukowiec uogólnił doświadczenie naukowe zgromadzone przez poprzednich naukowców (Galileo Galilei, Rene Descartes, Christian Huygens itp.), A także niezależne wnioski naukowe i stworzył zunifikowany system mechaniki, który do dziś stanowi fundament fizyki jako nauki.

I. Newton sformułował także dobrze znane 3 postulaty, aksjomaty, które dziś znane są jako „trzy prawa Newtona”: prawo bezwładności, podstawowe prawo dynamiki, prawo równości w oddziaływaniu dwóch ciał materialnych. „Matematyczne zasady filozofii przyrody” odegrały ogromną rolę w rozwoju fizyki, dały impuls do dalszych studiów z matematyki, mechaniki i optyki. Przyczyną wielkiego intelektualnego nieładu wynalazcy, w tym okresie jego aktywność naukowa upada w upadek.

W 1695 Newton został powołany do służby publicznej, został dozorcą mennicy państwowej i nadzorował ponowne bicie monet w królestwie. Za zasługi dla korony naukowiec otrzymał w 1699 r. Honorowy tytuł dyrektora Mennicy, a także został członkiem Akademii Nauk w Paryżu. Na początku XVIII wieku Izaak Newton był u szczytu swojej sławy, kierował Towarzystwem Królewskim w Londynie, w 1705 roku otrzymał tytuł szlachecki, czyli tytuł szlachecki.

Naukowiec pod koniec życia wycofał się z działalności naukowej, był w służbie publicznej do 1725 roku. Z każdym rokiem stan zdrowia naukowca pogarszał się: wiosną 1727 roku w miasteczku Kensington pod Londynem genialny naukowiec Izaak Newton zmarł we śnie. Po jego śmierci naukowiec otrzymał wielkie zaszczyty, został pochowany w Opactwie Westminsterskim obok angielskich królów i wybitnych przywódców politycznych państwa. Wkład Newtona w rozwój nauki do dziś pozostaje nieoceniony, jego prace stanowią fundamentalną podstawę dla współczesnych badaczy.

Jego wielkie odkrycie dla dzieci

Ciekawe fakty i daty z życia

wczesne lata

Isaac Newton, syn małego, ale dobrze prosperującego rolnika, urodził się w wiosce Woolsthorpe (ang. Woolsthorpe, Lincolnshire) w przededniu wojny secesyjnej. Ojciec Newtona nie dożył narodzin syna. Chłopiec urodził się przedwcześnie, był bolesny, więc długo nie odważyli się go ochrzcić. A jednak przeżył, został ochrzczony (1 stycznia) i otrzymał imię Izaak na cześć zmarłego ojca. Fakt urodzenia się w Boże Narodzenie Newton uznał za szczególny znak losu. Pomimo złego stanu zdrowia jako niemowlę dożył 84 lat.

Newton szczerze wierzył, że jego rodzina wywodzi się od szkockiej szlachty z XV wieku, ale historycy odkryli, że w 1524 roku jego przodkowie byli biednymi wieśniakami. Pod koniec XVI wieku rodzina wzbogaciła się i przeszła do kategorii chłopów (właścicieli ziemskich). Ojciec Newtona zostawił pokaźną sumę 500 funtów szterlingów na tamte czasy oraz kilkaset akrów żyznej ziemi zajmowanej przez pola i lasy.

W styczniu 1646 roku matka Newtona, Hannah Ayscough, wyszła ponownie za mąż. Miała troje dzieci ze swoim nowym mężem, 63-letnim wdowcem, i zaczęła zwracać niewielką uwagę na Izaaka. Patronem chłopca był jego wujek ze strony matki, William Ayskoe. Jako dziecko Newton, według współczesnych, był cichy, wycofany i odizolowany, uwielbiał czytać i robić zabawki techniczne: zegary słoneczne i wodne, młyn itp. Przez całe życie czuł się samotny.

Jego ojczym zmarł w 1653 roku, część jego spadku przeszła na matkę Newtona i została przez nią natychmiast wydana Izaakowi. Matka wróciła do domu, ale jej główna uwaga skupiona była na trójce najmłodszych dzieci i rozległym gospodarstwie domowym; Izaak wciąż był sam.

W 1655 roku 12-letni Newton został wysłany na naukę do pobliskiej szkoły w Grantham, gdzie mieszkał w domu aptekarza Clarka. Wkrótce chłopiec wykazał się niezwykłymi zdolnościami, jednak w 1659 roku jego matka Anna zwróciła go do majątku i próbowała powierzyć 16-letniemu synowi część zarządzania gospodarstwem domowym. Próba nie powiodła się - Izaak od wszystkich innych zajęć przedkładał czytanie książek, wersyfikację, a zwłaszcza budowanie rozmaitych mechanizmów. W tym czasie do Anny zwrócił się Stokes, nauczyciel szkoły Newtona, i zaczął ją namawiać do kontynuowania edukacji niezwykle uzdolnionego syna; do tej prośby dołączył wujek William i Grantham, znajomy Izaaka (krewnego aptekarza Clarka) Humphrey Babington, członek Trinity College Cambridge. Dzięki wspólnym wysiłkom w końcu im się udało. W 1661 roku Newton pomyślnie ukończył szkołę i poszedł kontynuować naukę na Uniwersytecie Cambridge.

Kolegium Świętej Trójcy (1661-1664)

W czerwcu 1661 roku do Cambridge przybył 18-letni Newton. Zgodnie ze statutem zdano mu egzamin z łaciny, po czym poinformowano go, że został przyjęty do Trinity College (College of the Holy Trinity) Uniwersytetu Cambridge. Z tą placówką oświatową związanych jest ponad 30 lat życia Newtona.

Uczelnia, podobnie jak cała uczelnia, przeżywała trudny okres. Dopiero co przywrócono monarchię w Anglii (1660), król Karol II często zwlekał z płatnościami należnymi uczelni, zwalniał znaczną część kadry dydaktycznej powołanej w latach rewolucji. Łącznie w Trinity College mieszkało 400 osób, w tym studenci, służba i 20 żebraków, którym zgodnie ze statutem kolegium było zobowiązane do dawania jałmużny. Proces edukacyjny był w opłakanym stanie.

Newton został zapisany w szeregi studenckich „sizerów” (ang. sizar), od których nie pobierali czesnego (zapewne z polecenia Babingtona). Istnieje bardzo niewiele dokumentów i wspomnień z tego okresu jego życia. W ciągu tych lat ostatecznie ukształtowała się postać Newtona - chęć zejścia na dno, nietolerancja oszustwa, oszczerstwa i ucisku, obojętność na publiczną chwałę. Nadal nie miał przyjaciół.

W kwietniu 1664 r. Newton, po zdaniu egzaminów, przeniósł się do wyższej kategorii studenckiej „uczniów” (uczonych), co umożliwiło mu uzyskanie stypendium i kontynuację nauki na studiach.

Pomimo odkryć Galileusza nauki i filozofii w Cambridge nadal nauczano według Arystotelesa. Jednak zachowane zeszyty Newtona wspominają już o teorii Galileusza, Kopernika, kartezjanizmu, Keplera i atomistycznej teorii Gassendiego. Sądząc po tych notatnikach, nadal wykonywał (głównie instrumenty naukowe), z zapałem studiował optykę, astronomię, matematykę, fonetykę i teorię muzyki. Według wspomnień współlokatora Newton bezinteresownie oddawał się nauczaniu, zapominając o jedzeniu i śnie; prawdopodobnie, pomimo wszystkich trudności, był to dokładnie taki sposób życia, jakiego on sam pragnął.

Rok 1664 w życiu Newtona obfitował także w inne wydarzenia. Newton przeżył twórczy rozkwit, rozpoczął samodzielną działalność naukową i sporządził obszerną listę (45 punktów) nierozwiązanych problemów natury i życia ludzkiego (Questionnaire, łac. Questiones quaedam philosophicae). W przyszłości takie listy pojawiają się więcej niż raz w jego zeszytach ćwiczeń. W marcu tego samego roku na nowo powstałym (1663) wydziale matematyki kolegium rozpoczęły się wykłady nowego nauczyciela, 34-letniego Izaaka Barrowa, wybitnego matematyka, przyszłego przyjaciela i nauczyciela Newtona. Zainteresowanie Newtona matematyką dramatycznie wzrosło. Dokonał pierwszego znaczącego odkrycia matematycznego: rozwinięcia dwumianowego dla dowolnego wykładnika wymiernego (także ujemnego) i dzięki niemu doszedł do swojej głównej metody matematycznej - rozkładu funkcji na szereg nieskończony. Wreszcie, pod sam koniec roku, Newton został kawalerem.

Naukowym oparciem 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, Wallis i jego bezpośredni nauczyciel Barrow. W zeszycie ucznia Newtona znajduje się zdanie programowe:

„Lata zarazy” (1665-1667)

W Wigilię 1664 roku na londyńskich domach zaczęły pojawiać się czerwone krzyże, pierwsze ślady Wielkiej Zarazy. Do lata śmiertelna epidemia znacznie się rozszerzyła. 8 sierpnia 1665 przerwano zajęcia w Trinity College i rozwiązano kadrę aż do ustania epidemii. Newton wrócił do domu, do Woolsthorpe, zabierając ze sobą podstawowe książki, zeszyty i narzędzia.

Były to katastrofalne lata dla Anglii - niszczycielska zaraza (tylko w Londynie zginęła jedna piąta populacji), niszczycielska wojna z Holandią, Wielki Pożar Londynu. Ale Newton dokonał znacznej części swoich odkryć naukowych w samotności „lat zarazy”. Z zachowanych notatek wynika, że ​​23-letni Newton biegle posługiwał się już podstawowymi metodami rachunku różniczkowego i całkowego, w tym rozkładaniem funkcji na szeregi i tym, co później nazwano wzorem Newtona-Leibniza. Przeprowadzając szereg pomysłowych eksperymentów optycznych, udowodnił, że biel jest mieszanką kolorów widma. Newton wspominał później te lata:

Ale jego najbardziej znaczącym odkryciem w ciągu tych lat było prawo powszechnego ciążenia. Później, w 1686 roku, Newton napisał do Halleya:

Wspomniana przez Newtona niedokładność wynika z faktu, że wymiary Ziemi i wielkość przyspieszenia swobodny spadek Newton zaczerpnął z „Mechaniki” Galileusza, gdzie są podane ze znacznym błędem. Później Newton otrzymał dokładniejsze dane Picarda i ostatecznie został przekonany o prawdziwości swojej teorii.

Istnieje dobrze znana legenda, że ​​Newton odkrył prawo grawitacji, obserwując jabłko spadające z gałęzi drzewa. Po raz pierwszy o „jabłku Newtona” krótko wspomniał biograf Newtona, William Stukeley (książka „Memoirs of the Life of Newton”, 1752):

Legenda stała się popularna dzięki Voltaire'owi. W rzeczywistości, jak widać z podręczników Newtona, jego teoria powszechnego ciążenia rozwijała się stopniowo. Inny biograf, Henry Pemberton, bardziej szczegółowo przedstawia rozumowanie Newtona (nie wspominając o jabłku): „Porównując okresy kilku planet i ich odległości od Słońca, stwierdził, że… siła ta musi zmniejszać się proporcjonalnie do kwadratu wraz ze wzrostem odległości. " Innymi słowy, Newton odkrył, że z trzeciego prawa Keplera, które wiąże okresy obiegu planet z odległością od Słońca, wynika właśnie „formuła odwrotności kwadratów” prawa grawitacji (w przybliżeniu orbit kołowych) to następuje. Ostateczne sformułowanie prawa grawitacji, które zostało zawarte w podręcznikach, zostało napisane przez Newtona później, gdy prawa mechaniki stały się dla niego jasne.

Odkrycia te, podobnie jak wiele późniejszych, zostały opublikowane 20-40 lat później niż zostały dokonane. Newton nie gonił za sławą. W 1670 roku napisał do Johna Collinsa: „Nie widzę nic pożądanego w sławie, nawet gdybym był w stanie na nią zasłużyć. Pewnie zwiększyłoby to grono moich znajomych, ale właśnie tego staram się przede wszystkim unikać. Nie opublikował swojej pierwszej pracy naukowej (październik 1666), w której nakreślił podstawy analizy; odnaleziono go dopiero po 300 latach.

Początek naukowej sławy (1667-1684)

W marcu-czerwcu 1666 Newton odwiedził Cambridge. Jednak latem nowa fala zarazy zmusiła go do ponownego opuszczenia domu. Wreszcie na początku 1667 r. epidemia ustąpiła iw kwietniu Newton wrócił do Cambridge. 1 października został wybrany członkiem Trinity College, aw 1668 został mistrzem. Dostał przestronny prywatny pokój do zamieszkania, pensję w wysokości 2 funtów rocznie i grupę studentów, z którymi sumiennie studiował standardowe przedmioty przez kilka godzin tygodniowo. Jednak ani wtedy, ani później Newton nie zasłynął jako nauczyciel, jego wykłady były słabo uczęszczane.

Ugruntowując swoją pozycję, Newton udał się do Londynu, gdzie krótko wcześniej, w 1660 r., Powstało Royal Society of London - autorytatywna organizacja wybitnych naukowców, jedna z pierwszych Akademii Nauk. Drukowanym organem Towarzystwa Królewskiego było czasopismo Philosophical Transactions.

W 1669 roku w Europie zaczęły pojawiać się prace matematyczne wykorzystujące rozwinięcia w szeregi nieskończone. Chociaż głębia tych odkryć nie dorównywała Newtonowi, Barrow nalegał, aby jego uczeń ustalił jego priorytet w tej sprawie. Newton napisał krótkie, ale dość kompletne podsumowanie tej części swoich odkryć, którą nazwał „Analiza za pomocą równań z nieskończoną liczbą wyrazów”. Barrow wysłał ten traktat do Londynu. Newton poprosił Barrowa, aby nie ujawniał nazwiska autora pracy (ale i tak to wymknął). „Analiza” rozprzestrzeniła się wśród specjalistów i zyskała rozgłos w Anglii i poza nią.

W tym samym roku Barrow przyjął zaproszenie króla, aby zostać kapelanem dworskim i porzucił nauczanie. 29 października 1669 roku 26-letni Newton został wybrany na swojego następcę, profesora matematyki i optyki w Trinity College, z wysoką pensją 100 funtów rocznie. Barrow zostawił Newtonowi obszerne laboratorium alchemiczne; w tym okresie Newton poważnie zainteresował się alchemią, przeprowadził wiele eksperymentów chemicznych.

Jednocześnie Newton kontynuował eksperymenty z optyki i teorii kolorów. Newton badał aberracje sferyczne i chromatyczne. Aby je zminimalizować, zbudował mieszany teleskop zwierciadlany: soczewkę i wklęsłe zwierciadło sferyczne, które sam wykonał i wypolerował. Projekt takiego teleskopu został po raz pierwszy zaproponowany przez Jamesa Gregory'ego (1663), ale pomysł ten nigdy nie został zrealizowany. Pierwszy projekt Newtona (1668) nie powiódł się, ale następny, z dokładniej wypolerowanym lustrem, pomimo niewielkich rozmiarów, dał 40-krotny wzrost doskonałej jakości.

Wieść o nowym instrumencie szybko dotarła do Londynu, a Newton został zaproszony do pokazania swojego wynalazku społeczności naukowej. Pod koniec 1671 i na początku 1672 r. Odbłyśnik został zademonstrowany przed królem, a następnie w Towarzystwie Królewskim. Urządzenie zebrało entuzjastyczne recenzje. Prawdopodobnie pewną rolę odegrało również praktyczne znaczenie wynalazku: obserwacje astronomiczne posłużyły do ​​dokładnego określenia czasu, który z kolei jest niezbędny do nawigacji na morzu. Newton stał się sławny iw styczniu 1672 roku został wybrany członkiem Towarzystwa Królewskiego. Później ulepszone reflektory stały się głównymi narzędziami astronomów, z ich pomocą odkryto planetę Uran, inne galaktyki i przesunięcie ku czerwieni.

Początkowo Newton cenił komunikację z kolegami z Towarzystwa Królewskiego, w skład którego oprócz Barrowa wchodzili James Gregory, John Vallis, Robert Hooke, Robert Boyle, Christopher Wren i inne znane postacie angielskiej nauki. Jednak wkrótce zaczęły się żmudne konflikty, których Newton bardzo nie lubił. W szczególności wybuchła głośna kontrowersja dotycząca natury światła. Zaczęło się od tego, że w lutym 1672 roku Newton opublikował w „Philosophical Transactions” szczegółowy opis swoich klasycznych eksperymentów z graniastosłupami i swojej teorii koloru. Hooke, który wcześniej opublikował własną teorię, stwierdził, że wyniki Newtona go nie przekonały; został poparty przez Huygensa na tej podstawie, że teoria Newtona „przeczy konwencjonalnej mądrości”. Newton odpowiedział na ich krytykę zaledwie sześć miesięcy później, ale do tego czasu liczba krytyków znacznie wzrosła.

Lawina nieudolnych ataków spowodowała, że ​​Newton popadł w irytację i depresję. Żałował, że w zaufaniu przedstawił swoje odkrycia innym naukowcom. Newton poprosił sekretarza Towarzystwa Oldenburskiego, aby nie wysyłał mu więcej krytycznych listów i złożył ślubowanie na przyszłość: nie wdawać się w spory naukowe. W listach skarży się, że stoi przed wyborem: albo nie publikować swoich odkryć, albo poświęcić cały swój czas i energię na odpieranie nieprzyjaznej amatorskiej krytyki. Ostatecznie wybrał pierwszą opcję i złożył deklarację rezygnacji z Towarzystwa Królewskiego (8 marca 1673). Oldenburg nie bez trudności przekonał go do pozostania. Jednak kontakty naukowe z Towarzystwem są obecnie ograniczone do minimum.

W 1673 roku miały miejsce dwa ważne wydarzenia. Po pierwsze: powrócił do Trójcy dekretem królewskim stary przyjaciel oraz patron Newtona, Isaac Barrow, obecnie jako szef („mistrz”). Po drugie, Leibniz, znany wówczas jako filozof i wynalazca, zainteresował się matematycznymi odkryciami Newtona. Po otrzymaniu pracy Newtona z 1669 r. O szeregach nieskończonych i dogłębnym jej przestudiowaniu, dalej niezależnie zaczyna rozwijać swoją wersję analizy. W 1676 roku Newton i Leibniz wymienili listy, w których Newton wyjaśnił szereg swoich metod, odpowiedział na pytania Leibniza i zasugerował istnienie jeszcze bardziej ogólnych metod, jeszcze nie opublikowanych (czyli ogólnego rachunku różniczkowego i całkowego). Sekretarz Royal Society, Henry Oldenburg, usilnie prosił Newtona o opublikowanie swoich odkryć matematycznych dotyczących analizy na chwałę Anglii, ale Newton odpowiedział, że od pięciu lat pracuje nad innym tematem i nie chce, aby go rozpraszano. Newton nie odpowiedział na kolejny list od Leibniza. Pierwsza krótka publikacja na temat newtonowskiej wersji analizy ukazała się dopiero w 1693 r., kiedy wersja Leibniza rozpowszechniła się już w całej Europie.

Koniec lat siedemdziesiątych XVII wieku był smutny dla Newtona. W maju 1677 roku niespodziewanie zmarł 47-letni Barrow. Zimą tego samego roku w domu Newtona wybuchł silny pożar, w wyniku którego spłonęła część archiwum rękopisów Newtona. We wrześniu 1677 zmarł sprzyjający Newtonowi sekretarz Towarzystwa Królewskiego w Oldenburgu, a nowym sekretarzem został wrogo nastawiony do Newtona Hooke. W 1679 r. ciężko zachorowała matka Anny; Newton, zostawiając wszystkie swoje sprawy, przyszedł do niej, brał czynny udział w opiece nad pacjentem, ale stan jego matki szybko się pogorszył i zmarła. Matka i Barrow byli jednymi z nielicznych osób, które rozjaśniły samotność Newtona.

„Matematyczne zasady filozofii przyrody” (1684-1686)

Historia powstania tego dzieła, wraz z „Zasadami” Euklidesa, jednymi z najsłynniejszych w dziejach nauki, rozpoczęła się w 1682 roku, kiedy to przelot komety Halleya spowodował wzrost zainteresowania mechaniką nieba. Edmond Halley próbował przekonać Newtona do opublikowania swojej „ogólnej teorii ruchu”, o której od dawna krążyły plotki w środowisku naukowym. Newton odmówił. Ogólnie rzecz biorąc, niechętnie odchodził od swoich badań ze względu na żmudną pracę polegającą na publikowaniu artykułów naukowych.

W sierpniu 1684 roku Halley przybył do Cambridge i powiedział Newtonowi, że on, Wren i Hooke dyskutowali, jak wyprowadzić eliptyczność orbit planet ze wzoru na prawo grawitacji, ale nie wiedzieli, jak podejść do rozwiązania. Newton poinformował, że ma już taki dowód, aw listopadzie wysłał Halleyowi gotowy rękopis. Od razu docenił znaczenie wyniku i metody, natychmiast ponownie odwiedził Newtona i tym razem udało mu się nakłonić go do opublikowania swoich odkryć. 10 grudnia 1684 roku w protokole Towarzystwa Królewskiego pojawił się historyczny wpis:

Prace nad księgą trwały w latach 1684-1686. Według wspomnień Humphreya Newtona, krewnego naukowca i jego asystenta w tych latach, Newton napisał „Zasady” najpierw pomiędzy eksperymentami alchemicznymi, którym poświęcił główną uwagę, potem stopniowo dał się ponieść emocjom i entuzjastycznie poświęcił się do pracy nad główną książką swojego życia.

Publikacja miała być przeprowadzona na koszt Towarzystwa Królewskiego, ale na początku 1686 roku Towarzystwo opublikowało traktat o historii ryb, który nie znalazł popytu, a tym samym uszczuplił jego budżet. Następnie Halley oświadczył, że pokryje koszty publikacji. Towarzystwo z wdzięcznością przyjęło tę hojną ofertę iw ramach częściowej rekompensaty przekazało Halleyowi nieodpłatnie 50 egzemplarzy traktatu o historii ryb.

Dzieło Newtona – być może przez analogię z „Zasadami filozofii” Kartezjusza (1644) – nazwano „Matematycznymi zasadami filozofii przyrody” (łac. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), tj. nowoczesny język, „Matematyczne podstawy fizyki”.

28 kwietnia 1686 roku Towarzystwu Królewskiemu zaprezentowano pierwszy tom Principia Mathematica. Wszystkie trzy tomy, po pewnym zredagowaniu przez autora, ukazały się w 1687 roku. Nakład (około 300 egz.) wyprzedał się w ciągu 4 lat - bardzo szybko jak na tamte czasy.

Zarówno fizyczny, jak i matematyczny poziom prac Newtona jest zupełnie nieporównywalny z pracami jego poprzedników. Nie ma w nim ani arystotelesowskiej, ani kartezjańskiej metafizyki, z jej niejasnym rozumowaniem i niejasno sformułowanymi, często naciąganymi „pierwotnymi przyczynami” zjawisk naturalnych. Np. Newton nie głosi, że prawo grawitacji działa w przyrodzie, tylko ściśle to udowadnia, opierając się na zaobserwowanym obrazie ruchu planet i ich satelitów. Metoda Newtona polega na stworzeniu modelu zjawiska „bez wymyślania hipotez”, a następnie, jeśli jest wystarczająco dużo danych, na poszukiwaniu jego przyczyn. To podejście, zapoczątkowane przez Galileusza, oznaczało koniec starej fizyki. Jakościowy opis przyrody ustąpił miejsca ilościowemu - znaczną część książki zajmują obliczenia, rysunki i tabele.

W swojej książce Newton jasno zdefiniował podstawowe pojęcia mechaniki i wprowadził kilka nowych, w tym tak ważne wielkości fizyczne, jak masa, siła zewnętrzna i pęd. Sformułowano trzy prawa mechaniki. Podano rygorystyczne wyprowadzenie z prawa grawitacji wszystkich trzech praw Keplera. Należy zauważyć, że opisano również hiperboliczne i paraboliczne orbity ciał niebieskich nieznane Keplerowi. Prawdziwość systemu heliocentrycznego Newtona Kopernika nie omawia bezpośrednio, ale implikuje; szacuje nawet odchylenie Słońca od środka masy Układu Słonecznego. Innymi słowy, Słońce w układzie Newtona, w przeciwieństwie do układu Keplera, nie spoczywa, lecz podlega ogólnym prawom ruchu. Komety są również włączone do ogólnego systemu, którego rodzaj orbit wywołał wówczas wielkie kontrowersje.

Słabym punktem teorii grawitacji Newtona, zdaniem wielu ówczesnych naukowców, był brak wyjaśnienia natury tej siły. Newton nakreślił jedynie aparat matematyczny, pozostawiając otwarte pytania dotyczące przyczyny grawitacji i jej materialnego nośnika. Dla środowiska naukowego, wychowanego na filozofii Kartezjusza, było to podejście niezwykłe i wymagające, i dopiero triumfalny sukces mechaniki nieba w XVIII wieku zmusił fizyków do chwilowego pogodzenia się z teorią Newtona. Fizyczne podstawy grawitacji stały się jasne dopiero po ponad dwóch stuleciach, wraz z pojawieniem się Ogólnej Teorii Względności.

Newton zbudował aparat matematyczny i ogólną strukturę księgi jak najbardziej zbliżony do ówczesnego standardu rygoru naukowego – „Zasad” Euklidesa. Świadomie prawie nigdy nie stosował analizy matematycznej – użycie nowych, nietypowych metod podważałoby wiarygodność prezentowanych wyników. Ta ostrożność sprawiła jednak, że newtonowska metoda prezentacji stała się bezwartościowa dla późniejszych pokoleń czytelników. Książka Newtona była pierwszą pracą z zakresu nowej fizyki i jednocześnie jedną z ostatnich poważnych prac wykorzystujących dawne metody badań matematycznych. Wszyscy zwolennicy Newtona używali już potężnych metod analizy matematycznej, które stworzył. D'Alembert, Euler, Laplace, Clairaut i Lagrange stali się największymi bezpośrednimi następcami dzieła Newtona.

Działalność administracyjna (1687-1703)

Rok 1687 upłynął pod znakiem nie tylko wydania wielkiej księgi, ale także konfliktu Newtona z królem Jakubem II. W lutym król, konsekwentnie dążąc do przywrócenia katolicyzmu w Anglii, polecił uniwersytetowi w Cambridge nadać stopień magistra katolickiemu mnichowi Albanowi Franciszkowi. Kierownictwo uniwersytetu wahało się, nie chcąc drażnić króla; wkrótce delegacja naukowców, w tym Newton, została wezwana, aby stawić czoła notorycznej niegrzeczności i okrucieństwu Lorda Wysokiego Sędziego George'a Jeffreysa. Newton sprzeciwiał się wszelkim kompromisom, które naruszałyby autonomię uniwersytetu i wezwał delegację do zajęcia zasadniczego stanowiska. W rezultacie rektor uniwersytetu został usunięty ze stanowiska, ale życzenie króla nigdy się nie spełniło. W jednym z listów z tych lat Newton przedstawił swoje zasady polityczne:

W 1689 roku, po obaleniu króla Jakuba II, Newton został po raz pierwszy wybrany do parlamentu z Uniwersytetu Cambridge i zasiadał tam przez nieco ponad rok. Druga elekcja odbyła się w latach 1701-1702. Istnieje popularna anegdota, że ​​tylko raz zabrał głos w Izbie Gmin, prosząc o zamknięcie okna, aby nie dopuścić do przeciągów. W rzeczywistości Newton wykonywał swoje obowiązki parlamentarne z taką samą sumiennością, z jaką zajmował się wszystkimi swoimi sprawami.

Około 1691 roku Newton poważnie zachorował (najprawdopodobniej został otruty podczas eksperymentów chemicznych, choć istnieją inne wersje - przepracowanie, wstrząs po pożarze, który doprowadził do utraty ważnych wyników, oraz dolegliwości związane z wiekiem). Krewni obawiali się o jego zdrowie psychiczne; świadczą o tym nieliczne zachowane jego listy z tego okresu zaburzenie psychiczne. Dopiero pod koniec 1693 roku Newton w pełni odzyskał zdrowie.

W 1679 Newton poznał w Trinity 18-letniego arystokratę, miłośnika nauki i alchemii, Charlesa Montagu (1661-1715). Newton wywarł prawdopodobnie największe wrażenie na Montagu, ponieważ w 1696 roku, po tym jak został lordem Halifaxem, prezesem Towarzystwa Królewskiego i kanclerzem skarbu (czyli ministrem skarbu Anglii), Montagu zaproponował królowi mianowanie Newtona do Mennicy. Król wyraził zgodę iw 1696 Newton objął to stanowisko, opuścił Cambridge i przeniósł się do Londynu. Od 1699 r. został kierownikiem („mistrzem”) Mennicy.

Na początek Newton dokładnie przestudiował technologię produkcji monet, uporządkował papierkową robotę, zmienił rachunkowość za ostatnie 30 lat. Jednocześnie Newton energicznie i umiejętnie przyczynił się do przeprowadzonej przez Montagu reformy monetarnej, przywracającej zaufanie do systemu monetarnego Anglii, gruntownie rozpoczętej przez jego poprzedników. W Anglii w tamtych latach w obiegu były prawie wyłącznie monety niedoważone, a monety fałszywe były w znacznych ilościach. Przycinanie krawędzi srebrnych monet stało się powszechne. Teraz monetę zaczęto produkować na specjalnych maszynach, a wzdłuż krawędzi umieszczono napis, dzięki czemu zbrodnicze szlifowanie metalu stało się niemożliwe. Stara, niedoważona moneta srebrna została całkowicie wycofana z obiegu i ponownie wybita po 2 latach, wzrosła emisja nowych monet, aby nadążyć za popytem na nie, poprawiła się ich jakość. Wcześniej, podczas takich reform, ludność musiała wymieniać stare pieniądze na wagę, po czym ilość gotówki zmniejszała się zarówno wśród osób fizycznych (prywatnych i prawnych), jak i w całym kraju, ale odsetki i zobowiązania pożyczkowe pozostały takie same, co spowodowało, że gospodarka zaczyna stagnację. Newton zasugerował również wymianę pieniędzy według wartości nominalnej, co zapobiegło tym problemom, a co nieuniknione po takim niedoborze środków zostało uzupełnione zaciąganiem pożyczek z innych krajów (przede wszystkim z Holandii), inflacja gwałtownie spadła, ale zewnętrzny dług publiczny wzrósł w połowie wieku do niespotykanych dotąd rozmiarów w historii Anglii. Ale w tym czasie nastąpił zauważalny wzrost gospodarczy, z tego powodu wzrosły odliczenia podatkowe do skarbu państwa (równe wielkości z Francuzami, mimo że Francję zamieszkiwało 2,5 razy więcej ludzi), dzięki temu społeczeństwo dług był stopniowo spłacany.

Jednak uczciwa i kompetentna osoba na czele Mennicy nie wszystkim odpowiadała. Od pierwszych dni na Newtona sypały się skargi i donosy, stale pojawiały się komisje kontrolne. Jak się okazało, wiele donosów pochodziło od fałszerzy zirytowanych reformami Newtona. Newton z reguły był obojętny na oszczerstwa, ale nigdy nie wybaczał, jeśli wpłynęło to na jego honor i reputację. Osobiście brał udział w dziesiątkach dochodzeń, a ponad 100 fałszerzy zostało wytropionych i skazanych; w przypadku braku okoliczności obciążających byli najczęściej wysyłani do kolonii północnoamerykańskich, ale kilku prowodyrów zostało straconych. Liczba fałszywych monet w Anglii została znacznie zmniejszona. Montagu w swoich wspomnieniach wychwalał niezwykłe zdolności administracyjne Newtona, które zapewniły powodzenie reformy. Tym samym przeprowadzone przez naukowca reformy nie tylko zapobiegły kryzysowi gospodarczemu, ale także, kilkadziesiąt lat później, doprowadziły do ​​znacznego wzrostu dobrobytu kraju.

W kwietniu 1698 r. car Rosji Piotr I trzykrotnie odwiedził Mennicę podczas „Wielkiej Poselstwa”; niestety nie zachowały się szczegóły jego wizyty i komunikacji z Newtonem. Wiadomo jednak, że w 1700 r. przeprowadzono w Rosji reformę monetarną podobną do angielskiej. A w 1713 roku Newton wysłał pierwsze sześć drukowanych egzemplarzy drugiego wydania „Początków” carowi Piotrowi w Rosji.

Symbolem naukowego triumfu Newtona stały się dwa wydarzenia w 1699 roku: nauczanie Newtonowskiego systemu światowego rozpoczęło się w Cambridge (od 1704 także w Oksfordzie), a Paryska Akademia Nauk, bastion jego kartuzów przeciwników, wybrała go na swojego zagranicznego członka . Przez cały ten czas Newton był jeszcze członkiem i profesorem Trinity College, ale w grudniu 1701 roku oficjalnie zrezygnował ze wszystkich swoich stanowisk w Cambridge.

W 1703 r. zmarł prezes Towarzystwa Królewskiego, Lord John Somers, który w ciągu 5 lat swojej prezydentury uczestniczył w spotkaniach Towarzystwa tylko dwa razy. W listopadzie Newton został wybrany na jego następcę i kierował Towarzystwem przez resztę swojego życia - ponad dwadzieścia lat. W przeciwieństwie do swoich poprzedników osobiście uczestniczył we wszystkich spotkaniach i robił wszystko, aby Brytyjskie Towarzystwo Królewskie zajęło honorowe miejsce w świecie naukowym. Zwiększała się liczba członków Towarzystwa (wśród nich można wyróżnić oprócz Halleya Denisa Papina, Abrahama de Moivre, Rogera Cotesa, Brooke Taylor), przeprowadzano i dyskutowano ciekawe eksperymenty, znacznie poprawiała się jakość artykułów w czasopismach, problemy finansowe zostały złagodzone. Towarzystwo nabyło płatnych sekretarzy i własną rezydencję (przy Fleet Street), Newton opłacił koszty przeprowadzki z własnej kieszeni. W tych latach Newton był często zapraszany jako konsultant do różnych komisji rządowych, a księżniczka Caroline, przyszła królowa Wielkiej Brytanii, godzinami rozmawiała z nim w pałacu na tematy filozoficzne i religijne.

Ostatnie lata

W 1704 została opublikowana (pierwsza na język angielski) monografia „Optyka”, która determinowała rozwój tej nauki aż do początku XIX wieku. Zawierał dodatek „O kwadraturze krzywych” - pierwsze i dość kompletne przedstawienie newtonowskiej wersji rachunku różniczkowego. W rzeczywistości jest to ostatnia praca Newtona w naukach przyrodniczych, chociaż żył przez ponad 20 lat. Katalog biblioteki, którą pozostawił, zawierał książki głównie z zakresu historii i teologii i właśnie tym poszukiwaniom Newton poświęcił resztę życia. Newton pozostał kierownikiem Mennicy, gdyż stanowisko to, w przeciwieństwie do stanowiska dozorcy, nie wymagało od niego szczególnej aktywności. Dwa razy w tygodniu jeździł do Mennicy, raz w tygodniu na zebranie Towarzystwa Królewskiego. Newton nigdy nie podróżował poza Anglię.

Newton został pasowany na rycerza przez królową Annę w 1705 roku. Od teraz jest Sir Isaakiem Newtonem. Po raz pierwszy w historii Anglii tytuł szlachecki został przyznany za zasługi naukowe; następnym razem stało się to ponad sto lat później (1819, w odniesieniu do Humphry'ego Davy'ego). Jednak niektórzy biografowie uważają, że królowa kierowała się nie motywami naukowymi, ale politycznymi. Newton uzyskał własny herb i niezbyt wiarygodny rodowód.

W 1707 roku opublikowano zbiór prac matematycznych Newtona, Universal Arithmetic. Przedstawione w nim metody numeryczne zapoczątkowały narodziny nowej obiecującej dyscypliny – analizy numerycznej.

W 1708 r. rozpoczął się otwarty spór o pierwszeństwo z Leibnizem (patrz poniżej), w który zaangażowane były nawet osoby panujące. Ta waśń między dwoma geniuszami drogo kosztowała naukę – angielska szkoła matematyczna szybko uschła na całe stulecie, a europejska zignorowała wiele wybitnych pomysłów Newtona, odkrywając je na nowo znacznie później. Konfliktu nie wygasła nawet śmierć Leibniza (1716).

Pierwsze wydanie Newton's Elements zostało wyprzedane dawno temu. Wieloletnia praca Newtona nad przygotowaniem drugiego wydania, poprawionego i uzupełnionego, została ukoronowana sukcesem w 1710 r., kiedy to ukazał się pierwszy tom nowego wydania (ostatni, trzeci - w 1713 r.). Nakład początkowy (700 egz.) okazał się wyraźnie niewystarczający, w 1714 i 1723 r. pojawił się druk dodatkowy. Kończąc drugi tom, Newton jako wyjątek musiał wrócić do fizyki, aby wyjaśnić rozbieżność między teorią a danymi eksperymentalnymi, i natychmiast dokonał ważnego odkrycia - kompresji hydrodynamicznej dżetu. Teoria jest teraz w dobrej zgodzie z doświadczeniem. Newton dodał „Homilię” na końcu książki, zawierającą zjadliwą krytykę „teorii wirów”, za pomocą której jego kartezjańscy przeciwnicy próbowali wyjaśnić ruch planet. Na naturalne pytanie „jak jest naprawdę?” książka podąża za słynną i szczerą odpowiedzią: „Nadal nie mogłem wydedukować przyczyny… właściwości siły grawitacji ze zjawisk, ale nie wymyślam hipotez”.

W kwietniu 1714 r. Newton podsumował swoje doświadczenia z regulacjami finansowymi i przedłożył Ministerstwu Skarbu swój artykuł „Uwagi dotyczące wartości złota i srebra”. Artykuł zawierał konkretne propozycje korekty wartości metali szlachetnych. Propozycje te zostały częściowo zaakceptowane, co korzystnie wpłynęło na brytyjską gospodarkę.

Na krótko przed śmiercią Newton stał się jedną z ofiar oszustwa finansowego dokonanego przez dużą firmę handlową South Sea Company, która była wspierana przez rząd. Kupił dużą ilość papierów wartościowych firmy, a także nalegał na ich przejęcie przez Towarzystwo Królewskie. 24 września 1720 r. bank spółki ogłosił upadłość. Siostrzenica Katarzyna wspominała w swoich notatkach, że Newton schudł ponad 20 000 funtów, po czym oświadczył, że potrafi obliczyć ruch ciał niebieskich, ale nie stopień szaleństwa tłumu. Jednak wielu biografów uważa, że ​​Catherine nie miała na myśli prawdziwej straty, ale nieotrzymanie oczekiwanego zysku. Po bankructwie firmy Newton zaoferował Royal Society rekompensatę z własnej kieszeni, ale jego oferta została odrzucona.

Ostatnie lata życia Newton poświęcił na napisanie „Chronologii Starożytnych Królestw”, nad którą pracował przez około 40 lat, oraz na przygotowanie trzeciego wydania „Początków”. Trzecie wydanie ukazało się w 1726 r.; w przeciwieństwie do drugiego, zmiany w nim były niewielkie – głównie wynikały z nowych obserwacji astronomicznych, w tym całkiem pełne odniesienie komety obserwowane od XIV wieku. Przedstawiono między innymi obliczoną orbitę komety Halleya, której ponowne pojawienie się we wskazanym czasie (1758) jednoznacznie potwierdziło obliczenia teoretyczne (nieżyjących już wówczas) Newtona i Halleya. Nakład książki do wydania naukowego z tamtych lat można uznać za ogromny: 1250 egzemplarzy.

W 1725 roku stan zdrowia Newtona zaczął się wyraźnie pogarszać i przeniósł się do Kensington pod Londynem, gdzie zmarł w nocy, we śnie, 20 (31) marca 1727 roku. Nie pozostawił spisanego testamentu, ale na krótko przed śmiercią przekazał najbliższej rodzinie znaczną część swojego ogromnego majątku. Dekretem króla został pochowany w Opactwie Westminsterskim.

Cechy osobiste

Cechy charakteru

Komponować obraz psychologiczny Newton jest trudny, ponieważ nawet ludzie, którzy z nim sympatyzują, często przypisują Newtonowi różne cechy. Trzeba wziąć pod uwagę kult Newtona w Anglii, który zmuszał autorów pamiętników do obdarzania wielkiego naukowca wszelkimi możliwymi cnotami i rzeczywiste sprzeczności w jego naturze. Ponadto pod koniec życia w charakterze Newtona pojawiły się takie cechy, jak dobroduszność, pobłażliwość i towarzyskość, które wcześniej nie były dla niego charakterystyczne.

Na zewnątrz Newton był niskiego wzrostu, mocnej budowy i miał falowane włosy. Prawie nie chorował, do starości zachował gęste włosy (już od 40 roku życia był zupełnie siwy) i wszystkie zęby, z wyjątkiem jednego. Nigdy (według innych źródeł prawie nigdy) nie nosił okularów, choć był trochę krótkowzroczny. Prawie nigdy się nie śmiał ani nie denerwował, nie ma wzmianki o jego żartach czy innych przejawach poczucia humoru. W kalkulacjach pieniężnych był dokładny i oszczędny, ale nie skąpy. Nigdy nie żonaty. Zwykle był w stanie głębokiego skupienia wewnętrznego, dlatego często wykazywał roztargnienie: na przykład raz, po zaproszeniu gości, poszedł do spiżarni po wino, ale wtedy przyszedł mu do głowy jakiś naukowy pomysł, rzucił się do biura i nigdy nie wrócił do gości. Był obojętny na sport, muzykę, sztukę, teatr, podróże, chociaż umiał dobrze rysować. Jego asystent wspominał: „Nie dawał sobie wytchnienia i wytchnienia… każdą godzinę nie poświęconą [nauce] uważał za straconą… Myślę, że bardzo go smuciła konieczność spędzania czasu na jedzeniu i spać." Biorąc to wszystko pod uwagę, Newtonowi udało się połączyć światową praktyczność i zdrowy rozsądek, co wyraźnie przejawiało się w pomyślnym zarządzaniu Mennicą i Towarzystwem Królewskim.

Wychowany w tradycji purytańskiej Newton wyznaczył sobie zestaw sztywnych zasad i ograniczeń. I nie był skłonny wybaczyć innym tego, czego nie wybaczyłby sobie; jest to źródłem wielu jego konfliktów (patrz poniżej). Swoich bliskich i wielu współpracowników traktował ciepło, ale nie miał bliskich przyjaciół, nie szukał towarzystwa innych ludzi i trzymał się z daleka. Jednocześnie Newton nie był bez serca i obojętny na los innych. Kiedy po śmierci swojej przyrodniej siostry Anny jej dzieci pozostały bez środków do życia, Newton przeznaczył zasiłek na małoletnie dzieci, a później córka Anny, Catherine, zabrała go na wychowanie. Pomagał także innym krewnym. „Będąc oszczędny i rozważny, był jednocześnie bardzo wolny od pieniędzy i zawsze był gotów pomóc przyjacielowi w potrzebie, bez okazywania obsesji. Jest szczególnie szlachetny w stosunku do młodzieży”. Wielu znanych angielskich naukowców – Stirling, Maclaurin, astronom James Pound i inni – z głęboką wdzięcznością wspominało pomoc, jakiej udzielił im Newton na początku ich kariery naukowej.

Konflikty

W historii nauki Robert Hooke zapisał się nie tylko niezwykłymi odkryciami i wynalazkami, ale także nieustannymi sporami o pierwszeństwo. Oskarżył swojego pierwszego patrona, Roberta Boyle'a, o przywłaszczenie sobie ulepszeń Hooke'a do pompy powietrza. Z sekretarzem Towarzystwa, Oldenburgiem, pokłócił się, mówiąc, że z pomocą Oldenburga Huygens ukradł pomysł zegara ze spiralną sprężyną od Hooke'a. Jego przyjaciel i biograf Richard Waller napisał we wstępie do pośmiertnego zbioru pism Hooke'a: „Jego postać była melancholijna, niedowierzająca i zazdrosna, co z biegiem lat stawało się coraz bardziej zauważalne”. SI Wawiłow pisze:

W 1675 roku Newton przesłał Towarzystwu swój traktat z nowymi badaniami i rozumowaniem na temat natury światła. Hooke stwierdził na spotkaniu, że wszystko, co wartościowe w traktacie, jest już dostępne w wydanej wcześniej książce Hooke'a Micrographia. W prywatnych rozmowach zarzucał Newtonowi plagiat: „Pokazałem, że pan Newton wykorzystał moje hipotezy o impulsach i falach” (z pamiętnika Hooke'a). Hooke kwestionował priorytet wszystkich odkryć Newtona w dziedzinie optyki, z wyjątkiem tych, z którymi się nie zgadzał. Oldenburg natychmiast poinformował Newtona o tych oskarżeniach, a on uznał je za insynuacje. Tym razem konflikt został wygaszony, a uczeni wymienili listy ugodowe (1676). Jednak od tego momentu aż do śmierci Hooke'a (1703) Newton nie opublikował żadnej pracy z optyki, chociaż zgromadził ogromną ilość materiału, usystematyzowanego przez niego w klasycznej monografii Optyka (1704).

Kiedy Newton przygotowywał swoje Principia do publikacji, Hooke zażądał, aby Newton we wstępie określił pierwszeństwo Hooke'a w odniesieniu do prawa grawitacji. Newton odparł, że Bulliald, Christopher Wren i sam Newton doszli do tej samej formuły niezależnie i przed Hooke'em. Wybuchł konflikt, który bardzo zatruł życie obu naukowców. SI Wawiłow pisze:

W przyszłości relacje Newtona z Hooke'em pozostały napięte. Na przykład, kiedy Newton przedstawił Towarzystwu nowy projekt sekstantu, który wynalazł, Hooke natychmiast oświadczył, że wynalazł takie urządzenie ponad 30 lat temu (chociaż nigdy nie budował sekstansów). Mimo to Newton był świadomy naukowej wartości odkryć Hooke'a iw swojej „Optyce” kilkakrotnie wspominał o swoim nieżyjącym już przeciwniku.

Newton jest czasami oskarżany o zniszczenie jedynego portretu Hooke'a, który znajdował się kiedyś w Royal Society. W rzeczywistości nie ma ani jednego dowodu przemawiającego za takim oskarżeniem.

John Flamsteed, wybitny angielski astronom, spotkał Newtona w Cambridge (1670), kiedy Flamsteed był jeszcze studentem, a Newton był mistrzem. Jednak już w 1673 roku, niemal równocześnie z Newtonem, zasłynął także Flamsteed – publikował znakomitej jakości tablice astronomiczne, za co król uhonorował go osobistą audiencją i tytułem „Królewskiego Astronoma”. Ponadto król nakazał budowę obserwatorium w Greenwich pod Londynem i przeniesienie go do Flamsteed. Jednak król uznał pieniądze na wyposażenie obserwatorium za zbędny wydatek, a prawie cały dochód Flamsteeda poszedł na budowę instrumentów i potrzeby ekonomiczne obserwatorium.

Początkowo stosunki Newtona i Flamsteeda były serdeczne. Newton przygotowywał drugie wydanie Principia i bardzo potrzebował dokładnych obserwacji Księżyca, aby skonstruować i (jak miał nadzieję) potwierdzić swoją teorię jego ruchu; w pierwszym wydaniu teoria ruchu księżyca i komet była niezadowalająca. Było to również ważne dla twierdzenia teorii grawitacji Newtona, którą ostro skrytykowali kartezjanie na kontynencie. Flamsteed chętnie przekazał mu żądane dane, aw 1694 roku Newton z dumą poinformował Flamsteeda, że ​​porównanie danych obliczonych i eksperymentalnych wykazało ich praktyczną zbieżność. W niektórych listach Flamsteed nalegał, aby Newton, w przypadku korzystania z obserwacji, zastrzegł mu, Flamsteedowi, pierwszeństwo; dotyczyło to przede wszystkim Halleya, którego Flamsteed nie lubił i podejrzewał o nieuczciwość naukową, ale mogło to również oznaczać nieufność do samego Newtona. W listach Flamsteeda zaczyna pojawiać się niechęć:

Początek otwartego konfliktu dał list od Flamsteeda, w którym przepraszająco poinformował, że odkrył szereg systematycznych błędów w niektórych danych dostarczonych Newtonowi. Zagroziło to newtonowskiej teorii księżyca i zmusiło do ponownego wykonania obliczeń, a także zachwiana została wiarygodność pozostałych danych. Newton, który nie mógł znieść nieuczciwości, był niezwykle zirytowany, a nawet podejrzewał, że błędy zostały celowo wprowadzone przez Flamsteeda.

W 1704 roku Newton odwiedził Flamsteeda, który do tego czasu otrzymał nowe, niezwykle dokładne dane obserwacyjne, i poprosił go o przekazanie tych danych; w zamian Newton obiecał pomóc Flamsteedowi w opublikowaniu jego głównego dzieła - Katalogu Wielkiej Gwiazdy. Flamsteed zaczął jednak grać na zwłokę z dwóch powodów: katalog nie był jeszcze w pełni gotowy, nie ufał już Newtonowi i bał się ukraść jego bezcenne obserwacje. Flamsteed użył dostarczonych mu doświadczonych kalkulatorów, aby dokończyć pracę polegającą na obliczeniu pozycji gwiazd, podczas gdy Newton interesował się przede wszystkim Księżycem, planetami i kometami. W końcu, w 1706 roku, rozpoczęto drukowanie książki, ale Flamsteed, cierpiący na straszliwą podagrę i stający się coraz bardziej podejrzliwy, zażądał, aby Newton nie otwierał zapieczętowanej kopii, dopóki drukowanie nie zostanie zakończone; Newton, który pilnie potrzebował danych, zignorował ten zakaz i wypisał wymagane wartości. Napięcie rosło. Flamsteed zgorszył Newtona za próbę osobistego wprowadzenia drobnych poprawek błędów. Drukowanie książki przebiegało bardzo wolno.

Z powodu trudności finansowych Flamsteed nie zapłacił składki członkowskiej i został wydalony z Towarzystwa Królewskiego; nowy cios zadała królowa, która najwyraźniej na prośbę Newtona przekazała Towarzystwu funkcje kontrolne nad obserwatorium. Newton postawił Flamsteedowi ultimatum:

Newton zagroził również, że dalsze opóźnienia będą postrzegane jako nieposłuszeństwo wobec rozkazów Jej Królewskiej Mości. W marcu 1710 roku Flamsteed, po gorących skargach na niesprawiedliwość i intrygi swoich wrogów, mimo to przekazał ostatnie strony swojego katalogu, a na początku 1712 roku ukazał się pierwszy tom, zatytułowany „Niebiańska historia”. Zawierała ona wszystkie dane potrzebne Newtonowi, a rok później miała się ukazać poprawiona edycja Principia, ze znacznie dokładniejszą teorią księżyca. Mściwy Newton nie zamieścił w wydaniu wdzięczności Flamsteeda i skreślił wszystkie odniesienia do niego, które były obecne w pierwszym wydaniu. W odpowiedzi Flamsteed spalił w swoim kominku wszystkie niesprzedane 300 egzemplarzy katalogu i zaczął przygotowywać jego drugie wydanie, tym razem według własnego gustu. Zmarł w 1719 roku, ale dzięki wysiłkom jego żony i przyjaciół to niezwykłe wydanie, będące dumą angielskiej astronomii, zostało opublikowane w 1725 roku.

Z zachowanych dokumentów historycy nauki dowiedzieli się, że Newton odkrył rachunek różniczkowy i całkowy już w latach 1665-1666, ale opublikował go dopiero w 1704 roku. Swoją wersję analizy Leibniz rozwijał samodzielnie (od 1675 r.), choć początkowy impuls do jego myśli pochodził prawdopodobnie z pogłosek, jakoby Newton miał już taki rachunek, a także dzięki rozmowom naukowym w Anglii i korespondencji z Newtonem. W przeciwieństwie do Newtona, Leibniz natychmiast opublikował swoją wersję, a później wraz z Jacobem i Johannem Bernoullim szeroko rozpropagował to przełomowe odkrycie w całej Europie. Większość naukowców na kontynencie nie miała wątpliwości, że Leibniz odkrył analizę.

Kierując się namową przyjaciół, którzy odwoływali się do jego patriotyzmu, Newton w drugiej księdze swoich „Zasad” (1687) powiedział:

Po ukazaniu się pierwszej szczegółowej publikacji analizy newtonowskiej (dodatek matematyczny do „Optyki”, 1704), w czasopiśmie Leibniza „Acta eruditorum” ukazała się anonimowa recenzja z obraźliwymi aluzjami do Newtona. Recenzja wyraźnie wskazywała, że ​​autorem nowego rachunku różniczkowego był Leibniz. Sam Leibniz stanowczo zaprzeczył, że recenzja została napisana przez niego, ale historykom udało się znaleźć szkic napisany jego pismem. Newton zignorował artykuł Leibniza, ale jego uczniowie zareagowali z oburzeniem, po czym wybuchła ogólnoeuropejska wojna o priorytety, „najbardziej haniebna sprzeczka w całej historii matematyki”.

31 stycznia 1713 r. Towarzystwo Królewskie otrzymało list od Leibniza zawierający pojednawcze sformułowanie: zgadza się on, że Newton przyszedł do analizy na własną rękę, „na ogólnych zasadach, takich jak nasze”. Wściekły Newton zażądał powołania międzynarodowej komisji w celu wyjaśnienia priorytetu. Komisja nie zajęła dużo czasu: półtora miesiąca później, po przestudiowaniu korespondencji Newtona z Oldenburgiem i innych dokumentów, jednogłośnie uznała pierwszeństwo Newtona, zresztą w sformułowaniu tym razem obraźliwym dla Leibniza. Decyzja komisji została wydrukowana w aktach Towarzystwa wraz ze wszystkimi załączonymi dokumentami. W odpowiedzi od lata 1713 r. Europę zalewały anonimowe broszury, które broniły priorytetu Leibniza i zapewniały, że „Newton przywłaszcza sobie zaszczyt, który należy się innemu”. Broszury oskarżyły również Newtona o kradzież wyników Hooke'a i Flamsteeda. Z kolei przyjaciele Newtona oskarżyli samego Leibniza o plagiat; według nich podczas pobytu w Londynie (1676) Leibniz zapoznał się z niepublikowanymi dziełami i listami Newtona w Royal Society, po czym Leibniz opublikował wyrażone tam idee i przekazał je jako własne.

Wojna ustała dopiero w grudniu 1716 r., kiedy Abbé Conti poinformował Newtona: „Leibniz nie żyje – spór się skończył”.

Działalność naukowa

Nowa era w fizyce i matematyce wiąże się z pracą Newtona. Dokończył tworzenie zapoczątkowanej przez Galileusza fizyki teoretycznej, opartej z jednej strony na danych eksperymentalnych, z drugiej zaś na ilościowym i matematycznym opisie przyrody. W matematyce pojawiają się potężne metody analityczne. 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.

Filozofia i metoda naukowa

Newton stanowczo odrzucił podejście Kartezjusza i jego następców, popularnych pod koniec XVII wieku kartezjanów, którzy przy konstruowaniu teorii naukowej kazali w pierwszej kolejności znaleźć „pierwotne przyczyny” badanego zjawiska z „wglądem umysł". W praktyce takie podejście często prowadziło do naciąganych hipotez na temat „substancji” i „ukrytych właściwości”, które nie podlegają eksperymentalnej weryfikacji. Newton uważał, że w „filozofii przyrody” (czyli w fizyce) dopuszczalne są tylko takie założenia („zasady”, które obecnie preferują nazwę „prawa natury”), które bezpośrednio wynikają z rzetelnych eksperymentów, uogólniają ich wyniki; nazwał hipotezy hipotezami, które nie zostały wystarczająco potwierdzone eksperymentami. „Wszystko… co nie jest wydedukowane ze zjawisk, należy nazwać hipotezą; hipotezy o właściwościach metafizycznych, fizycznych, mechanicznych, ukrytych nie mają miejsca w filozofii eksperymentalnej. Przykładami zasad są prawo grawitacji i 3 prawa mechaniki w elementach; słowo „zasady” ( Principia Mathematica , tradycyjnie tłumaczone jako „zasady matematyczne”) jest również zawarte w tytule jego głównej książki.

W liście do Pardisa Newton sformułował „złotą zasadę nauki”:

Takie podejście nie tylko umieszczało spekulatywne fantazje poza nauką (na przykład kartezjańskie rozumowanie o właściwościach „subtelnej materii”, rzekomo wyjaśniające zjawiska elektromagnetyczne), ale było bardziej elastyczne i owocne, ponieważ pozwalało na matematyczne modelowanie zjawisk, dla których przyczyny źródłowe nie zostały jeszcze odkryte. Tak stało się z grawitacją i teorią światła – ich natura stała się jasna znacznie później, co nie przeszkodziło w pomyślnym, wielowiekowym stosowaniu modeli newtonowskich.

słynne zdanie„Nie wymyślam hipotez” (łac. Hypotheses non fingo), oczywiście nie oznacza, że ​​Newton nie doceniał wagi znalezienia „pierwszych przyczyn”, jeśli są one jednoznacznie potwierdzone przez doświadczenie. Otrzymane z eksperymentu ogólne zasady a ich konsekwencje muszą być również poddane testom eksperymentalnym, które mogą doprowadzić do korekty lub nawet zmiany zasad. „Cała trudność fizyki… polega na rozpoznaniu sił natury na podstawie zjawisk ruchu, a następnie wykorzystaniu tych sił do wyjaśnienia pozostałych zjawisk”.

Newton, podobnie jak Galileusz, wierzył, że ruch mechaniczny leży u podstaw wszystkich procesów zachodzących w naturze:

Kopalnia metoda naukowa Newton sformułował w swojej książce „Optyka”:

W 3. księdze „Początków” (począwszy od 2. wydania) Newton umieścił szereg reguł metodologicznych skierowanych przeciwko kartezjanom; pierwszy z nich to wariant „brzytwy Ockhama”:

Mechanistyczne poglądy Newtona okazały się błędne – nie wszystkie zjawiska naturalne wynikają z ruchu mechanicznego. Jednak jego metoda naukowa ugruntowała swoją pozycję w nauce. Współczesna fizyka z powodzeniem bada i stosuje zjawiska, których natura nie została jeszcze wyjaśniona (np. cząstki elementarne). Od czasów Newtona rozwija się przyrodoznawstwo, mocno przekonane, że świat jest poznawalny, ponieważ przyroda jest ułożona według prostych zasad matematycznych. Ta pewność stała się filozoficzną podstawą ogromnego postępu nauki i techniki.

Matematyka

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 rozwinięcie w szereg za główną i ogólną metodę analizy funkcji iw tej materii 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.

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). Stworzenie systemowej analizy matematycznej sprowadza rozwiązanie odpowiednich problemów w dużej mierze do poziomu technicznego. Powstał zespół pojęć, operacji i symboli, który stał się bazą wyjściową dla dalszego rozwoju matematyki. Następny, wiek XVIII, był wiekiem szybkiego i niezwykle udanego rozwoju metod analitycznych.

Być może 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 naukowca Jamesa Gregory'ego. Nie było jeszcze koncepcji funkcji; wszystkie krzywe interpretował kinematycznie jako trajektorie poruszającego się punktu.

Już jako student Newton zdał sobie sprawę, że różniczkowanie i całkowanie są wzajemnie odwrotnymi operacjami. To podstawowe twierdzenie analizy zostało już mniej lub bardziej wyraźnie zarysowane w pracach Torricellego, Gregory'ego i Barrowa, ale dopiero Newton zdał sobie sprawę, że na tej podstawie można uzyskać nie tylko pojedyncze odkrycia, ale potężny rachunek systemowy, podobny do algebry, z wyraźnymi zasady i gigantyczne możliwości.

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), dołączonej 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.

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). Nowoczesna forma iteracyjnej metody Newtona została podana przez Josepha Raphsona (1690).

W 1711 roku, po 40 latach, ukazała się wreszcie „Analiza za pomocą równań o nieskończonej liczbie wyrazów”. W tej pracy Newton z równą łatwością bada zarówno algebraiczne, jak i „mechaniczne” krzywe (cykloida, czworokąt). Istnieją pochodne cząstkowe. W tym samym roku opublikowano „Metodę różnic”, w której Newton zaproponował wzór interpolacji na przechodzenie przez (n + 1) dane punkty z jednakowo rozmieszczonymi lub nierówno rozmieszczonymi odciętymi wielomianu n-tego rzędu. Jest to różnica analogiczna do wzoru Taylora.

W 1736 r. ukazało się pośmiertnie ostatnie dzieło „Metoda strumieni i szeregów nieskończonych”, znacznie zaawansowane w porównaniu z „Analizą równań”. Podaje 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 wykonano 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”. Stosowany jest współczesny termin „granica” (łac. limes), choć brak jest zrozumiałego opisu istoty tego terminu, sugerującego 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.

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

Mechanika

Zasługą Newtona jest rozwiązanie dwóch podstawowych problemów.

• Stworzenie podstaw aksjomatycznych dla mechaniki, które faktycznie przeniosły tę naukę do kategorii ścisłych teorii matematycznych.
• Tworzenie dynamiki łączącej zachowanie ciała z charakterystyką zewnętrznych oddziaływań (sił).

Ponadto Newton ostatecznie pogrzebał ideę, która zakorzeniła się od czasów starożytnych, że prawa ruchu ciał ziemskich i niebieskich są zupełnie inne. W jego modelu świata cały wszechświat podlega jednolitym prawom, które pozwalają na formułowanie matematyczne.

Aksjomatyka Newtona składała się z trzech praw, które on sam sformułował w następującej postaci.

Pierwsze prawo (prawo bezwładności), w mniej jasnej formie, zostało opublikowane przez Galileusza. Należy zauważyć, że Galileo umożliwiał swobodne poruszanie się nie tylko w linii prostej, ale także po okręgu (najwyraźniej ze względów astronomicznych). Galileusz sformułował też najważniejszą zasadę teorii względności, której Newton nie uwzględnił w swojej aksjomatyce, ponieważ dla procesów mechanicznych zasada ta jest bezpośrednią konsekwencją równań dynamiki (następstwo V w Elementach). Ponadto Newton uważał przestrzeń i czas za pojęcia absolutne, wspólne dla całego Wszechświata, co wyraźnie zaznaczył w swoich Elementach.

Newton podał również rygorystyczne definicje takich pojęć fizycznych, jak pęd (nie do końca jasno użyty przez Kartezjusza) i siła. Wprowadził do fizyki pojęcie masy jako miary bezwładności i jednocześnie właściwości grawitacyjnych. Wcześniej fizycy posługiwali się pojęciem ciężaru, ale ciężar ciała zależy nie tylko od samego ciała, ale także od jego otoczenia (np. potrzebne.

Euler i Lagrange zakończyli matematyzację mechaniki.

powaga

Sama idea uniwersalnej siły grawitacji była wielokrotnie wyrażana jeszcze przed Newtonem. Wcześniej myśleli o tym Epikur, Gassendi, Kepler, Borelli, Kartezjusz, Roberval, Huygens 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 prawidłową zależnością od odległości; Newton wspomina Bullialda, Wrena i Hooke'a w Elementach. 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). Dopiero od dzieł Newtona zaczyna się nauka o dynamice, w tym jej zastosowanie do ruchu ciał niebieskich.

• prawo grawitacji;
• prawo ruchu (drugie prawo Newtona);
• system metod badań matematycznych (analiza matematyczna).

Podsumowując, ta triada jest wystarczająca do pełnego zbadania najbardziej złożonych ruchów ciał niebieskich, tworząc w ten sposób podstawy mechaniki nieba. Przed Einsteinem żadne fundamentalne poprawki do tego modelu nie były potrzebne, chociaż aparat matematyczny okazał się konieczny do znacznego rozwinięcia.

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; jest to wielka zasługa Eulera, Clairauta i Laplace'a, którzy opracowali w tym celu teorię perturbacji. Podstawy tej teorii położył Newton, który przeanalizował ruch Księżyca za pomocą swojej zwykłej metody rozszerzania szeregów; na tej ścieżce odkrył przyczyny znanych wówczas nieprawidłowości (nierówności) w ruchu księżyca.

Prawo grawitacji umożliwiło rozwiązanie nie tylko problemów mechaniki nieba, ale także szeregu problemów fizycznych i astrofizycznych. Newton dostarczył metody określania mas Słońca i planet. Odkrył przyczynę przypływów: przyciąganie księżyca (nawet Galileusz uważał przypływy 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 odnotowany przez Hipparcha) znalazł naukowe wyjaśnienie.

Teoria grawitacji Newtona wywołała wiele lat dyskusji i krytyki przyjętej w niej koncepcji dalekiego zasięgu. Jednak wybitne sukcesy mechaniki nieba w XVIII wieku potwierdziły opinię o adekwatności modelu Newtona. Pierwsze zaobserwowane odchylenia od teorii Newtona w astronomii (przesunięcie peryhelium Merkurego) odkryto dopiero 200 lat później. Wkrótce te odchylenia zostały wyjaśnione przez ogólną teorię względności (GR); Teoria Newtona okazała się jej przybliżoną wersją. Ogólna teoria względności wypełniła również teorię grawitacji treścią fizyczną, wskazując materialny nośnik siły przyciągania - metrykę czasoprzestrzeni i pozwoliła pozbyć się interakcji dalekiego zasięgu.

Optyka i teoria światła

Newton dokonał fundamentalnych odkryć w starożytna nauka optyka. Zbudował pierwszy teleskop zwierciadlany (reflektor), w którym w przeciwieństwie do teleskopów czysto soczewkowych nie występowała aberracja chromatyczna. Zbadał również szczegółowo dyspersję światła, wykazał, że światło białe rozkłada się na kolory tęczy z powodu różnego załamania promieni o różnych kolorach podczas przechodzenia przez pryzmat i położył podwaliny pod prawidłową teorię kolorów. Newton stworzył matematyczną teorię pierścieni interferencyjnych odkrytych przez Hooke'a, które od tego czasu nazwano „pierścieniami Newtona”. W liście do Flamsteeda przedstawił szczegółową teorię refrakcji astronomicznej. Ale jego głównym osiągnięciem jest stworzenie podstaw optyki fizycznej (nie tylko geometrycznej) jako nauki i rozwój jej podstaw matematycznych, przekształcenie teorii światła z niesystematycznego zbioru faktów w naukę o bogatej jakościowej i ilościowej treść, dobrze potwierdzona eksperymentalnie. Eksperymenty optyczne Newtona stały się na dziesięciolecia modelem głębokich badań fizycznych.

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). 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.

W 1689 roku Newton zaprzestał publikowania w dziedzinie optyki (chociaż kontynuował badania) – według powszechnej legendy przysiągł za życia Hooke'a nie publikować niczego w tej dziedzinie. W każdym razie w 1704 roku, rok po śmierci Hooke'a, ukazała się (w języku angielskim) monografia „Optyka”. Przedmowa do niej zawiera wyraźną wskazówkę o konflikcie z Hooke'em: „Nie chcąc dać się wciągnąć w spory w różnych kwestiach, opóźniłem tę publikację i opóźniłbym ją jeszcze bardziej, gdyby nie upór moich przyjaciół”. Za życia autora „Optyka”, podobnie jak „Początki”, doczekała się trzech wydań (1704, 1717, 1721) i wielu tłumaczeń, w tym trzech w łacina.

• Księga pierwsza: zasady optyki geometrycznej, doktryna rozpraszania światła i kompozycja biały kolor z różnymi zastosowaniami, w tym teorią tęczy.
• Księga druga: interferencja światła w cienkich płytkach.
• Księga trzecia: dyfrakcja i polaryzacja światła.

Historycy wyróżniają dwie grupy ówczesnych hipotez dotyczących natury światła.

• Emisyjne (korpuskularne): światło składa się z małe cząstki(cząsteczki) emitowane przez ciało świetliste. Opinia ta była poparta prostoliniowością propagacji światła, na której opiera się optyka geometryczna, ale dyfrakcja i interferencja nie pasowały dobrze do tej teorii.
• Fala: światło jest falą w niewidzialnym eterze świata. Przeciwników Newtona (Hooke, Huygens) nazywa się często zwolennikami teorii falowej, ale trzeba pamiętać, że nie rozumieli oni fali jako okresowej oscylacji, jak w nowoczesna teoria i pojedynczy impuls; z tego powodu ich wyjaśnienia zjawisk świetlnych nie były zbyt wiarygodne i nie mogły konkurować z wyjaśnieniami Newtona (Huygens próbował nawet obalić dyfrakcję). Rozwinięta optyka falowa pojawiła się dopiero na początku XIX wieku.

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 traktacie przedstawionym Towarzystwu Królewskiemu w 1675 roku pisze, że światło nie może być po prostu drganiami eteru, ponieważ wtedy mogłoby na przykład rozchodzić się po zakrzywionej rurze, tak jak dźwięk. Ale z drugiej strony sugeruje, że rozchodzenie się światła wzbudza wibracje w eterze, co powoduje dyfrakcję i inne efekty falowe. W istocie Newton, wyraźnie świadomy zalet i wad obu podejść, proponuje kompromisową, korpuskularno-falową teorię światła. W swoich pracach Newton szczegółowo opisał matematyczny model zjawisk świetlnych, pomijając kwestię fizycznego nośnika światła: ”. Optyka falowa, kiedy się pojawiła, nie odrzuciła modeli Newtona, ale wchłonęła je i rozszerzyła na nowych podstawach.

Pomimo swojej niechęci do hipotez, Newton umieścił na końcu Optyki listę nierozwiązanych problemów i możliwych odpowiedzi na nie. Jednak w tamtych latach mógł już sobie na to pozwolić – autorytet Newtona po „Zasadach” stał się niepodważalny, a mało kto odważył się niepokoić go obiekcjami. Wiele hipotez okazało się proroczych. W szczególności Newton przewidział:

• ugięcie światła w polu grawitacyjnym;
• zjawisko polaryzacji światła;
• interkonwersja światła i materii.

Inne prace z fizyki

Newton jest właścicielem pierwszego wniosku dotyczącego prędkości dźwięku w gazie, opartego na prawie Boyle'a-Mariotte'a. Odkrył prawo tarcia lepkiego i hydrodynamicznego sprężania strumienia. W Elementach wyraził i argumentował słuszne założenie, że kometa ma stałe jądro, którego odparowanie pod wpływem ciepła słonecznego tworzy rozległy warkocz, zawsze skierowany w kierunku przeciwnym do Słońca.

Newton przewidział, że Ziemia zostanie spłaszczona na biegunach, szacując, że nastąpi to około 1:230. Jednocześnie Newton do opisu Ziemi posłużył się modelem jednorodnego płynu, zastosował prawo powszechnego ciążenia i uwzględnił siłę odśrodkową. Jednocześnie podobnych obliczeń dokonał Huygens, który nie wierzył w siłę grawitacji dalekiego zasięgu i podszedł do problemu czysto kinematycznie. 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.

Studenci

Ściśle mówiąc, Newton nie miał bezpośrednich uczniów. Jednak całe pokolenie angielskich naukowców dorastało na jego książkach i w komunikacji z nim, więc sami uważali się za uczniów Newtona. Wśród nich najbardziej znane to:

• Edmunda Halleya
• Rogera Coatesa
• Colina Maclaurina
• Abrahama de Moivre
• Jamesa Stirlinga
• Brooke Taylora

Inne obszary działalności

Chemia i Alchemia

Równolegle z badaniami, które położyły podwaliny pod obecną tradycję naukową (fizyczną i matematyczną), Newton (podobnie jak wielu jego kolegów) poświęcił wiele czasu alchemii, a także teologii. Książki o alchemii stanowiły jedną dziesiątą jego biblioteki. Nie opublikował żadnych prac z zakresu chemii czy alchemii, a jedynym znanym skutkiem tego wieloletniego hobby było poważne otrucie Newtona w 1691 roku. Podczas ekshumacji ciała Newtona stwierdzono w jego ciele niebezpieczne poziomy rtęci.

Stukeley wspomina, że ​​Newton napisał traktat o chemii „wyjaśniający zasady tej tajemniczej sztuki na podstawie dowodów doświadczalnych i matematycznych”, ale rękopis niestety spłonął w ogniu, a Newton nie próbował go przywrócić. Zachowane listy i notatki sugerują, że Newton myślał o możliwości pewnego zjednoczenia praw fizyki i chemii w jeden system świata; postawił kilka hipotez na ten temat na końcu Optyki.

BG Kuzniecow uważa, że ​​alchemiczne badania Newtona były próbami ujawnienia atomistycznej struktury materii i innych rodzajów materii (na przykład światła, ciepła, magnetyzmu):

Przypuszczenie to potwierdza stwierdzenie samego Newtona: „Alchemia nie zajmuje się metalami, jak wierzą ignoranci. Ta filozofia nie należy do tych, które służą próżności i oszustwom, raczej służy pożytkowi i zbudowaniu, ponadto najważniejsze jest tutaj poznanie Boga.

Teologia

Będąc osobą głęboko religijną, Newton traktował Biblię (jak wszystko inne) z racjonalistycznego punktu widzenia. Najwyraźniej z tym podejściem wiąże się również odrzucenie przez Newtona Trójcy Bożej. Większość historyków uważa, że ​​Newton, który przez wiele lat pracował w Trinity College, sam nie wierzył w Trójcę. Badacze jego pism teologicznych stwierdzili, że poglądy religijne Newtona były bliskie heretyckiemu arianizmowi (patrz artykuł Newtona „A Historical Tracing of Two Notable Corruptions of the Holy Bible”).

Stopień bliskości poglądów Newtona do różnych herezji potępianych przez Kościół ocenia się różnie. Niemiecki historyk Fiesenmeier zasugerował, że Newton zaakceptował Trójcę, ale bliżej jej wschodniego, prawosławnego rozumienia. Amerykański historyk Stephen Snobelen, powołując się na szereg dowodów z dokumentów, zdecydowanie odrzucił ten punkt widzenia i przypisał Newtona Socynianom.

Jednak na zewnątrz Newton pozostał lojalny wobec ustanowionego Kościoła anglikańskiego. Miał ku temu dobry powód: Ustawa o zwalczaniu bluźnierstwa i profanum z 1698 r. za odmowę którejkolwiek z osób Trójcy Świętej przewidywała utratę praw obywatelskich, a za powtórzenie tej zbrodni - więzienie. Na przykład przyjaciel Newtona, William Whiston, został pozbawiony profesury i wydalony z Uniwersytetu w Cambridge w 1710 roku za twierdzenie, że arianizm był religią wczesnego Kościoła. Jednak w listach do podobnie myślących ludzi (Locke, Halley itp.) Newton był dość szczery. Oprócz antytrynitaryzmu w religijnym światopoglądzie Newtona widoczne są elementy deizmu. Newton wierzył w materialną obecność Boga w każdym punkcie wszechświata i nazywał przestrzeń „sensorium Boga” (łac. sensorium Dei).

Newton opublikował (częściowo) wyniki swoich badań teologicznych późno w swoim życiu, ale zaczęły się one znacznie wcześniej, nie później niż w 1673 roku. Newton zaproponował swoją wersję chronologii biblijnej, porzucił pracę nad hermeneutyką biblijną i napisał komentarz do Apokalipsy. Studiował język hebrajski, studiował Biblię metodą naukową, stosując obliczenia astronomiczne związane z zaćmienia Słońca, analiza językowa itp. Według jego wyliczeń koniec świata nastąpi nie wcześniej niż w 2060 roku.

Rękopisy teologiczne Newtona są obecnie przechowywane w Jerozolimie, w Bibliotece Narodowej.

Oceny

Napis na grobie Newtona brzmi:

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

Sam Newton oceniał swoje osiągnięcia skromniej:

Lagrange powiedział: „Newton był najszczęśliwszym ze śmiertelników, ponieważ istnieje tylko jeden wszechświat, a Newton odkrył jego prawa”.

Stara rosyjska wymowa nazwiska Newtona to „Nevton”. On, wraz z Platonem, z szacunkiem wspomina M.V. Łomonosow w swoich wierszach:

Według A. Einsteina „Newton był pierwszym, który próbował sformułować elementarne prawa określające czasowy przebieg szerokiej klasy procesów w przyrodzie z dużym stopniem kompletności i dokładności” oraz „… miał głęboki i silny wpływ na cały światopogląd jako całość poprzez swoje prace”.

Nazwany na cześć Newtona:

• jednostka siły w układzie SI;
• wiele praw, twierdzeń i koncepcji naukowych, zob. Lista obiektów nazwanych imieniem Izaaka Newtona;
• kratery na Księżycu i Marsie.

• Na przełomie lat 1942-1943, w najbardziej dramatycznych dniach bitwy pod Stalingradem, w ZSRR szeroko obchodzono 300-lecie Newtona. Opublikowano zbiór artykułów i książkę biograficzną S. I. Wawiłowa. W dowód wdzięczności dla narodu radzieckiego Towarzystwo Królewskie Wielkiej Brytanii podarowało Akademii Nauk ZSRR rzadki egzemplarz pierwszego wydania Principia Mathematica Newtona (1687) oraz szkic listu Newtona do Aleksandra Mienszykowa informującego go jego wyboru na członka Royal Society of London.
• Istnieje powszechna legenda, że ​​Newton zrobił w swoich drzwiach dwie dziury – jedną większą, drugą mniejszą, aby jego dwa koty, duży i mały, mogły same wchodzić do domu. W rzeczywistości Newton nigdy nie trzymał kotów ani innych zwierząt domowych.
• Czasami Newtonowi przypisuje się zainteresowanie astrologią. Jeśli tak, szybko ustąpił miejsca rozczarowaniu.

Obrady

• „Nowa teoria światła i kolorów”, 1672 (komunikat dla Towarzystwa Królewskiego)
• „Ruch ciał na orbicie” (łac. De Motu Corporum in Gyrum), 1684
• „Matematyczne zasady filozofii przyrody” (łac. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), 1687
• Optyka lub traktat o odbiciach, załamaniach, przegięciach i kolorach światła, 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. Arithmetica Universalis), 1707
• „Analiza za pomocą równań o nieskończonej liczbie terminów” (łac. De analysi per aequationes numero terminorum infinitas), 1711
• „Metoda różnic”, 1711

Opublikowane pośmiertnie

• Wykłady optyczne, 1728
• „System świata” (łac. De mundi systemate), 1728
• Chronologia starożytnych królestw, 1728
• „Uwagi o Księdze Proroka Daniela i Apokalipsie św. John (ang. Observations Upon the Prophecies of Daniel and the Apocalypse of St. John), 1733, napisany około 1690
• Method of Fluxions (łac. Methodus fluxionum, angielski Method of Fluxions), 1736, napisany w 1671
• Historyczne sprawozdanie z dwóch znaczących zniekształceń Pisma Świętego, 1754, napisane 1690

Wydania kanoniczne

Klasyczne kompletne wydanie dzieł Newtona w 5 tomach w oryginalnym języku:

• Izaaka Newtoniego. Opera jako istniejąca omnia. - Komentarz ilustratora Samuela Horsleya. - Londini, 1779-1785.

Wybrana korespondencja w 7 tomach:

• Turnbull, HW (red.), Korespondencja Sir Isaaca Newtona. - Cambridge: Cambr. Uniw. Prasa, 1959-1977.

Tłumaczenia na język rosyjski

• Newton I. Uwagi na temat Księgi proroka Daniela i Apokalipsy św. Jan. - Piotrogród: Nowy czas, 1915.
• Newton I. Poprawiona chronologia starożytnych królestw. - M.: RIMIS, 2007. - 656 s. - ISBN 5-9650-0034-0

NIUTON(niuton) Izaak (1643-1727), angielski matematyk, mechanik, astronom i fizyk, twórca mechaniki klasycznej, członek (1672) i prezes (od 1703) Towarzystwa Królewskiego w Londynie. Podstawowe prace „Matematyczne zasady filozofii przyrody” (1687) i „Optyka” (1704). Rozwinął (niezależnie od G. Leibniza) rachunek różniczkowy i całkowy. Odkrył dyspersję światła, aberrację chromatyczną, badał interferencję i dyfrakcję, opracował korpuskularną teorię światła i sformułował hipotezę łączącą reprezentacje korpuskularne i falowe. Zbudował teleskop lustrzany. Sformułował podstawowe prawa mechaniki klasycznej. Odkrył prawo powszechnego ciążenia, podał teorię ruchu ciał niebieskich, tworząc podstawy mechaniki nieba. Przestrzeń i czas uznano za absolutne. Prace Newtona znacznie wyprzedzały ogólny poziom naukowy jego czasów i były niejasne dla jemu współczesnych. Był dyrektorem mennicy, założył biznes monetarny w Anglii. Słynny alchemik Newton zajmował się chronologią starożytnych królestw. Interpretacji proroctw biblijnych poświęcił prace teologiczne (głównie niepublikowane).

NEWTON (Newton) Isaac (4 stycznia 1643, Woolsthorpe, niedaleko Grantham, Lincolnshire, Anglia – 31 marca 1727, Londyn; pochowany w Opactwie Westminsterskim), jeden z założycieli współczesnej fizyki, sformułował podstawowe prawa mechaniki i był rzeczywisty twórca jednolitego programu opisu fizycznego wszystkich zjawisk fizycznych opartych na mechanice; odkrył prawo powszechnego ciążenia, wyjaśnił ruch planet wokół Słońca i Księżyca wokół Ziemi, a także pływy w oceanach, położył podwaliny pod mechanikę kontinuum, akustykę i optykę fizyczną.

Dzieciństwo

Isaac Newton urodził się w małej wiosce w rodzinie małego rolnika, który zmarł trzy miesiące przed narodzinami syna. Dziecko było wcześniakiem; istnieje legenda, że ​​był tak mały, że został umieszczony w owczej rękawicy leżącej na ławce, z której kiedyś wypadł i mocno uderzył głową o podłogę.

Kiedy dziecko miało trzy lata, jego matka ponownie wyszła za mąż i odeszła, pozostawiając go pod opieką babci. Newton dorastał chorowity i nietowarzyski, skłonny do marzeń. Pociągała go poezja i malarstwo, z dala od rówieśników robił latawce, wynalazł wiatrak, zegar wodny, wózek na pedały. Początek szkolnego życia był dla Newtona trudny. Uczył się słabo, był słabym chłopcem, a kiedyś koledzy z klasy bili go, aż stracił przytomność. Znoszenie tak upokarzającej sytuacji było dla dumnego Newtona nie do zniesienia i pozostało tylko jedno: wyróżnić się sukcesem akademickim. Ciężką pracą doszedł do tego, że zajął pierwsze miejsce w klasie.

Zainteresowanie technologią skłoniło Newtona do zastanowienia się nad zjawiskami natury; był również głęboko zaangażowany w matematykę. Jean Baptiste Biot pisał o tym później: „Jeden z jego wujków, zastając go pewnego dnia pod żywopłotem z książką w dłoniach, pogrążonych w głębokim zamyśleniu, odebrał mu książkę i stwierdził, że jest zajęty rozwiązywaniem zadania matematycznego. tak poważnym i aktywnym kierownictwem tak młodego człowieka przekonał matkę, aby nie opierała się dalszemu pragnieniu syna i nie wysyłała go na dalsze studia. Po poważnych przygotowaniach Newton wstąpił do Cambridge w 1660 roku jako Subsizzfr „a (tak zwani biedni studenci, którzy byli zobowiązani służyć członkom kolegium, co nie mogło nie obciążać Newtona).

Początek twórczości. Optyka

W ciągu sześciu lat Newton ukończył wszystkie stopnie uczelni i przygotował wszystkie swoje dalsze wielkie odkrycia. W 1665 Newton został magistrem sztuki.

W tym samym roku, gdy w Anglii szalała zaraza, postanowił tymczasowo osiedlić się w Woolsthorpe. To tam zaczął aktywnie zajmować się optyką; Poszukiwania sposobów na wyeliminowanie aberracji chromatycznej w teleskopach soczewkowych doprowadziły Newtona do zbadania tego, co obecnie nazywa się dyspersją, czyli zależnością współczynnika załamania światła od częstotliwości. Wiele z przeprowadzonych przez niego eksperymentów (a jest ich ponad tysiąc) stało się klasycznymi i powtarza się je dziś w szkołach i instytutach.

Motywem przewodnim wszystkich badań była chęć zrozumienia fizycznej natury światła. Początkowo Newton był skłonny sądzić, że światło to fale we wszechprzenikającym eterze, ale później porzucił ten pomysł, uznając, że opór eteru powinien był zauważalnie spowolnić ruch ciał niebieskich. Argumenty te doprowadziły Newtona do pomysłu, że światło to strumień specjalnych cząstek, korpuskuł, emitowanych ze źródła i poruszających się po linii prostej, aż napotkają przeszkody. Model korpuskularny wyjaśniał nie tylko prostoliniowość rozchodzenia się światła, ale także prawo odbicia (odbicia sprężystego) oraz - choć nie bez dodatkowego założenia - prawo załamania światła. Założenie to polegało na tym, że cząsteczki światła, unoszące się np. na powierzchnię wody, powinny być przez nią przyciągane iw związku z tym doświadczać przyspieszenia. Zgodnie z tą teorią prędkość światła w wodzie musi być większa niż w powietrzu (co było sprzeczne z późniejszymi danymi eksperymentalnymi).

Prawa mechaniki

Na kształtowanie się korpuskularnych wyobrażeń o świetle wyraźnie wpłynął fakt, że w tym czasie praca, która miała stać się głównym wielkim rezultatem dzieł Newtona, została już zakończona - stworzenie jednolitego fizycznego obrazu świata opartego na prawach sformułowana przez niego mechanika.

Obraz ten powstał w oparciu o ideę punktów materialnych – fizycznie nieskończenie małych cząstek materii i praw rządzących ich ruchem. To właśnie precyzyjne sformułowanie tych praw nadało mechanice Newtona kompletność i kompletność. Pierwszym z tych praw była w istocie definicja inercjalnych układów odniesienia: to w takich układach punkty materialne, na które nie wpływają żadne wpływy, poruszają się jednostajnie i prostoliniowo. Drugie prawo mechaniki odgrywa kluczową rolę. Mówi, że zmiana ilości, ruchu (iloczyn masy i prędkości) na jednostkę czasu jest równa sile działającej na punkt materialny. Masa każdego z tych punktów jest wielkością stałą; w ogóle wszystkie te punkty „nie zużywają się”, zgodnie z wyrażeniem Newtona, każdy z nich jest wieczny, to znaczy nie może ani powstać, ani ulec zniszczeniu. Punkty materialne oddziałują na siebie, a siła jest ilościową miarą wpływu na każdy z nich. Zadanie ustalenia, czym są te siły, jest podstawowym problemem mechaniki.

Wreszcie trzecie prawo - prawo „równości akcji i reakcji” wyjaśniło, dlaczego całkowity pęd dowolnego ciała, które nie podlega wpływom zewnętrznym, pozostaje niezmieniony, bez względu na to, jak jego części składowe oddziałują na siebie.

Prawo grawitacji

Stawiając problem badania różnych sił, sam Newton podał pierwszy genialny przykład jego rozwiązania, formułując prawo powszechnego ciążenia: siła przyciągania grawitacyjnego między ciałami, których wymiary są znacznie mniejsze niż odległość między nimi, jest wprost proporcjonalna do ich mas , odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi i skierowana wzdłuż łączącej je linii prostej. Prawo powszechnego ciążenia pozwoliło Newtonowi na ilościowe wyjaśnienie ruchu planet wokół Słońca i Księżyca wokół Ziemi, aby zrozumieć naturę pływów morskich. Nie mogło to nie wywrzeć ogromnego wrażenia na umysłach badaczy. Program jednolitego mechanicznego opisu wszystkich zjawisk przyrody - zarówno "ziemskich" jak i "niebieskich" przez wiele lat został ustalony w fizyce. Co więcej, przez dwa stulecia wielu fizyków uważało samo pytanie o granice stosowalności praw Newtona za nieuzasadnione.

Lucasa Pulpita w Cambridge

W 1668 Newton wrócił do Cambridge i wkrótce otrzymał katedrę matematyki Lucasa. Przed nim wydział ten zajmował jego nauczyciel I. Barrow, który oddał go ukochanemu uczniowi, aby zapewnić mu utrzymanie. W tym czasie Newton był już autorem dwumianu i twórcą (równocześnie z Leibnizem, ale niezależnie od niego) metody fluktuacji - tak zwanej dziś rachunku różniczkowego i całkowego. Ogólnie rzecz biorąc, był to najbardziej owocny okres w twórczości Newtona: przez siedem lat, od 1660 do 1667 roku, kształtowały się jego główne idee, w tym idea prawa powszechnego ciążenia. Nie ograniczając się wyłącznie do studiów teoretycznych, w tych samych latach zaprojektował i zaczął tworzyć teleskop zwierciadlany (odblaskowy). Ta praca doprowadziła do odkrycia tego, co później stało się znane jako interferencja „linii o równej grubości”. (Newton, zdając sobie sprawę, że objawia się tu „gaszenie światła przez światło”, co nie mieściło się w modelu korpuskularnym, próbował przezwyciężyć pojawiające się tu trudności, wprowadzając założenie, że cząsteczki w świetle poruszają się falami – „przypływami”). Drugi z wyprodukowanych teleskopów (ulepszony) był powodem przedstawienia Newtona jako członka Royal Society of London. Kiedy Newton odmówił członkostwa, powołując się na brak środków na opłacenie składek członkowskich, uznano za możliwe, biorąc pod uwagę jego zasługi naukowe, zrobić dla niego wyjątek, zwalniając go z ich płacenia.

Będąc z natury człowiekiem bardzo ostrożnym (żeby nie powiedzieć nieśmiałym), Newton wbrew swojej woli czasami dawał się wciągnąć w bolesne dla niego dyskusje i konflikty. Tak więc jego teoria światła i kolorów, przedstawiona w 1675 roku, wywołała takie ataki, że Newton postanowił nie publikować niczego na temat optyki, dopóki Hooke, jego najbardziej zaciekły przeciwnik, żył. Newton musiał brać udział w wydarzeniach politycznych. Od 1688 do 1694 był posłem na Sejm. Do tego czasu, w 1687 r., Opublikowano jego główną pracę „Matematyczne zasady filozofii przyrody” - podstawę mechaniki wszystkich zjawisk fizycznych, od ruchu ciał niebieskich po rozchodzenie się dźwięku. Program ten determinował rozwój fizyki na kilka wieków naprzód, a jego znaczenie nie wyczerpało się do dziś.

choroba Newtona

Ciągły ogromny stres nerwowy i psychiczny doprowadził do tego, że w 1692 roku Newton zachorował na zaburzenie psychiczne. Bezpośrednim impulsem do tego był pożar, w którym zginęły wszystkie przygotowane przez niego rękopisy. Według Huygensa dopiero w 1694 r. „... zaczyna już rozumieć swoją książkę„ Początki ”.

Ciągłe przytłaczające poczucie materialnej niepewności było niewątpliwie jedną z przyczyn choroby Newtona. Dlatego ważne było, aby był dozorcą Mennicy z zachowaniem profesury w Cambridge. Zabrany gorliwie do pracy i szybko osiągający znaczące sukcesy, został mianowany dyrektorem w 1699 roku. Nie można było tego połączyć z nauczaniem i Newton przeniósł się do Londynu. Pod koniec 1703 roku został wybrany prezesem Towarzystwa Królewskiego. W tym czasie Newton osiągnął szczyt sławy. W 1705 roku został podniesiony do godności rycerskiej, ale mając duże mieszkanie, sześciu służących i bogate odejście, nadal pozostaje sam. Skończył się czas aktywnej twórczości, a Newton ogranicza się do przygotowania publikacji „Optyki”, przedruku „Zasad” i interpretacji Pisma Świętego (jest właścicielem interpretacji Apokalipsy, eseju o proroku Danielu).

Newton został pochowany w Opactwie Westminsterskim. Napis na jego grobie kończy się słowami: „Niech śmiertelnicy radują się, że taka ozdoba rodzaju ludzkiego żyła pośród nich”.