Puikus anglų fizikas Izaokas Niutonas gimė 1642 m. gruodžio 25 d., Kalėdų dieną, Woolsthorpe kaime Linkolnšyre. Jo tėvas mirė dar negimus vaikui, mama jį pagimdė per anksti, o naujagimis Izaokas buvo stebėtinai mažas ir silpnas. Izaokas užaugo savo močiutės namuose. Būdamas 12 metų jis lankė valstybinę mokyklą Grantame ir buvo silpnas mokinys. Tačiau jis parodė ankstyvą polinkį į mechaniką ir išradimus. Taigi, būdamas 14 metų berniukas, jis išrado vandens laikrodį ir motorolerio tipą. Jaunystėje Niutonas mėgo tapybą, poeziją ir net rašė poeziją. 1656 m., kai Newtonui buvo 14 metų, mirė jo patėvis kunigas Smithas. Motina grįžo į Vulsthorpą ir išsivežė Izaoką į savo vietą padėti su verslu. Tuo pačiu metu jis pasirodė esąs prastas asistentas ir mieliau studijavo matematiką, o ne žemės ūkį. Kartą jo dėdė rado jį po gyvatvore su knyga rankose, užsiėmusį matematinio uždavinio sprendimu. Sužavėtas tokios rimtos ir aktyvios tokio jaunuolio krypties, jis įtikino Izaoko motiną išsiųsti jį mokytis toliau.
1660 m. birželio 5 d., kai Newtonui dar nebuvo 18 metų, jis buvo priimtas į Trejybės koledžą. Kembridžo universitetas tuo metu buvo vienas geriausių Europoje. Niutonas atkreipė dėmesį į matematiką ne tiek dėl paties mokslo, su kuriuo dar buvo mažai susipažinęs, kiek dėl to, kad daug girdėjo apie astronomiją ir norėjo patikrinti, ar verta studijuoti šią paslaptingą išmintį? Mažai žinoma apie pirmuosius trejus Niutono metus Kembridže. 1661 m. jis buvo "subsizzaras" - vardas, suteiktas neturtingiems studentams, kurių pareigos buvo kolegijos narių aptarnavimas. Tik 1664 metais jis tapo tikru studentu.
1665 m. gavo dailės bakalauro laipsnį. Gana sunku spręsti klausimą, kada atsirado pirmieji Niutono moksliniai atradimai. Galime tik konstatuoti, kad dar gana anksti. 1669 m. jis gavo Lucaso matematikos katedrą, kurią anksčiau užėmė jo mokytojas Barrow. Tuo metu Niutonas jau buvo dvinario ir srauto metodo autorius, tyrinėjo šviesos sklaidą, suprojektavo pirmąjį atspindintį teleskopą ir priartėjo prie gravitacijos dėsnio atradimo. Niutono dėstymo krūvį sudarė viena valanda paskaitų per savaitę ir keturios repeticijų valandos. Kaip mokytojas jis nebuvo populiarus, o jo optikos paskaitos buvo menkai lankomos.
1671 m. sukurtas atspindintis teleskopas (antrasis, patobulintas) buvo priežastis, dėl kurios Niutonas 1672 m. sausio 11 d. buvo išrinktas Londono karališkosios draugijos nariu. Tuo pat metu jis atsisakė narystės, motyvuodamas lėšų stoka mokėti nario mokesčius. Draugijos taryba manė, kad galima padaryti išimtį ir, atsižvelgdama į jo mokslinius nuopelnus, atleido nuo mokesčių mokėjimo.
Jo, kaip mokslininko, šlovė pamažu augo. Tačiau Niutonui nebuvo svetima socialinė veikla. To meto gana sudėtingoje politinėje situacijoje Oksfordo ir Kembridžo universitetai suvaidino nemažą vaidmenį. Už universiteto nepriklausomybės nuo karališkosios valdžios pozicijos gynimą buvo pasiūlytas kandidatu ir išrinktas į parlamentą. 1687 m. buvo paskelbti jo garsieji "Matematiniai gamtos filosofijos principai". Be to, 1692 m. įvyko įvykis, kuris taip sukrėtė jo nervų sistemą, kad 2 metus tam tikrais laiko tarpais didvyriui pasireiškė akivaizdaus psichikos sutrikimo požymiai ir buvo laikotarpių, kai jis patyrė tikros, vadinamosios ramios beprotybės priepuolius. arba melancholija. Kaip liudija kitas didis to meto mokslininkas Christiaanas Huygensas (1694 m. gegužės 22 d. laiške): „Škotas daktaras Kolmas man pranešė, kad garsusis geometras Izaokas Niutonas prieš pusantrų metų iš dalies dėl per didelio darbo pateko į beprotybę. , iš dalies dėl sielvarto jis patyrė gaisrą, sunaikinusį jo cheminę laboratoriją ir daugybę svarbių rankraščių. Tada draugai nuvežė gydytis ir, uždarę į kambarį, norom nenorom privertė gerti vaistus, nuo kurių jo sveikata taip pagerėjo, kad dabar jis pradeda suprasti savo knygą „Principai...“. Laimei, liga praėjo be pėdsakų.
Niutonui jau buvo 50 metų. Nepaisant didžiulės šlovės ir puikios knygos sėkmės, jis gyveno labai ankštomis aplinkybėmis, o kartais jam tiesiog trūko. Tačiau 1695 m. jo finansinė padėtis pasikeitė. Artimas Niutono draugas Charlesas Montagu pasiekė vieną aukščiausių postų valstybėje: jis buvo paskirtas iždo kancleriu. Per jį Niutonas gavo kalyklos viršininko pareigas, kurios atnešė 400–500 svarų metinių pajamų. Jam vadovaujant, per 2 metus buvo nukaldinta visa Anglijos moneta. 1699 m. buvo paskirtas kalyklos direktoriumi (12-15 tūkst. svarų). Jis paliko katedrą ir visam laikui persikėlė į Londoną. 1703 m. Niutonas buvo išrinktas Karališkosios draugijos prezidentu. 1704 m. buvo išleista antra pagal svarbą jo knyga. "Optika". 1705 m. karalienė Anne jį pakėlė į riterio titulą, jis turi turtingą butą, išlaiko tarnus, turi vežimą kelionėms.1727 m. kovo 20 d., eidamas 85 metus, Isaacas Niutonas mirė ir buvo nuostabiai palaidotas Vestminsterio abatijoje. Niutono garbei buvo iškaltas medalis su užrašu: „Laimingas tas, kuris žino priežastis“.
Pagrindiniai Niutono atradimai
Begalinių mažųjų skaičiavimo (diferencialinio ir integralinio skaičiavimo) atradimas (analizė).Barrow, jo matematikos mokytojo, įpėdinis Niutonas pristato sklandumo ir srauto sąvokas. Fluent yra srovė, kintama reikšmė. Visi laisvai kalbantys turi vieną argumentą – laiką. Fluxion yra sklandumo funkcijos išvestinė laiko atžvilgiu, tai yra, srautas yra sklandumo kitimo greitis. Svyravimai yra maždaug proporcingi sklandžiam prieaugiui, atsirandantys per vienodą, labai trumpą laiką.
Pateiktas srautų skaičiavimo (išvestinių radimo) metodas, pagrįstas išplėtimo į begalines eilutes metodu. Pakeliui buvo išspręsta daug problemų: funkcijos minimumo ir maksimumo nustatymas, kreivumo ir vingio taškų nustatymas, kreivių uždarytų plotų skaičiavimas. Niutonas taip pat sukūrė integravimo techniką (išplečiant išraiškas į begalines eilutes).
Aišku, kiek Niutonas, kurdamas matematinę analizę, įvaldė nepertraukiamo judėjimo vaizdus. Jo vienodai srovės nepriklausomas kintamasis, kaip taisyklė, yra laikas. Fluentai yra kintami dydžiai, pavyzdžiui, kelias, kurie keičiasi priklausomai nuo laiko. Fluxions yra šių dydžių kitimo greitis. Fluentai žymimi raidėmis x, y..., o srautai – tomis pačiomis raidėmis su taškais virš jų.
Nepriklausomai nuo Niutono, žymus vokiečių filosofas Gottfriedas Wilhelmas Leibnicas (1646-1716) atrado diferencialinį ir integralinį skaičiavimą. Tarp jų ir jų pasekėjų netgi buvo kilęs ieškinys dėl analizės atidarymo prioriteto. Kaip vėliau paaiškėjo, Tarptautinei ginčo sprendimo komisijai (slaptai) vadovavo pats Niutonas ir ji pripažino jo prioritetą. Vėliau paaiškėjo, kad Leibnizo mokykla sukūrė gražesnę analizės versiją, tačiau Niutono versijoje metodo „fiziškumas“ yra ryškesnis ir svarbesnis. Apskritai Leibnicas ir Niutonas dirbo savarankiškai, tačiau Niutonas darbą baigė anksčiau, o Leibnicas paskelbė anksčiau. Šiais laikais analizė daugiausia naudoja Leibnizo metodą, įskaitant jo begalinius skaičius, kurių atskiro egzistavimo Newtonas nesvarstė.
Optinis tyrimas.
Niutonas padarė puikių laimėjimų šioje fizikos srityje. „Optika“ yra vienas pagrindinių jo darbų.
Pagrindinis nuopelnas buvo šviesos sklaidos (skilimo) prizmėje tyrimas ir sudėtingos šviesos kompozicijos sukūrimas: „Šviesa susideda iš skirtingo laužomumo spindulių“. Lūžio rodiklis priklauso nuo šviesos spalvos. Niutonas atliko garsųjį eksperimentą su kryžminėmis prizmėmis, kurie parodė, kad baltos šviesos skilimas į vaivorykštės spalvas yra ne stiklinės prizmės, o pačios šviesos savybė. Buvo paryškinta vienspalvė šviesa. Svarbiausia, kad sijos spalva būtų originali ir nekintanti savybė. "Kiekviena vienalytė šviesa turi savo spalvą, atitinkančią jos lūžio laipsnį, ir tokia spalva negali pasikeisti atspindžių ir lūžių metu."
Niutono sukurtas atspindintis teleskopas yra Niutono įsitikinimo, kad lęšių chromatinės aberacijos nepašalinamos dėl šviesos sklaidos juose, pasekmė. Be to, Niutonas sakė, kad dispersija yra vienoda visoms medžiagoms.
Niutonas tiria plonų plėvelių spalvas. Išranda nuostabų lęšių išdėstymą, kuris dabar žinomas kaip instaliacija, skirta gauti Niutono žiedus tiek atspindėtoje, tiek praleidžiamoje šviesoje. Jis nustatė, kad žiedų skersmenų kvadratai didėja nelyginių ar lyginių skaičių aritmetinėje progresijoje. Taigi jis prisidėjo prie šviesos trukdžių reiškinio tyrimo. Paskutinėje Optikos dalyje Niutonas aprašo kai kuriuos difrakcijos reiškinius.
Šviesos prigimties nustatymo srityje Niutonas buvo korpuskulinės teorijos šalininkas. Tiesą sakant, jis tai pagrindė, priešingai nei Huygenso bangų teorija.
Gravitacija
Niutonas pradėjo tyrinėti gravitacijos problemą tais pačiais 1665–66 metais, kai studijavo optiką ir matematiką. Iš pradžių gravitacijos buvimą jis aiškina dekartiškosios dvasios eterio teorija. Kokybinis vaizdas pasiūlė gravitacijos jėgos priklausomybės nuo atstumo dėsnį, atvirkščiai proporcingą pastarojo kvadratui. Iš čia nebuvo toli prie išvados, kad Mėnulį savo orbitoje laiko žemės gravitacija, susilpnėjusi proporcingai atstumo kvadratui. Buvo galima apskaičiuoti gravitacinio lauko įtampą Mėnulio orbitoje ir palyginti ją su įcentrinio pagreičio dydžiu. Pirmieji skaičiavimai parodė neatitikimus. Tačiau Picardo atlikti tikslesni Žemės spindulio matavimai leido pasiekti patenkinamą susitarimą. Mėnulis, žinoma, nuolat krenta į Žemę, tuo pat metu tolsta nuo jos vienodu tangentiniu judesiu.
Be to, remiantis Keplerio dėsniais, Niutonas, atlikdamas matematinę analizę, daro išvadą, kad jėga, laikanti planetas orbitoje aplink Saulę, yra abipusės gravitacijos jėga, kuri mažėja proporcingai atstumo kvadratui.
Gravitacijos dėsnis liko hipoteze (eksperimentinis įrodymas gautas tik XVIII a.), tačiau Niutonas, ne kartą jį išbandęs astronomijoje, tuo nebeabejojo. Dabar gravitacijos dėsnis pavaizduotas kompaktiška formule: F=G m_1 m_2 /(r^2) . Šis dėsnis suteikė dinamišką pagrindą visai dangaus mechanikai. Daugiau nei 200 metų teorinė fizika ir astronomija buvo svarstoma pagal šį dėsnį, kol atsirado kvantinė mechanika ir reliatyvumo teorija. Niutonas manė, kad tai buvo gauta grynai indukciniu būdu. Jam pačiam veiksmas per atstumą atrodė beprasmis, tačiau atsisakė viešai aptarti gravitacijos prigimtį. „Principų...“ pabaigoje Niutonas daro tokį teiginį: „judantys kūnai nepatiria jokio pasipriešinimo iš visur esančio Dievo“, t.y. Dievas yra veiksmų per atstumą tarpininkas. „Aš vis dar negalėjau iš reiškinių nustatyti šių gravitacinės jėgos savybių priežasties, bet aš nekuriu hipotezių.
"Matematiniai gamtos filosofijos principai"
Niutono mokslinės kūrybos viršūnė buvo būtent šis darbas, kurį paskelbęs jis iš esmės nutolo nuo mokslinių darbų. Autoriaus plano didybė, pavertusi pasaulio sistemą matematinei analizei, pristatymo gilumas ir griežtumas stebino jo amžininkus /2/.
Niutono pratarmėje (taip pat yra jo mokinio Coteso pratarmė) atsainiai nupiešta mechaninės fizikos programa: „Siūlome šį darbą kaip matematinius fizikos pagrindus. Visas fizikos sunkumas, kaip bus matyti, yra atpažinti gamtos jėgas iš judėjimo reiškinių ir tada paaiškinti kitus reiškinius naudojant šias jėgas (taigi 1 ir 2 knygose centrinių jėgų veikimo dėsnis yra išvestas iš stebimų reiškinių, o trečiajame rastas dėsnis taikomas pasaulio santvarkai apibūdinti). Norėtųsi iš mechanikos principų išvesti kitus gamtos reiškinius, samprotaujant panašiai, nes daugelis dalykų verčia manyti, kad visus reiškinius lemia tam tikros jėgos, kuriomis dėl priežasčių veikia kūnų dalelės. kol kas nežinoma, jie arba linkę vienas į kitą ir susipina į taisyklingas figūras, arba vienas kitą atstumia ir tolsta vienas nuo kito.
„Principai...“ prasideda skyriumi „Apibrėžimai“, kur pateikiami medžiagos kiekio, inercinės masės, įcentrinės jėgos ir kai kurių kitų apibrėžimai. Skyrius baigiamas „Instrukcijomis“, kur pateikiamas erdvės, laiko, vietos ir judėjimo apibrėžimas. Toliau seka skyrius apie judėjimo aksiomas, kur pateikiami 3 garsieji Niutono mechanikos dėsniai, judėjimo dėsniai ir tiesioginės jų pasekmės. Vadinasi, stebime tam tikrą Euklido „Principų...“ imitaciją.
Toliau „Pradžia...“ suskirstyta į 3 knygas. Pirmoji knyga skirta gravitacijos ir judėjimo centrinių jėgų srityje teorijai, antroji – aplinkos pasipriešinimo doktrinai. Trečiojoje knygoje Niutonas išdėstė nusistovėjusius planetų, Mėnulio, Jupiterio ir Saturno palydovų judėjimo dėsnius, dinamiškai išaiškino dėsnius, apibūdino „srautų metodą“ ir parodė, kad jėga, pritraukianti akmuo Žemei savo prigimtimi nesiskiria nuo jėgos, kuri išlaiko Mėnulį orbitoje, o traukos susilpnėjimas siejamas tik su atstumo padidėjimu.
Niutono dėka Visata buvo pradėta suvokti kaip gerai suteptas laikrodžio mechanizmas. Pagrindinių principų, paaiškinančių visus stebimus reiškinius, reguliarumą ir paprastumą Niutonas laikė Dievo egzistavimo įrodymu: „Toks grakščiausias Saulės, planetų ir kometų jungtis negalėjo įvykti kitaip, nei tyčia ir galia. išmintingos ir galingos būtybės. Šis viską valdo ne kaip pasaulio siela, o kaip Visatos valdovas ir pagal savo viešpatavimą turėtų būti vadinamas Viešpačiu Visagaliu Dievu.
Literatūra
5. Zhmud L.Ya. Pitagoras ir jo mokykla. - L.: „Mokslas“, 1990 m.
1. Gaidenko P.P. Mokslo sampratos raida. - M.: „Mokslas“, 1980 m.
1. Gaidenko P.P. Mokslo sampratos raida (XVII - XVIII a.) - M.: Nauka, 1987 m.
2. Kudrjavcevas P.S. Fizikos istorija. T,1. - M.: Leidykla „Švietimas“, 1956 m.
1. Rozhansky I.D. Gamtos mokslo raida antikoje. - M.: „Mokslas“, 1979 m.
3. Aristotelis. Fizika. Kolekcija Op. T.3. - M.: „Mintis“, 1981 m.
Fraser J. J. Auksinė šakelė: magijos ir religijos tyrimas. - M.: Politizmas, 1980 m.
4. Galilėjus G. Rinktiniai kūriniai: 2 tomuose - M.: Nauka, 1964 m.
5. Koyre A. Esė apie filosofinės minties istoriją Apie filosofinių sampratų įtaką teorijų raidai. - M.: „Mokslas“ 1985 m.
1. Galilėjus Galilėjus. Dialogas apie dvi svarbiausias pasaulio sistemas – Ptolemajų ir Koperniką. - M.-L.: "OGIZ", 1948 m.
2. Leonardo da Vinci. Rinktiniai gamtos mokslų darbai. - M, 1955 m.
3. N. Kuzanskis. Kūriniai 2 tomais - M.: Mysl, 1979 m.
4. N. Kopernikas Apie dangaus sferų sukimus. - M.: Nauka, 1964 m.
5. Dynnik M.A. Giordano Bruno pasaulėžiūra. - M., 1949 m.
2. Spassky B.I. Fizikos istorija "t. - M.: Maskvos valstybinio universiteto leidykla, 1963 m.
3. Dorfman Ya.G. Pasaulinė fizikos istorija nuo seniausių laikų iki Dono XV 111 a. - M: „Mokslas“, 1974 m.
6. Filosofinis enciklopedinis žodynas. - M.: „Tarybų enciklopedija“, 1983 m.
7. Zubovas V.P. Aristotelis. - M., 1963 m.
1. Plutarchas. Lyginamosios biografijos. T.1. - M.: SSRS mokslų akademijos leidykla, 1961. 2. Diels G. Antikvarinė technika. - M.-L.: „OPTI“, 1934 m.
3. R. Niutonas Klaudijaus Ptolemėjaus nusikaltimas. - M.: Mokslas, 1985 m
4. Neugebauer O. Tikslieji mokslai senovėje. - M.: „Mokslas“, 1968 m.
2. Diogenas Laercijus. Apie garsių filosofų gyvenimą, mokymus ir posakius. - M.: „Mintis“, 1986 m.
3. Platonas. Dialogai. - M.: „Mintis“, 1986 m.
4. Platono kolekcija. Op. v.3. - M.: „Mintis“, 1994 m
6. Heisenbergas V. Fizika ir filosofija. Dalis ir visuma. - M.: Nauka, 1989 m.
8. Spassky B.I. Fizikos istorija. 2 tomuose - M.: Maskvos valstybinio universiteto leidykla, 1963 m.
4. Van der Waerden B. Awakening Science: The Birth of Astronomy. - M.: „Mokslas“, 1991 m.
5. Van der Waerden B. Kylantis mokslas: senovės Egipto, Babilono ir Graikijos matematika. - M.: 1957 m.
8. Zaicevas A.N. Kultūrinė revoliucija Senovės Graikijoje V111 – V a. pr. Kr. – L., 1985 m.
1. Neugebauer O. Tikslieji mokslai senovėje. - M.: „Mokslas“, 1968 m.
Izaokas Niutonas gimė 1643 m. sausio 4 d. mažame Didžiosios Britanijos kaimelyje Woolsthorpe, esančiame Linkolnšyro grafystėje. Silpnas berniukas, per anksti palikęs motinos įsčias, atėjo į šį pasaulį Anglijos pilietinio karo išvakarėse, netrukus po tėvo mirties ir prieš pat Kalėdų šventę.
Vaikas buvo toks nusilpęs, kad ilgą laiką net nebuvo pakrikštytas. Tačiau vis dėlto mažasis Isaacas Newtonas, pavadintas savo tėvo vardu, išgyveno ir nugyveno labai ilgą gyvenimą XVII amžių – 84 metus.
Būsimo genialaus mokslininko tėvas buvo smulkus ūkininkas, tačiau gana sėkmingas ir turtingas. Po Niutono vyresniojo mirties jo šeima gavo kelis šimtus hektarų laukų ir miškų su derlinga žeme ir įspūdinga 500 svarų sterlingų suma.
Izaoko motina Anna Ayscough netrukus ištekėjo iš naujo ir savo naujajam vyrui pagimdė tris vaikus. Anna daugiau dėmesio skyrė jaunesnei atžalai, o pirmagimio auginimu iš pradžių dalyvavo Izaoko močiutė, o vėliau ir jo dėdė Williamas Ayscoughas.
Vaikystėje Niutonas domėjosi tapyba ir poezija, nesavanaudiškai išrado vandens laikrodį, vėjo malūną, gamino popierinius aitvarus. Tuo pačiu metu jis vis dar buvo labai ligotas ir nepaprastai nebendraujantis: Izaokas pirmenybę teikė savo pomėgiams, o ne linksmiems žaidimams su bendraamžiais.
Fizikas jaunystėje Kai vaikas buvo išleistas į mokyklą, dėl jo fizinio silpnumo ir prastų bendravimo įgūdžių berniuką kartą net mušdavo iki alpimo. Niutonas negalėjo ištverti šio pažeminimo. Tačiau, žinoma, sportinės fizinės formos per vieną naktį įgyti nepavyko, todėl vaikinas nusprendė kitaip pamaloninti savo savigarbą.
Jei prieš šį incidentą jis mokėsi gana prastai ir aiškiai nebuvo mokytojų mėgstamiausias, tai po to jis pradėjo rimtai išsiskirti akademiniais rezultatais tarp savo klasės draugų. Pamažu jis tapo geresniu mokiniu, o taip pat dar rimčiau nei anksčiau pradėjo domėtis technologijomis, matematika ir nuostabiais, nepaaiškinamais gamtos reiškiniais.
Kai Izaokui sukako 16 metų, jo motina grąžino jį į dvarą ir kai kurias namų ūkio pareigas bandė patikėti vyresniajam vyriausiajam sūnui (antrasis Annos Ayscough vyras tuo metu taip pat buvo miręs). Tačiau vaikinas nieko nedarė, tik konstravo išradingus mechanizmus, „prarijo“ daugybę knygų ir rašė poeziją.
Jaunuolio mokyklos mokytojas ponas Stokesas, taip pat jo dėdė Williamas Ayscoughas ir jo pažįstamas Humphrey'us Babingtonas (ne visą darbo dieną dirbantis Kembridžo Trejybės koledžo narys) iš Granthamo, kur būsimasis pasaulinio garso mokslininkas lankė mokyklą, įtikino Anną Ayscough leisti. gabus jos sūnus tęsti mokslus. Dėl kolektyvinio įtikinėjimo Izaokas baigė studijas mokykloje 1661 m., Po to sėkmingai išlaikė stojamuosius egzaminus į Kembridžo universitetą.
Mokslinės karjeros pradžia
Būdamas studentas, Niutonas turėjo „sizaro“ statusą. Tai reiškė, kad jis nemokėjo už mokslą, o turėjo atlikti įvairias užduotis universitete, arba teikti paslaugas turtingesniems studentams. Izaokas drąsiai atlaikė šį išbandymą, nors jam vis tiek labai nepatiko jaustis engiamas, buvo nedraugiškas ir nemokėjo susidraugauti.
Tuo metu filosofija ir gamtos mokslai buvo dėstomi pasaulinio garso Kembridže, nors tuo metu pasauliui jau buvo parodyti Galilėjaus atradimai, Gassendi atominė teorija, drąsūs Koperniko, Keplerio ir kitų iškilių mokslininkų darbai. Izaokas Niutonas godžiai įsisavino visą įmanomą informaciją apie matematiką, astronomiją, optiką, fonetiką ir net muzikos teoriją. Tuo pačiu metu jis dažnai pamiršdavo maistą ir miegą.
Izaokas Niutonas tiria šviesos lūžį Savarankišką mokslinę veiklą tyrinėtojas pradėjo 1664 m., sudaręs 45 dar neišspręstų žmogaus gyvenimo ir gamtos problemų sąrašą. Tuo pat metu likimas studentą suvedė su gabiu matematiku Isaacu Barrowu, kuris pradėjo dirbti koledžo matematikos skyriuje. Vėliau Barrow tapo jo mokytoju ir vienu iš nedaugelio draugų.
Gabaus mokytojo dėka dar labiau susidomėjęs matematika, Niutonas atliko savavališko racionalaus eksponento binominį išplėtimą, kuris tapo pirmuoju puikiu jo atradimu matematikos srityje. Tais pačiais metais Izaokas gavo bakalauro laipsnį.
1665–1667 m., kai Angliją užklupo maras, Didysis Londono gaisras ir itin brangus karas su Olandija, Niutonas trumpam apsigyveno Vustorpe. Per šiuos metus pagrindinę savo veiklą jis nukreipė į optinių paslapčių atradimą. Bandydamas išsiaiškinti, kaip pašalinti lęšių teleskopus nuo chromatinės aberacijos, mokslininkas atėjo į dispersijos tyrimą. Eksperimentų, kuriuos Izaokas atliko, esmė buvo pastangos suprasti fizinę šviesos prigimtį, ir daugelis jų vis dar atliekami švietimo įstaigose.
Dėl to Niutonas priėjo prie korpuskulinio šviesos modelio, nusprendęs, kad jį galima laikyti dalelių srautu, kuris išskrenda iš tam tikro šviesos šaltinio ir atlieka tiesinį judėjimą iki artimiausios kliūties. Nors toks modelis negali pretenduoti į galutinį objektyvumą, jis vis dėlto tapo vienu iš klasikinės fizikos pamatų, be kurio nebūtų atsiradusios modernesnės idėjos apie fizikinius reiškinius.
Tarp mėgstančių rinkti įdomius faktus jau seniai sklando klaidinga nuomonė, kad Niutonas šį pagrindinį klasikinės mechanikos dėsnį atrado po to, kai jam ant galvos nukrito obuolys. Tiesą sakant, Izaokas sistemingai ėjo savo atradimo link, o tai aišku iš daugybės jo užrašų. Legendą apie obuolį išpopuliarino tuometinis autoritetingas filosofas Volteras.
Mokslinė šlovė
1660-ųjų pabaigoje Izaokas Niutonas grįžo į Kembridžą, kur gavo magistro statusą, savo kambarį gyventi ir net grupę jaunų studentų, kuriems mokslininkas tapo mokytoju. Tačiau dėstymas akivaizdžiai nebuvo gabaus mokslininko stiprybė, o jo paskaitų lankomumas buvo pastebimai menkas. Tuo pačiu metu mokslininkas išrado atspindintį teleskopą, kuris jį išgarsino ir leido Niutonui prisijungti prie Londono karališkosios draugijos. Per šį įrenginį buvo padaryta daug nuostabių astronominių atradimų.
1687 m. Niutonas paskelbė bene svarbiausią savo darbą – veikalą „Matematiniai gamtos filosofijos principai“. Tyrėjas savo darbus buvo publikavęs ir anksčiau, tačiau šis buvo itin svarbus: tapo racionalios mechanikos ir visų matematinių gamtos mokslų pagrindu. Jame buvo gerai žinomas visuotinės gravitacijos dėsnis, trys iki šiol žinomi mechanikos dėsniai, be kurių neįsivaizduojama klasikinė fizika, buvo pristatytos pagrindinės fizikinės sąvokos, o Koperniko heliocentrine sistema nebuvo abejojama.
Kalbant apie matematinį ir fizinį lygį, „matematiniai gamtos filosofijos principai“ buvo daug didesni nei visų mokslininkų, dirbusių su šia problema iki Izaoko Niutono, tyrimai. Nebuvo neįrodytos metafizikos su ilgais samprotavimais, nepagrįstais dėsniais ir neaiškiomis formuluotėmis, kurios buvo taip paplitusios Aristotelio ir Dekarto darbuose.
1699 m., kai Niutonas dirbo administracinėse pareigose, jo pasaulinė sistema buvo pradėta dėstyti Kembridžo universitete.
Asmeninis gyvenimas
Moterys nei tada, nei bėgant metams nerodė didelės simpatijos Niutonui ir per visą savo gyvenimą jis niekada nevedė.
Didysis mokslininkas mirė 1727 m., o beveik visas Londonas susirinko į jo laidotuves.
Niutono dėsniai
- Pirmasis mechanikos dėsnis: kiekvienas kūnas yra ramybės būsenoje arba išlieka tolygaus transliacinio judėjimo būsenoje, kol ši būsena bus pataisyta veikiant išorinėms jėgoms.
- Antrasis mechanikos dėsnis: impulso pokytis yra proporcingas taikomai jėgai ir vyksta jos įtakos kryptimi.
- Trečiasis mechanikos dėsnis: materialūs taškai sąveikauja vienas su kitu juos jungiančia tiesia linija, kurių jėgų dydis yra vienodas, o kryptis priešinga.
- Gravitacijos dėsnis: Gravitacinės traukos jėga tarp dviejų materialių taškų yra proporcinga jų masių sandaugai, padaugintai iš gravitacinės konstantos, ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp šių taškų kvadratui.
Tikriausiai pasaulyje nėra nė vieno žmogaus, kuris nežinotų, kas yra Izaokas Niutonas. Vienas iškiliausių pasaulio mokslininkų, padaręs atradimų keliose mokslo srityse vienu metu, davęs pradžią mokslinėms matematikos, optikos, astronomijos kryptims. vienas iš įkūrėjų klasikinė fizika. Taigi, kas yra Izaokas Niutonas? Šiandien jo trumpa biografija ir atradimai yra plačiai žinomi.
Susisiekus su
Mokslininko ir tyrinėtojo istorija
Apie jį būtų galima pasakyti poeto Nikolajaus Tichonovo žodžiais: „Iš šitų žmonių turėčiau padaryti nagus. Pasaulyje negali būti stipresnių nagų. Gimęs prieš terminą, labai mažas ir silpnas, jis 84 metus gyveno puikios sveikatos, iki brandžios senatvės, atsidavęs iš visos širdies mokslo plėtrai ir užsiima vyriausybės reikalais. Visą gyvenimą mokslininkas laikėsi tvirtų moralės principų, buvo sąžiningumo pavyzdys, nesiekė viešumo ir šlovės. Net karaliaus Jokūbo II valia jo nepalaužė.
Vaikystė
Savo gimimą katalikų Kalėdų išvakarėse mokslininkas laikė ypatingu apvaizdos ženklu. Juk jam pavyko padaryti didžiausius savo atradimus. Kaip nauja Betliejaus žvaigždė, jis nušvietė daug krypčių, kuriomis vėliau vystėsi mokslas. Buvo padaryta daug atradimų dėka suplanuotų jie jau pakeliui.
Niutono tėvas, kuris amžininkams atrodė ekscentriškas ir keistas žmogus, niekada nesužinojo apie sūnaus gimimą. Sėkmingas ūkininkas ir geras šeimininkas, gyvenęs vos kelis mėnesius iki sūnaus gimimo, paliko šeimai nemažą ūkį ir pinigus.
Nuo pat jaunystės, visą gyvenimą švelniai mylėjęs motiną, Izaokas negalėjo atleisti jai sprendimo palikti jį senelių globai, kai ji antrą kartą ištekėjo. Paauglystėje jo sudarytoje autobiografijoje pasakojama apie nevilties protrūkius ir vaikų keršto planus motinai ir patėviui. Savo emocinių išgyvenimų istoriją jis galėjo patikėti tik popieriumi; gyvenime garsus mokslininkas buvo uždaras, artimų draugų neturėjo ir niekada nebuvo vedęs.
Būdamas 12 metų jis buvo išsiųstas į Granthamo mokyklą. Jo uždaras ir nebendraujantis nusiteikimas, taip pat vidinis susikaupimas nukreipė bendraamžius prieš jį. Nuo vaikystės būsimasis mokslininkas mieliau mokėsi gamtos mokslus, o ne berniukiškas išdaigas. Daug skaitė, domėjosi mechaninių žaislų dizainu, matematinių uždavinių sprendimu. Konfliktinė situacija su klasės draugais paskatino išdidųjį Niutoną tapti geriausias mokinys mokykloje.
Studijuoja Kembridže
Būdama našlė, Niutono mama labai tikėjosi, kad 16-metis sūnus pradės jai padėti ūkininkauti. Tačiau bendromis mokyklos mokytojo, berniuko dėdės ir ypač Humphrey Babington, Trejybės koledžo nario, pastangomis ji sugebėjo įtikinti ją tolesnio išsilavinimo būtinybe. 1661 metais Niutonas laikė lotynų kalbos egzaminą ir įstoja į Trejybės koledžą Kembridžo universitete. Būtent šioje įstaigoje jis 30 metų studijavo mokslą, atliko eksperimentus ir atrado pasaulį.
Užuot mokėjęs už studijas kolegijoje, kur jaunuolis iš pradžių gyveno kaip studentas, jis turėjo atlikti turtingesniems studentams skirtus pavedimus ir kitus ekonominius darbus universitete. Vos po 3 metų, 1664 m., Niutonas su pagyrimu išlaikė egzaminus ir gavo pažengusio studento kategoriją, taip pat teisę ne tik į nemokamą mokslą, bet ir į stipendiją.
Studijos jį taip sužavėjo ir įkvėpė, kad, pagal kurso draugų prisiminimus, apie miegą ir maistą galėjo pamiršti. Vis dar užsiima mechanika ir kuria įvairius daiktus bei įrankius, domėjosi matematiniais skaičiavimais, astronominiai stebėjimai, optikos, filosofijos, net muzikos teorijos ir istorijos tyrimai.
Nusprendęs savo gyvenimo metus skirti mokslams, jis atsisako meilės ir planuoja sukurti šeimą. Jauna vaistininko Clarko mokinė, su kuria jis gyveno mokslo metais, taip pat nevedė ir visą gyvenimą išlaikė švelnų Niutono atminimą.
Pirmieji žingsniai mokslinėje veikloje
1664 metai jaunam mokslininkui buvo įkvepiantys. Jis sudaro 45 mokslinių problemų „Klausimyną“ ir užsibrėžia tikslą jas visas išspręsti.
Garsaus matematiko I. Barrow paskaitų dėka Niutonas pirmą kartą atrado dvinario plėtrą, kuri leido vėliau sukurti diferencialinio skaičiavimo metodą, kuris šiandien naudojamas aukštojoje matematikoje. Jis sėkmingai išlaiko egzaminą ir įgyja bakalauro laipsnį.
Net 1665–1667 m. maro epidemija negalėjo sustabdyti šio smalsaus proto ir priversti jį sėdėti be darbo. Siaučiančios ligos metu Niutonas išvyko namo, kur toliau užsiėmė moksline veikla. Čia, namų privatume, jis tai daro dauguma didžiųjų jo atradimų:
- nustato pagrindinius skaičiavimo tipų – integralinio ir diferencialinio – metodus;
- išveda spalvų teoriją ir duoda pradžią optikos mokslo raidai;
- randa kvadratinių lygčių šaknų radimo metodą;
- išveda savavališkos dvinario natūraliosios galios išplėtimo formulę.
Svarbu! Garsioji obelis, kurios stebėjimai padėjo atrasti, buvo išsaugota kaip atminimo suoliukas mokslininkui.
Pagrindiniai atradimai
Isaacas Newtonas trumpai aprašo savo veiklą. Jis buvo ne tik genijus, garsus mokslininkas, bet ir žmogus, turintis įvairių interesų daugelyje mokslo ir technologijų sričių. Kuo jis garsus ir ką atrado? Buvęs uolus matematikas ir fizikas, jis vienodai gerai išmanė tiek tiksliuosius, tiek humanitarinius mokslus. Ekonomika, alchemija, filosofija, muzika ir istorija – visose šiose srityse veikė jo talento genijus. Štai tik trumpas didžiųjų Izaoko Niutono atradimų aprašymas:
- sukūrė dangaus kūnų judėjimo teoriją – nustatė, kad planetos sukasi aplinkui;
- suformulavo tris svarbius mechanikos dėsnius;
- sukūrė šviesos ir spalvų atspalvių teoriją;
- pastatė pirmąjį pasaulyje veidrodį;
- atrado gravitacijos dėsnį, kurio dėka išgarsėjo.
Pagal esamą legendą, Niutonas atrado garsųjį dėsnį, stebėdamas obuolius, krentančius nuo obels savo sode. Garsaus mokslininko Williamo Stukeley biografas aprašo šią akimirką knygoje, skirtoje Niutono prisiminimams, išleistoje 1752 m. Anot Stukeley, idėją jam suteikė nuo medžio nukritęs obuolys kosminių kūnų trauka ir gravitacija.
„Kodėl obuoliai krenta statmenai žemei? - pagalvojo Niutonas ir, apmąstydamas, išvedė naują dėsnį. Kembridžo universiteto sode studentai gerbia ir rūpestingai prižiūri medį, kuris laikomas tos pačios „Niutono obels“ palikuoniu.
Obuolio kritimas pasitarnavo tik kaip postūmis garsiajam atradimui. Niutonas daug metų lankėsi pas jį, studijuodamas kūrinius Galilėjus, Bulialda, Hukas, kiti astronomai ir fizikai. Mokslininkas trečiąjį Kellerio dėsnį laikė dar vienu impulsu. Tiesa, šiuolaikinę Visuotinės gravitacijos dėsnio interpretaciją jis sukūrė kiek vėliau, studijuodamas mechanikos dėsnius.
Kiti mokslo pasiekimai
Klasikinės mechanikos pagrindas yra Niutono dėsniai, svarbiausi mechanikos srityje, kurie buvo suformuluoti moksliniame darbe apie matematiką ir filosofijos principus. paskelbtas 1687 m:
- pirmasis vienodo judėjimo tiesia linija dėsnis, jei kūno neveikia jokios kitos jėgos;
- antrasis dėsnis yra , kuris diferencine forma apibūdina veikiančių jėgų įtaką pagreičiui;
- trečiasis dėsnis yra apie dviejų kūnų sąveikos jėgą tam tikru atstumu.
Šiuo metu šie Niutono dėsniai yra aksioma.
Astronomija
1669 m. pabaigoje mokslininkas gavo vieną prestižiškiausių pareigų pasaulyje Trejybės koledže, pavadintą Lucasian matematikos ir optikos profesoriumi. Be £100 atlyginimo, premijų ir stipendijų, yra galimybė skirti daugiau laiko savo mokslinius tyrimus veikla. Atlikdamas eksperimentus optikoje ir šviesos teorijoje, Niutonas sukuria savo pirmąjį atspindintį teleskopą.
Svarbu! Patobulintas teleskopas tapo pagrindiniu to meto astronomų ir navigatorių instrumentu. Su jo pagalba buvo atrasta Urano planeta ir kitos galaktikos.
Tyrinėdamas dangaus kūnus per savo atšvaitą, mokslininkas sukūrė dangaus kūnų teoriją ir nustatė planetų judėjimą aplink Saulę. Naudodamasis savo atšvaito skaičiavimais ir moksliniu požiūriu į Biblijos studijas padariau savo žinutė apie pasaulio pabaigą. Jo skaičiavimais, šis renginys įvyks 2060 m.
Vyriausybės veikla
1696 m Didysis mokslininkas eina monetų kalyklos prižiūrėtojo pareigas ir persikėlė į Londoną, kur gyveno iki 1726 m. Atlikęs finansinę apskaitą ir nustatęs tvarką dokumentacijoje, jis tampa Montagu bendraautoriu vykdant pinigų reformą.
Per jo veiklos laikotarpį buvo sukurtas monetų kalyklos filialų tinklas, kelis kartus išaugo sidabrinių monetų gamyba. Niutonas pristato technologiją, leidžianti atsikratyti padirbinėtojų.
1699 m Tampa monetų kalyklos vadovu. Šiame poste jis ir toliau kovoja su klastotojais. Jo, kaip vadovo, veiksmai buvo tokie pat nuostabūs, kaip ir per jo mokslinę karjerą. Anglijoje vykdytų reformų dėka buvo išvengta ekonominės krizės.
1698 m Buvo pristatytas pranešimas apie Niutono ekonominę reformą. Caras Petras būdamas Anglijoje su garsiu profesoriumi susitiko tris kartus. 1700 metais Rusijoje buvo atlikta pinigų reforma, panaši į anglų.
1689 -1690 m. Jis buvo Kembridžo universiteto atstovas šalies parlamente. 1703–1725 m. jis buvo Karališkosios draugijos prezidentas.
Paskutinius savo gyvenimo mėnesius profesorius gyveno Kensingtone. Didysis mokslininkas mirė 1727 m. kovo 20 d. Jis mirė miegodamas ir buvo palaidotas Vestminsterio abatijos teritorijoje, Anglijos karalių ir žymiausių žmonių kape. Visi miestiečiai atvyko atsisveikinti su savo garsiuoju amžininku. Laidotuvių procesijai vadovavo pats lordas kancleris, po kurio laidotuvių procesijoje dalyvavo britų ministrai.
> Ką atrado Izaokas Niutonas?
Izaoko Niutono atradimai– dėsniai ir fizika iš vieno didžiausių genijų. Išstudijuokite visuotinės gravitacijos dėsnį, tris judėjimo dėsnius, gravitaciją, Žemės formą.
Izaokas Niutonas(1642-1727) prisimename kaip filosofą, mokslininką ir matematiką. Jis daug nuveikė už savo laiką ir aktyviai dalyvavo mokslo revoliucijoje. Įdomu tai, kad jo pažiūros, Niutono dėsniai ir fizika galiotų dar 300 metų po jo mirties. Tiesą sakant, prieš mus yra klasikinės fizikos kūrėjas.
Vėliau žodis „niutonas“ bus įterptas į visus teiginius, susijusius su jo teorijomis. Izaokas Niutonas laikomas vienu didžiausių genijų ir įtakingiausių mokslininkų, kurio darbas apėmė daugybę mokslo sričių. Tačiau ką mes jam skolingi ir kokius atradimus jis padarė?
Trys judėjimo dėsniai
Pradėkime nuo garsaus jo veikalo „Matematiniai gamtos filosofijos principai“ (1687), atskleidusio klasikinės mechanikos pagrindus. Mes kalbame apie tris judėjimo dėsnius, kilusius iš Johaneso Keplerio pateiktų planetų judėjimo dėsnių.
Pirmasis dėsnis yra inercija: ramybės būsenoje esantis objektas liks ramybėje, nebent jį veiks nesubalansuota jėga. Judantis kūnas ir toliau judės pradiniu greičiu ir ta pačia kryptimi, nebent susidurs su nesubalansuota jėga.
Antra: pagreitis atsiranda, kai jėga veikia masę. Kuo didesnė masė, tuo daugiau jėgos reikia.
Trečia: kiekvienam veiksmui yra lygi ir priešinga reakcija.
Universali gravitacija
Niutonas turi būti dėkingas už visuotinės gravitacijos dėsnį. Jis padarė išvadą, kad kiekvienas masės taškas traukia kitą jėga, nukreipta išilgai tiesės, kertančios abu taškus (F = G frac(m_1 m_2)(r^2)).
Šie trys gravitacijos postulatai padės jam išmatuoti kometų, potvynių, lygiadienių ir kitų reiškinių trajektorijas. Jo argumentai sugriovė paskutines abejones dėl heliocentrinio modelio, o mokslo pasaulis pripažino faktą, kad Žemė neveikia kaip universalus centras.
Visi žino, kad Niutonas padarė išvadas apie gravitaciją dėl incidento, kai jam ant galvos nukrito obuolys. Daugelis žmonių mano, kad tai tik komiškas perpasakojimas, o mokslininkas formulę sukūrė palaipsniui. Tačiau įrašai Niutono dienoraštyje ir jo amžininkų perpasakojimai byloja apie obuolio proveržį.
Žemės forma
Izaokas Niutonas manė, kad mūsų planeta Žemė susiformavo kaip pailgas sferoidas. Vėliau spėjimas pasitvirtins, tačiau jo laikais tai buvo svarbi informacija, padėjusi didžiąją dalį mokslo pasaulio perkelti iš Dekarto sistemos į Niutono mechaniką.
Matematikos srityje jis apibendrino dvinario teoremą, studijavo laipsnių eilutes, sukūrė savo metodą funkcijos šaknims aproksimuoti ir suskirstė daugumą lenktų kubinių plokštumų į klases. Savo pasiekimais jis taip pat pasidalijo su Gottfriedu Leibnizu.
Jo atradimai buvo fizikos, matematikos ir astronomijos laimėjimai, padėję suprasti erdvės struktūrą naudojant formules.
Optika
1666 metais jis gilinosi į optiką. Viskas prasidėjo nuo šviesos savybių, kurias jis išmatavo per prizmę, tyrimo. 1670-1672 metais. ištyrė šviesos lūžį, parodydamas, kaip daugiaspalvis spektras perstatomas į vieną baltą šviesą, naudojant objektyvą ir antrąją prizmę.
Dėl to Niutonas suprato, kad spalva susidaro dėl objektų, kurie iš pradžių buvo spalvoti, sąveikos. Be to, pastebėjau, kad bet kokio instrumento objektyvas kenčia nuo šviesos sklaidos (chromatinės aberacijos). Jam pavyko išspręsti problemas naudojant teleskopą su veidrodžiu. Jo išradimas laikomas pirmuoju atspindinčio teleskopo modeliu.
Be to…
Jam taip pat priskiriamas empirinio aušinimo dėsnio suformulavimas ir garso greičio tyrimas. Iš jo pasiūlymo atsirado terminas „Niutono skystis“ - bet kokio skysčio, kuriame klampūs įtempiai yra tiesiškai proporcingi jo virsmo greičiui, aprašymas.
Niutonas daug laiko skyrė ne tik mokslinių postulatų, bet ir Biblijos chronologijos tyrinėjimui bei prisistatė alchemijoje. Tačiau daugelis darbų pasirodė tik po mokslininko mirties. Taigi Izaokas Niutonas prisimenamas ne tik kaip talentingas fizikas, bet ir kaip filosofas.
Ką mes skolingi Isaacui Newtonui? Jo idėjos buvo proveržis ne tik tuo metu, bet ir buvo atspirties taškas visiems vėlesniems mokslininkams. Tai paruošė derlingą dirvą naujiems atradimams ir įkvėpė tyrinėti šį pasaulį. Nenuostabu, kad Izaokas Niutonas turėjo pasekėjų, kurie plėtojo jo idėjas ir teorijas. Jei norite sužinoti daugiau, svetainėje yra Izaoko Niutono biografija, kurioje pateikiamos gimimo ir mirties datos (pagal naują ir seną stilių), svarbiausi atradimai, taip pat įdomūs faktai apie didžiausią fiziką.
Izaokas Niutonas – puikus anglų mokslininkas, fizikas, matematikas, alchemikas ir astronomas, labai prisidėjęs prie klasikinės mechanikos ir šiuolaikinės fizikos raidos. Garsiausias Niutono atradimas buvo visuotinės gravitacijos dėsnis. Be to, jis aprašė visus fizikinius reiškinius remdamasis mechanika ir paaiškino planetų judėjimą aplink Saulę ir Mėnulio judėjimą aplink Žemę.
Izaokas Niutonas gimė 1643 m. sausio 4 d. Vulsthorpo miestelyje Anglijoje nedidelio, bet pasiturinčio ūkininko šeimoje. Gavęs pagrindinį išsilavinimą, Niutonas įstojo į Kembridžo universiteto Trejybės koledžą. Ten, veikiamas fizikų, jis padarė keletą atradimų, daugiausia matematinių. Jis taip pat pradėjo atlikti šviesos skilimo eksperimentus. 1668 metais jam suteiktas magistro laipsnis. Po kelerių metų jis pagamino antrą atspindintį teleskopą, kuris buvo daug didesnis ir efektyvesnis nei ankstesnis. 1687 metais buvo išleistas fundamentalus jo veikalas „Matematiniai gamtos filosofijos principai“ arba tiesiog „Principai“, padėjęs pagrindus ne tik racionaliajai mechanikai, bet ir visiems matematiniams gamtos mokslams. Šiame darbe buvo dinamikos dėsnis, visuotinė gravitacija, dangaus kūnų judėjimo taikymai ir mokymai apie skysčių ir dujų atsparumą.
1705 metais Izaokui Niutonui buvo pasiūlytas riterio titulas. Taip tuo metu valdžiusi karalienė Ana padėkojo didžiajam mokslininkui už jo darbą. Smunkančiais metais Niutonas daug laiko praleido studijuodamas teologiją, senovės ir Biblijos istoriją.
Įkeliama...