Ісаак Ньютон що він зробив для фізики. Ісаак ньютон - біографія та наукові відкриття, що перевернули світ

Відомий кожному школяру великий англійський вчений з'явився на світ 24 грудня 1642 за старим стилем або 4 січня 1643 за нині діючим біографія якого бере свій початок в містечку Вулсторп, графство Лінкольншир, народився настільки слабким, що його довгий часне наважувалися хрестити. Однак хлопчик вижив і, незважаючи на слабке здоров'я в дитячі роки, зумів дожити до похилого віку.

Дитинство

Батько Ісаака помер ще до його народження. Мати, Ганна Ейскоу, рано овдовівши, вийшла заміж ще раз, народивши ще трьох дітей від нового чоловіка. Вона мало приділяла уваги старшому синові. Ньютон, біографія якого у дитячі роки зовні начебто була благополучна, дуже страждав від самотності та відсутності уваги з боку матері.

Про хлопчика більше дбав його дядько, брат Анни Ейскоу. У дитинстві Ісаак був замкненою мовчазною дитиною, зі схильністю майструвати різні технічні вироби, такі, наприклад, як і сонячний годинник.

Шкільні роки

У 1955 році у віці 12 років Ісаак Ньютон був відданий до школи. Незадовго до цього

вмирає його вітчим, і мати успадковує його стан, відразу переоформляючи його на старшого сина. Школа знаходилася в Ґрентемі, і Ньютон жив у місцевого аптекаря Кларка. Під час навчання розкрилися його неабиякі здібності, але мати через чотири роки повернула 16-річного юнака додому з метою покласти на нього обов'язки з управління фермою.

Але сільське господарство – це була не його справа. Читання книг, віршування, конструювання складних механізмів- у цьому був весь Ньютон. Біографія його саме в цей момент визначила свій напрямок у бік науки. Шкільний вчительСтокс, дядько Вільям і член Трініті-коледжу при Кембриджському університеті Хемфрі Бабінгтон об'єднаними зусиллями досягли продовження навчання Ісаака Ньютона.

Університети

У Кембриджі коротка біографіяНьютона виглядає так:

  • 1661 - вступ до Трініті-коледж при університеті на безкоштовне навчання в якості студента-«сайзера».
  • 1664 рік - успішна складання іспитів та переведення на наступний ступінь навчання як студент-школяр, що дало йому право на отримання стипендії та можливість продовжувати навчання далі.

У цей же час Ньютон, біографія якого зафіксувала творчий підйом і початок самостійної знайомиться з Ісааком Барроу, новим викладачем-математиком, який дуже вплинув на захоплення

Загалом Трініті-коледжу був відданий великий відрізок життя (30 років) і математика, але саме тут він зробив свої перші відкриття (біноміальне розкладання для довільного раціонального показника та розкладання функції в нескінченний ряд) і створив, спираючись на вчення Галілея, Декарта та Кеплера, універсальна система світу.

Роки великих досягнень та слави

З початком епідемії чуми в 1665 році заняття в коледжі припинилися, і Ньютон поїхав у свій маєток у Вулсторп, де і були досконалі найістотніші відкриття - оптичні експерименти з кольорами спектру,

У 1667 році вчений повертається до Трініті-коледжу, де продовжує свої дослідження в галузі фізики, математики, оптики. Створений ним телескоп викликав захоплення в Королівському товаристві.

В 1705 Ньютон, фото якого сьогодні можна знайти в кожному підручнику, першим був удостоєний звання лицаря саме за наукові досягнення. Кількість відкриттів у різних сферахНаука дуже велика. Монументальні праці з математики, основ механіки в галузі астрономії, оптики, фізики перевернули уявлення вчених про світ.

/короткий історичний ракурс/

Велич справжнього вченого не в званнях і нагородах, якими він відзначений чи нагороджений світовою спільнотою, і навіть не у визнанні його заслуг перед Людством, а в тих відкриттях та теоріях, які він залишив Світу. Унікальні відкриття, зроблені за свою яскраве Життя, знаменитим вченим Ісааком Ньютоном важко переоцінити чи недооцінити

Теорії та відкриття

Ісааком Ньютоном було сформульовано основні закони класичної механіки, був відкритий закон всесвітнього тяжіння , розроблена теорія руху небесних тіл , створені основи небесної механіки

Ісаак Ньютон(незалежно від Готфріда Лейбніца) створив теорію диференціальних та інтегральних обчислень, відкрив дисперсію світла, хроматичну аберацію, вивчав інтерференцію та дифракцію, розвивав корпускулярну теорію світладав гіпотезу, що поєднувала корпускулярніі хвильові уявлення, побудував дзеркальний телескоп.

Простір та ЧасНьютон вважав абсолютними.

Історичні формулювання законів механіки Ньютона

Перший закон Ньютона

Будь-яке тіло продовжує утримуватися у стані спокою або рівномірного і прямолінійного руху, поки і оскільки воно не спонукається докладеними силами змінити цей стан.

Другий закон Ньютона

В інерційній системі відліку прискорення, яке отримує матеріальна точка, прямо пропорційно рівнодіє всіх доданих до неї сил і обернено пропорційно її масі.

Зміна кількості руху пропорційно доданої рушійної сили і відбувається за напрямом тієї прямої, якою ця сила діє.

Третій закон Ньютона

Дію завжди є рівна і протилежна протидія, інакше - взаємодії двох тіл один на одного рівні та спрямовані в протилежні сторони.

Деякі сучасники Ньютона вважали його алхіміком. Він був директором Монетного двору, налагодив монетну справу в Англії, очолював товариство. Пріор-Сіон, займався хронологією древніх царств Декілька теологічних праць ( здебільшогоне опублікованих) присвятив тлумаченню біблійних пророцтв.

Праці Ньютона

– «Нова теорія світла та квітів», 1672 (повідомлення Королівському товариству)

- "Рух тіл по орбіті" (лат. De Motu Corporum in Gyrum), 1684

– «Математичні засади натуральної філософії» (лат. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), 1687

– «Оптика або трактат про відображення, заломлення, згинання та кольори світла» (англ. Opticks or a treatise of the reflections, refractions, inflections and colours of light), 1704

– «Про квадратур кривих» (лат. Tractatus de quadratura curvarum), додаток до «Оптики»

- "Перерахування ліній третього порядку" (лат. Enumeratio linearum tertii ordinis), додаток до «Оптики»

- "Універсальна арифметика" (лат. Arithmetica Universalis), 1707

– «Аналіз за допомогою рівнянь із нескінченним числом членів» (лат. De analysi per aequationes numero terminorum infinitas), 1711

- «Метод різниць», 1711

На думку вчених усього світу, роботи Ньютона значно випередили загальний науковий рівеньйого часу й малозрозумілі сучасникам. Проте, сам Ньютон говорив себе: « Не знаю, як мене сприймає світ, але сам собі я здається тільки хлопчиком, що грає на морському березі, який розважається тим, що іноді відшукує камінчик більш строкатий, ніж інші, або красиву черепашку, в той час як великий океан істини розстилається перед мною недослідженим. »

Але на переконання, не менш великого вченого, А. Ейнштейна Ньютон був першим, хто спробував сформулювати елементарні закони, які визначають тимчасовий перебіг широкого класу процесів у природі з високим ступенемповноти та точності» і «... надав своїми працями глибоке і сильне впливом геть увесь світогляд загалом. »

На могилі Ньютона залишено напис:

Тут покоїться сер Ісаак Ньютон, дворянин, який майже божественним розумом перший довів з факелом математики рух планет, шляхи комет і припливи океанів. Він досліджував відмінність світлових променів і з'являються при цьому різні властивостіквітів, чого раніше ніхто не підозрював. Дбайливий, мудрий і вірний тлумач природи, давнини і Св. писання, він стверджував своєю філософією велич Всемогутнього Бога, а вдачею виражав євангельську простоту. Нехай смертні радіють, що існувала така прикраса людського роду. »

Підготував Лазар Модель.

Ньютон (Newton), Ісаак

Англійський математик, фізик, алхімік та історик Ісаак Ньютон народився у містечку Вулсторп у Лінкольнширі у сім'ї фермера. Батько Ньютона помер незадовго до народження; мати незабаром вийшла вдруге заміж за священика з сусіднього містечка і переїхала до нього, залишивши сина з бабусею у Вулсторпі. Душевним надломом у дитинстві деякі дослідники пояснюють хворобливу нелюдимість і жовчність Ньютона, що згодом виявилися у відносинах з оточуючими.

У 12 років Ньютон почав навчатися у Грантемській школі, у 1661 р. вступив до коледжу св. Трійці (Трініті-коледж) Кембриджського університету як субсайзер (так називалися бідні студенти, які виконували для заробітку обов'язки слуг у коледжі), де його учителем був відомий математик І. Барроу. Закінчивши університет, Ньютон у 1665 р. отримав вчений ступінь бакалавра. У 1665-1667 рр., під час епідемії чуми, він знаходився у своєму рідному селі Вулсторп; ці роки були найбільш продуктивними у науковій творчості Ньютона. Тут у нього склалися переважно ті ідеї, які привели його до створення диференціального та інтегрального обчислень, до винаходу дзеркального телескопа (власноруч виготовленого ним у 1668 р.), відкриття закону всесвітнього тяжіння, тут він провів і досліди над розкладанням світла.

У 1668 р. Ньютону присвоєно ступінь магістра, а 1669 р. Барроу передав йому фізико-математичну кафедру, яку Ньютон займав до 1701 р. У 1671 р. Ньютон побудував другий дзеркальний телескоп – великих розмірівта кращої якості. Демонстрація телескопа справила сильне враження на сучасників, і невдовзі після цього, у січні 1672 р., Ньютон був обраний членом Лондонського королівського товариства (1703 р. він став його президентом). У тому ж році він представив Суспільству свої дослідження з нової теорії світла і квітів, що викликали гостру полеміку з Робертом Гуком (притаманний Ньютону патологічний страх перед публічними дискусіями призвів до того, що він опублікував підготовлену в ті роки «Оптику» лише через 30 років після смерті Гука). Ньютону належать обґрунтовані найтоншими експериментами уявлення про монохроматичні світлові промені та періодичність їх властивостей, що лежать в основі фізичної оптики.

У ті ж роки Ньютон розробляв основи математичного аналізу, про що стало широко відомо з листування європейських учених, хоча сам Ньютон не опублікував тоді з цього приводу жодного рядка: перша публікація Ньютона про основи аналізу була надрукована лише в 1704, а повніше керівництво – посмертно (1736).

У 1687 р. Ньютон опублікував свою грандіозну працю «Математичні засади натуральної філософії» (коротко – «Початки»), який започаткував не тільки раціональну механіку, а й усьому математичному природознавству. «Початки» містили закони динаміки, закон всесвітнього тяжіння з ефективними додатками до руху небесних тіл, витоки вчення про рух та опір рідин та газів, включаючи акустику.

У 1695 р. Ньютон отримав посаду наглядача Монетного двору (цьому, очевидно, сприяло те, що Ньютон у 1670-1680-х роках активно цікавився алхімією та трансмутацією металів). Ньютону було доручено керівництво перекарбуванням усієї англійської монети. Йому вдалося упорядкувати розстроєне монетне справа Англії, внаслідок чого він отримав 1699 р. довічне високооплачуване звання директора Монетного двору. Того ж року Ньютона обрано іноземним членом Паризької АН. У 1705 р. за наукові працікоролева Ганна звела його в лицарське звання. В останні роки життя Ньютон багато часу присвячував теології та античної та біблійної історії. Похований Ньютон в англійському національному пантеоні Вестмінстерському абатстві.

Англієць, якого багато хто вважає взагалі найбільшим ученим усіх часів і народів. Народився в сім'ї дрібномаєтних дворян на околицях м. Вулсторпа (графство Лінкольншир, Англія). Батька живим не застав (той помер за три місяці до народження сина). Вступивши в повторний шлюб, мати залишила дворічного Ісаака під опікою його бабусі. Своєрідна ексцентрична поведінка вже дорослого вченого багато дослідників його біографії якраз і приписують тому факту, що до дев'ятирічного віку, коли була смерть його вітчима, хлопчик був повністю позбавлений батьківського піклування.

Якийсь час юний Ісаак вивчав премудрості сільського господарствау ремісничому училищі. Як це часто трапляється з великими згодом людьми, про його дивацтва в ту ранню пору його життя досі ходить безліч легенд. Так, зокрема, розповідають, ніби одного разу його відправили на випас сторожити худобу, яка благополучно розбрелася в невідомому напрямку, поки хлопчик сидів під деревом і захоплено читав книгу, що зацікавила його. Так це чи не так, але потяг підлітка до знань незабаром помітили — і відправили назад до гімназії м. Грантем, після закінчення якої юнак успішно вступив до Трініті-коледжу Кембриджського університету.

Ньютон швидко опанував навчальною програмоюі перейшов до вивчення праць провідних вчених того часу, зокрема послідовників французького філософа Рене Декарта (René Descartes, 1596-1650), який дотримувався механістичних поглядів на Всесвіт. Весною 1665 року він отримав вчений ступіньбакалавра — а далі сталися найнеймовірніші події в історії науки. Того ж року в Англії вибухнула остання епідемія бубонної чуми, все частіше лунав брязкіт похоронних дзвонів, і Кембриджський університет був закритий. Ньютон майже на два роки повернувся до Вулсторпа, встигнувши захопити з собою всього кілька книг і свій незвичайний інтелект на додачу.

Коли через два роки Кембриджський університет знову відкрився, Ньютон вже (1) розробив диференціальне числення - окремий розділ математики, (2) виклав основи сучасної теоріїкольору, (3) вивів закон всесвітнього тяжіння та (4) вирішив кілька математичних завдань, які до нього ніхто вирішити не зміг. Як казав сам Ньютон, «У ті дні я був у розквіті своїх винахідницьких сил, і Математика та Філософія з того часу мене вже жодного разу не захоплювали так сильно, як тоді». (Я часто питаю своїх студентів, розповідаючи їм у черговий раз про досягнення Ньютона: «А що вивстигли зробити за літні канікули?»)

Незабаром після повернення до Кембриджу Ньютона було обрано до вченої ради Трініті-коледжу, його статуя досі прикрашає університетську церкву. Він прочитав курс лекцій з теорії кольору, де показував, що колірні відмінності пояснюються основними характеристиками світлової хвилі (чи, як тепер кажуть, довжини хвилі) і що світло має корпускулярну природу. Він також сконструював дзеркальний телескоп, і цей винахід привернув до нього увагу Королівського товариства. Багаторічні дослідження світла і квітів були опубліковані в 1704 в його фундаментальній праці «Оптика» ( Optics).

Відстоювання Ньютоном «неправильної» теорії світла (тоді панували хвильові уявлення) призвело до конфлікту з Робертом Гуком ( див.Закон Гука), главою Королівського товариства. У відповідь Ньютон висловив гіпотезу, що поєднувала корпускулярні та хвильові уявлення про світло. Гук звинуватив Ньютона у плагіаті та виступив із домаганнями на пріоритет у цьому відкритті. Конфлікт тривав до смерті Гука в 1702 року і справив на Ньютона таке гнітюче враження, що він відмовився від участі в інтелектуальному житті. Втім, деякі психологи на той час пояснюють це нервовим розладом, що загострився після смерті його матері.

У 1679 Ньютон повернувся до роботи і здобув собі славу, досліджуючи траєкторії руху планет і їх супутників. В результаті цих досліджень, які також супроводжувалися суперечками з Гуком про пріоритет, було сформульовано закон всесвітнього тяжіння та закони механіки Ньютона, як ми тепер їх називаємо. Свої дослідження Ньютон узагальнив у книзі «Математичні засади натуральної філософії» ( Philosophiae naturalis principia mathematica), представленої Королівському суспільству в 1686 і опублікованої роком пізніше. Ця робота, яка започаткувала тодішню наукової революції, принесла Ньютону всесвітнє зізнання

Його релігійні погляди, його тверда прихильність до протестантизму також привертали до Ньютона увагу широких кіл англійської інтелектуальної еліти, і особливо філософа Джона Локка (John Locke, 1632-1704). Проводячи все більше часу в Лондоні, Ньютон втягнувся в політичне життястолиці і в 1696 був призначений доглядачем Монетного двору. Хоча ця посада традиційно вважалася синекурою, Ньютон підійшов до своєї роботи з усією серйозністю, розглядаючи перекарбування англійської монети як дієвий захід боротьби з фальшивомонетниками. Саме в цей час Ньютон був залучений до чергової суперечки про пріоритет цього разу з Готфрідом Лейбніцем (Gottfreid Leibniz, 1646-1716) з приводу відкриття диференціального числення. Наприкінці життя Ньютон випустив нові видання своїх основних праць, а також працював на посаді президента Королівського товариства, обіймаючи при цьому довічну посаду директора Монетного двору.

Один із перших учених, по праву визнаний генієм, Ісаак Ньютон зробив основні відкриття в математиці і встановив фундаментальні закони в галузі астрономії та фізики. На честь великого вченого названо Ньютон - одиниця сили в Міжнародній системі одиниць.

Ісаак Ньютон (1642-1727) народився Східної Англії у ній дрібного фермера, померлого незадовго до народження сина. Вихованням майбутнього вченого займалася бабуся. Він навчався у місцевій школі, а потім вступив до Трініті-коледжу Кембриджського університету. У 1665 р. Ньютон отримав ступінь бакалавра, але був змушений залишитися в селі через епідемію чуми, яка тоді лютувала в Лондоні. Він зосередився на математиці та розробив принципи похідних, які призвели до виникнення диференціального обчислення. У 1667 р. Ньютон став викладачем Трініті-коледжу і у 1669 р. отримав посаду професора математики. Потім він зацікавився рухом тіл, замислившись над тим, що змушує їх починати та припиняти рухатися. В результаті виникли три закони Ньютона про рух тел. Дія цих законів можна спостерігати, граючи у більярд.

Наступною наукою, в яку Ньютон зробив величезний внесок, стала астрономія. Згідно з поширеною легендою, вчений сидів у саду і побачив падаюче яблуко. Чому воно впало? Ньютон зробив висновок, що яблуко притягла до Землі сила, яку ми тепер називаємо силою тяжкості. Крім того, він зрозумів, що кожне тіло поводиться так, ніби його маса сконцентрована в одному місці (нині званому центром тяжкості). Використовуючи відкриті їм закони руху, Ньютон дійшов висновку, що сила тяжіння діє всі тіла у Всесвіті; саме він змушує Місяць обертатися навколо Землі, а Землю – навколо Сонця. Він вивів формулу універсального закону всесвітнього тяжіння, згідно з яким сила тяжіння між двома тілами - двома більярдними кулями і навіть двома зірками - дорівнює добутку їх мас і обернено пропорційна відстані між ними.

Англійський вчений Роберт Гук в 1678 р. також вивів закон тяжіння і опублікував свою ідею через кілька років. Це спричинило велику сварку між великими вченими.

«Математичні засади натуральної філософії» Ісаака Ньютона - одна з найважливіших наукових книг усіх часів. Вона викладає основні теорії в галузі астрономії, математики та фізики.

У розділі фізики, що тепер називається оптикою, головні праці Ньютона були присвячені природі світла. Пропустивши вузький промінь сонячного світлакрізь скляну призму, Ньютон розклав світло на багатобарвний спектр, послідовність кольорів якого була такою самою, як у спектрі веселки. Він довів, що денне світлоскладається з низки кольорів. (Сьогодні ми сказали б, що це світло складається з безлічі хвиль різної довжини.) Телескопи того часу давали зображення, оточені кольоровим спектром, тому що лінзи низької якості в різних місцяхфокусували різні кольори. Вчений вирішив цю проблему, використавши замість лінз дзеркала, і в 1668 побудував один з перших телескопів-рефлекторів, дзеркала для якого виготовив власноруч.

Ньютон був переконаний, що світло є «потіком» крихітних частинок («корпускул»). Незабаром цю теорію піддали сумніву християн Гюйгенс та інші вчені, які вважали, що світло поширюється у вигляді хвиль. Суперечка тривала аж до XX ст., коли фізики нарешті дійшли висновку, що світло має властивості як частинки, так і хвилі; але цього знадобилося створити квантову теорію.

У 1703 р. Ньютон був обраний президентом Лондонського королівського товариства, а через два роки був зведений в дворянське гідність і обсипаний почестями. Останні рокижиття він займався підготовкою перевидань «Початок» та «Оптики». Ісака Ньютона було поховано у Вестмінстерському абатстві.

Згідно з легендою, Ньютон сформулював свій закон всесвітнього тяжіння, сидячи в саду та спостерігаючи за падінням яблука.

Loading...Loading...