(1642-1727) английский физик, механик, астроном и математик, создатель классической физики
Ньютон родился 4 января 1643 года в деревушке Вулсторп, около городка Грантем, на восточном побережье Англии в семье небогатого фермера, вскоре после смерти отца. Его отец, по сведениям отчима Исаака, был «чудным, диким и слабым человеком». Мать Ньютона, происходившая из уважаемой в округе семьи, характеризовалась как «женщина исключительных достоинств и доброты».
Родился Исаак преждевременно, был необычайно хилым и маленьким, и никто не надеялся, что он выживет. Но вопреки предсказаниям, он дожил до глубокой старости, отличаясь хорошим здоровьем. Маленького Исаака воспитывала бабушка, поскольку через три года после его рождения мать вторично вступила в брак и уехала в другой город. В сельской школе Вулсторпа он получил навыки чтения, письма и счета.
В 12 лет мальчика отдали в городскую школу в Грантеме, где он поселился у городского аптекаря Кларка.
С детства Исаак любил строить сложные механические игрушки, модели различных машин, солнечные и водяные часы, воздушные змеи, разноцветные бумажные фонарики. В школьные годы он был скрытен, застенчив, избегал шумного общества своих сверстников, но при этом был очень самолюбивым. Имеются свидетельства о том, что Ньютон хорошо рисовал и даже писал стихи.
Своим первым физическим опытом он считал измерение силы ветра во время бури в 1658 году. Сначала он прыгал по направлению ветра, а потом — против. Измерив длину прыжков в первом и во втором случаях, он высчитал силу ветра.
В то время аптеки мало чем отличались от алхимической лаборатории, и у юноши появился интерес к занятиям химией и алхимией, которые привили ему вкус к экспериментам, требующим аккуратности, точности и «чутья». В дальнейшем Ньютон сам шлифовал зеркала и линзы для своих опытов по оптике, превосходя лучших лондонских мастеров.
В то же время Исаак увлекался решением сложных математических задач. Это увлечение склонило его родственников к мысли дать ему университетское образование. В 1661 году Ньютон поступает в Тринити-колледж (колледж Святой Троицы) Кембриджа на унизительных правах «сабсайзера» — так назывались бедные студенты, не имевшие возможности платить за свое содержание и поэтому обязанные прислуживать богатым студентам. В течение двух лет Ньютон изучал математику, геометрию, тригонометрию, древние языки — латинский, греческий и еврейский, а также богословие. В сохранившихся документах Тринити-колледжа отмечается прилежность и аккуратность студента И.Ньютона. В 1664 году он становится «действительным студентом», в начале 1665 года получает степень бакалавра вместе с другими 25 студентами Тринити-колледжа. В июле 1668 года 25-летний Ньютон становится магистром искусств. Через год он получает физико-математическую кафедру Тринити-колледжа Кембриджского университета и возглавляет ее до 1701 года. С тех пор Кембридж стал славиться не столько богословием, сколько физикой и математикой.
Основную часть своих открытий Ньютон совершил в течение двух лет после окончания Кембриджского университета. В то время, в 1665 году, в Англии свирепствовала эпидемия чумы, от которой умирали тысячи людей. Чтобы избежать заражения, Ньютон уехал в родной Вулсторп, где погрузился в научную работу. Например, открыл закон взаимного притяжения тел (гравитации). В соответствии с этим законом небесные тела вращаются вокруг Солнца, и, опираясь на этот закон, можно рассчитать их пути — орбиты, как и орбиты искусственных небесных тел — спутников и космических кораблей и станций. Кроме закона всемирного тяготения он открыл три фундаментальных закона механики, описывающие движение самых различных тел. Все эти законы позволили его последователям объяснить многие неизвестные им явления природы. Так, в частности, Ньютон смог рассчитать орбиты, по которым движутся спутники Юпитера и Сатурна, а пользуясь этими данными, определить, с какой силой Земля притягивает Луну. В свою очередь все эти данные будут использованы при будущих околоземных космических полетах.
В 1842 году известный немецкий астроном Бессель на основе закона Ньютона предсказал существование невидимого спутника у звезды Сириус. Открытие этого спутника через 10 лет явилось доказательством того, что закон всемирного тяготения не только действует в Солнечной системе, но и является одним из общих законов Вселенной.
Рассказывают, что идея всемирного тяготения пришла Ньютону в тот момент, когда, сидя в саду, он наблюдал падение яблока на землю. Первая идея, что Земля притягивает яблоко, сама по себе замечательна, но Ньютон догадался, что и яблоко также притягивает Землю, но с силой во столько раз меньшей, во сколько масса яблока меньше массы Земли. Здесь же, в Вулсторпе, Ньютон понял, почему белый свет, преломившись в стеклянной призме, распадается на много цветных лучей, а преломившись в дождевой капле, образует радугу. Ученый придумал зеркальный телескоп, использовав для увеличения предметов вогнутое зеркало, и сам его построил.
В 1668 году Ньютон построил первую миниатюрную модель рефлектора, а в 1671 году за создание второго, усовершенствованного телескопа-рефлектора он избирается членом Королевского общества. А с 1703 года возглавляет это авторитетнейшее научное сообщество.
В 1687 году Ньютон издает свой основной труд «Математические начала натуральной философии» («Начала»), явившийся обобщением результатов собственных исследований и знаний своих предшественников в области механики. Этим трудом было завершено построение основ классической механики и предопределено развитие науки на последующие столетия. Работа над «Началами» заняла у Ньютона полтора года.
В 1688 году в Англии был избран парламент, и Ньютон стал его депутатом. На заседаниях парламента он ни разу публично не выступал. Ньютон вел большую политическую работу по установлению взаимоотношений между университетом и новым буржуазным правительством, о чем свидетельствует его переписка с вице-канцлером.
В 1699 году ученый был назначен директором Монетного двора, где провел несколько важных реформ. В частности, он ввел насечку на ребре монеты и в короткий срок перечеканил всю монету. Это способствовало оздоровлению финансов страны. В лондонский период жизни его научная деятельность ограничилась изданием в 1704 году «Оптики», работой по переизданию «Начал» и некоторыми математическими трудами. Королевой Анной Ньютон был возведен в рыцарское достоинство и находился на вершине славы и признания.
К концу своей жизни он все меньше занимается физикой и все больше внимания уделяет богословию и хронологии.
Вся жизнь Ньютона протекала очень спокойно и однообразно. Он никогда не покидал Англии и путешествовал только от Грантема до Кембриджа и Лондона. Старость была спокойной, без резких потрясений и осложнений, окружена внимательным уходом его племянницы. К тому же он был богат. Несмотря на свой высокий пост, Ньютон сохранил до последних дней скромность и простоту как в отношениях с людьми, так и в одежде. По свидетельству многих современников, Исаак Ньютон был ниже среднего роста, коренастый, с живым, острым взглядом, в его внешности не было ничего привлекающего к себе внимания. Он был плохим собеседником, постоянно погруженным в свои размышления. Умер Ньютон неженатым. Будучи бережливым и экономным, он охотно помогал друзьям и родственникам.
На восьмидесятом году жизни у него произошло серьезное расстройство мочевого пузыря, сопровождавшееся образованием камней. Его здоровье ухудшилось в 1725 году. 4 марта 1727 года он почувствовал острые приступы каменной болезни, но была надежда на выздоровление. Вечером 18 марта Ньютон впал в бессознательное состояние и в ночь с 20 на 21 марта скончался в возрасте 84 лет. Тело Ньютона было перевезено из Кенсингтона в Лондон и с торжественным церемониалом похоронено в Вестминстерском аббатстве — усыпальнице великих людей Англии.
Через 4 года родственники воздвигли над могилой памятник с его фигурой. Эпитафия на памятнике гласит: «Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин, который почти божественным разумом первый доказал с факелом математики движение планет, пути комет и приливы океанов.
Он исследовал различие световых лучей и появляющиеся при этом различные свойства цветов, чего ранее никто не подозревал. Прилежный, мудрый и верный истолкователь природы, древности и Священного писания, он утверждал своей философией величие всемогущего бога, а нравом выражал евангельскую простоту. Пусть смертные радуются, что существовало такое украшение рода человеческого».
На надгробной плите могилы Ньютона высечены слова: «Здесь покоится то. что было смертного в Исааке Ньютоне».
На воздвигнутой в 1755 году в Тринити-колледже статуе помещена лаконическая надпись из Лукреция: «Разумом он превосходил род человеческий».
Научный подвиг Ньютона по достоинству оценен потомками и современниками. По словам С.И.Вавилова, «ньютоновская механика не историческая реликвия, а основа естествознания сегодняшнего дня».
biography-peoples.ru
© Владимир Каланов"Знания-сила".
О великом человеке всегда трудно писать, потому что трудно понять масштабы личности и объяснить причины и движущие силы той гигантской работы ума, которая совершена великим человеком, будь то учёный, писатель, военный или государственный деятель. Мы говорим в данном случае о великом учёном-физике Исааке Ньютоне.
4 января 1643 года в деревушке Вулсторп, затерянной среди заснеженных холмов в графстве Линкольншир (Англия), у вдовы небогатого фермера Ньютона начались преждевременные роды. Появившийся на свет недоношенный мальчик был до такой степени мал и слаб, что мать не надеялась, что он выживет. Но мальчик, которого назвали Исааком, выжил и на здоровье в дальнейшем, до самой старости, не жаловался, за исключением непродолжительного периода болезни в 1689 году. Выжил, на счастье своей матери (отец умер до рождения сына), на счастье всей европейской и мировой науки.
Вначале никаких признаков гениальности Исаак Ньютон не проявлял. Более того, обучаясь в общественной школе города Грантэма, он показал лишь удовлетворительные результаты по изучаемым наукам. Но такие результаты можно объяснить просто отсутствием интереса у ученика к изучаемым предметам из-за неумелого их преподавания в школе. Другого объяснения быть не может, если мы примем во внимание ту мощь интеллекта, которую Ньютон показал в дальнейшем.
Ему не исполнилось и восемнадцати лет, когда он самостоятельно подготовился к поступлению в Кембриджский университет и был в июне 1660 г. принят в так называемый Тринити-колледж этого университета. В те времена Кембриджский университет был одним из лучших в Европе по уровню преподавания как гуманитарных, так и точных наук. Такой имидж, как теперь принято говорить, Кембридж сохраняет и в наше время. Здесь было бы уместно напомнить читателям, что в середине 17 века произошла так называемая первая английская революция. В 1649 г. на эшафоте скатилась с плеч голова короля Карла I. Затем последовал разгон парламента, установилась жёсткая военная диктатура протектора Оливера Кромвеля. После его смерти монархия была восстановлена и король Карл II Стюарт (1660-1685) продолжал политику абсолютизма. В 1664-1665 годах чума в Лондоне унесла жизнь почти четверти жителей города. Удивительно, но в государстве, расшатанном до последнего основания, работали университеты, делались открытия, развивалась, хотя и медленно, наука. В таких условиях началась научная деятельность Ньютона.
В 1665 г. Ньютон становится бакалавром словесных наук, а в 1668 г. получает степень магистра и место преподавателя колледжа. В 1669 г. его учитель, знаменитый математик того времени, Исаак Барроу передаёт ему кафедру, и с этого времени до 1689 года Ньютон читает в Кембриджском университете лекции по математике и оптике.
Интересно, что в юности Ньютон заинтересовался занятиями по химии. Дело в том, что при посещении общественной школы в Грантэме он жил на квартире у аптекаря в течение нескольких лет. Под влиянием аптекаря и пробудился интерес Ньютона к химии. Однако главной областью научных интересов Ньютона стала механика. Развивая идеи Галилея и других учёных, Ньютон разработал стройную систему законов классической механики. Три знаменитых закона Ньютона давно стали неотъемлемой частью школьных программ по физике. Полагаем, что воспроизводить здесь формулировку этих законов, известных каждому школьнику, нет необходимости.
Ньютон изучал движение тела, брошенного под углом к горизонту. В результате расчетов, с использованием выводов Роберта Гука, он разработал теорему, согласно которой тело, находящееся под влиянием силы притяжения, всегда описывает какую-либо из кривых, получаемых при пересечении конуса плоскостью, т.е. эллипс, гипербола, парабола и в частных случаях круг и прямая линии. Кроме того, он нашёл, что точка, в которой сосредоточено действие всех притягивающих сил, действующих на движущуюся точку, (центр притяжения), находится в фокусе описываемой кривой. Оказалось в дальнейшем, что это положение относится к движению любых тел, в том числе планет Солнечной системы. Таким образом, он вывел теоретически один из законов Кеплера, согласно которому центры планет описывают эллипсы, а в фокусе их орбит находится центр нашего светила - Солнца. Ньютон убедился, что теперь появилась возможность рассчитать и предсказать движение небесных тел. Так открытый им закон всемирного тяготения стал началом новой отрасли астрономии - небесной механики. Ньютон смог рассчитать орбиты спутников Юпитера и Сатурна и, используя эти данные, определить, с какой силой Земля притягивает Луну. Эти данные почти через 250 лет использовались при подготовке первых околоземных космических полётов.
Ньютон определил (приблизительно, конечно) массу и плотность планет и самого Солнца. Он рассчитал, что плотность Солнца в четыре раза меньше плотности Земли и установил, что наиболее близкие к Солнцу планеты имеют наибольшую плотность.
Ньютон вычислял форму земного шара и показал, что Земля имеет форму шара, расширенного у экватора и сплюснутого у полюсов. Ученый объяснил совместное действие Луны и Солнца на приливы и отливы морей и океанов Земли.
Пользуясь расчетами Ньютона, Э. Галлей предсказал появление огромной кометы, которая наблюдалась на небе в 1759 году. Она была названа кометой Галлея.
Эти факты показывали, что открытый Ньютоном закон Всемирного тяготения является одним из общих законов Вселенной. Обстоятельства, при которых великий учёный совершил открытие закона всемирного тяготения, овеяны легендами. Одна из них утверждает, что на размышления относительно закона всемирного тяготения Ньютона навело упавшее с яблони спелое яблоко, когда он в летний день сидел в саду в своей деревне Вулсторп, куда он уехал в 1666 г. из Кембриджа, спасаясь от эпидемии чумы. Говорили, что та яблоня стала знаменитой и долго охранялась, а когда засохла, из неё сделали скамью, которая на много лет стала своеобразным памятником науки.
Так это было или нет, для последующих поколений было уже не столь важно. Важно, что Ньютон совершил это великое научное открытие.
Из его биографии следует, что в тот же период, когда был открыт закон всемирного тяготения, Ньютон, находясь в своей деревне и не имея при себе книг и других пособий, разработал основы анализа бесконечно малых, т.е. основы дифференциального и интегрального исчисления.
Окончательно метод анализа бесконечно малых он отработал уже будучи профессором математики Кембриджского университета. Исследователи считают, что свой метод анализа бесконечно малых (т. наз. метод флюксий) Ньютон разработал независимо от работ в этой области известного немецкого математика Готфрида Лейбница. Правда, метод анализа Ньютона менее удобен для использования по сравнению с чёткой теорией дифференциального исчисления, разработанной Лейбницем.
znaniya-sila.narod.ru
Великий английский естествоиспытатель Исаак Ньютон родился в Вулсторпе, селении графства Линкольнского, 25 декабря 1642 г., через год по смерти Галилея, чьи труды послужили одним из оснований его великого астрономического открытия. Другим основанием были труды Кеплера, который уже искал причины того движения планет вокруг солнца, эмпирические законы которого он открыл. Ньютон решил эту задачу.
Отец Исаака Ньютона был землевладелец, но небогатый. Исаак родился уже после его смерти. Мать, имевшая богатый достаток, дала сыну хорошее воспитание. Юный Ньютон проявлял очень сильную любознательность, потому на 18 году был отпущен матерью в Кембридж, шесть лет усиленно занимался там математикой и быстро изучил все, что было тогда открыто в этой отрасли знаний. На 26 году он получил в Кембридже должность профессора математики, дававшую небольшое жалованье, и занимал ее 27 лет. В эти годы Исаак Ньютон сделал почти все свои открытия. В 1689 году он был членом парламента, низложившего Стюартов, а вскоре был сделан начальником (master) лондонского монетного двора. Он прожил 32 года, занимая эту должность, соединенную с большим жалованьем, уважаемый современниками, окруженный светскими людьми хорошего образования и учеными. Он не был женат, и хозяйством его в Лондоне заведовала племянница, мисс Бэртон. Исаак Ньютон умер в глубокой старости 20 марта 1727 г.
Портрет Исаака Ньютона. Художник Г. Кнеллер, 1702
В начале своей ученой деятельности Ньютон открыл новый метод вычисления для разрешения астрономических задач, неразрешимых прежними способами. Он назвал этот метод исчислением флюксии. В сущности тот был одинаков с исчислением бесконечных, открытым Лейбницем (дифференциальное и интегральное исчисление). Ньютон довольно долго пользовался этим методом, не обнародуя его. Разрешая посредством его трудные задачи, он показывал верность полученных им результатов формулами прежних способов. Только когда Лейбниц обнародовал свой способ исчисления, Ньютон нашел надобным обнародовать свой метод. Из этого возник между немецкими и английскими учеными продолжительный спор о том, кому принадлежит первенство открытия, Лейбницу или Ньютону.
Главным предметом своих трудов Ньютон поставил исследование причин явлений природы и вывод следствий из находимых им законов действия этих причин. Средством достигать цели было подведение явлений природы под математические формулы. Прежние способы вычисления были недостаточны для этих работ; потому Ньютон занялся разработкой математики и сделал в ней великие открытия, важнейшим из которых был метод «исчисления флюксии». Свой способ разъяснения законов природы он применил прежде всего к оптике, стремясь вывести все разнообразие оптических явлений из одного принципа. Он считал свет очень тонким веществом, движение которого происходит по законам механики, и с изумительной проницательностью мысли выработал теорию оптических явлений, долго остававшуюся господствующей. Впоследствии было найдено, что не все оптические явления удовлетворительно объясняются ею, и что свет нужно считать не особым веществом, а волнообразным движением вещества, как это прежде и говорил Гюйгенс.
Еще гораздо важнее великих открытий Исаака Ньютона в оптике то его открытие, которое разрешает вопрос о причине движения планет и всех небесных тел. Кеплер уже считал причиной движения планет вокруг солнца действие его на них. Ньютон, стремившийся объяснять явления природы механическими причинами, находил основательной эту мысль, стал делать вычисления для разрешения вопроса о том, состоит ли действие солнца на планеты в притяжении, как думал Кеплер. Вычисление показало, что это действительно так – и законы Кеплера, бывшие только эмпирическими формулами, оказались необходимыми результатами закона природы, действующего повсюду. Ньютон открыл закон, которому следуют движения всех масс. Он нашел, что это действие вещества, движущее всеми его массами, имеющими свободу движения, – то самое действие тяжести, по которому камень падает на землю. В применении к движениям небесных тел, слово тяжесть заменяется терминами тяготение или взаимное притяжение. Ньютон показал, что взаимное тяготение масс, или, по другому термину, взаимное притяжение их – всеобщий закон природы, общее качество всякого вещества и этим простым принципом объяснил с неопровержимой достоверностью множество явлений природы.
Путь, которым он пришел к этому своему главному открытию был таков: найдя вероятной мысль, что движения небесных тел вызываются взаимным их тяготением, он занялся её проверкой. Для первого опыта проверки он взял движение луны вокруг земли. Эта проверка не удалась: вычисление показало, что движение луны не таково, каким было бы, если бы вызывалось тяготением. Ньютон увидел в этом опровержение своего мнения. Но через некоторое время он узнал результат нового измерения градусов земной окружности, произведенного во Франции. По этому измерению оказалось, что окружность земного шара, то есть и диаметр его, имеет величину большую той, какую принимали прежде. Ньютон возобновил свое вычисление и увидел, что прежнее несоответствие движения луны с мыслью о всеобщем тяготении происходило не от ошибочности этой мысли, а от ошибочности прежней цифры величины земного диаметра. Теперь результат вычисления оказался тем самым, какого и следовало ожидать по мысли о всеобщем тяготении. Основательность этой мысли оказалась неопровержимой, и был найден закон природы, по которому движутся все небесные тела.
Открытия Исаака Ньютона преобразовали не одну астрономию, а все естествознание: он показал путь к разъяснению законов природы подведением явлений под законы механики.
rushist.com
Исаак Ньютон - ученый с мировым именем, чей вклад в науку переценить невероятно сложно. Он был механиком, физиком, астрономом, математиком; именно ему принадлежит заслуга формулировки главных законов классической механики, открытия законов всемирного тяготения, объяснения механизма движения небесных тел. Им был заложен фундамент акустики, физической оптики, механики сплошных сред. Исаак Ньютон, будучи личностью разносторонней, имел репутацию известного алхимика, изучал хронологию древних царств, писал теологические труды, большинство из которых осталось неопубликованным. Современники недооценивали и мало понимали его сочинения, поскольку те ушли далеко вперед от уровня науки того периода.
4 января 1643 г. в графстве Линкольншир, неподалеку от Грантема, в деревушке Вулсторп, семье фермера родился крохотный слабый ребенок, которого даже боялись крестить, считая, что он долго не протянет. Звали его Исаак, он прожил 84 года и стал величайшим ученым. С трех лет Исаак воспитывался бабушкой, часто болел, сторонился сверстников, проводил много времени в мечтаниях и размышлениях. Подросшего мальчика определили в начальную школу, в 12-летнем возрасте он оказался в Грантеме, где учился в школе и жил у аптекаря. Будучи физически слабым, испытывая серьезные коммуникативные трудности, юный Ньютон приложил много усилий для того, чтобы преуспеть в учебе и стать первым среди сверстников.
Серьезность мальчика, его интерес к математике, одаренность не остались незамеченными, знакомые общими усилиями уговорили мать Исаака позволить сыну продолжить обучение, хотя у нее были на него свои планы. В итоге после серьезной подготовки 5 июня 1660 г. 17-летний Ньютон поступает в Кембриджский университет на особое положение: он не платил за обучение, но обязан был прислуживать состоятельным студентам. Настоящим студентом Ньютон стал в 1664 г., а на следующий год он был уже обладателем степени бакалавра изящных искусств.
Именно за годы обучения в Кембридже были подготовлены дальнейшие открытия, обессмертившие его имя. Этот самый плодотворный период в его научной биографии продлился и когда в связи с начавшейся в университетском городке эпидемией (возможно, чумы) он на протяжении 1665-1607 гг. жил дома. Здесь им был открыт закон всемирного тяготения, выдвинуты идеи интегрального и дифференциального исчисления, изобретен зеркальный телескоп.
В 1668 г. состоялось возвращение Ньютона в Кембридж, где он получил степень магистра и занял лукасовскую кафедру математики: ее любимому ученику отдал известный математик И. Барроу, чтобы финансово его поддержать. Физико-математическую кафедру Кембриджского университета Ньютон возглавляет на протяжении 1669-1701 гг. В январе 1672 г. его избирают членом Лондонского Королевского общества. В апреле 1686 г. Ньютон отсылает в столицу две части прославленного фундаментального труда «Математические начала натуральной философии», который заложил основы классической физики, подвел итог многим его предыдущим работам в области математики, физики, астрономии, оптики.
В 1689 г. у Ньютона умерла мать, что стало для него тяжелым ударом и явилось наряду с постоянным большим интеллектуальным и нервным напряжением одним из факторов умственного расстройства, которое настигло ученого в 1692 г. Спровоцировал его пожар, уничтоживший огромное количество рукописей. С трудом оправившись после болезни, Ньютон по-прежнему занимался наукой, но уже не так интенсивно.
Еще одной из глубинных причин заболевания Ньютона была угнетающая его финансовая необеспеченность. В 1695 г. фортуна наконец ему улыбнулась: он получил должность смотрителя при Монетном дворе, при этом оставаясь профессором Кембриджа. В 1699 г. его благодаря отличной работе назначают директором, в связи с чем он оставляет преподавательскую деятельность и уезжает в Лондон, где остается на директорском посту до самой смерти.
К 1703-му, году избрания президентом Королевского общества, Ньютон находится в зените славы. В 1705 г. его удостаивают рыцарского звания, он получает большое жалование, живет в просторной квартире, но по-человечески остается одиноким - как и всегда. В 1725 г. Ньютон оставил госслужбу, а в 1727 г., когда Англия была охвачена чумой, 31 марта скончался. День его похорон стал днем национального траура; похоронили выдающего ученого в Вестминстерском аббатстве.
www.wisdoms.ru
|
|
|
|
|
|
