Εκπαίδευση Ισαάκ Νεύτωνα. Ο μεγάλος επιστήμονας Ισαάκ Νεύτων

Ο μεγάλος Άγγλος φυσικός, μαθηματικός και αστρονόμος. Ο συγγραφέας του θεμελιώδους έργου «Mathematical Principles of Natural Philosophy» (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), στο οποίο περιέγραψε τον νόμο της παγκόσμιας βαρύτητας και τους λεγόμενους Νόμους του Νεύτωνα, που έθεσαν τα θεμέλια της κλασικής μηχανικής. Ανέπτυξε διαφορικό και ολοκληρωτικό λογισμό, θεωρία χρωμάτων και πολλές άλλες μαθηματικές και φυσικές θεωρίες.

Ο Ισαάκ Νεύτων, γιος ενός μικρού αλλά εύπορου αγρότη, γεννήθηκε στο χωριό Woolsthorpe (Lincolnshire), τη χρονιά του θανάτου του Galileo και την παραμονή του Εμφυλίου Πολέμου. Ο πατέρας του Νεύτωνα δεν έζησε για να δει τον γιο του να γεννιέται. Το αγόρι γεννήθηκε άρρωστο, πρόωρα, αλλά επέζησε και έζησε για 84 χρόνια. Ο Νεύτων θεώρησε το γεγονός ότι γεννήθηκε τα Χριστούγεννα ένα ιδιαίτερο σημάδι της μοίρας.

Ο προστάτης του αγοριού ήταν ο θείος του από τη μητέρα του, William Ayscough. Μετά την αποφοίτησή του από το σχολείο (1661), ο Νεύτων εισήλθε στο Trinity College (Κολλέγιο της Αγίας Τριάδας) στο Πανεπιστήμιο του Cambridge. Ακόμη και τότε, διαμορφώθηκε ο ισχυρός χαρακτήρας του - η επιστημονική σχολαστικότητα, η επιθυμία να φτάσει στο βάθος των πραγμάτων, η μισαλλοδοξία στην εξαπάτηση και την καταπίεση, η αδιαφορία για τη δημόσια φήμη. Ως παιδί, ο Νεύτωνας, σύμφωνα με τους σύγχρονους, ήταν αποτραβηγμένος και απομονωμένος, του άρεσε να διαβάζει και να φτιάχνει τεχνικά παιχνίδια: ένα ρολόι, ένα μύλο κ.λπ.

Προφανώς, η επιστημονική υποστήριξη και έμπνευση για το έργο του Νεύτωνα ήταν σε μεγάλο βαθμό οι φυσικοί: ο Γαλιλαίος, ο Ντεκάρτ και ο Κέπλερ. Ο Νεύτωνας ολοκλήρωσε το έργο τους συνδυάζοντάς τους σε ένα παγκόσμιο σύστημα του κόσμου. Άλλοι μαθηματικοί και φυσικοί είχαν μικρότερη αλλά σημαντική επιρροή: ο Ευκλείδης, ο Φερμά, ο Χάιγκενς, ο Μερκάτορας, ο Γουόλις. Φυσικά, η τεράστια επιρροή του άμεσου δασκάλου του Μπάροου δεν μπορεί να υποτιμηθεί.

Φαίνεται ότι ο Νεύτων έκανε σημαντικό μέρος των μαθηματικών του ανακαλύψεων ενώ ήταν ακόμη μαθητής, κατά τα «χρόνια της πανώλης» του 1664-1666. Στην ηλικία των 23, γνώριζε ήδη άπταιστα τις μεθόδους του διαφορικού και ολοκληρωτικού λογισμού, συμπεριλαμβανομένης της επέκτασης σειρών συναρτήσεων και αυτού που αργότερα ονομάστηκε τύπος Newton-Leibniz. Ταυτόχρονα, σύμφωνα με τον ίδιο, ανακάλυψε τον νόμο της παγκόσμιας έλξης, ή μάλλον, πείστηκε ότι αυτός ο νόμος απορρέει από τον τρίτο νόμο του Κέπλερ. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια αυτών των ετών ο Νεύτωνας απέδειξε ότι το λευκό χρώμα είναι ένα μείγμα χρωμάτων, εξήγαγε τον τύπο του «διωνύμου του Νεύτωνα» για έναν αυθαίρετο ορθολογικό εκθέτη (συμπεριλαμβανομένων των αρνητικών) κ.λπ.

1667: Η πανούκλα υποχωρεί και ο Νεύτων επιστρέφει στο Κέιμπριτζ. Εξελέγη υπότροφος του Trinity College και το 1668 έγινε κύριος.

Το 1669, ο Νεύτων εξελέγη καθηγητής μαθηματικών, διάδοχος του Μπάροου. Ο Barrow διαβίβασε στο London Newton «Analysis by Equations of Infinite Number of Terms», το οποίο περιείχε μια συνοπτική περίληψη μερικών από τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις του σε ανάλυση. Απέκτησε κάποια φήμη στην Αγγλία και στο εξωτερικό. Ο Newton ετοιμάζει μια ολοκληρωμένη έκδοση αυτού του έργου, αλλά ακόμα δεν μπορεί να βρει εκδότη. Εκδόθηκε μόλις το 1711.

Τα πειράματα στην οπτική και τη θεωρία χρωμάτων συνεχίζονται. Ο Νεύτωνας μελετά τη σφαιρική και χρωματική εκτροπή. Για να τα μειώσει στο ελάχιστο, κατασκευάζει ένα μεικτό ανακλαστικό τηλεσκόπιο (φακό και κοίλο σφαιρικό κάτοπτρο, το οποίο γυαλίζει μόνος του). Ενδιαφέρεται σοβαρά για την αλχημεία και διεξάγει πολλά χημικά πειράματα.

1672: Επίδειξη του ανακλαστήρα στο Λονδίνο - διθυραμβικές κριτικές παγκοσμίως. Ο Νεύτων γίνεται διάσημος και εκλέγεται μέλος της Βασιλικής Εταιρείας (Βρετανική Ακαδημία Επιστημών). Αργότερα, βελτιωμένοι ανακλαστήρες αυτού του σχεδίου έγιναν τα κύρια εργαλεία των αστρονόμων, με τη βοήθειά τους ανακαλύφθηκαν άλλοι γαλαξίες, μετατοπίσεις του κόκκινου κ.λπ.

Ξεσπά μια διαμάχη για τη φύση του φωτός με τους Hooke, Huygens και άλλους. Ο Νεύτων δίνει όρκο για το μέλλον: να μην εμπλακεί σε επιστημονικές διαμάχες.

1680: Ο Νεύτωνας λαμβάνει μια επιστολή από τον Χουκ με τη διατύπωση του νόμου της παγκόσμιας έλξης, ο οποίος, σύμφωνα με τον πρώτο, χρησίμευσε ως αφορμή για το έργο του για τον προσδιορισμό των κινήσεων των πλανητών (αν και στη συνέχεια αναβλήθηκε για κάποιο χρονικό διάστημα), το οποίο αποτέλεσε το θέμα τα Principia. Στη συνέχεια, ο Newton, για κάποιο λόγο, ίσως υποπτευόμενος ότι ο Hooke δανείστηκε παράνομα κάποια προηγούμενα αποτελέσματα του ίδιου του Newton, δεν θέλει να αναγνωρίσει κανένα από τα πλεονεκτήματα του Hooke εδώ, αλλά στη συνέχεια συμφωνεί να το κάνει, αν και μάλλον απρόθυμα και όχι εντελώς.

1684-1686: εργασία για τις «Μαθηματικές αρχές της φυσικής φιλοσοφίας» (ολόκληρο το τρίτομο έργο δημοσιεύτηκε το 1687). Οι Καρτεσιανοί απέκτησαν παγκόσμια φήμη και σφοδρή κριτική: ο νόμος της παγκόσμιας βαρύτητας εισάγει δράση μεγάλης εμβέλειας που είναι ασυμβίβαστη με τις αρχές του Ντεκάρτ.

1696: Με βασιλικό διάταγμα, ο Νεύτων διορίστηκε Επιμελητής του Νομισματοκοπείου (από το 1699 - Διευθυντής). Επιδιώκει σθεναρά τη νομισματική μεταρρύθμιση, αποκαθιστώντας την εμπιστοσύνη στο βρετανικό νομισματικό σύστημα, το οποίο είχε παραμεληθεί πλήρως από τους προκατόχους του.

1699: η έναρξη μιας ανοιχτής διαμάχης προτεραιότητας με τον Λάιμπνιτς, στην οποία ενεπλάκησαν ακόμη και τα κυρίαρχα πρόσωπα. Αυτή η παράλογη διαμάχη ανάμεσα σε δύο ιδιοφυΐες στοίχισε ακριβά στην επιστήμη - η αγγλική μαθηματική σχολή σύντομα μαράζωσε για έναν ολόκληρο αιώνα και η ευρωπαϊκή σχολή αγνόησε πολλές από τις εξαιρετικές ιδέες του Νεύτωνα, ανακαλύπτοντάς τις ξανά πολύ αργότερα. Στην ήπειρο, ο Νεύτωνας κατηγορήθηκε για κλοπή των αποτελεσμάτων του Χουκ, του Λάιμπνιτς και του αστρονόμου Φλάμστιντ, καθώς και για αίρεση. Ακόμη και ο θάνατος του Leibniz (1716) δεν έσβησε τη σύγκρουση.

1703: Ο Νεύτωνας εκλέγεται πρόεδρος της Βασιλικής Εταιρείας, την οποία κυβερνά για είκοσι χρόνια.

1705: Η Βασίλισσα Άννα βάζει τον Νεύτωνα ιππότες. Από εδώ και πέρα ​​είναι ο Sir Isaac Newton. Για πρώτη φορά στην αγγλική ιστορία, απονεμήθηκε ο τίτλος του ιππότη για επιστημονική αξία.

Ο Νεύτων αφιέρωσε τα τελευταία χρόνια της ζωής του στη συγγραφή του Chronology of Ancient Kingdoms, πάνω στο οποίο εργάστηκε για περίπου 40 χρόνια, και στην προετοιμασία της τρίτης έκδοσης των Elements.

Το 1725, η υγεία του Νεύτωνα άρχισε να επιδεινώνεται αισθητά (ασθένεια από πέτρες) και μετακόμισε στο Κένσινγκτον κοντά στο Λονδίνο, όπου πέθανε τη νύχτα, στον ύπνο του, στις 20 Μαρτίου 1727.

Η επιγραφή στον τάφο του γράφει:

Εδώ βρίσκεται ο Sir Isaac Newton, ο ευγενής που, με σχεδόν θεϊκό μυαλό, ήταν ο πρώτος που απέδειξε με τη δάδα των μαθηματικών την κίνηση των πλανητών, τα μονοπάτια των κομητών και τις παλίρροιες των ωκεανών.

Ερεύνησε τη διαφορά στις ακτίνες φωτός και τις διάφορες ιδιότητες των χρωμάτων που εμφανίζονταν ταυτόχρονα, τις οποίες κανείς δεν είχε υποπτευθεί προηγουμένως. Επιμελής, σοφός και πιστός ερμηνευτής της φύσης, της αρχαιότητας και της Αγίας Γραφής, επιβεβαίωσε με τη φιλοσοφία του το μεγαλείο του Παντοδύναμου Θεού και με τη διάθεσή του εξέφρασε την ευαγγελική απλότητα.

Ας χαίρονται οι θνητοί που υπήρχε τέτοιος στολισμός του ανθρώπινου γένους.

Πήρε το όνομά του από τον Νεύτωνα:

κρατήρες στη Σελήνη και τον Άρη.

Μονάδα δύναμης SI.

Το άγαλμα που στήθηκε στον Νεύτωνα το 1755 στο Trinity College φέρει τους ακόλουθους στίχους από τον Λουκρήτιο:

Qui genus humanum ingenio superavit (Ήταν ανώτερος από την ανθρώπινη φυλή σε νοημοσύνη)

Επιστημονική δραστηριότητα

Μια νέα εποχή στη φυσική και στα μαθηματικά συνδέεται με το έργο του Νεύτωνα. Ισχυρές αναλυτικές μέθοδοι εμφανίζονται στα μαθηματικά και υπάρχει μια σημαντική ανακάλυψη στην ανάπτυξη της ανάλυσης και της μαθηματικής φυσικής. Στη φυσική, η κύρια μέθοδος μελέτης της φύσης είναι η κατασκευή επαρκών μαθηματικών μοντέλων φυσικών διεργασιών και η εντατική έρευνα αυτών των μοντέλων με τη συστηματική χρήση της πλήρους ισχύος της νέας μαθηματικής συσκευής. Οι επόμενοι αιώνες απέδειξαν την εξαιρετική καρποφορία αυτής της προσέγγισης.

Σύμφωνα με τον Α. Αϊνστάιν, «ο Νεύτωνας ήταν ο πρώτος που προσπάθησε να διατυπώσει στοιχειώδεις νόμους που καθορίζουν τη χρονική πορεία μιας ευρείας κατηγορίας διεργασιών στη φύση με υψηλό βαθμό πληρότητας και ακρίβειας» και «... είχε με τα έργα του μια βαθιά και ισχυρή επιρροή σε ολόκληρη την κοσμοθεωρία στο σύνολό της».

Μαθηματική ανάλυση

Ο Νεύτωνας ανέπτυξε διαφορικό και ολοκληρωτικό λογισμό ταυτόχρονα με τον G. Leibniz (λίγο νωρίτερα) και ανεξάρτητα από αυτόν.

Πριν από τον Νεύτωνα, οι πράξεις με απειροελάχιστα δεν συνδέονταν σε μια ενιαία θεωρία και είχαν τον χαρακτήρα μεμονωμένων έξυπνων τεχνικών (βλ. Μέθοδος αδιαίρετων), τουλάχιστον δεν υπήρχε δημοσιευμένη συστηματική διατύπωση και η δύναμη των αναλυτικών τεχνικών για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων όπως τα προβλήματα της ουράνιας μηχανικής στο σύνολό τους. Η δημιουργία μαθηματικής ανάλυσης ανάγει την επίλυση σχετικών προβλημάτων, σε μεγάλο βαθμό, σε τεχνικό επίπεδο. Εμφανίστηκε ένα σύμπλεγμα εννοιών, πράξεων και συμβόλων, που έγινε η αφετηρία για την περαιτέρω ανάπτυξη των μαθηματικών. Ο επόμενος αιώνας, ο 18ος αιώνας, ήταν ένας αιώνας ταχείας και εξαιρετικά επιτυχημένης ανάπτυξης των αναλυτικών μεθόδων.

Προφανώς, ο Newton ήρθε στην ιδέα της ανάλυσης μέσω μεθόδων διαφοράς, τις οποίες μελέτησε εκτενώς και σε βάθος. Είναι αλήθεια ότι στις «Αρχές» του ο Νεύτων σχεδόν δεν χρησιμοποίησε απειροελάχιστα, ακολουθώντας αρχαίες (γεωμετρικές) μεθόδους απόδειξης, αλλά σε άλλα έργα τις χρησιμοποίησε ελεύθερα.

Το σημείο εκκίνησης για τον διαφορικό και ολοκληρωτικό λογισμό ήταν τα έργα του Cavalieri και ιδιαίτερα του Fermat, ο οποίος γνώριζε ήδη πώς (για αλγεβρικές καμπύλες) να σχεδιάζει εφαπτομένες, να βρίσκει άκρα, σημεία καμπής και καμπυλότητα καμπύλης και να υπολογίζει το εμβαδόν του τμήματός της. . Μεταξύ άλλων προκατόχων, ο ίδιος ο Νεύτων ονόμασε τους Wallis, Barrow και τον Σκωτσέζο αστρονόμο James Gregory. Δεν υπήρχε ακόμη έννοια συνάρτησης, ερμήνευσε όλες τις καμπύλες κινηματικά ως τροχιές ενός κινούμενου σημείου.

Ήδη ως μαθητής, ο Newton συνειδητοποίησε ότι η διαφοροποίηση και η ολοκλήρωση είναι αμοιβαία αντίστροφες πράξεις (προφανώς, η πρώτη δημοσιευμένη εργασία που περιέχει αυτό το αποτέλεσμα με τη μορφή λεπτομερούς ανάλυσης της δυαδικότητας του προβλήματος της περιοχής και του προβλήματος της εφαπτομένης ανήκει στον δάσκαλο του Newton, Barrow).

Για σχεδόν 30 χρόνια ο Newton δεν έκανε τον κόπο να δημοσιεύσει την έκδοσή του για την ανάλυση, αν και με επιστολές (ιδίως προς τον Leibniz) μοιράστηκε πρόθυμα πολλά από αυτά που είχε επιτύχει. Εν τω μεταξύ, η εκδοχή του Leibniz είχε εξαπλωθεί ευρέως και ανοιχτά σε όλη την Ευρώπη από το 1676. Μόνο το 1693 εμφανίστηκε η πρώτη παρουσίαση της έκδοσης του Νεύτωνα - με τη μορφή παραρτήματος στην Πραγματεία του Wallis για την Άλγεβρα. Πρέπει να παραδεχτούμε ότι η ορολογία και ο συμβολισμός του Νεύτωνα είναι μάλλον αδέξια σε σύγκριση με του Leibniz: fluxion (παράγωγο), fluenta (αντιπαράγωγο), ροπή μεγέθους (διαφορικό), κ.λπ. μαθηματικά (ωστόσο, αυτό το γράμμα χρησιμοποιήθηκε νωρίτερα από τον Γρηγόριο με την ίδια έννοια), και ακόμη και μια τελεία πάνω από το γράμμα ως σύμβολο της παραγώγου σε σχέση με το χρόνο.

Ο Newton δημοσίευσε μια αρκετά πλήρη δήλωση των αρχών της ανάλυσης μόνο στο έργο "On the Quadrature of Curves" (1704), ένα παράρτημα στη μονογραφία του "Optics". Σχεδόν όλο το υλικό που παρουσιάστηκε ήταν έτοιμο στη δεκαετία του 1670-1680, αλλά μόνο τώρα ο Γρηγόρης και ο Χάλεϋ έπεισαν τον Νεύτωνα να δημοσιεύσει το έργο, το οποίο, 40 χρόνια αργότερα, έγινε το πρώτο έντυπο έργο του Νεύτωνα στην ανάλυση. Εδώ, ο Νεύτωνας εισήγαγε παραγώγους υψηλότερων τάξεων, βρήκε τις τιμές των ολοκληρωμάτων διαφόρων ορθολογικών και παράλογων συναρτήσεων και έδωσε παραδείγματα επίλυσης διαφορικών εξισώσεων 1ης τάξης.

1711: Κυκλοφορεί επιτέλους, μετά από 40 χρόνια, το «Analysis by Equations with a Infinite Number of Terms». Ο Νεύτωνας εξερευνά τόσο τις αλγεβρικές όσο και τις «μηχανικές» καμπύλες (κυκλοειδές, τετράγωνο) με την ίδια ευκολία. Εμφανίζονται μερικές παράγωγοι, αλλά για κάποιο λόγο δεν υπάρχει κανόνας για τη διαφοροποίηση ενός κλάσματος και μιας μιγαδικής συνάρτησης, αν και ο Newton τα γνώριζε. ωστόσο ο Leibniz τα είχε ήδη δημοσιεύσει εκείνη την εποχή.

Την ίδια χρονιά δημοσιεύτηκε η «Μέθοδος των Διαφορών», όπου ο Νεύτων πρότεινε έναν τύπο παρεμβολής για τη χάραξη (n + 1) δεδομένων σημείων με ίση απόσταση ή άνισα απέχουσες τετμημένες παραβολικής καμπύλης n-ης τάξης. Αυτό είναι ένα ανάλογο διαφοράς του τύπου του Taylor.

1736: Η τελική εργασία, «Η Μέθοδος των Ροών και των Άπειρων Σειρών», δημοσιεύεται μετά θάνατον, σημαντικά προηγμένη σε σύγκριση με την «Ανάλυση με Εξισώσεις». Δίνονται πολυάριθμα παραδείγματα εύρεσης άκρων, εφαπτομένων και κανονικών, υπολογισμού ακτίνων και κέντρων καμπυλότητας σε καρτεσιανές και πολικές συντεταγμένες, εύρεση σημείων καμπής κ.λπ. Στην ίδια εργασία έγιναν τετραγωνισμοί και ισιώσεις διαφόρων καμπυλών.

Πρέπει να σημειωθεί ότι ο Newton όχι μόνο ανέπτυξε την ανάλυση αρκετά πλήρως, αλλά έκανε επίσης μια προσπάθεια να τεκμηριώσει αυστηρά τις αρχές της. Εάν ο Λάιμπνιτς έτεινε στην ιδέα των πραγματικών απειροελάχιστων, τότε ο Νεύτων πρότεινε (στα Principia) μια γενική θεωρία μετάβασης στα όρια, την οποία κάπως εύθυμα ονόμασε «μέθοδος πρώτης και τελευταίας σχέσης». Χρησιμοποιείται ο σύγχρονος όρος "limes", αν και δεν υπάρχει σαφής περιγραφή της ουσίας αυτού του όρου, υπονοώντας μια διαισθητική κατανόηση.

Η θεωρία των ορίων εκτίθεται σε 11 λήμματα στο Βιβλίο Ι των Στοιχείων. ένα λήμμα υπάρχει επίσης στο βιβλίο II. Δεν υπάρχει αριθμητική των ορίων, δεν υπάρχει καμία απόδειξη για τη μοναδικότητα του ορίου και η σύνδεσή του με τα απειροελάχιστα δεν έχει αποκαλυφθεί. Ωστόσο, ο Newton σωστά επισημαίνει τη μεγαλύτερη αυστηρότητα αυτής της προσέγγισης σε σύγκριση με την «τραχύ» μέθοδο των αδιαίρετων.

Ωστόσο, στο Βιβλίο II, εισάγοντας στιγμές (διαφορικά), ο Νεύτωνας συγχέει και πάλι το θέμα, θεωρώντας τες μάλιστα ως πραγματικές απειροελάχιστες.

Άλλα μαθηματικά επιτεύγματα

Ο Νεύτων έκανε τις πρώτες του μαθηματικές ανακαλύψεις στα φοιτητικά του χρόνια: την ταξινόμηση των αλγεβρικών καμπυλών 3ης τάξης (οι καμπύλες 2ης τάξης μελετήθηκαν από τον Fermat) και η διωνυμική επέκταση ενός αυθαίρετου (όχι απαραίτητα ακέραιου) βαθμού, από την οποία η θεωρία του Νεύτωνα άπειρων σειρών ξεκίνησε - ένα νέο και ισχυρό εργαλείο ανάλυσης. Ο Νεύτων θεώρησε την επέκταση σειρών ως την κύρια και γενική μέθοδο ανάλυσης συναρτήσεων και σε αυτό το θέμα έφτασε στα ύψη της μαεστρίας. Χρησιμοποίησε σειρές για να υπολογίσει πίνακες, να λύσει εξισώσεις (συμπεριλαμβανομένων των διαφορικών) και να μελετήσει τη συμπεριφορά των συναρτήσεων. Ο Νεύτωνας μπόρεσε να αποκτήσει επεκτάσεις για όλες τις λειτουργίες που ήταν τυπικές εκείνη την εποχή.

Το 1707 εκδόθηκε το βιβλίο «Universal Arithmetic». Παρουσιάζει μια ποικιλία αριθμητικών μεθόδων.

Ο Νεύτωνας έδινε πάντα μεγάλη προσοχή στην κατά προσέγγιση λύση των εξισώσεων. Η περίφημη μέθοδος του Νεύτωνα κατέστησε δυνατή την εύρεση των ριζών των εξισώσεων με ασύλληπτη ταχύτητα και ακρίβεια (δημοσιεύτηκε στην Άλγεβρα του Wallis, 1685). Στην επαναληπτική μέθοδο του Νεύτωνα δόθηκε η σύγχρονη μορφή της από τον Joseph Raphson (1690).

Είναι αξιοσημείωτο ότι ο Νεύτων δεν ενδιαφερόταν καθόλου για τη θεωρία αριθμών. Προφανώς, η φυσική ήταν πολύ πιο κοντά στα μαθηματικά γι 'αυτόν.

Θεωρία της βαρύτητας

Η ίδια η ιδέα της παγκόσμιας δύναμης της βαρύτητας εκφράστηκε επανειλημμένα πριν από τον Νεύτωνα. Προηγουμένως, ο Επίκουρος, ο Κέπλερ, ο Ντεκάρτ, ο Χάιγκενς, ο Χουκ και άλλοι το σκέφτηκαν. Ο Κέπλερ πίστευε ότι η βαρύτητα είναι αντιστρόφως ανάλογη με την απόσταση από τον Ήλιο και εκτείνεται μόνο στο εκλειπτικό επίπεδο. Ο Ντεκάρτ το θεώρησε αποτέλεσμα δίνων στον αιθέρα. Υπήρχαν, ωστόσο, εικασίες με τον σωστό τύπο (Bulliald, Wren, Hooke), και μάλιστα αρκετά σοβαρά τεκμηριωμένες (χρησιμοποιώντας τη συσχέτιση του τύπου του Huygens για τη φυγόκεντρη δύναμη και του τρίτου νόμου του Kepler για τις κυκλικές τροχιές). Αλλά πριν από τον Νεύτωνα, κανείς δεν ήταν σε θέση να συνδέσει με σαφήνεια και μαθηματικά τον νόμο της βαρύτητας (μια δύναμη αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης) και τους νόμους της κίνησης των πλανητών (νόμοι του Κέπλερ).

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο Newton δεν δημοσίευσε απλώς έναν προτεινόμενο τύπο για τον νόμο της παγκόσμιας βαρύτητας, αλλά στην πραγματικότητα πρότεινε ένα πλήρες μαθηματικό μοντέλο στο πλαίσιο μιας καλά ανεπτυγμένης, πλήρους, σαφής και συστηματικής προσέγγισης της μηχανικής:

νόμος της βαρύτητας?

νόμος της κίνησης (2ος νόμος του Νεύτωνα).

σύστημα μεθόδων για μαθηματική έρευνα (μαθηματική ανάλυση).

Συνολικά, αυτή η τριάδα είναι επαρκής για μια πλήρη μελέτη των πιο περίπλοκων κινήσεων των ουράνιων σωμάτων, δημιουργώντας έτσι τα θεμέλια της ουράνιας μηχανικής. Πριν από τον Αϊνστάιν, δεν χρειάζονταν θεμελιώδεις τροποποιήσεις σε αυτό το μοντέλο, αν και η μαθηματική συσκευή είχε αναπτυχθεί πολύ σημαντικά.

Η θεωρία της βαρύτητας του Νεύτωνα προκάλεσε πολλά χρόνια συζητήσεων και κριτικής για την έννοια της δράσης μεγάλης εμβέλειας.

Το πρώτο επιχείρημα υπέρ του Νευτώνειου μοντέλου ήταν η αυστηρή εξαγωγή των εμπειρικών νόμων του Κέπλερ στη βάση του. Το επόμενο βήμα ήταν η θεωρία της κίνησης των κομητών και της Σελήνης, που εκτίθεται στις «Αρχές». Αργότερα, με τη βοήθεια της Νευτώνειας βαρύτητας, όλες οι παρατηρούμενες κινήσεις των ουράνιων σωμάτων εξηγήθηκαν με μεγάλη ακρίβεια. Αυτό είναι μια μεγάλη αξία των Clairaut και Laplace.

Οι πρώτες παρατηρήσιμες διορθώσεις στη θεωρία του Νεύτωνα στην αστρονομία (που εξηγούνται με τη γενική σχετικότητα) ανακαλύφθηκαν μόνο περισσότερα από 200 χρόνια αργότερα (μετατόπιση του περιηλίου του Ερμή). Ωστόσο, είναι επίσης πολύ μικρά μέσα στο ηλιακό σύστημα.

Ο Νεύτωνας ανακάλυψε επίσης την αιτία της παλίρροιας: τη βαρύτητα της Σελήνης (ακόμη και ο Γαλιλαίος θεωρούσε ότι οι παλίρροιες είναι φυγόκεντρο φαινόμενο). Επιπλέον, έχοντας επεξεργαστεί δεδομένα πολλών ετών για το ύψος της παλίρροιας, υπολόγισε τη μάζα της Σελήνης με καλή ακρίβεια.

Μια άλλη συνέπεια της βαρύτητας ήταν η μετάπτωση του άξονα της γης. Ο Νεύτων ανακάλυψε ότι λόγω της λοξότητας της Γης στους πόλους, ο άξονας της γης υφίσταται μια σταθερή αργή μετατόπιση με περίοδο 26.000 ετών υπό την επίδραση της έλξης της Σελήνης και του Ήλιου. Έτσι, το αρχαίο πρόβλημα της «προσμονής των ισημεριών» (πρώτο σημειώθηκε από τον Ίππαρχο) βρήκε μια επιστημονική εξήγηση.

Οπτική και θεωρία του φωτός

Ο Νεύτων έκανε θεμελιώδεις ανακαλύψεις στην οπτική. Κατασκεύασε το πρώτο τηλεσκόπιο καθρέφτη (ανακλαστήρας), στο οποίο, σε αντίθεση με τα τηλεσκόπια αμιγώς φακού, δεν υπήρχε χρωματική εκτροπή. Ανακάλυψε επίσης τη διασπορά του φωτός, έδειξε ότι το λευκό φως αποσυντίθεται στα χρώματα του ουράνιου τόξου λόγω της διαφορετικής διάθλασης των ακτίνων διαφορετικών χρωμάτων όταν διέρχεται από ένα πρίσμα και έθεσε τα θεμέλια της σωστής θεωρίας των χρωμάτων.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου υπήρχαν πολλές θεωρίες για το φως και το χρώμα. Βασικά, πολέμησαν μεταξύ των απόψεων του Αριστοτέλη («τα διαφορετικά χρώματα είναι ένα μείγμα φωτός και σκότους σε διαφορετικές αναλογίες») και του Ντεκάρτ («τα διαφορετικά χρώματα δημιουργούνται όταν τα σωματίδια φωτός περιστρέφονται με διαφορετικές ταχύτητες»). Ο Χουκ, στη Μικρογραφία του (1665), πρότεινε μια παραλλαγή των αριστοτελικών απόψεων. Πολλοί πίστευαν ότι το χρώμα δεν είναι χαρακτηριστικό του φωτός, αλλά ενός φωτισμένου αντικειμένου. Η γενική διχόνοια επιδεινώθηκε από έναν καταρράκτη ανακαλύψεων τον 17ο αιώνα: περίθλαση (1665, Grimaldi), παρεμβολή (1665, Hooke), διπλή διάθλαση (1670, Erasmus Bartholin, μελέτη του Huygens), εκτίμηση της ταχύτητας του φωτός (1675). , Roemer), σημαντικές βελτιώσεις στα τηλεσκόπια. Δεν υπήρχε καμία θεωρία φωτός συμβατή με όλα αυτά τα γεγονότα.

Στην ομιλία του στη Βασιλική Εταιρεία, ο Νεύτωνας διέψευσε τόσο τον Αριστοτέλη όσο και τον Καρτέσιο και απέδειξε πειστικά ότι το λευκό φως δεν είναι πρωταρχικό, αλλά αποτελείται από έγχρωμα συστατικά με διαφορετικές γωνίες διάθλασης. Αυτά τα εξαρτήματα είναι κύρια - ο Νεύτων δεν μπορούσε να αλλάξει το χρώμα τους με κανένα κόλπο. Έτσι, η υποκειμενική αίσθηση του χρώματος έλαβε μια σταθερή αντικειμενική βάση - τον δείκτη διάθλασης.

Ο Νεύτωνας δημιούργησε τη μαθηματική θεωρία των δακτυλίων παρεμβολής που ανακάλυψε ο Χουκ, οι οποίοι έκτοτε ονομάζονται «Δακτύλιοι του Νεύτωνα».

Το 1689, ο Newton σταμάτησε την έρευνα στον τομέα της οπτικής - σύμφωνα με έναν ευρέως διαδεδομένο μύθο, ορκίστηκε να μην δημοσιεύσει τίποτα σε αυτόν τον τομέα κατά τη διάρκεια της ζωής του Hooke, ο οποίος συνεχώς ενοχλούσε τον Newton με κριτική που ήταν οδυνηρή για τον τελευταίο. Σε κάθε περίπτωση, το 1704, τον επόμενο χρόνο μετά το θάνατο του Χουκ, δημοσιεύτηκε η μονογραφία «Οπτική». Κατά τη διάρκεια της ζωής του συγγραφέα, το "Optics", όπως και το "Principles", πέρασε από τρεις εκδόσεις και πολλές μεταφράσεις.

Το πρώτο βιβλίο της μονογραφίας περιείχε τις αρχές της γεωμετρικής οπτικής, το δόγμα της διασποράς του φωτός και τη σύνθεση του λευκού χρώματος με διάφορες εφαρμογές.

Βιβλίο δεύτερο: παρεμβολή φωτός σε λεπτές πλάκες.

Βιβλίο τρίτο: περίθλαση και πόλωση φωτός. Ο Newton εξήγησε την πόλωση κατά τη διάρκεια της διπλής διάθλασης πιο κοντά στην αλήθεια από τον Huygens (υπασπιστής της κυματικής φύσης του φωτός), αν και η εξήγηση του ίδιου του φαινομένου ήταν ανεπιτυχής, στο πνεύμα της θεωρίας εκπομπής του φωτός.

Ο Νεύτωνας θεωρείται συχνά υποστηρικτής της σωματιδιακής θεωρίας του φωτός. Στην πραγματικότητα, ως συνήθως, «δεν επινόησε υποθέσεις» και παραδέχτηκε πρόθυμα ότι το φως θα μπορούσε επίσης να συσχετιστεί με κύματα στον αιθέρα. Στη μονογραφία του, ο Νεύτων περιέγραψε λεπτομερώς το μαθηματικό μοντέλο των φαινομένων φωτός, αφήνοντας κατά μέρος το ζήτημα του φυσικού φορέα του φωτός.

Άλλα έργα στη φυσική

Ο Νεύτωνας ήταν ο πρώτος που εξήγαγε την ταχύτητα του ήχου σε ένα αέριο, με βάση το νόμο Boyle-Mariotte.

Προέβλεψε την πλάστιξη της Γης στους πόλους, περίπου 1:230. Ταυτόχρονα, ο Νεύτωνας χρησιμοποίησε ένα μοντέλο ομοιογενούς ρευστού για να περιγράψει τη Γη, εφάρμοσε τον νόμο της παγκόσμιας βαρύτητας και έλαβε υπόψη τη φυγόκεντρο δύναμη. Ταυτόχρονα, ο Huygens εκτέλεσε παρόμοιους υπολογισμούς για παρόμοιους λόγους, θεωρούσε τη βαρύτητα σαν να ήταν η πηγή της στο κέντρο του πλανήτη, αφού, προφανώς, δεν πίστευε στην καθολική φύση της δύναμης της βαρύτητας, δηλαδή τελικά. δεν έλαβε υπόψη τη βαρύτητα του παραμορφωμένου επιφανειακού στρώματος του πλανήτη. Αντίστοιχα, ο Huygens προέβλεψε συμπίεση μικρότερη από τη μισή αυτής του Newton, 1:576. Επιπλέον, ο Cassini και άλλοι Καρτεσιανοί υποστήριξαν ότι η Γη δεν είναι συμπιεσμένη, αλλά διογκωμένη στους πόλους σαν λεμόνι. Στη συνέχεια, αν και όχι αμέσως (οι πρώτες μετρήσεις ήταν ανακριβείς), οι άμεσες μετρήσεις (Clerot, 1743) επιβεβαίωσαν την ορθότητα του Newton. Η πραγματική συμπίεση είναι 1:298. Ο λόγος που αυτή η τιμή διαφέρει από αυτή που προτείνει ο Newton υπέρ του Huygens είναι ότι το μοντέλο ενός ομοιογενούς υγρού εξακολουθεί να μην είναι απολύτως ακριβές (η πυκνότητα αυξάνεται αισθητά με το βάθος). Μια πιο ακριβής θεωρία, λαμβάνοντας ρητά υπόψη την εξάρτηση της πυκνότητας από το βάθος, αναπτύχθηκε μόλις τον 19ο αιώνα.

Άλλα έργα

Παράλληλα με την έρευνα που έθεσε τα θεμέλια της τρέχουσας επιστημονικής (φυσικής και μαθηματικής) παράδοσης, ο Νεύτων αφιέρωσε πολύ χρόνο στην αλχημεία, καθώς και στη θεολογία. Δεν δημοσίευσε κανένα έργο για την αλχημεία και το μόνο γνωστό αποτέλεσμα αυτού του μακροχρόνιου χόμπι ήταν η σοβαρή δηλητηρίαση του Νεύτωνα το 1691.

Είναι παράδοξο ότι ο Newton, ο οποίος εργάστηκε για πολλά χρόνια στο Κολέγιο της Αγίας Τριάδας, προφανώς δεν πίστευε ο ίδιος στην Τριάδα. Οι ερευνητές των θεολογικών του έργων, όπως ο L. More, πιστεύουν ότι οι θρησκευτικές απόψεις του Νεύτωνα ήταν κοντά στον αρειανισμό.

Ο Νεύτων πρότεινε τη δική του εκδοχή της βιβλικής χρονολογίας, αφήνοντας πίσω σημαντικό αριθμό χειρογράφων για αυτά τα ζητήματα. Επιπλέον, έγραψε ένα σχόλιο για την Αποκάλυψη. Τα θεολογικά χειρόγραφα του Νεύτωνα φυλάσσονται τώρα στην Ιερουσαλήμ, στην Εθνική Βιβλιοθήκη.

Τα μυστικά έργα του Ισαάκ Νεύτωνα

Όπως είναι γνωστό, λίγο πριν το τέλος της ζωής του, ο Ισαάκ αντέκρουσε όλες τις θεωρίες που προέβαλε ο ίδιος και έκαψε τα έγγραφα που περιείχαν το μυστικό της διάψευσής τους: κάποιοι δεν είχαν καμία αμφιβολία ότι όλα ήταν ακριβώς έτσι, ενώ άλλοι πιστεύουν ότι τέτοιες ενέργειες θα ήταν απλώς παράλογο και θα ισχυριζόμουν ότι το αρχείο είναι γεμάτο με έγγραφα, αλλά ανήκει μόνο σε λίγους εκλεκτούς...

Ο Sir Isaac Newton (25 Δεκεμβρίου 1642 – 20 Μαρτίου 1727) ήταν ο πιο διάσημος Άγγλος μαθηματικός, φυσικός και αστρονόμος σε όλο τον κόσμο. Θεωρείται ο ιδρυτής και ο πρόγονος της κλασικής φυσικής, καθώς σε ένα από τα έργα του - "Mathematical Principles of Natural Philosophy" - ο Newton περιέγραψε τους τρεις νόμους της μηχανικής και απέδειξε τον νόμο της παγκόσμιας βαρύτητας, που βοήθησε την κλασική μηχανική να προχωρήσει πολύ μπροστά.

Παιδική ηλικία

Ο Isaac Newton γεννήθηκε στις 25 Δεκεμβρίου στη μικρή πόλη Woolsthorpe, που βρίσκεται στην κομητεία Lincolnshire. Ο πατέρας του ήταν ένας μέσος αλλά πολύ επιτυχημένος αγρότης που δεν έζησε μέχρι τη γέννηση του δικού του γιου και πέθανε μερικούς μήνες πριν από αυτό το γεγονός από μια σοβαρή μορφή κατανάλωσης.

Ήταν προς τιμήν του πατέρα που το παιδί ονομάστηκε Isaac Newton. Αυτή ήταν η απόφαση της μητέρας, η οποία θρήνησε για πολύ καιρό τον νεκρό σύζυγό της και ήλπιζε ότι ο γιος της δεν θα επαναλάμβανε την τραγική του μοίρα.

Παρά το γεγονός ότι ο Ισαάκ γεννήθηκε την ημερομηνία λήξης του, το αγόρι ήταν πολύ άρρωστο και αδύναμο. Σύμφωνα με ορισμένα αρχεία, ακριβώς γι' αυτό δεν τόλμησαν να τον βαφτίσουν, αλλά όταν το παιδί μεγάλωσε και δυνάμωσε λίγο, η βάφτιση έγινε ακόμα.

Υπήρχαν δύο εκδοχές για την προέλευση του Νεύτωνα. Προηγουμένως, οι βιβλιολόγοι ήταν σίγουροι ότι οι πρόγονοί του ήταν ευγενείς που ζούσαν στην Αγγλία σε εκείνους τους μακρινούς χρόνους.

Ωστόσο, η θεωρία διαψεύστηκε αργότερα, όταν βρέθηκαν χειρόγραφα σε έναν από τους τοπικούς οικισμούς, από τον οποίο εξήχθη το εξής συμπέρασμα: ο Νεύτωνας δεν είχε καμία απολύτως αριστοκρατική ρίζα, αντίθετα, προερχόταν από το φτωχότερο μέρος των αγροτών.

Τα χειρόγραφα έλεγαν ότι οι πρόγονοί του δούλευαν για πλούσιους γαιοκτήμονες και αργότερα, έχοντας συσσωρεύσει αρκετά χρήματα, αγόρασαν ένα μικρό οικόπεδο, γίνοντας γαιοκτήμονες (πλήρως γαιοκτήμονες). Ως εκ τούτου, από τη στιγμή που γεννήθηκε ο πατέρας του Νεύτωνα, η θέση των προγόνων του ήταν ελαφρώς καλύτερη από πριν.

Τον χειμώνα του 1646, η μητέρα του Newton, Anna Ayscough, παντρεύεται μια χήρα για δεύτερη φορά και γεννιούνται άλλα τρία παιδιά. Δεδομένου ότι ο πατριός επικοινωνεί ελάχιστα με τον Ισαάκ και ουσιαστικά δεν τον παρατηρεί, μετά από ένα μήνα μπορεί ήδη να διακρίνει μια παρόμοια στάση απέναντι στο παιδί στη μητέρα του.

Κρυώνει και απέναντι στον ίδιο της τον γιο, γι' αυτό και το ήδη σκυθρωπό και κλειστό αγόρι ξενερώνει ακόμα περισσότερο, όχι μόνο στην οικογένεια, αλλά και με τους συμμαθητές και τους φίλους γύρω του.

Το 1653, ο πατριός του Ισαάκ πεθαίνει, αφήνοντας ολόκληρη την περιουσία του στη νεοανακαλυφθείσα οικογένεια και τα παιδιά του. Φαίνεται ότι τώρα η μητέρα πρέπει να αρχίσει να αφιερώνει πολύ περισσότερο χρόνο στο παιδί, αλλά αυτό δεν συμβαίνει. Μάλλον, αντίθετα, τώρα όλο το νοικοκυριό του συζύγου της είναι στα χέρια της, καθώς και τα παιδιά που χρειάζονται φροντίδα. Και παρά το γεγονός ότι μέρος της περιουσίας εξακολουθεί να πηγαίνει στον Νεύτωνα, αυτός, όπως και πριν, δεν λαμβάνει προσοχή.

Νεολαία

Το 1655, ο Isaac Newton πηγαίνει στο Grantham School, που βρίσκεται κοντά στο σπίτι του. Δεδομένου ότι δεν έχει ουσιαστικά καμία σχέση με τη μητέρα του κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, έρχεται κοντά στον τοπικό φαρμακοποιό Κλαρκ και μετακομίζει μαζί του. Αλλά δεν του επιτρέπεται να μελετά ήρεμα και να ασχολείται με διάφορους μηχανισμούς στον ελεύθερο χρόνο του (παρεμπιπτόντως, αυτό ήταν το μόνο πάθος του Ισαάκ). Έξι μήνες αργότερα, η μητέρα του τον παίρνει με το ζόρι από το σχολείο, τον επιστρέφει στο κτήμα και προσπαθεί να του μεταφέρει κάποιες από τις δικές της ευθύνες για τη διαχείριση του νοικοκυριού.

Πίστευε ότι με αυτόν τον τρόπο όχι μόνο θα μπορούσε να προσφέρει στον γιο της ένα αξιοπρεπές μέλλον, αλλά και να κάνει τη ζωή της πολύ πιο εύκολη. Αλλά η προσπάθεια ήταν αποτυχημένη - η διαχείριση δεν ήταν ενδιαφέρουσα για τον νεαρό άνδρα. Στο κτήμα διάβαζε μόνο, εφηύρε νέους μηχανισμούς και προσπάθησε να συνθέσει ποιήματα, δείχνοντας με όλη του την εμφάνιση ότι δεν επρόκειτο να ανακατευτεί στη φάρμα. Συνειδητοποιώντας ότι δεν θα χρειαστεί να περιμένει βοήθεια από τον γιο της, η μητέρα του επιτρέπει να συνεχίσει τις σπουδές του.

Το 1661, έχοντας ολοκληρώσει τις σπουδές του στο Grantham School, ο Newton εισήλθε στο Κέιμπριτζ και πέρασε με επιτυχία τις εισαγωγικές εξετάσεις, μετά τις οποίες γράφτηκε στο Trinity College ως «sizer» (ένας μαθητής που δεν πληρώνει για την εκπαίδευσή του, αλλά την κερδίζει παρέχοντας εξυπηρετεί το ίδιο το ίδρυμα ή τους πλουσιότερους φοιτητές του).

Πολύ λίγα είναι γνωστά για την πανεπιστημιακή εκπαίδευση του Isaac, επομένως ήταν εξαιρετικά δύσκολο για τους επιστήμονες να ανασυνθέσουν αυτή την περίοδο της ζωής του. Αυτό που είναι γνωστό είναι ότι η ασταθής πολιτική κατάσταση είχε αρνητικό αντίκτυπο στο πανεπιστήμιο: οι καθηγητές απολύθηκαν, οι πληρωμές των φοιτητών καθυστερούσαν και η εκπαιδευτική διαδικασία απουσίαζε εν μέρει.

Έναρξη επιστημονικής δραστηριότητας

Μέχρι το 1664, ο Newton, σύμφωνα με τις δικές του σημειώσεις στα βιβλία εργασίας και στο προσωπικό του ημερολόγιο, δεν είδε κανένα όφελος ή προοπτική στην πανεπιστημιακή του εκπαίδευση. Ωστόσο, ήταν το 1664 που έγινε σημείο καμπής για αυτόν. Πρώτον, ο Isaac συντάσσει μια λίστα με προβλήματα του γύρω κόσμου, που αποτελείται από 45 σημεία (παρεμπιπτόντως, τέτοιες λίστες θα εμφανιστούν περισσότερες από μία φορές στο μέλλον στις σελίδες των χειρογράφων του).

Στη συνέχεια γνωρίζει έναν νέο δάσκαλο μαθηματικών (και στη συνέχεια τον καλύτερο φίλο) Isaac Barrow, χάρη στον οποίο αναπτύσσει μια ιδιαίτερη αγάπη για τις μαθηματικές επιστήμες. Ταυτόχρονα, κάνει την πρώτη του ανακάλυψη - δημιουργεί μια διωνυμική επέκταση για έναν αυθαίρετο ορθολογικό εκθέτη, με τη βοήθεια του οποίου αποδεικνύει την ύπαρξη επέκτασης μιας συνάρτησης σε μια άπειρη σειρά.

Το 1686, ο Νεύτων δημιούργησε τη θεωρία της παγκόσμιας βαρύτητας, η οποία αργότερα, χάρη στον Βολταίρο, απέκτησε έναν συγκεκριμένο μυστηριώδη και ελαφρώς χιουμοριστικό χαρακτήρα. Ο Ισαάκ είχε φιλικές σχέσεις με τον Βολταίρο και μοιραζόταν μαζί του σχεδόν όλες τις θεωρίες του. Μια μέρα κάθονταν μετά το μεσημεριανό γεύμα στο πάρκο κάτω από ένα δέντρο, μιλώντας για την ουσία του σύμπαντος. Και αυτή ακριβώς τη στιγμή, ο Νεύτων ξαφνικά παραδέχεται σε έναν φίλο του ότι η θεωρία της παγκόσμιας βαρύτητας ήρθε σε αυτόν ακριβώς την ίδια στιγμή - κατά τη διάρκεια της ανάπαυσης.

«Ο καιρός το απόγευμα ήταν τόσο ζεστός και καλός που ήθελα οπωσδήποτε να βγω στον καθαρό αέρα, κάτω από τις μηλιές. Και εκείνη τη στιγμή, που καθόμουν, βυθισμένος εντελώς στις σκέψεις μου, ένα μεγάλο μήλο έπεσε από ένα από τα κλαδιά. Και αναρωτήθηκα γιατί όλα τα αντικείμενα πέφτουν κάθετα κάτω;».

Το περαιτέρω επιστημονικό έργο του Ισαάκ Νεύτωνα ήταν κάτι παραπάνω από καρποφόρο. Ήταν σε συνεχή αλληλογραφία με πολλούς διάσημους επιστήμονες, μαθηματικούς, αστρονόμους, βιολόγους και φυσικούς. Έγραψε έργα όπως «A New Theory of Light and Colors» (1672), «Motion of Bodies in Orbit» (1684), «Optics or a Treatise on Reflections, Refractions, Bendings and Colors of Light» (1704), « Απαρίθμηση των Γραμμών της Τρίτης τάξης» (1707), «Ανάλυση μέσω εξισώσεων με άπειρο αριθμό όρων» (1711), «Μέθοδος διαφορών» (1711) και πολλά άλλα.

Η σύντομη βιογραφία του Ισαάκ Νεύτωνα περιγράφεται σε αυτό το άρθρο.

Σύντομη βιογραφία του Ισαάκ Νεύτωνα

Ισαάκ Νιούτον- Άγγλος μαθηματικός, αστρονόμος, φυσικός, μηχανικός, που έθεσε τα θεμέλια της κλασικής μηχανικής. Εξήγησε την κίνηση των ουράνιων σωμάτων - των πλανητών γύρω από τον Ήλιο και τη Σελήνη γύρω από τη Γη. Η πιο διάσημη ανακάλυψή του ήταν ο νόμος της παγκόσμιας έλξης

Γεννήθηκε 25 Δεκεμβρίου 1642χρόνια σε μια αγροτική οικογένεια στην πόλη Woolsthorpe κοντά στο Grantham. Ο πατέρας του πέθανε πριν γεννηθεί. Από την ηλικία των 12 ετών σπούδασε στο Grantham School. Εκείνη την εποχή ζούσε στο σπίτι του φαρμακοποιού Κλαρκ, κάτι που μπορεί να του ξύπνησε μια λαχτάρα για χημικές επιστήμες

Το 1661 μπήκε στο Trinity College, στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ ως βοηθός μετά την αποφοίτησή του από το κολέγιο το 1665, ο Newton έλαβε πτυχίο. Το 1665–67, κατά τη διάρκεια της πανώλης, βρισκόταν στο γενέθλιο χωριό του Woolsthorpe. Αυτά τα χρόνια ήταν τα πιο παραγωγικά στο επιστημονικό έργο του Νεύτωνα.

Το 1665-1667, ο Νεύτων ανέπτυξε ιδέες που τον οδήγησαν στη δημιουργία διαφορικού και ολοκληρωτικού λογισμού, στην εφεύρεση ενός ανακλαστικού τηλεσκοπίου (που κατασκευάστηκε από τον ίδιο το 1668) και στην ανακάλυψη του νόμου της παγκόσμιας έλξης. Εδώ διεξήγαγε πειράματα για την αποσύνθεση (διασπορά) του φωτός Τότε ήταν που ο Νεύτων περιέγραψε ένα πρόγραμμα για περαιτέρω επιστημονική ανάπτυξη

Το 1668 υπερασπίστηκε με επιτυχία το μεταπτυχιακό του και έγινε ανώτερο μέλος του Trinity College.

Το 1889 λαμβάνει ένα από τα τμήματα στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ: τη Λουκάσια Έδρα των Μαθηματικών.

Το 1671, ο Νεύτων κατασκεύασε το δεύτερο ανακλαστικό τηλεσκόπιό του, μεγαλύτερο και καλύτερης ποιότητας από το πρώτο. Η επίδειξη του τηλεσκοπίου έκανε έντονη εντύπωση στους συγχρόνους του και αμέσως μετά (τον Ιανουάριο του 1672) ο Νεύτων εξελέγη μέλος της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου - της Αγγλικής Ακαδημίας Επιστημών.

Επίσης το 1672, ο Νεύτωνας υπέβαλε στη Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου την έρευνά του για μια νέα θεωρία του φωτός και των χρωμάτων, η οποία προκάλεσε έντονες διαμάχες με τον Ρόμπερτ Χουκ. Ο Νεύτωνας είχε ιδέες για τις μονοχρωματικές ακτίνες φωτός και την περιοδικότητα των ιδιοτήτων τους, που τεκμηριώθηκαν από τα καλύτερα πειράματα Το 1687, δημοσίευσε το μεγαλειώδες έργο του «Μαθηματικές αρχές της φυσικής φιλοσοφίας» («Αρχές»).

Το 1696, ο Νεύτων διορίστηκε Επιμελητής του Νομισματοκοπείου με Βασιλικό Διάταγμα. Η ενεργητική του μεταρρύθμιση αποκαθιστά γρήγορα την εμπιστοσύνη στο νομισματικό σύστημα του Ηνωμένου Βασιλείου. 1703 - Η εκλογή του Νεύτωνα ως προέδρου της Βασιλικής Εταιρείας, την οποία κυβέρνησε για 20 χρόνια - Η Βασίλισσα Άννα ανακήρυξε τον Νεύτωνα ιππότη για επιστημονικά πλεονεκτήματα.

Σε πολλά ανώτατα εκπαιδευτικά ιδρύματα μπορείτε να δείτε ένα πορτρέτο του Ισαάκ Νεύτωνα, ενός διάσημου μαθηματικού και φυσικού (αυτός ο επιστήμονας σπούδασε επίσης αλχημεία). Ο πατέρας του επιστήμονα ήταν αγρότης. Ο Ισαάκ ήταν συχνά άρρωστος, τον απέφευγαν οι συνομήλικοί του και τον μεγάλωσε η γιαγιά του. Ο μελλοντικός επιστήμονας σπούδασε στο Grantham School και το 1661 εισήλθε στο Holy Trinity College (τώρα Trinity College) του γνωστού Πανεπιστημίου του Cambridge. Το 1665 ο Νεύτων έγινε εργένης και τρία χρόνια αργότερα μεταπτυχιακός. Κατά τη διάρκεια των σπουδών του, ο Isaac διεξήγαγε πειράματα και σχεδίασε ένα ανακλαστικό τηλεσκόπιο.

Το 1687, ο Ισαάκ δημοσίευσε το έργο του αφιερωμένο στις μαθηματικές αρχές της φυσικής φιλοσοφίας, στο οποίο περιγράφονταν οι νόμοι της δυναμικής και οι θεμελιώδεις αρχές της μελέτης της αντίστασης αερίων και υγρών. Για περισσότερα από τριάντα χρόνια, ο Ισαάκ ήταν επικεφαλής του τμήματος φυσικής και μαθηματικών στο Κέιμπριτζ και στις αρχές του δέκατου όγδοου αιώνα, η βασίλισσα Άννα απένειμε στον Νεύτωνα τον τίτλο του ιππότη. Για πολλές δεκαετίες, ο Ισαάκ αντιμετώπισε σοβαρές οικονομικές δυσκολίες και μόνο το 1695 βελτιώθηκε η οικονομική του κατάσταση αφού πήρε την κενή θέση του επιστάτη του Νομισματοκοπείου.

Για περισσότερους από δύο αιώνες, ο Ισαάκ Νεύτων θεωρείται ένας από τους πιο διάσημους επιστήμονες. Κατά τη διάρκεια της ζωής του κατάφερε να συνεισφέρει σημαντικά σε πολλές σύγχρονες επιστήμες. Διατύπωσε τους σημαντικότερους νόμους της κλασικής μηχανικής και εξήγησε τον μηχανισμό κίνησης των ουράνιων σωμάτων. Το 1692, ο επιστήμονας έπασχε από ψυχική διαταραχή που προκλήθηκε από πυρκαγιά που κατέστρεψε σημαντικό αριθμό χειρογράφων του. Μετά την υποχώρηση της ασθένειας, ο Νεύτων συνέχισε να σπουδάζει επιστήμες, αλλά με μικρότερη ένταση.

Ο Νεύτωνας έζησε πάνω από ογδόντα χρονών. Στα τελευταία χρόνια της ζωής του, ο Ισαάκ αφιέρωσε πολλές ώρες στη θεολογία, καθώς και στη βιβλική ιστορία. Τα λείψανα του μεγάλου επιστήμονα τάφηκαν στο Αβαείο του Γουέστμινστερ.

Επίτευγμα και προσωπική ζωή

Βιογραφία του Ισαάκ Νεύτωνα για το κύριο πράγμα

Το όνομα του Ισαάκ Νεύτωνα (1642-1727) είναι εγγεγραμμένο με χρυσά γράμματα στην ιστορία της παγκόσμιας επιστήμης ήταν αυτός που έκανε τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις στη φυσική, την αστρονομία, τη μηχανική, τα μαθηματικά - τη διατύπωση των βασικών αξιωμάτων της μηχανικής, την ανακάλυψη. του φαινομένου της παγκόσμιας βαρύτητας, ο Άγγλος επιστήμονας έθεσε τα θεμέλια και για τις μετέπειτα επιστημονικές εξελίξεις στον τομέα της οπτικής και της ακουστικής. Ο Νεύτωνας, εκτός από τα φυσικά πειράματα, ήταν επίσης ειδικός στην αλχημεία και την ιστορία. Οι δραστηριότητες του επιστήμονα συχνά εκτιμήθηκαν ελάχιστα από τους συγχρόνους του, αλλά σήμερα είναι σαφές με γυμνό μάτι ότι οι επιστημονικές του απόψεις ξεπέρασαν σημαντικά το επίπεδο της μεσαιωνικής επιστήμης.

Ο Ισαάκ γεννήθηκε το 1642 στο αγγλικό χωριό Woolsthorpe (Lincolnshire) στην οικογένεια ενός φτωχού αγρότη. Το αγόρι ήταν αρκετά αδύναμο και άρρωστο, σωματικά αδύναμο, το μεγάλωσε η γιαγιά του και ήταν πολύ αποτραβηγμένο και μη κοινωνικό. Σε ηλικία 12 ετών, το αγόρι μπήκε στο σχολείο στο Grantham, έξι χρόνια αργότερα, μετά την αποφοίτησή του, μπήκε στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, όπου διδάχθηκε από τον ίδιο τον I. Barrow, διάσημο επιστήμονα και μαθηματικό.

Το 1665, ο Νεύτων έλαβε πτυχίο και μέχρι το 1667 βρισκόταν στην πατρίδα του Woolsthorpe: ήταν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου που ο επιστήμονας ασχολήθηκε ενεργά με τις επιστημονικές εξελίξεις - πειράματα για την αποσύνθεση του φωτός, την εφεύρεση ενός ανακλαστικού τηλεσκοπίου, την ανακάλυψη του νόμος της παγκόσμιας έλξης κ.λπ. Το 1668, ο επιστήμονας επέστρεψε στο πανεπιστήμιο της πατρίδας του, έλαβε εκεί μεταπτυχιακό δίπλωμα και, με την υποστήριξη του I. Barrow, διηύθυνε το τμήμα φυσικής και μαθηματικών του πανεπιστημίου της πατρίδας του (μέχρι το 1701).

Λίγο καιρό αργότερα, το 1672, ο νεαρός εφευρέτης έγινε μέλος μιας από τις μεγαλύτερες επιστημονικές κοινότητες του κόσμου στο Λονδίνο. Το 1687 δημοσιεύτηκε το πιο φιλόδοξο έργο του με τίτλο «Mathematical Principles of Natural Philosophy», όπου ο επιστήμονας γενίκευσε την επιστημονική εμπειρία που είχαν συσσωρευτεί από προηγούμενους επιστήμονες (Galileo Galilei, Rene Descartes, Christian Huygens κ.λπ.), καθώς και ανεξάρτητα επιστημονικά συμπεράσματα και δημιούργησε ένα ενοποιημένο σύστημα μηχανικής, το οποίο μέχρι σήμερα αποτελεί το θεμέλιο της φυσικής ως επιστήμης.

Επίσης, ο I. Newton διατύπωσε τα περίφημα 3 αξιώματα, αξιώματα, τα οποία σήμερα είναι γνωστά ως «τρεις νόμοι του Νεύτωνα»: ο νόμος της αδράνειας, ο βασικός νόμος της δυναμικής, ο νόμος της ισότητας στην αλληλεπίδραση δύο υλικών σωμάτων. Οι «μαθηματικές αρχές της φυσικής φιλοσοφίας» έπαιξαν τεράστιο ρόλο στην ανάπτυξη της φυσικής, έδωσαν ώθηση στην περαιτέρω μελέτη των μαθηματικών, της μηχανικής, της οπτικής Το 1689, η μητέρα του Ισαάκ Νεύτωνα πέθανε, το 1692 υπήρξε μια πυρκαγιά που κατέστρεψε μεγάλο αριθμό μαθηματικών. οι επιστημονικές εξελίξεις του επιστήμονα - αυτά τα γεγονότα έγιναν η αιτία της μεγάλης πνευματικής διαταραχής του εφευρέτη, κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου η επιστημονική του δραστηριότητα μειώθηκε.

Το 1695, ο Νεύτωνας προσκλήθηκε σε δημόσια υπηρεσία, έγινε επιθεωρητής του κρατικού νομισματοκοπείου και επέβλεπε την κοπή νομισμάτων στο βασίλειο. Για τις υπηρεσίες του στο στέμμα, το 1699 ο επιστήμονας έλαβε τον τιμητικό τίτλο του διευθυντή του νομισματοκοπείου και έγινε επίσης μέλος της Ακαδημίας Επιστημών του Παρισιού. Στις αρχές του 18ου αιώνα, ο Ισαάκ Νεύτων ήταν στην κορυφή της φήμης του, ήταν επικεφαλής της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου και το 1705 του απονεμήθηκε ο τίτλος του ιππότη, δηλαδή έλαβε τίτλο ευγενείας.

Στο τέλος της ζωής του, ο επιστήμονας αποσύρθηκε από την επιστημονική δραστηριότητα και ήταν σε δημόσια υπηρεσία μέχρι το 1725. Η υγεία του επιστήμονα χειροτέρευε κάθε χρόνο: την άνοιξη του 1727, στην πόλη Kensington, κοντά στο Λονδίνο, ο λαμπρός επιστήμονας Isaac Newton πέθανε το τον ύπνο του. Μετά τον θάνατό του, ο επιστήμονας τιμήθηκε με μεγάλες τιμές και τάφηκε στο Αβαείο του Γουέστμινστερ δίπλα στους Άγγλους βασιλιάδες και εξέχοντες πολιτικούς ηγέτες του κράτους. Η συμβολή του Νεύτωνα στην ανάπτυξη της επιστήμης παραμένει ανεκτίμητη μέχρι σήμερα τα έργα του αποτελούν θεμελιώδη βάση για τους σύγχρονους ερευνητές.

Η μεγάλη του ανακάλυψη για τα παιδιά

Ενδιαφέροντα γεγονότα και ημερομηνίες από τη ζωή

>Τι ανακάλυψε ο Ισαάκ Νεύτων;

Οι ανακαλύψεις του Ισαάκ Νεύτωνα– νόμοι και φυσική από μια από τις μεγαλύτερες ιδιοφυΐες. Μελετήστε τον νόμο της παγκόσμιας έλξης, τους τρεις νόμους της κίνησης, τη βαρύτητα, το σχήμα της Γης.

Ισαάκ Νιούτον(1642-1727) τον θυμόμαστε ως φιλόσοφο, επιστήμονα και μαθηματικό. Έκανε πολλά για την εποχή του και συμμετείχε ενεργά στην επιστημονική επανάσταση. Είναι ενδιαφέρον ότι οι απόψεις του, οι νόμοι και η φυσική του Νεύτωνα θα επικρατούσαν για άλλα 300 χρόνια μετά το θάνατό του. Στην πραγματικότητα, έχουμε μπροστά μας τον δημιουργό της κλασικής φυσικής.

Στη συνέχεια, η λέξη «Νευτώνειος» θα εισαχθεί σε όλες τις δηλώσεις που σχετίζονται με τις θεωρίες του. Ο Ισαάκ Νεύτων θεωρείται μια από τις μεγαλύτερες ιδιοφυΐες και επιστήμονες με τη μεγαλύτερη επιρροή, του οποίου το έργο κάλυπτε πολλά επιστημονικά πεδία. Τι του χρωστάμε όμως και ποιες ανακαλύψεις έκανε;

Τρεις νόμοι της κίνησης

Ας ξεκινήσουμε με το περίφημο έργο του «Mathematical Principles of Natural Philosophy» (1687), το οποίο αποκάλυψε τα θεμέλια της κλασικής μηχανικής. Μιλάμε για τρεις νόμους κίνησης, που προέρχονται από τους νόμους της κίνησης των πλανητών που προτάθηκαν από τον Johannes Kepler.

Ο πρώτος νόμος είναι η αδράνεια: ένα αντικείμενο που βρίσκεται σε ηρεμία θα παραμείνει σε ηρεμία εκτός εάν ενεργήσει πάνω από μια δύναμη που δεν ισορροπεί. Ένα σώμα σε κίνηση θα συνεχίσει να κινείται με την αρχική του ταχύτητα και προς την ίδια κατεύθυνση, εκτός εάν συναντήσει μια μη ισορροπημένη δύναμη.

Δεύτερον: η επιτάχυνση συμβαίνει όταν η δύναμη επηρεάζει τη μάζα. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα, τόσο περισσότερη δύναμη απαιτείται.

Τρίτον: για κάθε δράση υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση.

Παγκόσμια βαρύτητα

Ο Νεύτωνας πρέπει να ευχαριστηθεί για τον νόμο της παγκόσμιας έλξης. Συμπέρασε ότι κάθε σημείο μάζας έλκει ένα άλλο με μια δύναμη που κατευθύνεται κατά μήκος μιας ευθείας που τέμνει και τα δύο σημεία (F = G frac(m_1 m_2)(r^2)).

Αυτά τα τρία αξιώματα της βαρύτητας θα τον βοηθήσουν να μετρήσει τις τροχιές των κομητών, των παλίρροιων, των ισημεριών και άλλων φαινομένων. Τα επιχειρήματά του συνέτριψαν τις τελευταίες αμφιβολίες σχετικά με το ηλιοκεντρικό μοντέλο και ο επιστημονικός κόσμος αποδέχτηκε το γεγονός ότι η Γη δεν λειτουργεί ως το παγκόσμιο κέντρο.

Όλοι γνωρίζουν ότι ο Νεύτωνας κατέληξε στα συμπεράσματά του για τη βαρύτητα χάρη στο περιστατικό ενός μήλου που έπεσε στο κεφάλι του. Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι αυτό είναι απλώς μια κωμική επανάληψη και ο επιστήμονας ανέπτυξε τη φόρμουλα σταδιακά. Αλλά οι εγγραφές στο ημερολόγιο του Νεύτωνα και οι αφηγήσεις των συγχρόνων του μιλούν υπέρ της ανακάλυψης της Apple.

Σχήμα της Γης

Ο Ισαάκ Νεύτων πίστευε ότι ο πλανήτης μας Γη σχηματίστηκε ως σφαιροειδής σφαιροειδής. Αργότερα η εικασία θα επιβεβαιωνόταν, αλλά στην εποχή του ήταν σημαντικές πληροφορίες που βοήθησαν να μεταφερθεί το μεγαλύτερο μέρος του επιστημονικού κόσμου από το Καρτεσιανό σύστημα στη Νευτώνεια μηχανική.

Στο μαθηματικό πεδίο, γενίκευσε το διωνυμικό θεώρημα, μελέτησε σειρές ισχύος, ανέπτυξε τη δική του μέθοδο για την προσέγγιση των ριζών μιας συνάρτησης και χώρισε τα περισσότερα καμπύλα κυβικά επίπεδα σε τάξεις. Μοιράστηκε επίσης τις εξελίξεις του με τον Γκότφριντ Λάιμπνιτς.

Οι ανακαλύψεις του ήταν ανακαλύψεις στη φυσική, τα μαθηματικά και την αστρονομία, βοηθώντας στην κατανόηση της δομής του διαστήματος χρησιμοποιώντας τύπους.

Οπτική

Το 1666, εμβαθύνει στην οπτική. Όλα ξεκίνησαν με τη μελέτη των ιδιοτήτων του φωτός, τις οποίες μέτρησε μέσω ενός πρίσματος. Το 1670-1672. μελέτησε τη διάθλαση του φωτός, δείχνοντας πώς ένα πολύχρωμο φάσμα αναδιατάσσεται σε ένα ενιαίο λευκό φως χρησιμοποιώντας έναν φακό και ένα δεύτερο πρίσμα.

Ως αποτέλεσμα, ο Newton συνειδητοποίησε ότι το χρώμα σχηματίζεται λόγω της αλληλεπίδρασης των αντικειμένων που ήταν αρχικά χρωματισμένα. Επιπλέον, παρατήρησα ότι ο φακός οποιουδήποτε οργάνου υποφέρει από σκέδαση φωτός (χρωματική εκτροπή). Κατάφερε να λύσει τα προβλήματα χρησιμοποιώντας τηλεσκόπιο με καθρέφτη. Η εφεύρεσή του θεωρείται το πρώτο μοντέλο ανακλαστικού τηλεσκοπίου.

Εκτός…

Του πιστώνεται επίσης η διατύπωση του εμπειρικού νόμου της ψύξης και η μελέτη της ταχύτητας του ήχου. Από την πρότασή του, εμφανίστηκε ο όρος "Νευτώνειο ρευστό" - μια περιγραφή οποιουδήποτε ρευστού όπου οι ιξώδεις τάσεις είναι γραμμικά ανάλογες με το ρυθμό μετασχηματισμού του.

Ο Νεύτων αφιέρωσε πολύ χρόνο στην έρευνα όχι μόνο των επιστημονικών αξιωμάτων, αλλά και της βιβλικής χρονολογίας και εισήχθη στην αλχημεία. Ωστόσο, πολλά έργα εμφανίστηκαν μόνο μετά το θάνατο του επιστήμονα. Έτσι, ο Ισαάκ Νεύτων θυμάται όχι μόνο ως ταλαντούχος φυσικός, αλλά και ως φιλόσοφος.

Τι οφείλουμε στον Ισαάκ Νεύτωνα; Οι ιδέες του ήταν πρωτοποριακές όχι μόνο για εκείνη την εποχή, αλλά χρησίμευσαν και ως αφετηρίες για όλους τους μετέπειτα επιστήμονες. Προετοίμασε γόνιμο έδαφος για νέες ανακαλύψεις και ενέπνευσε την εξερεύνηση αυτού του κόσμου. Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι ο Ισαάκ Νεύτων είχε οπαδούς που ανέπτυξαν τις ιδέες και τις θεωρίες του. Εάν ενδιαφέρεστε να μάθετε περισσότερα, ο ιστότοπος έχει μια βιογραφία του Isaac Newton, η οποία παρουσιάζει την ημερομηνία γέννησης και θανάτου (σύμφωνα με το νέο και παλιό στυλ), τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις, καθώς και ενδιαφέροντα στοιχεία για τον μεγαλύτερο φυσικό.