Isaac Newton oktatása. A nagy tudós Isaac Newton

A nagy angol fizikus, matematikus és csillagász. A „Természetfilozófia matematikai alapelvei” (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) című alapmű szerzője, amelyben leírta az egyetemes gravitáció törvényét és az úgynevezett Newton-törvényeket, amelyek lefektették a klasszikus mechanika alapjait. Kidolgozta a differenciál- és integrálszámítást, a színelméletet és sok más matematikai és fizikai elméletet.

Isaac Newton, egy kicsi, de virágzó gazda fia Woolsthorpe faluban (Lincolnshire) született Galilei halálának évében és a polgárháború előestéjén. Newton apja nem élte meg fia születését. A fiú betegen, koraszülötten született, de túlélte és 84 évig élt. Newton a sors különleges jelének tartotta a karácsonyi születés tényét.

A fiú patrónusa anyai nagybátyja, William Ayscough volt. Az iskola elvégzése (1661) után Newton belépett a Trinity College-ba (College of the Holy Trinity) a Cambridge-i Egyetemen. Erőteljes jelleme már ekkor formát öltött – tudományos aprólékosság, a dolgok mélyére akarás, a megtévesztés és az elnyomás iránti intolerancia, a közhírnév iránti közömbösség. Gyermekkorában Newton a kortársak szerint visszahúzódó és elszigetelt volt, szeretett olvasni és műszaki játékokat készíteni: órát, malmot stb.

Nyilvánvalóan Newton munkájának tudományos támogatása és inspirációja nagyrészt a fizikusok: Galileo, Descartes és Kepler volt. Newton azzal fejezte be munkájukat, hogy egy univerzális világrendszerré egyesítette őket. Más matematikusok és fizikusok kisebb, de jelentős befolyással bírtak: Euclid, Fermat, Huygens, Mercator, Wallis. Természetesen nem lehet alábecsülni közvetlen tanára, Barrow hatalmas befolyását.

Úgy tűnik, hogy Newton matematikai felfedezései jelentős részét még diákként, az 1664-1666-os „csapásévekben” tette. 23 évesen már folyékonyan ismerte a differenciál- és integrálszámítás módszereit, beleértve a függvények soros bővítését és azt, amit később Newton-Leibniz képletnek neveztek. Ugyanakkor elmondása szerint felfedezte az univerzális gravitáció törvényét, vagy inkább meggyőződött arról, hogy ez a törvény Kepler harmadik törvényéből következik. Ezenkívül ezekben az években Newton bebizonyította, hogy a fehér szín színek keveréke, levezette a „Newton-binomiális” képletet egy tetszőleges racionális kitevőre (beleértve a negatívakat is), stb.

1667: A járvány alábbhagy, és Newton visszatér Cambridge-be. A Trinity College ösztöndíjasává választották, majd 1668-ban mester lett.

1669-ben Newtont a matematika professzorává választották, Barrow utódját. Barrow továbbította Londonnak Newton "Analysis by Equations of Infinite Number of Terms" című munkáját, amely az elemzésben végzett legfontosabb felfedezései sűrített összefoglalását tartalmazza. Némi hírnevet szerzett Angliában és külföldön. Newton a mű teljes verzióját készíti elő, de még mindig nem talál kiadót. Csak 1711-ben adták ki.

Folytatódnak az optikai és színelméleti kísérletek. Newton a gömbi és kromatikus aberrációt vizsgálja. Hogy ezeket minimálisra csökkentse, vegyes visszaverő távcsövet épít (lencse és homorú gömbtükör, amit ő maga fényesít). Komolyan érdeklődik az alkímia iránt, és rengeteg kémiai kísérletet végez.

1672: A reflektor bemutatója Londonban – általánosan dicsérő vélemények. Newton híressé válik, és a Royal Society (Brit Tudományos Akadémia) tagjává választják. Később az ilyen kialakítású továbbfejlesztett reflektorok a csillagászok fő eszközeivé váltak, segítségükkel más galaxisokat, vöröseltolódásokat stb. fedeztek fel.

Vita tör ki a fény természetéről Hooke-kal, Huygens-szel és másokkal. Newton fogadalmat tesz a jövőre nézve: nem keveredik tudományos vitákba.

1680: Newton levelet kap Hooke-tól az univerzális gravitáció törvényének megfogalmazásával, amely az előbbiek szerint indoka volt a bolygómozgások meghatározásával foglalkozó munkájának (bár akkor egy ideig elhalasztották), amely a témát képezte. a Principia. Ezt követően Newton, valamilyen oknál fogva, talán arra gyanakodva, hogy Hooke illegálisan kölcsönvette Newton korábbi eredményeit, nem akarja itt elismerni Hooke érdemeit, de aztán beleegyezik, bár meglehetősen vonakodva és nem teljesen.

1684-1686: „A természetfilozófia matematikai alapelveiről” szóló munka (a teljes háromkötetes munka 1687-ben jelent meg). A karteziánusok világhírre és heves kritikákra tettek szert: az egyetemes gravitáció törvénye olyan hosszú távú cselekvést vezet be, amely nem egyeztethető össze Descartes-i elvekkel.

1696: Királyi rendelettel Newtont kinevezték a pénzverde felügyelőjévé (1699-től - igazgató). Erőteljesen folytatja a monetáris reformot, helyreállítva a brit monetáris rendszerbe vetett bizalmat, amelyet elődei alaposan elhanyagoltak.

1699: nyílt elsőbbségi vita kezdete Leibnizzel, amelyben még az uralkodó személyek is érintettek. Ez az abszurd veszekedés két zseni között nagyon sokba került a tudománynak – az angol matematikai iskola hamarosan egy egész évszázadra elsorvadt, az európai iskola pedig figyelmen kívül hagyta Newton számos kiemelkedő ötletét, és sokkal később fedezte fel újra. A kontinensen Newtont azzal vádolták, hogy ellopta Hooke, Leibniz és Flamsteed csillagász eredményeit, valamint eretnekséggel. Még Leibniz halála (1716) sem oltotta ki a konfliktust.

1703: Newtont megválasztják a Royal Society elnökévé, amelyet húsz évre irányít.

1705: Anna királynő lovaggá üti Newtont. Mostantól ő Sir Isaac Newton. Az angol történelemben először ítélték oda a lovagi címet tudományos érdemekért.

Newton élete utolsó éveit az Ancient Kingdoms Chronology of Ancient Kingdoms megírásának szentelte, amelyen körülbelül 40 évig dolgozott, és az Elemek harmadik kiadásának előkészítésére.

1725-ben Newton egészsége érezhetően romlani kezdett (kőkór), és a Londonhoz közeli Kensingtonba költözött, ahol 1727. március 20-án (31-én) éjszaka, álmában halt meg.

Sírján a következő felirat olvasható:

Itt fekszik Sir Isaac Newton, a nemes, aki szinte isteni elméjével elsőként bizonyította a matematika fáklyájával a bolygók mozgását, az üstökösök útját és az óceánok árapályát.

Vizsgálta a fénysugarak különbségét és az egy időben megjelenő színek különböző tulajdonságait, amit korábban senki sem sejtett. A természet, az ókor és a Szentírás szorgalmas, bölcs és hű értelmezője, filozófiájával megerősítette a Mindenható Isten nagyságát, készségével pedig az evangéliumi egyszerűséget fejezte ki.

Örüljenek a halandók, hogy létezett az emberi faj ilyen ékessége.

Newtonról nevezték el:

kráterek a Holdon és a Marson;

SI erőegység.

A Newtonnak 1755-ben a Trinity College-ban felállított szobor Lucretius következő verseit tartalmazza:

Qui genus humanum ingenio superavit (intelligenciájában felülmúlta az emberi fajt)

Tudományos tevékenység

A fizikában és a matematikában új korszak társul Newton munkásságához. Erőteljes analitikai módszerek jelennek meg a matematikában, áttörés van az elemzés és a matematikai fizika fejlődésében. A fizikában a természet tanulmányozásának fő módszere a természeti folyamatok megfelelő matematikai modelljeinek felépítése és e modellek intenzív kutatása az új matematikai apparátus teljes erejének szisztematikus felhasználásával. Az ezt követő évszázadok bebizonyították ennek a megközelítésnek a kivételes termékenységét.

A. Einstein szerint „Newton volt az első, aki olyan elemi törvényeket próbált megfogalmazni, amelyek a természetben zajló folyamatok széles osztályának időbeli lefolyását nagyfokú teljességgel és pontossággal határozzák meg” és „... műveivel mélyreható és erős befolyást gyakorol az egész világkép egészére.”

Matematikai elemzés

Newton G. Leibnizzel egyidejűleg (kicsit korábban) és tőle függetlenül fejlesztette ki a differenciál- és integrálszámítást.

Newton előtt az infinitezimális műveleteket nem kapcsolták egyetlen elméletbe, és izolált zseniális technikák jellegével bírtak (lásd az oszthatatlanok módszere), legalábbis nem volt publikált szisztematikus megfogalmazás és az analitikai technikák ereje olyan összetett problémák megoldására, mint a problémák. az égi mechanika a maguk teljességében. A matematikai elemzés létrehozása a releváns problémák megoldását nagymértékben technikai szintre redukálja. Fogalmak, műveletek és szimbólumok komplexuma jelent meg, amely a matematika további fejlődésének kiindulópontja lett. A következő évszázad, a 18. század az elemzési módszerek gyors és rendkívül sikeres fejlődésének évszázada volt.

Úgy tűnik, Newton a különbségi módszereken keresztül jutott el az elemzés gondolatához, amelyet alaposan és mélyen tanulmányozott. Igaz, Newton „Elveiben” szinte nem használt infinitezimálisokat, ragaszkodva az ősi (geometriai) bizonyítási módszerekhez, de más munkákban szabadon alkalmazta azokat.

A differenciál- és integrálszámítás kiindulópontja Cavalieri és különösen Fermat munkái voltak, akik már tudták (algebrai görbék esetében) az érintők rajzolását, a szélsőségek, az inflexiós pontok és a görbületek meghatározását, valamint a szakaszának területének kiszámítását. . Más elődök mellett maga Newton Wallist, Barrow-t és James Gregory skót csillagászt nevezte el. Függvényfogalom még nem volt, minden görbét kinematikailag egy mozgó pont trajektóriájaként értelmezett.

Newton már diákként felismerte, hogy a differenciálás és az integráció kölcsönösen inverz műveletek (nyilván az első publikált munka, amely a területprobléma és az érintőprobléma kettősségének részletes elemzése formájában tartalmazza ezt az eredményt, Barrow Newton tanáré).

Newton csaknem 30 évig nem foglalkozott azzal, hogy publikálja az elemzés saját verzióját, bár leveleiben (különösen Leibniznek) szívesen megosztotta az elért eredményeit. Eközben Leibniz változata 1676 óta széles körben és nyíltan terjedt Európa-szerte. Csak 1693-ban jelent meg Newton változatának első bemutatása – Wallis algebráról szóló traktátusának melléklete formájában. El kell ismernünk, hogy Newton terminológiája és szimbolikája meglehetősen esetlen Leibnizéhez képest: fluxus (derivált), fluenta (antiderivált), nagyságnyomaték (differenciál) stb. Csak a Newton-féle „o” jelölés maradt meg egy infinitezimális dt-re. matematika (a betűt azonban korábban Gregory is használta ugyanebben az értelemben), és még egy pont a betű felett is az időre vonatkozó származék szimbólumaként.

Newton csak a „Görbék kvadratúrájáról” című művében (1704), „Optika” monográfiájának függelékében publikálta az elemzési elvek meglehetősen teljes kifejtését. Szinte az összes bemutatott anyag készen állt az 1670-1680-as években, de Gregory és Halley csak most vették rá Newtont a munka kiadására, amely 40 év elteltével Newton első nyomtatott elemzési munkája lett. Itt Newton bevezette a magasabb rendű származékokat, megtalálta a különböző racionális és irracionális függvények integráljainak értékeit, és példákat adott az elsőrendű differenciálegyenletek megoldására.

1711: 40 év után végre megjelenik az „Egyenletek elemzése végtelen számú taggal” c. Newton egyformán könnyedén tárja fel az algebrai és a „mechanikai” görbéket (cikloid, kvadratrix). Megjelennek a parciális deriváltak, de valamiért nincs szabály a tört és a komplex függvény megkülönböztetésére, bár Newton ismerte őket; Leibniz azonban már ekkor publikálta őket.

Ugyanebben az évben jelent meg a „Különbségek módszere”, ahol Newton egy interpolációs képletet javasolt egy n-edrendű parabola görbe egyforma vagy nem egyenlő távolságú abszcisszán adott pontokon való áthúzására (n + 1). Ez a Taylor-képlet különbségi analógja.

1736: A fluxusok módszere és a végtelen sorozatok posztumusz kiadják az utolsó munkát, amely jelentősen előrehaladott az „Egyenletek elemzéséhez” képest. Számos példa található szélsőségek, érintők és normálok meghatározására, sugarak és görbületi középpontok derékszögű és poláris koordinátákban történő kiszámítására, inflexiós pontok megtalálására stb.

Meg kell jegyezni, hogy Newton nemcsak teljesen kidolgozta az elemzést, hanem kísérletet tett annak elveinek szigorú alátámasztására is. Ha Leibniz hajlott a tényleges infinitezimálok gondolatára, akkor Newton (a Principiában) egy általános elméletet javasolt a korlátokhoz való áthaladásról, amelyet kissé virágosan az „első és utolsó viszonyok módszerének” nevezett. A modern „limes” kifejezést használják, bár ennek a kifejezésnek a lényegére nincs egyértelmű leírása, ami intuitív megértést jelent.

A határok elmélete az Elemek I. könyvében található 11 lemmában; egy lemma a II. könyvben is szerepel. Nincs határszámítás, nincs bizonyíték a határ egyediségére, és az infinitezimálisokkal való kapcsolata sem derült ki. Newton azonban helyesen mutat rá ennek a megközelítésnek az oszthatatlanok „durva” módszeréhez képest nagyobb szigorára.

Mindazonáltal a II. könyvben a momentumok (differenciálok) bevezetésével Newton ismét összekeveri a dolgot, valójában végtelenül kicsinyeknek tekinti őket.

Egyéb matematikai eredmények

Newton még diákéveiben tette meg első matematikai felfedezéseit: a 3. rendű algebrai görbék osztályozását (a 2. rendű görbéket Fermat tanulmányozta) és egy tetszőleges (nem feltétlenül egész) fokozat binomiális kiterjesztését, amelyből a Newton elmélet A végtelen sorozat kezdete – az elemzés új és hatékony eszköze. Newton a függvényelemzés fő és általános módszerének a sorozatbővítést tartotta, és ebben a kérdésben a mesteri magasságokig jutott. Sorozatokat használt táblázatok kiszámításához, egyenletek megoldásához (beleértve a differenciálisakat is), valamint a függvények viselkedésének tanulmányozására. Newton minden olyan funkcióhoz tudott bővítést szerezni, amely akkoriban szabványos volt.

1707-ben megjelent az „Univerzális aritmetika” című könyv. Számos numerikus módszert mutat be.

Newton mindig is nagy figyelmet fordított az egyenletek közelítő megoldására. Newton híres módszere lehetővé tette, hogy korábban elképzelhetetlen gyorsasággal és pontossággal megtalálják az egyenletek gyökereit (megjelent Wallis Algebrája, 1685). Newton iteratív módszerének modern formáját Joseph Raphson (1690) adta.

Figyelemre méltó, hogy Newtont egyáltalán nem érdekelte a számelmélet. Nyilvánvalóan a fizika sokkal közelebb állt hozzá a matematikához.

A gravitáció elmélete

Az egyetemes gravitációs erő gondolatát többször is kifejezték Newton előtt. Korábban Epikurosz, Kepler, Descartes, Huygens, Hooke és mások gondoltak rá. Kepler úgy vélte, hogy a gravitáció fordítottan arányos a Nap távolságával, és csak az ekliptika síkjában terjed ki; Descartes az éterben lévő örvények eredményének tekintette. Voltak azonban találgatások a helyes képlettel (Bulliald, Wren, Hooke), sőt egészen komolyan alátámasztva is (a centrifugális erőre vonatkozó Huygens-képlet és a körpályákra vonatkozó Kepler-féle harmadik törvény korrelációja). De Newton előtt senki sem tudta egyértelműen és matematikailag végérvényesen összekapcsolni a gravitáció törvényét (a távolság négyzetével fordítottan arányos erő) és a bolygómozgás törvényeit (Kepler törvényei).

Fontos megjegyezni, hogy Newton nem egyszerűen közzétett egy javasolt képletet az egyetemes gravitáció törvényére, hanem valójában egy teljes matematikai modellt javasolt a mechanika jól kidolgozott, teljes, explicit és szisztematikus megközelítésével összefüggésben:

a gravitáció törvénye;

mozgástörvény (Newton 2. törvénye);

a matematikai kutatás módszerrendszere (matematikai elemzés).

Összességében ez a triász elegendő az égitestek legbonyolultabb mozgásainak teljes tanulmányozására, ezáltal megteremtve az égi mechanika alapjait. Einstein előtt nem volt szükség alapvető módosításokra ezen a modellen, bár a matematikai apparátus nagyon sokat fejlődött.

Newton gravitációs elmélete sok éven át tartó vitát és kritikát váltott ki a hosszú távú cselekvés fogalmáról.

Az első érv a newtoni modell mellett a Kepler-féle empirikus törvények szigorú levezetése volt az alapján. A következő lépés az üstökösök és a Hold mozgásának elmélete volt, amelyet az „Elvek” tartalmaznak. Később a newtoni gravitáció segítségével az égitestek minden megfigyelt mozgását nagy pontossággal megmagyarázták; Ez Clairaut és Laplace nagy érdeme.

Newton elméletének első megfigyelhető korrekcióit a csillagászatban (amit az általános relativitáselmélet magyaráz) csak több mint 200 évvel később fedezték fel (a Merkúr perihéliumának eltolódása). Azonban a Naprendszeren belül is nagyon kicsik.

Newton az árapály okát is felfedezte: a Hold gravitációját (az árapályt már Galilei is centrifugális hatásnak tekintette). Sőt, miután sok évnyi adatot feldolgozott az árapály magasságáról, jó pontossággal kiszámította a Hold tömegét.

A gravitáció másik következménye a Föld tengelyének precessziója volt. Newton kiderítette, hogy a Föld pólusokon való meglapultsága miatt a Hold és a Nap vonzása hatására a Föld tengelye 26 000 éves időtartamú állandó lassú elmozduláson megy keresztül. Így a „napéjegyenlőségek várakozásának” ősi problémája (elsőként Hipparkhosz jegyezte meg) tudományos magyarázatot talált.

Optika és fényelmélet

Newton alapvető felfedezéseket tett az optikában. Ő építette meg az első tükörteleszkópot (reflektort), amelyben a tisztán lencsés teleszkópokkal ellentétben nem volt kromatikus aberráció. Felfedezte a fény diszperzióját is, kimutatta, hogy a fehér fény a prizmán áthaladó különböző színű sugarak eltérő törése miatt a szivárvány színeire bomlik, és lefektette a helyes színelmélet alapjait.

Ebben az időszakban számos spekulatív elmélet született a fényről és a színről; Alapvetően Arisztotelész ("a különböző színek a fény és a sötétség különböző arányú keveréke") és Descartes ("különböző színek jönnek létre, ha a fényrészecskék különböző sebességgel forognak") nézőpontjai között harcoltak. Hooke Micrographiájában (1665) az arisztotelészi nézetek egy változatát javasolta. Sokan úgy gondolták, hogy a szín nem a fény, hanem a megvilágított tárgy attribútuma. Az általános ellentmondást a 17. századi felfedezések sorozata súlyosbította: diffrakció (1665, Grimaldi), interferencia (1665, Hooke), kettős fénytörés (1670, Erasmus Bartholin, Huygens tanulmányozása), fénysebesség becslése (1675). , Roemer), jelentős fejlesztések a teleszkópokban. Mindezekkel a tényekkel nem volt összeegyeztethető fényelmélet.

Newton a Királyi Társaságnak mondott beszédében mind Arisztotelészt, mind Descartes-t cáfolta, és meggyőzően bizonyította, hogy a fehér fény nem elsődleges, hanem különböző törésszögű színes komponensekből áll. Ezek az alkatrészek elsődlegesek – Newton semmilyen trükkel nem tudta megváltoztatni a színüket. Így a szubjektív színérzékelés szilárd objektív alapot kapott - a törésmutatót.

Newton megalkotta a Hooke által felfedezett interferenciagyűrűk matematikai elméletét, amelyeket azóta Newton gyűrűinek neveznek.

1689-ben Newton leállította az optika területén végzett kutatásokat - egy széles körben elterjedt legenda szerint megfogadta, hogy nem publikál semmit ezen a területen Hooke élete során, aki folyamatosan az utóbbi számára fájdalmas kritikákkal zaklatta Newtont. Mindenesetre 1704-ben, a következő évben Hooke halála után megjelent az „Optika” című monográfia. A szerző élete során az „Optika”, akárcsak a „Principles”, három kiadáson és számos fordításon ment keresztül.

A monográfia első kötete a geometriai optika alapelveit, a fényszórás tanát és a fehér szín kompozícióját tartalmazta különféle alkalmazási területeken.

Második könyv: fény interferencia vékony lemezekben.

Harmadik könyv: a fény diffrakciója és polarizációja. Newton a kettős törés során bekövetkező polarizációt közelebb magyarázta az igazsághoz, mint Huygens (a fény hullámtermészetének támogatója), bár magának a jelenségnek a magyarázata nem sikerült, a fényemissziós elmélet szellemében.

Newtont gyakran a fény korpuszkuláris elméletének hívének tartják; Valójában, mint általában, „nem talált ki hipotéziseket”, és készséggel elismerte, hogy a fény az éterben lévő hullámokkal is kapcsolatba hozható. Newton monográfiájában részletesen leírta a fényjelenségek matematikai modelljét, figyelmen kívül hagyva a fény fizikai hordozójának kérdését.

Egyéb művek a fizikából

Newton volt az első, aki a Boyle-Mariotte törvény alapján meghatározta a hangsebességet egy gázban.

Megjósolta a Föld laposodását a sarkoknál, körülbelül 1:230-at. Ugyanakkor Newton homogén folyadékmodellt használt a Föld leírására, alkalmazta az egyetemes gravitáció törvényét és figyelembe vette a centrifugális erőt. Ugyanakkor Huygens hasonló számításokat végzett hasonló alapon: a gravitációt úgy tekintette, mintha forrása a bolygó középpontjában lenne, mivel láthatóan nem hitt a gravitációs erő egyetemes természetében, vagyis végső soron nem vette figyelembe a bolygó deformált felszíni rétegének gravitációját. Ennek megfelelően Huygens a Newton-féle 1:576-nál kisebb kompressziót jósolt. Sőt, Cassini és más karteziánusok azzal érveltek, hogy a Föld nincs összenyomva, hanem citromszerűen kidudorodik a sarkokon. Ezt követően, bár nem azonnal (az első mérések pontatlanok voltak), a közvetlen mérések (Clerot, 1743) megerősítették Newton helyességét; A tényleges tömörítés 1:298. Ez az érték azért különbözik attól, amit Newton javasolt a Huygens-féle javára, mert a homogén folyadék modellje még mindig nem teljesen pontos (a sűrűség a mélységgel észrevehetően növekszik). Pontosabb elmélet, amely kifejezetten figyelembe vette a sűrűség mélységtől való függőségét, csak a 19. században alakult ki.

Egyéb munkák

A jelenlegi tudományos (fizikai és matematikai) hagyományt megalapozó kutatásokkal párhuzamosan Newton sok időt szentelt az alkímiának, valamint a teológiának. Nem publikált alkímiáról szóló művet, és ennek a hosszú távú hobbinak az egyetlen ismert eredménye Newton súlyos megmérgezése volt 1691-ben.

Paradox, hogy Newton, aki sok éven át dolgozott a Szentháromság Kollégiumában, láthatóan maga sem hitt a Szentháromságban. Teológiai munkáinak kutatói, mint például L. More, úgy vélik, hogy Newton vallási nézetei közel álltak az arianizmushoz.

Newton a bibliai kronológia saját változatát javasolta, és jelentős számú kéziratot hagyott hátra ezekről a kérdésekről. Emellett kommentárt írt az Apokalipszishez. Newton teológiai kéziratait jelenleg Jeruzsálemben, a Nemzeti Könyvtárban őrzik.

Isaac Newton titkos művei

Mint ismeretes, Isaac nem sokkal élete vége előtt megcáfolta az általa felhozott összes elméletet, és elégette a cáfolat titkát rejtő iratokat: egyesek nem kételkedtek afelől, hogy minden pontosan így van, míg mások úgy vélik, hogy az ilyen cselekedetek. egyszerűen abszurd lenne azt állítani, hogy az archívum tele van dokumentumokkal, de csak néhány kiválasztotté...

Sir Isaac Newton (1642. december 25. – 1727. március 20.) a világ leghíresebb angol matematikusa, fizikusa és csillagásza volt. A klasszikus fizika megalapítójának és ősének tekintik, mivel egyik művében - „A természetfilozófia matematikai alapelvei” - Newton felvázolta a mechanika három törvényét, és bebizonyította az egyetemes gravitáció törvényét, amely segített a klasszikus mechanikának messze előrelépni.

Gyermekkor

Isaac Newton december 25-én született Woolsthorpe kisvárosában, Lincolnshire megyében. Édesapja átlagos, de nagyon sikeres gazda volt, aki nem élte meg fia születését, és pár hónappal ez előtt az esemény előtt meghalt a fogyasztás súlyos formája miatt.

Az apa tiszteletére a gyermeket Isaac Newtonnak nevezték el. Így döntött az édesanya, aki sokáig gyászolta elhunyt férjét, és remélte, hogy fia nem ismétli meg tragikus sorsát.

Annak ellenére, hogy Isaac az esedékes időpontban született, a fiú nagyon beteg és gyenge volt. Egyes feljegyzések szerint pont emiatt nem merték megkeresztelni, de amikor a gyerek kicsit nagyobb lett és megerősödött, a keresztelés mégis megtörtént.

Newton eredetéről két változat született. Korábban a bibliográfusok biztosak voltak abban, hogy ősei nemesek voltak, akik Angliában éltek a távoli időkben.

Az elméletet azonban később megcáfolták, amikor az egyik helyi településen kéziratokra bukkantak, amiből a következő következtetést vonták le: Newtonnak egyáltalán nem voltak arisztokrata gyökerei, ellenkezőleg, a parasztok legszegényebb részéből származott.

A kéziratok azt mondták, hogy ősei gazdag földbirtokosoknak dolgoztak, majd miután elegendő pénzt halmoztak fel, vettek egy kis telket, és yeomen-ek (teljes földbirtokosok) lettek. Ezért mire Newton apja megszületett, ősei helyzete valamivel jobb volt, mint korábban.

1646 telén Newton anyja, Anna Ayscough másodszor is férjhez megy egy özvegyhez, és további három gyermek születik. Mivel a mostohaapa keveset kommunikál Isaac-al, és gyakorlatilag nem veszi észre, egy hónap múlva már anyánál is kivehető hasonló hozzáállás a gyermekhez.

Elhidegül saját fiával szemben is, emiatt az amúgy is mogorva és zárkózott fiú még jobban elidegenedik, nem csak a családban, hanem a körülötte lévő osztálytársaktól, barátoktól is.

1653-ban Isaac mostohaapja meghal, teljes vagyonát újdonsült családjára és gyermekeire hagyva. Úgy tűnik, hogy az anyának most sokkal több időt kell szentelnie a gyermeknek, de ez nem történik meg. Éppen ellenkezőleg, most már férje egész háztartása az ő kezében van, valamint a gondozást igénylő gyerekek. És annak ellenére, hogy a vagyon egy része továbbra is Newtonhoz megy, ő, mint korábban, nem kap figyelmet.

Ifjúság

1655-ben Isaac Newton az otthona közelében található Grantham Iskolába jár. Mivel ebben az időszakban gyakorlatilag nincs kapcsolata édesanyjával, közel kerül a helyi gyógyszerészhez, Clarkhoz, és hozzá költözik. De szabadidejében nem szabad nyugodtan tanulnia és különféle mechanizmusokkal bütykölni (egyébként ez volt Isaac egyetlen szenvedélye). Hat hónappal később édesanyja erőszakkal elviszi az iskolából, visszaküldi a birtokra, és megpróbálja átruházni rá a háztartás vezetésével kapcsolatos saját felelősségét.

Úgy vélte, így nem csak fiának tud tisztességes jövőt biztosítani, hanem a saját életét is sokkal könnyebbé teheti. A kísérlet azonban kudarcot vallott - a menedzsment nem volt érdekes a fiatalember számára. A birtokon csak olvasott, új mechanizmusokat talált ki és verseket próbált alkotni, s minden megjelenésével megmutatta, hogy nem fog beleavatkozni a gazdaságba. Felismerve, hogy nem kell várnia fia segítségére, az anya megengedi neki, hogy továbbtanuljon.

1661-ben, miután befejezte tanulmányait a Grantham School-ban, Newton belépett Cambridge-be, és sikeresen letette a felvételi vizsgákat, majd beiratkozott a Trinity College-ba, mint „sizer” (olyan diák, aki nem fizet a tanulmányaiért, hanem azzal keresi meg). magát az intézményt vagy annak gazdagabb diákjait szolgálja ki).

Isaac egyetemi végzettségéről meglehetősen keveset tudunk, ezért a tudósok számára rendkívül nehéz volt rekonstruálni életének ezt az időszakát. Ismeretes, hogy az instabil politikai helyzet negatívan hatott az egyetemre: tanárokat bocsátottak el, a hallgatói kifizetések késtek, az oktatási folyamat pedig részben elmaradt.

A tudományos tevékenység kezdete

Newton 1664-ig a munkafüzeteiben és személyes naplójában szereplő saját feljegyzései szerint nem látott hasznot vagy kilátásokat egyetemi képzésében. 1664 azonban fordulópontot jelentett számára. Először Isaac összeállítja a környező világ problémáinak listáját, amely 45 pontból áll (egyébként a jövőben nem egyszer jelennek meg hasonló listák kéziratainak lapjain).

Aztán találkozik egy új matematikatanárral (és később a legjobb barátjával), Isaac Barrow-val, akinek köszönhetően különleges szeretete alakul ki a matematika tudományok iránt. Ugyanakkor megteszi első felfedezését - egy tetszőleges racionális kitevőhöz binomiális kiterjesztést hoz létre, melynek segítségével bizonyítja egy függvény kiterjesztésének létezését egy végtelen sorozatban.

1686-ban Newton megalkotta az egyetemes gravitáció elméletét, amely később Voltaire-nek köszönhetően titokzatos és kissé humoros karaktert kapott. Isaac baráti viszonyban volt Voltaire-rel, és szinte minden elméletét megosztotta vele. Egy nap ebéd után a parkban ültek egy fa alatt, és az univerzum lényegéről beszélgettek. És ebben a pillanatban Newton hirtelen bevallja egy barátjának, hogy az univerzális gravitáció elmélete pontosan ugyanabban a pillanatban jutott el hozzá - pihenés közben.

„Annyira meleg és jó volt a délutáni idő, hogy mindenképpen ki akartam menni a friss levegőre, az almafák alá. És abban a pillanatban, amikor teljesen elmerülve ültem a gondolataimban, leesett az egyik ágról egy nagy alma. És azon tűnődtem, vajon miért esik függőlegesen az összes tárgy lefelé?.

Isaac Newton további tudományos munkája nem csupán gyümölcsöző volt. Állandó levelezésben állt számos híres tudóssal, matematikussal, csillagászsal, biológussal és fizikussal. Olyan műveket írt, mint „A fény és színek új elmélete” (1672), „Testek mozgása pályán” (1684), „Optika vagy traktátus a fény tükröződéseiről, fénytöréseiről, hajlításairól és színeiről” (1704), „ Harmadik rendű vonalak felsorolása" (1707), "Elemzés végtelen számú tagú egyenletek segítségével" (1711), "Különbségek módszere" (1711) és még sok más.

Ebben a cikkben Isaac Newton rövid életrajzát ismertetjük.

Isaac Newton rövid életrajza

Isaac Newton- angol matematikus, csillagász, fizikus, szerelő, aki lefektette a klasszikus mechanika alapjait. Elmagyarázta az égitestek mozgását - a bolygók a Nap és a Hold körül a Föld körül. Leghíresebb felfedezése az egyetemes gravitáció törvénye volt

Született 1642. december 25évekig egy gazdálkodó családban a Grantham melletti Woolsthorpe városában. Az apja meghalt, mielőtt ő megszületett volna. 12 éves korától a Grantham Schoolban tanult. Akkoriban Clark gyógyszerész házában élt, ami felébreszthette benne a vágyat a kémiai tudományok iránt.

1661-ben beiratkozott a Cambridge-i Egyetem Trinity College-ba, majd 1665-ben végzett a főiskolán, és Newton főiskolai diplomát kapott. 1665–67, a pestisjárvány idején szülőfalujában, Woolsthorpe-ban tartózkodott; Ezek az évek voltak a legtermékenyebbek Newton tudományos munkásságában.

1665-1667-ben Newton olyan ötleteket dolgozott ki, amelyek elvezették a differenciál- és integrálszámítás megalkotásához, a visszaverő távcső feltalálásához (1668-ban saját maga készítette) és az egyetemes gravitáció törvényének felfedezéséhez. Itt végzett kísérleteket a fény lebomlásával (diszperziójával) és ekkor vázolta fel Newton a további tudományos fejlődés programját.

1668-ban sikeresen megvédte magiszteri fokozatát, és a Trinity College vezető tagja lett.

1889-ben megkapja a Cambridge-i Egyetem egyik tanszékét: a Lucasian Chair of Mathematics.

1671-ben Newton megépítette második fényvisszaverő távcsövét, amely nagyobb és jobb minőségű volt, mint az első. A távcső bemutatása erős benyomást tett kortársaira, és nem sokkal ezután (1672 januárjában) Newtont a Londoni Királyi Társaság – az Angol Tudományos Akadémia – tagjává választották.

Szintén 1672-ben Newton bemutatta a fény és a színek új elméletével kapcsolatos kutatásait a Londoni Királyi Társaságnak, amely heves vitákat váltott ki Robert Hooke-kal. Newtonnak a legkiválóbb kísérletekkel alátámasztott elképzelései voltak a monokromatikus fénysugarakról és tulajdonságaik periodicitásáról, 1687-ben publikálta grandiózus művét „Mathematical Principles of Natural Philosophy” („Principles”).

1696-ban királyi rendelettel Newtont kinevezték a pénzverde őrévé. Energikus reformja gyorsan helyreállítja az Egyesült Királyság monetáris rendszerébe vetett bizalmat. 1703 - Newton megválasztása a Royal Society elnökévé, melyet 20 évig irányított 1703 - Anne királynő tudományos érdemekért lovaggá ütötte Newtont Élete utolsó éveiben sok időt szentelt a teológiának, valamint az ókori és bibliai történelemnek.

Sok felsőoktatási intézményben látható Isaac Newton, a híres matematikus és fizikus portréja (ez a tudós alkímiát is tanult). A tudós apja földműves volt. Isaac gyakran volt beteg, társai elkerülték, és a nagymamája nevelte fel. A leendő tudós a Grantham Schoolban tanult, és 1661-ben belépett a jól ismert Cambridge-i Egyetem Holy Trinity College-jába (ma Trinity College). 1665-ben Newton agglegény, három évvel később mester lett. Tanulmányai során Isaac kísérleteket végzett, és reflektáló távcsövet tervezett.

Isaac 1687-ben publikálta a természetfilozófia matematikai alapelveinek szentelt munkáját, amelyben leírta a dinamika törvényeit, valamint a gázok és folyadékok ellenállásának vizsgálatának alapjait. Isaac több mint harminc évig volt a fizika és matematika tanszék vezetője Cambridge-ben, és a tizennyolcadik század elején Anne királynő lovagi címet adományozott Newtonnak. Isaac hosszú évtizedeken át komoly anyagi nehézségekkel küzdött, és csak 1695-ben javult anyagi helyzete, miután megüresedett a pénzverde gondnoka helyén.

Isaac Newtont több mint két évszázada az egyik leghíresebb tudósnak tartják. Élete során jelentős mértékben hozzájárult számos modern tudományhoz. Megfogalmazta a klasszikus mechanika legfontosabb törvényeit és elmagyarázta az égitestek mozgási mechanizmusát. 1692-ben a tudós mentális zavarban szenvedett, amelyet egy tűz okozta, amely kéziratainak jelentős részét elpusztította. A betegség elmúltával Newton folytatta a természettudományok tanulmányozását, de kisebb intenzitással.

Newton több mint nyolcvan évet élt. Izsák élete utolsó éveiben sok órát szentelt a teológiának, valamint a bibliai történelemnek. A nagy tudós maradványait a Westminster-apátságban temették el.

Eredmény és magánélet

Isaac Newton életrajza a fő dologról

Isaac Newton (1642-1727) neve aranybetűkkel szerepel a világtudomány történetében, ő tette a legnagyobb felfedezéseket a fizikában, csillagászatban, mechanikában, matematikában - a mechanika alapvető posztulátumainak megfogalmazását, a felfedezést. Az univerzális gravitáció jelenségéről az angol tudós az optika és az akusztika területén is megalapozta a későbbi tudományos fejlesztéseket. Newton a fizikai kísérletek mellett az alkímia és a történelem szakértője is volt. A tudós tevékenységét gyakran rosszul értékelték kortársai, de ma már szabad szemmel is látható, hogy tudományos nézetei jelentősen meghaladták a középkori tudomány szintjét.

Isaac 1642-ben született az angol Woolsthorpe faluban (Lincolnshire) egy szegény farmer családjában. A fiú meglehetősen gyenge és beteges volt, testileg gyenge volt, a nagymamája nevelte, nagyon visszahúzódó és barátságtalan volt. A fiú 12 évesen Granthamben lépett iskolába, hat évvel később, a diploma megszerzése után a Cambridge-i Egyetemre került, ahol maga I. Barrow, egy híres tudós és matematikus tanította.

1665-ben Newton főiskolai diplomát szerzett, és 1667-ig szülőhelyén, Woolsthorpe-ban tartózkodott: ebben az időszakban a tudós aktívan részt vett a tudományos fejlesztésekben - a fény lebontásával kapcsolatos kísérletekben, a visszaverő távcső feltalálásában, a fényvisszaverő távcső felfedezésében. egyetemes gravitáció törvénye stb. 1668-ban a tudós visszatért szülő egyetemére, ott mesteri fokozatot szerzett, és I. Barrow támogatásával szülő egyeteme fizika és matematika tanszékét vezette (1701-ig).

Nem sokkal később, 1672-ben a fiatal feltaláló a világ egyik legnagyobb tudományos közösségének tagja lett Londonban. 1687-ben jelent meg legambiciózusabb munkája „A természetfilozófia matematikai alapelvei” címmel, ahol a tudós általánosította a korábbi tudósok (Galileo Galilei, Rene Descartes, Christian Huygens stb.) által felhalmozott tudományos tapasztalatokat, valamint önálló tudományos következtetéseket, ill. megalkotta az egységes rendszermechanikát, amely a mai napig a fizika mint tudomány alapja.

Továbbá I. Newton megfogalmazta a híres 3 posztulátumot, axiómát, amelyeket ma „Newton három törvényeként” ismerünk: a tehetetlenségi törvényt, a dinamika alaptörvényét, az egyenlőség törvényét két anyagi test kölcsönhatásában. A „természetfilozófia matematikai alapelvei” óriási szerepet játszottak a fizika fejlődésében, lendületet adtak a matematika, a mechanika, az optika további tanulmányozásának 1689-ben meghalt Isaac Newton édesanyja, 1692-ben tűz ütött ki, amely nagyszámú tudományt pusztított el. a tudós tudományos fejleményei – ezek az események váltak a feltaláló nagy értelmi zavarának okaivá, ebben az időszakban tudományos tevékenysége hanyatlott.

1695-ben Newtont közszolgálatra hívták, az állami pénzverde felügyelője lett, és felügyelte az érmék verését a királyságban. A koronáért tett szolgálataiért a tudós 1699-ben megkapta a pénzverde igazgatója tiszteletbeli címet, és a Párizsi Tudományos Akadémia tagja is lett. A 18. század elején Isaac Newton hírneve csúcsán állt, a Londoni Királyi Társaság élén állt, majd 1705-ben lovagi címet kapott, vagyis nemesi címet kapott.

A tudós élete végén visszavonult a tudományos tevékenységtől, és 1725-ig állt közszolgálatban. A tudós egészségi állapota évről évre romlott: 1727 tavaszán a Londonhoz közeli Kensington városában hunyt el a kiváló tudós Isaac Newton az álmát. Halála után a tudóst nagy kitüntetésben részesítették, és a Westminster Abbeyben temették el az angol királyok és az állam kiemelkedő politikai vezetői mellé. Newton hozzájárulása a tudomány fejlődéséhez a mai napig felbecsülhetetlen, munkái alapvető alapot jelentenek a modern kutatók számára.

Nagy felfedezése a gyerekek számára

Érdekes tények és dátumok az életből

> Mit fedezett fel Isaac Newton?

Isaac Newton felfedezései– törvények és fizika az egyik legnagyobb zsenitől. Tanulmányozd az egyetemes gravitáció törvényét, a három mozgástörvényt, a gravitációt és a Föld alakját.

Isaac Newton(1642-1727) filozófusként, tudósként és matematikusként emlékezünk meg. Sokat tett idejéért, aktívan részt vett a tudományos forradalomban. Érdekes módon az ő nézetei, Newton törvényei és fizikája a halála után még 300 évig érvényesülnek. Valójában a klasszikus fizika megalkotója áll előttünk.

Ezt követően a „newtoni” szót beillesztik az elméleteivel kapcsolatos összes állításba. Isaac Newtont az egyik legnagyobb zseninek és legbefolyásosabb tudósnak tartják, akinek munkája számos tudományterületre kiterjedt. De mit köszönhetünk neki, és milyen felfedezéseket tett?

A mozgás három törvénye

Kezdjük a „Természetfilozófia matematikai alapelvei” című híres művével (1687), amely feltárta a klasszikus mechanika alapjait. Három mozgástörvényről beszélünk, amelyek a bolygók mozgásának Johannes Kepler által előadott törvényeiből származnak.

Az első törvény a tehetetlenség: a nyugalomban lévő tárgy nyugalomban marad, hacsak nem hat rá kiegyensúlyozatlan erő. A mozgásban lévő test továbbra is az eredeti sebességével és ugyanabban az irányban mozog, hacsak nem ütközik kiegyensúlyozatlan erővel.

Másodszor: a gyorsulás akkor következik be, amikor az erő befolyásolja a tömeget. Minél nagyobb a tömeg, annál nagyobb erő szükséges.

Harmadszor: minden cselekvéshez egyenlő és ellentétes reakció jár.

Univerzális gravitáció

Newtonnak köszönhetjük az egyetemes gravitáció törvényét. Arra a következtetésre jutott, hogy minden tömegpont vonz egy másikat egy olyan erő által, amely a két pontot metsző egyenes mentén irányul (F = G frac(m_1 m_2)(r^2)).

Ez a három gravitációs posztulátum segít neki megmérni az üstökösök, árapályok, napéjegyenlőségek és más jelenségek pályáját. Érvei eloszlatták a heliocentrikus modellel kapcsolatos utolsó kétségeket, és a tudományos világ elfogadta azt a tényt, hogy a Föld nem univerzális középpontként működik.

Mindenki tudja, hogy Newton a gravitációval kapcsolatos következtetéseire annak köszönhető, hogy egy alma a fejére esett. Sokan azt hiszik, hogy ez csak egy komikus újramondás, és a tudós fokozatosan fejlesztette ki a képletet. De Newton naplójának bejegyzései és kortársainak elbeszélései az almás áttörés mellett szólnak.

A Föld alakja

Isaac Newton úgy gondolta, hogy Földünk lapos gömb alakú. Később a feltételezés beigazolódik, de az ő idejében fontos információ volt, amely segített a tudományos világ nagy részének a karteziánus rendszerről a newtoni mechanikára való áthelyezésében.

A matematikai területen általánosította a binomiális tételt, hatványsorokat tanulmányozott, saját módszert dolgozott ki egy függvény gyökeinek közelítésére, és osztályokra osztotta a legtöbb görbe köbös síkot. Fejleményeit Gottfried Leibnizzel is megosztotta.

Felfedezései áttörést jelentettek a fizikában, a matematikában és a csillagászatban, elősegítve a tér szerkezetének képletek segítségével történő megértését.

Optika

1666-ban mélyebbre ásta az optikát. Az egész a fény tulajdonságainak tanulmányozásával kezdődött, amit egy prizmán keresztül mért meg. 1670-1672-ben. a fénytörést tanulmányozta, bemutatva, hogyan rendeződik át egy többszínű spektrum egyetlen fehér fénnyel egy lencse és egy második prizma segítségével.

Ennek eredményeként Newton rájött, hogy a szín az eredetileg színezett tárgyak kölcsönhatása miatt jön létre. Ezen kívül azt vettem észre, hogy minden műszer lencséje szenved a fényszórástól (kromatikus aberráció). Tükörrel ellátott teleszkóp segítségével sikerült megoldania a problémákat. Találmányát a fényvisszaverő távcső első modelljének tekintik.

Kívül…

Nevéhez fűződik a hűtés empirikus törvényének megfogalmazása és a hangsebesség tanulmányozása is. Javaslata alapján megjelent a „newtoni folyadék” kifejezés - minden olyan folyadék leírása, ahol a viszkózus feszültségek lineárisan arányosak az átalakulás sebességével.

Newton sok időt szentelt nemcsak a tudományos posztulátumok, hanem a bibliai kronológia kutatásának is, és bemutatkozott az alkímiában. Sok mű azonban csak a tudós halála után jelent meg. Isaac Newtonra tehát nemcsak tehetséges fizikusként, hanem filozófusként is emlékeznek.

Mivel tartozunk Isaac Newtonnak? Elképzelései nemcsak abban az időben voltak áttörést, hanem kiindulópontként szolgáltak minden későbbi tudós számára. Termékeny talajt készített az új felfedezésekhez és ihletett a világ felfedezéséhez. Nem meglepő, hogy Isaac Newtonnak voltak követői, akik kidolgozták elképzeléseit és elméleteit. Ha többet szeretne megtudni, az oldalon található Isaac Newton életrajza, amely bemutatja a születési és halálozási dátumot (az új és a régi stílus szerint), a legfontosabb felfedezéseket, valamint érdekességeket a legnagyobb fizikusról.