Educația Isaac Newton. Marele om de știință Isaac Newton
Marele fizician, matematician și astronom englez. Autorul lucrării fundamentale „Principii matematice ale filosofiei naturale” (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), în care a descris legea gravitației universale și așa-numitele legi ale lui Newton, care au pus bazele mecanicii clasice. A dezvoltat calculul diferențial și integral, teoria culorilor și multe alte teorii matematice și fizice.
Isaac Newton, fiul unui fermier mic, dar prosper, s-a născut în satul Woolsthorpe (Lincolnshire), în anul morții lui Galileo și în ajunul Războiului Civil. Tatăl lui Newton nu a trăit ca să-și vadă fiul născut. Băiatul s-a născut bolnav, prematur, dar totuși a supraviețuit și a trăit 84 de ani. Newton a considerat faptul de a fi născut de Crăciun un semn special al destinului.
Patronul băiatului era unchiul său matern, William Ayscough. După absolvirea școlii (1661), Newton a intrat în Trinity College (Colegiul Sfintei Treimi) la Universitatea din Cambridge. Chiar și atunci, caracterul său puternic a luat contur - meticulozitate științifică, dorința de a ajunge la fundul lucrurilor, intoleranță la înșelăciune și oprimare, indiferență față de faima publică. În copilărie, Newton, potrivit contemporanilor, era retras și izolat, îi plăcea să citească și să facă jucării tehnice: un ceas, o moară etc.
Aparent, suportul științific și inspirația pentru munca lui Newton au fost în mare parte fizicienii: Galileo, Descartes și Kepler. Newton și-a finalizat munca combinându-le într-un sistem universal al lumii. Alți matematicieni și fizicieni au avut o influență mai mică, dar semnificativă: Euclid, Fermat, Huygens, Mercator, Wallis. Desigur, influența enormă a profesorului său direct Barrow nu poate fi subestimată.
Se pare că Newton a făcut o parte semnificativă din descoperirile sale matematice când era încă student, în „anii ciumei” din 1664-1666. La vârsta de 23 de ani, era deja fluent în metodele de calcul diferențial și integral, inclusiv extinderea în serie a funcțiilor și ceea ce a fost numit mai târziu formula Newton-Leibniz. În același timp, potrivit lui, a descoperit legea gravitației universale, sau mai bine zis, s-a convins că această lege decurge din a treia lege a lui Kepler. În plus, în acești ani, Newton a demonstrat că culoarea albă este un amestec de culori, a derivat formula „binomul lui Newton” pentru un exponent rațional arbitrar (inclusiv cei negativi), etc.
1667: Ciuma se potolește și Newton se întoarce la Cambridge. A ales membru al Trinity College, iar în 1668 a devenit maestru.
În 1669, Newton a fost ales profesor de matematică, succesorul lui Barrow. Barrow a transmis la Londra „Analiză prin ecuații ale numărului infinit de termeni” a lui Newton, care conținea un rezumat condensat al unora dintre cele mai importante descoperiri ale sale în analiză. A câștigat o oarecare faimă în Anglia și în străinătate. Newton pregătește o versiune completă a acestei lucrări, dar încă nu poate găsi un editor. A fost publicată abia în 1711.
Experimentele în optică și teoria culorii continuă. Newton studiază aberația sferică și cromatică. Pentru a le reduce la minimum, el construiește un telescop reflectorizant mixt (lentila și oglindă sferică concavă, pe care le șlefuiește singur). Este serios interesat de alchimie și conduce o mulțime de experimente chimice.
1672: Demonstrația reflectorului la Londra - recenzii elogioase universale. Newton devine celebru și este ales membru al Societății Regale (Academia Britanică de Științe). Mai târziu, reflectoarele îmbunătățite ale acestui design au devenit principalele instrumente ale astronomilor, cu ajutorul lor au fost descoperite și alte galaxii, deplasări la roșu etc.
O controversă izbucnește asupra naturii luminii cu Hooke, Huygens și alții. Newton face un jurământ pentru viitor: să nu se implice în dispute științifice.
1680: Newton primește o scrisoare de la Hooke cu formularea legii gravitației universale, care, potrivit primei, a servit drept motiv pentru munca sa privind determinarea mișcărilor planetare (deși apoi amânată de ceva timp), care a format subiectul Principia. Ulterior, Newton, dintr-un motiv oarecare, suspectând probabil pe Hooke că a împrumutat ilegal unele rezultate anterioare ale lui Newton însuși, nu vrea să recunoască niciunul dintre meritele lui Hooke aici, dar apoi acceptă să facă acest lucru, deși destul de reticent și nu complet.
1684-1686: lucrare „Principii matematice ale filosofiei naturale” (întreaga lucrare în trei volume a fost publicată în 1687). Cartezienii au câștigat faimă în întreaga lume și critici acerbe: legea gravitației universale introduce o acțiune pe distanță lungă care este incompatibilă cu principiile lui Descartes.
1696: Prin decret regal, Newton a fost numit Director al Monetăriei (din 1699 - Director). El urmărește cu putere reforma monetară, restabilind încrederea în sistemul monetar britanic, care fusese complet neglijat de predecesorii săi.
1699: începutul unei dispute prioritare deschise cu Leibniz, în care au fost implicate chiar și domnii. Această ceartă absurdă între două genii a costat știința scump - școala de matematică engleză s-a ofilit în curând timp de un secol întreg, iar școala europeană a ignorat multe dintre ideile remarcabile ale lui Newton, redescoperindu-le mult mai târziu. Pe continent, Newton a fost acuzat că a furat rezultatele lui Hooke, Leibniz și astronomului Flamsteed, precum și de erezie. Nici chiar moartea lui Leibniz (1716) nu a stins conflictul.
1703: Newton este ales președinte al Societății Regale, pe care o conduce timp de douăzeci de ani.
1705: Regina Ana îl face cavaleri pe Newton. De acum înainte el este Sir Isaac Newton. Pentru prima dată în istoria Angliei, titlul de cavaler a fost acordat pentru meritul științific.
Newton și-a dedicat ultimii ani ai vieții scrierii Cronologiei regatelor antice, la care a lucrat timp de aproximativ 40 de ani, și pregătirii celei de-a treia ediții a Elementelor.
În 1725, starea de sănătate a lui Newton a început să se deterioreze considerabil (boala pietrelor) și s-a mutat la Kensington, lângă Londra, unde a murit noaptea, în somn, la 20 martie (31), 1727.
Inscripția de pe mormântul lui spune:
Aici zace Sir Isaac Newton, nobilul care, cu o minte aproape divină, a fost primul care a dovedit cu torța matematicii mișcarea planetelor, căile cometelor și mareele oceanelor.
El a investigat diferența dintre razele de lumină și diferitele proprietăți ale culorilor care apăreau în același timp, pe care nimeni nu le bănuise anterior. Tâlcuitor harnic, înțelept și credincios al naturii, al antichității și al Sfintei Scripturi, a afirmat cu filozofia sa măreția lui Dumnezeu Atotputernic, iar cu firea sa a exprimat simplitatea evanghelică.
Să se bucure muritorii că a existat o astfel de podoabă a rasei umane.
Numit după Newton:
cratere de pe Lună și Marte;
Unitatea de forță SI.
Statuia ridicată lui Newton în 1755 la Trinity College poartă următoarele versuri de la Lucretius:
Qui genus humanum ingenio superavit (El era superior rasei umane în inteligență)
Activitate științifică
O nouă eră în fizică și matematică este asociată cu munca lui Newton. Metode analitice puternice apar în matematică și există o descoperire în dezvoltarea analizei și a fizicii matematice. În fizică, principala metodă de studiere a naturii este construirea unor modele matematice adecvate ale proceselor naturale și cercetarea intensivă a acestor modele cu utilizarea sistematică a întregii puteri a noului aparat matematic. Secolele următoare au dovedit rodnicia excepțională a acestei abordări.
Potrivit lui A. Einstein, „Newton a fost primul care a încercat să formuleze legi elementare care determină cursul în timp al unei clase largi de procese din natură cu un grad ridicat de completitudine și acuratețe” și „... a avut cu lucrările sale o profundă și o influență puternică asupra întregii viziuni asupra lumii în ansamblu.”
Analiza matematică
Newton a dezvoltat calculul diferențial și integral simultan cu G. Leibniz (puțin mai devreme) și independent de el.
Înainte de Newton, operațiile cu infinitezimale nu erau legate într-o singură teorie și aveau caracterul unor tehnici ingenioase izolate (vezi Metoda indivizibililor), cel puțin nu exista o formulare sistematică publicată și puterea tehnicilor analitice pentru rezolvarea unor probleme atât de complexe precum problemele. a mecanicii cereşti în întregime. Crearea analizei matematice reduce rezolvarea problemelor relevante, în mare măsură, la nivel tehnic. A apărut un complex de concepte, operații și simboluri, care a devenit punctul de plecare pentru dezvoltarea ulterioară a matematicii. Secolul următor, secolul al XVIII-lea, a fost un secol de dezvoltare rapidă și extrem de reușită a metodelor analitice.
Aparent, Newton a venit la ideea analizei prin metode diferențiale, pe care le-a studiat pe larg și profund. Adevărat, în „Principiile” sale, Newton aproape că nu a folosit infinitezimale, aderând la metodele antice (geometrice) de demonstrare, dar în alte lucrări le-a folosit liber.
Punctul de plecare pentru calculul diferențial și integral au fost lucrările lui Cavalieri și în special a lui Fermat, care știau deja cum (pentru curbele algebrice) să deseneze tangente, să găsească extreme, puncte de inflexiune și curbura unei curbe și să calculeze aria segmentului acesteia. . Printre alți predecesori, Newton însuși i-a numit pe Wallis, Barrow și pe astronomul scoțian James Gregory. Nu exista încă un concept de funcție; el a interpretat toate curbele cinematic ca traiectorii unui punct în mișcare.
Deja ca student, Newton și-a dat seama că diferențierea și integrarea sunt operații reciproc inverse (se pare că prima lucrare publicată care conține acest rezultat sub forma unei analize detaliate a dualității problemei zonei și a problemei tangentei aparține profesorului lui Newton Barrow).
Timp de aproape 30 de ani, Newton nu s-a obosit să publice versiunea sa a analizei, deși în scrisori (în special către Leibniz) a împărtășit de bunăvoie o mare parte din ceea ce a realizat. Între timp, versiunea lui Leibniz s-a răspândit pe scară largă și deschis în toată Europa din 1676. Abia în 1693 a apărut prima prezentare a versiunii lui Newton - sub forma unui apendice la Tratatul de algebră al lui Wallis. Trebuie să admitem că terminologia și simbolismul lui Newton sunt destul de stângace în comparație cu cele ale lui Leibniz: fluxion (derivat), fluenta (antiderivat), moment de mărime (diferențial) etc. Doar notația lui Newton „o” pentru un dt infinitezimal a fost păstrată în matematică (cu toate acestea, această literă a fost folosită anterior de Grigore în același sens) și chiar un punct deasupra literei ca simbol al derivatului în raport cu timpul.
Newton a publicat o declarație destul de completă a principiilor analizei doar în lucrarea „On the Quadrature of Curves” (1704), un apendice la monografia sa „Optics”. Aproape tot materialul prezentat era gata în anii 1670-1680, dar abia acum Gregory și Halley l-au convins pe Newton să publice lucrarea, care, cu 40 de ani mai târziu, a devenit prima lucrare tipărită a lui Newton despre analiză. Aici, Newton a introdus derivate de ordin superior, a găsit valorile integralelor diferitelor funcții raționale și iraționale și a dat exemple de rezolvare a ecuațiilor diferențiale de ordinul I.
1711: „Analiză prin ecuații cu un număr infinit de termeni” este publicată în sfârșit, după 40 de ani. Newton explorează atât curbele algebrice, cât și „mecanice” (cicloidă, cuadratrice) cu aceeași ușurință. Apar derivate parțiale, dar din anumite motive nu există o regulă pentru diferențierea unei fracții și a unei funcții complexe, deși Newton le cunoștea; cu toate acestea, Leibniz le publicase deja la acea vreme.
În același an, a fost publicată „The Method of Differences”, unde Newton a propus o formulă de interpolare pentru a trasa prin (n + 1) puncte date cu abscise egal sau inegal distanțate ale unei curbe parabolice de ordinul al n-lea. Acesta este o diferență analogă a formulei lui Taylor.
1736: Lucrarea finală, „The Method of Fluxions and Infinite Series”, este publicată postum, semnificativ avansată în comparație cu „Analysis by Equations”. Sunt date numeroase exemple de găsire a extremelor, tangentelor și normalelor, calcularea razelor și centrelor de curbură în coordonate carteziene și polare, găsirea punctelor de inflexiune etc. În aceeași lucrare s-au efectuat cuadraturi și redresări ale diferitelor curbe.
Trebuie remarcat faptul că Newton nu numai că a dezvoltat analiza destul de pe deplin, dar a și încercat să-și fundamenteze cu strictețe principiile. Dacă Leibniz era înclinat către ideea infinitezimale reale, atunci Newton a propus (în Principia) o teorie generală a trecerii la limite, pe care a numit-o oarecum plin de „metoda primelor și ultimelor relații”. Este folosit termenul modern „limes”, deși nu există o descriere clară a esenței acestui termen, implicând o înțelegere intuitivă.
Teoria limitelor este expusă în 11 leme din Cartea I a Elementelor; o lemă se află și în cartea a II-a. Nu există o aritmetică a limitelor, nu există nicio dovadă a unicității limitei, iar legătura ei cu infinitezimale nu a fost dezvăluită. Cu toate acestea, Newton subliniază pe bună dreptate rigoarea mai mare a acestei abordări în comparație cu metoda „aspră” a indivizibililor.
Cu toate acestea, în Cartea a II-a, introducând momente (diferențiale), Newton confundă din nou problema, considerându-le de fapt drept infinitezimale reale.
Alte realizări matematice
Newton a făcut primele descoperiri matematice încă din anii săi de studenție: clasificarea curbelor algebrice de ordinul 3 (curbele de ordinul 2 au fost studiate de Fermat) și extinderea binomială a unui grad arbitrar (nu neapărat întreg), de la care teoria lui Newton a început serii infinite - un instrument nou și puternic de analiză. Newton a considerat expansiunea în serie ca fiind metoda principală și generală de analiză a funcțiilor și în această chestiune a atins culmile măiestriei. El a folosit seriile pentru a calcula tabele, a rezolva ecuații (inclusiv cele diferențiale) și a studia comportamentul funcțiilor. Newton a reușit să obțină expansiuni pentru toate funcțiile care erau standard la acea vreme.
În 1707, a fost publicată cartea „Aritmetica universală”. Prezintă o varietate de metode numerice.
Newton a acordat întotdeauna o mare atenție soluției aproximative a ecuațiilor. Faimoasa metodă a lui Newton a făcut posibilă găsirea rădăcinilor ecuațiilor cu o viteză și o precizie de neimaginat anterior (publicată în Wallis' Algebra, 1685). Metoda iterativă a lui Newton a primit forma sa modernă de Joseph Raphson (1690).
Este de remarcat faptul că Newton nu era deloc interesat de teoria numerelor. Aparent, fizica era mult mai aproape de matematică pentru el.
Teoria gravitației
Ideea însăși a forței universale a gravitației a fost exprimată în mod repetat înaintea lui Newton. Anterior, Epicur, Kepler, Descartes, Huygens, Hooke și alții s-au gândit la asta. Kepler credea că gravitația este invers proporțională cu distanța până la Soare și se extinde doar în planul ecliptic; Descartes îl considera rezultatul vârtejurilor din eter. Au existat, totuși, presupuneri cu formula corectă (Bulliald, Wren, Hooke), și chiar destul de serios fundamentate (folosind corelarea formulei lui Huygens pentru forța centrifugă și a treia lege a lui Kepler pentru orbitele circulare). Dar înainte de Newton, nimeni nu a fost capabil să conecteze clar și matematic în mod concludent legea gravitației (o forță invers proporțională cu pătratul distanței) și legile mișcării planetare (legile lui Kepler).
Este important de menționat că Newton nu a publicat pur și simplu o formulă propusă pentru legea gravitației universale, ci a propus de fapt un model matematic complet în contextul unei abordări bine dezvoltate, complete, explicite și sistematice a mecanicii:
legea gravitației;
legea mișcării (a 2-a lege a lui Newton);
sistem de metode de cercetare matematică (analiza matematică).
Luată împreună, această triadă este suficientă pentru un studiu complet al celor mai complexe mișcări ale corpurilor cerești, creând astfel bazele mecanicii cerești. Înainte de Einstein, nu au fost necesare modificări fundamentale la acest model, deși aparatul matematic a fost dezvoltat foarte semnificativ.
Teoria gravitației a lui Newton a provocat mulți ani de dezbateri și critici asupra conceptului de acțiune pe distanță lungă.
Primul argument în favoarea modelului newtonian a fost derivarea riguroasă a legilor empirice ale lui Kepler pe baza acestuia. Următorul pas a fost teoria mișcării cometelor și a Lunii, prezentată în „Principii”. Mai târziu, cu ajutorul gravitației newtoniene, toate mișcările observate ale corpurilor cerești au fost explicate cu mare precizie; Acesta este un mare merit al lui Clairaut și Laplace.
Primele corecții observabile ale teoriei lui Newton în astronomie (explicate prin relativitatea generală) au fost descoperite abia mai mult de 200 de ani mai târziu (schimbarea periheliului lui Mercur). Cu toate acestea, ele sunt, de asemenea, foarte mici în sistemul solar.
Newton a descoperit și cauza mareelor: gravitația Lunii (chiar și Galileo a considerat mareele ca fiind un efect centrifugal). Mai mult, după ce a procesat mulți ani de date privind înălțimea mareelor, el a calculat masa Lunii cu o bună acuratețe.
O altă consecință a gravitației a fost precesiunea axei pământului. Newton a aflat că din cauza aplatizării Pământului la poli, axa pământului suferă o deplasare lentă constantă cu o perioadă de 26.000 de ani sub influența atracției Lunii și Soarelui. Astfel, problema antică a „anticipării echinocțiilor” (remarcată pentru prima dată de Hiparh) a găsit o explicație științifică.
Optica și teoria luminii
Newton a făcut descoperiri fundamentale în optică. El a construit primul telescop cu oglindă (reflector), în care, spre deosebire de telescoapele pur cu lentilă, nu exista aberație cromatică. De asemenea, a descoperit dispersia luminii, a arătat că lumina albă este descompusă în culorile curcubeului datorită refracției diferite a razelor de diferite culori atunci când trec printr-o prismă și a pus bazele teoriei corecte a culorilor.
În această perioadă au existat multe teorii speculative despre lumină și culoare; Practic, s-au luptat între punctele de vedere ale lui Aristotel („diferitele culori sunt un amestec de lumină și întuneric în proporții diferite”) și Descartes („diferitele culori sunt create atunci când particulele de lumină se rotesc cu viteze diferite”). Hooke, în Micrographia (1665), a propus o variantă a vederilor aristotelice. Mulți credeau că culoarea nu este un atribut al luminii, ci al unui obiect iluminat. Discordia generală a fost agravată de o cascadă de descoperiri în secolul al XVII-lea: difracția (1665, Grimaldi), interferența (1665, Hooke), dubla refracție (1670, Erasmus Bartholin, studiat de Huygens), estimarea vitezei luminii (1675). , Roemer), îmbunătățiri semnificative ale telescoapelor. Nu exista nicio teorie a luminii compatibilă cu toate aceste fapte.
În discursul său la Societatea Regală, Newton l-a respins atât pe Aristotel, cât și pe Descartes și a demonstrat în mod convingător că lumina albă nu este primară, ci constă din componente colorate cu unghiuri diferite de refracție. Aceste componente sunt primare - Newton nu și-a putut schimba culoarea cu niciun truc. Astfel, senzația subiectivă de culoare a primit o bază obiectivă solidă - indicele de refracție.
Newton a creat teoria matematică a inelelor de interferență descoperită de Hooke, care de atunci au fost numite „Inelele lui Newton”.
În 1689, Newton a oprit cercetările în domeniul opticii - conform unei legende răspândite, el a jurat că nu va publica nimic în acest domeniu în timpul vieții lui Hooke, care l-a frământat constant pe Newton cu critici dureroase pentru acesta din urmă. În orice caz, în 1704, anul următor după moartea lui Hooke, a fost publicată monografia „Optics”. În timpul vieții autorului, „Optics”, precum „Principles”, a trecut prin trei ediții și multe traduceri.
Prima carte a monografiei conținea principiile opticii geometrice, doctrina dispersării luminii și compoziția culorii albe cu diverse aplicații.
Cartea a doua: interferența luminii în plăci subțiri.
Cartea a treia: difracția și polarizarea luminii. Newton a explicat polarizarea în timpul birefringenței mai aproape de adevăr decât Huygens (un susținător al naturii ondulatorii a luminii), deși explicația fenomenului în sine a fost nereușită, în spiritul teoriei emisiei luminii.
Newton este adesea considerat un susținător al teoriei corpusculare a luminii; de fapt, ca de obicei, el „nu a inventat ipoteze” și a recunoscut cu ușurință că lumina ar putea fi asociată și cu undele din eter. În monografia sa, Newton a descris în detaliu modelul matematic al fenomenelor luminoase, lăsând deoparte problema purtătorului fizic al luminii.
Alte lucrări în fizică
Newton a fost primul care a calculat viteza sunetului într-un gaz, pe baza legii Boyle-Mariotte.
El a prezis aplatizarea Pământului la poli, aproximativ 1:230. În același timp, Newton a folosit un model de fluid omogen pentru a descrie Pământul, a aplicat legea gravitației universale și a ținut cont de forța centrifugă. În același timp, Huygens a efectuat calcule similare pe motive similare; el a considerat gravitația ca și cum sursa ei se afla în centrul planetei, deoarece, aparent, nu credea în natura universală a forței gravitației, adică în cele din urmă. nu a ținut cont de gravitația stratului de suprafață deformat al planetei. În consecință, Huygens a prezis o compresie mai mică de jumătate din cea a lui Newton, 1:576. Mai mult, Cassini și alți cartezieni au susținut că Pământul nu este comprimat, ci bombat la poli ca o lămâie. Ulterior, deși nu imediat (primele măsurători au fost inexacte), măsurătorile directe (Clerot, 1743) au confirmat corectitudinea lui Newton; compresia reală este 1:298. Motivul pentru care această valoare diferă de cea propusă de Newton în favoarea lui Huygens este că modelul unui lichid omogen nu este încă complet exact (densitatea crește considerabil odată cu adâncimea). O teorie mai precisă, ținând cont în mod explicit de dependența densității de adâncime, a fost dezvoltată abia în secolul al XIX-lea.
Alte lucrări
În paralel cu cercetările care au pus bazele tradiției științifice (fizice și matematice) actuale, Newton a dedicat mult timp alchimiei, precum și teologiei. El nu a publicat nicio lucrare despre alchimie, iar singurul rezultat cunoscut al acestui hobby pe termen lung a fost otrăvirea gravă a lui Newton în 1691.
Este paradoxal că Newton, care a lucrat mulți ani la Colegiul Sfintei Treimi, se pare că însuși nu credea în Treime. Cercetătorii lucrărilor sale teologice, precum L. More, cred că opiniile religioase ale lui Newton erau apropiate de arianism.
Newton și-a propus propria sa versiune a cronologiei biblice, lăsând în urmă un număr semnificativ de manuscrise pe aceste probleme. În plus, a scris un comentariu la Apocalipsă. Manuscrisele teologice ale lui Newton se păstrează acum la Ierusalim, la Biblioteca Națională.
Lucrările secrete ale lui Isaac Newton
După cum se știe, cu puțin timp înainte de sfârșitul vieții, Isaac a infirmat toate teoriile propuse de el însuși și a ars documentele care conțineau secretul infirmării lor: unii nu aveau nicio îndoială că totul era exact așa, în timp ce alții cred că astfel de acțiuni ar fi pur și simplu absurd și ar pretinde că arhiva completă cu documente, dar aparține doar câtorva aleși...
Sir Isaac Newton (25 decembrie 1642 – 20 martie 1727) a fost cel mai faimos matematician, fizician și astronom englez din întreaga lume. Este considerat fondatorul și strămoșul fizicii clasice, deoarece într-una dintre lucrările sale - „Principiile matematice ale filosofiei naturale” - Newton a subliniat cele trei legi ale mecanicii și a demonstrat legea gravitației universale, care a ajutat mecanica clasică să avanseze mult.
Copilărie
Isaac Newton s-a născut pe 25 decembrie în micul oraș Woolsthorpe, situat în comitatul Lincolnshire. Tatăl său a fost un fermier obișnuit, dar de mare succes, care nu a trăit până să-și vadă nașterea propriului fiu și a murit cu câteva luni înainte de acest eveniment dintr-o formă severă de consum.
În onoarea tatălui, copilul a fost numit Isaac Newton. Aceasta a fost decizia mamei, care și-a plâns îndelung soțul decedat și spera ca fiul ei să nu-și repete soarta tragică.
În ciuda faptului că Isaac s-a născut la data scadenței, băiatul era foarte bolnav și slab. Potrivit unor înregistrări, tocmai din această cauză nu au îndrăznit să-l boteze, dar când copilul a crescut puțin și mai puternic, botezul a avut loc totuși.
Au existat două versiuni despre originea lui Newton. Anterior, bibliografii erau siguri că strămoșii săi erau nobili care trăiau în Anglia în acele vremuri îndepărtate.
Totuși, teoria a fost respinsă mai târziu când au fost găsite manuscrise într-una dintre așezările locale, din care s-a tras următoarea concluzie: Newton nu avea absolut nicio rădăcină aristocratică, ci, dimpotrivă, provenea din partea cea mai săracă a țăranilor.
Manuscrisele spuneau că strămoșii săi au lucrat pentru proprietarii bogați și mai târziu, după ce au acumulat destui bani, au cumpărat un mic teren, devenind yeomen (proprietari deplini). Prin urmare, până la nașterea tatălui lui Newton, poziția strămoșilor săi era puțin mai bună decât înainte.
În iarna lui 1646, mama lui Newton, Anna Ayscough, se căsătorește pentru a doua oară cu un văduv și se nasc încă trei copii. Întrucât tatăl vitreg comunică puțin cu Isaac și practic nu-l observă, după o lună se poate desluși deja la mama lui o atitudine similară față de copil.
Devine rece și față de propriul fiu, motiv pentru care băiatul deja îmbufnat și închis devine și mai înstrăinat, nu doar în familie, ci și cu colegii și prietenii din jurul lui.
În 1653, tatăl vitreg al lui Isaac moare, lăsându-și întreaga avere familiei și copiilor noului său. S-ar părea că acum mama ar trebui să înceapă să dedice mult mai mult timp copilului, dar acest lucru nu se întâmplă. Mai degrabă, dimpotrivă, acum întreaga gospodărie a soțului ei este în mâinile ei, precum și copiii care au nevoie de îngrijire. Și în ciuda faptului că o parte din avere îi revine în continuare lui Newton, el, ca și înainte, nu primește atenție.
Tineret
În 1655, Isaac Newton merge la Grantham School, situată în apropierea casei sale. Întrucât practic nu are nicio relație cu mama sa în această perioadă, devine aproape de farmacistul local Clark și se mută cu el. Dar nu are voie să studieze calm și să joace diverse mecanisme în timpul liber (apropo, aceasta a fost singura pasiune a lui Isaac). Șase luni mai târziu, mama lui îl ia cu forța de la școală, îl întoarce la moșie și încearcă să-i transfere unele dintre propriile responsabilități pentru administrarea gospodăriei.
Ea credea că în acest fel nu numai că ar putea oferi fiului ei un viitor decent, ci și-ar putea face viața mult mai ușoară. Dar încercarea a fost un eșec - managementul nu a fost interesant pentru tânăr. Pe moșie, a citit doar, a inventat noi mecanisme și a încercat să compună poezii, arătând cu toată înfățișarea că nu are de gând să se amestece cu ferma. Realizând că nu va trebui să aștepte ajutorul fiului ei, mama îi permite să-și continue studiile.
În 1661, după ce și-a încheiat studiile la Grantham School, Newton a intrat în Cambridge și a promovat cu succes examenele de admitere, după care a fost înscris la Trinity College ca „sizer” (un student care nu își plătește educația, dar o câștigă furnizând deservește instituția însăși sau studenții săi mai bogați).
Se cunosc destul de puține despre educația universitară a lui Isaac, așa că a fost extrem de dificil pentru oamenii de știință să reconstruiască această perioadă din viața lui. Ceea ce se știe este că situația politică instabilă a avut un impact negativ asupra universității: profesorii au fost concediați, plățile studenților au fost amânate, iar procesul de învățământ a lipsit parțial.
Începutul activității științifice
Până în 1664, Newton, conform propriilor sale note din cărțile de muncă și din jurnalul personal, nu a văzut niciun beneficiu sau perspective în educația sa universitară. Cu toate acestea, anul 1664 a devenit un punct de cotitură pentru el. În primul rând, Isaac alcătuiește o listă de probleme ale lumii înconjurătoare, constând din 45 de puncte (apropo, liste similare vor apărea de mai multe ori în viitor pe paginile manuscriselor sale).
Apoi îl întâlnește pe un nou profesor de matematică (și, ulterior, cel mai bun prieten) Isaac Barrow, datorită căruia îi dezvoltă o dragoste specială pentru știința matematică. În același timp, face prima descoperire - creează o expansiune binomială pentru un exponent rațional arbitrar, cu ajutorul căruia demonstrează existența unei extinderi a unei funcții într-o serie infinită.
În 1686, Newton a creat teoria gravitației universale, care mai târziu, datorită lui Voltaire, a căpătat un anumit caracter misterios și ușor umoristic. Isaac a fost în relații amicale cu Voltaire și i-a împărtășit aproape toate teoriile sale. Într-o zi, stăteau după prânz în parc sub un copac, vorbind despre esența universului. Și chiar în acest moment, Newton recunoaște brusc unui prieten că teoria gravitației universale i-a venit exact în același moment - în timpul odihnei.
„Vremea de după-amiază a fost atât de caldă și bună, încât îmi doream neapărat să ies la aer curat, sub meri. Și în acel moment, când stăteam, cufundat cu totul în gânduri, un măr mare a căzut dintr-una dintre ramuri. Și m-am întrebat de ce toate obiectele cad vertical în jos?.
Lucrările științifice ulterioare ale lui Isaac Newton au fost mai mult decât fructuoase. El a fost în corespondență constantă cu mulți oameni de știință celebri, matematicieni, astronomi, biologi și fizicieni. El a scris lucrări precum „O nouă teorie a luminii și a culorilor” (1672), „Mișcarea corpurilor în orbită” (1684), „Optics or a Treatise on Reflections, Refractions, Bendings and Colors of Light” (1704), „ Enumerarea liniilor de ordinul al treilea” (1707), „Analiza prin intermediul ecuațiilor cu un număr infinit de termeni” (1711), „Metoda diferențelor” (1711) și multe altele.
Scurta biografie a lui Isaac Newton este prezentată în acest articol.
Scurtă biografie a lui Isaac Newton
Isaac Newton- Matematician, astronom, fizician, mecanic englez, care a pus bazele mecanicii clasice. El a explicat mișcarea corpurilor cerești - planetele în jurul Soarelui și Luna în jurul Pământului. Cea mai faimoasă descoperire a sa a fost legea gravitației universale
A fost nascut 25 decembrie 1642 ani într-o familie de fermieri din orașul Woolsthorpe de lângă Grantham. Tatăl său a murit înainte să se nască el. De la vârsta de 12 ani a studiat la Grantham School. În acel moment locuia în casa farmacistului Clark, ceea ce poate să fi trezit în el o poftă de științe chimice.
1661 a intrat ca sponsor în Trinity College, Universitatea Cambridge. După ce a absolvit facultatea în 1665, Newton a primit o diplomă de licență. 1665–67, în timpul ciumei, se afla în satul natal Woolsthorpe; Acești ani au fost cei mai productivi în munca științifică a lui Newton.
În 1665-1667, Newton a dezvoltat idei care l-au condus la crearea calculului diferențial și integral, la inventarea unui telescop reflectorizant (realizat de el însuși în 1668) și la descoperirea legii gravitației universale. Aici a condus experimente privind descompunerea (dispersia) luminii. Atunci Newton a schițat un program pentru creșterea științifică în continuare.
În 1668 și-a susținut cu succes diploma de master și a devenit membru senior al Trinity College.
În 1889 primește unul dintre departamentele de la Universitatea Cambridge: Catedra Lucasian de Matematică.
În 1671, Newton și-a construit al doilea telescop reflectorizant, mai mare și de o calitate mai bună decât primul. Demonstrația telescopului a făcut o impresie puternică asupra contemporanilor săi, iar la scurt timp după (în ianuarie 1672) Newton a fost ales membru al Societății Regale din Londra - Academia Engleză de Științe.
Tot în 1672, Newton și-a prezentat cercetările asupra unei noi teorii a luminii și culorilor Societății Regale din Londra, care a provocat controverse aprinse cu Robert Hooke. Newton avea idei despre razele de lumină monocromatice și periodicitatea proprietăților lor, fundamentate de cele mai bune experimente.În 1687, a publicat lucrarea sa grandioasă „Principii matematice ale filosofiei naturale” („Principii”).
În 1696, Newton a fost numit director al Monetăriei prin decret regal. Reforma sa energetică restabilește rapid încrederea în sistemul monetar al Regatului Unit. 1703 - Alegerea lui Newton ca președinte al Societății Regale, pe care a condus-o timp de 20 de ani.1703 - Regina Ana l-a numit cavaler pe Newton pentru meritele științifice.În ultimii ani ai vieții, a dedicat mult timp teologiei și istoriei antice și biblice.
În multe instituții de învățământ superior puteți vedea un portret al lui Isaac Newton, un matematician și fizician celebru (acest om de știință a studiat și alchimia). Tatăl omului de știință era fermier. Isaac era adesea bolnav, ocolit de semenii săi și a fost crescut de bunica lui. Viitorul om de știință a studiat la Școala Grantham, iar în 1661 a intrat la Holy Trinity College (acum Trinity College) al cunoscutei universități din Cambridge. În 1665, Newton a devenit burlac, iar trei ani mai târziu, maestru. În timpul studiilor sale, Isaac a efectuat experimente și a proiectat un telescop reflectorizant.
În 1687, Isaac a publicat lucrarea sa dedicată principiilor matematice ale filosofiei naturale, în care au fost descrise legile dinamicii și fundamentele studiului rezistenței gazelor și lichidelor. Timp de mai bine de treizeci de ani, Isaac a fost șeful departamentului de fizică și matematică de la Cambridge, iar la începutul secolului al XVIII-lea, regina Ana i-a acordat lui Newton titlul de cavaler. Timp de multe decenii, Isaac a întâmpinat serioase dificultăți financiare și abia în 1695 situația sa financiară s-a îmbunătățit după ce a preluat postul vacant de îngrijitor al Monetăriei.
Timp de mai bine de două secole, Isaac Newton a fost considerat unul dintre cei mai cunoscuți oameni de știință. În timpul vieții sale, a reușit să aducă contribuții semnificative la multe științe moderne. El a formulat cele mai importante legi ale mecanicii clasice și a explicat mecanismul de mișcare a corpurilor cerești. În 1692, omul de știință a suferit de o tulburare mintală cauzată de un incendiu care a distrus un număr semnificativ din manuscrisele sale. După ce boala s-a atenuat, Newton a continuat să studieze știința, dar cu mai puțină intensitate.
Newton a trăit mai mult de optzeci de ani. În ultimii ani ai vieții sale, Isaac a dedicat multe ore teologiei, precum și istoriei biblice. Rămășițele marelui om de știință au fost îngropate în Westminster Abbey.
Realizări și viață personală
Biografia lui Isaac Newton despre principalul lucru
Numele lui Isaac Newton (1642-1727) este înscris cu litere de aur în istoria științei mondiale; el a făcut cele mai mari descoperiri în fizică, astronomie, mecanică, matematică - formularea postulatelor de bază ale mecanicii, descoperirea a fenomenului gravitației universale, omul de știință englez a pus și bazele dezvoltărilor științifice ulterioare în domeniul opticii și acusticii. Newton, pe lângă experimentele fizice, era și un expert în alchimie și istorie. Activitățile omului de știință au fost adesea slab apreciate de contemporanii săi, dar astăzi este clar cu ochiul liber că opiniile sale științifice au depășit semnificativ nivelul științei medievale.
Isaac s-a născut în 1642 în satul englez Woolsthorpe (Lincolnshire) în familia unui fermier sărac. Băiatul era destul de fragil și bolnăvicios, slab din punct de vedere fizic, a fost crescut de bunica lui și era foarte retras și nesociabil. La vârsta de 12 ani, băiatul a intrat la școala în Grantham, șase ani mai târziu, după ce a absolvit, a intrat la Universitatea din Cambridge, unde a fost predat de însuși I. Barrow, om de știință și matematician celebru.
În 1665, Newton a primit o diplomă de licență și până în 1667 a fost în Woolsthorpe natal: în această perioadă omul de știință a fost implicat activ în dezvoltări științifice - experimente privind descompunerea luminii, invenția unui telescop reflectorizant, descoperirea legea gravitației universale etc. În 1668, omul de știință s-a întors la universitatea natală, a primit acolo o diplomă de master și, cu sprijinul lui I. Barrow, a condus departamentul de fizică și matematică a universității sale natale (până în 1701).
Un timp mai târziu, în 1672, tânărul inventator a devenit membru al uneia dintre cele mai mari comunități științifice din lume din Londra. În 1687, a fost publicată lucrarea sa cea mai ambițioasă intitulată „Principii matematice ale filosofiei naturale”, unde omul de știință a generalizat experiența științifică acumulată de oamenii de știință anteriori (Galileo Galilei, Rene Descartes, Christian Huygens etc.), precum și concluzii științifice independente și a creat o mecanică a sistemului unificat, care până în prezent este fundamentul fizicii ca știință.
De asemenea, I. Newton a formulat celebrele 3 postulate, axiome, care astăzi sunt cunoscute ca „cele trei legi ale lui Newton”: legea inerției, legea de bază a dinamicii, legea egalității în interacțiunea a două corpuri materiale. „Principiile matematice ale filozofiei naturale” au jucat un rol imens în dezvoltarea fizicii, au dat impuls studiului ulterioar al matematicii, mecanicii, opticii. În 1689, mama lui Isaac Newton a murit, în 1692 a avut loc un incendiu care a distrus un număr mare de evoluțiile științifice ale omului de știință – aceste evenimente au devenit cauza marii tulburări intelectuale a inventatorului, în această perioadă activitatea sa științifică scăzând.
În 1695, Newton a fost invitat în serviciul public, a devenit superintendent al Monetăriei de stat și a supravegheat baterea monedelor în regat. Pentru serviciile sale aduse coroanei, omul de știință a primit titlul onorific de Director al Monetăriei în 1699 și a devenit, de asemenea, membru al Academiei de Științe din Paris. La începutul secolului al XVIII-lea, Isaac Newton era în apogeul faimei sale, a condus Societatea Regală din Londra, iar în 1705 a primit titlul de cavaler, adică a primit titlul de nobilime.
La sfârșitul vieții, omul de știință s-a retras din activitatea științifică și a fost în serviciul public până în 1725. Sănătatea savantului s-a deteriorat în fiecare an: în primăvara anului 1727, în orașul Kensington, lângă Londra, strălucitul savant Isaac Newton a murit în somnul lui. După moartea sa, omul de știință a primit mari onoruri și a fost înmormântat în Westminster Abbey alături de regii englezi și de lideri politici de seamă ai statului. Contribuția lui Newton la dezvoltarea științei rămâne neprețuită până astăzi; lucrările sale reprezintă o bază fundamentală pentru cercetătorii moderni.
Marea sa descoperire pentru copii
Fapte interesante și date din viață
> Ce a descoperit Isaac Newton?
Descoperirile lui Isaac Newton– legile și fizica de la unul dintre cele mai mari genii. Studiați legea gravitației universale, cele trei legi ale mișcării, gravitația, forma Pământului.
Isaac Newton(1642-1727) este amintit de noi ca filozof, om de știință și matematician. A făcut multe pentru timpul său și a participat activ la revoluția științifică. Interesant este că părerile sale, legile și fizica lui Newton ar prevala încă 300 de ani după moartea sa. De fapt, avem în fața noastră creatorul fizicii clasice.
Ulterior, cuvântul „newtonian” va fi inserat în toate afirmațiile legate de teoriile sale. Isaac Newton este considerat unul dintre cei mai mari genii și cei mai influenți oameni de știință, a cărui activitate a cuprins multe domenii științifice. Dar ce îi datorăm și ce descoperiri a făcut?
Trei legi ale mișcării
Să începem cu celebra sa lucrare „Principii matematice ale filosofiei naturale” (1687), care a dezvăluit fundamentele mecanicii clasice. Vorbim despre trei legi ale mișcării, derivate din legile mișcării planetare propuse de Johannes Kepler.
Prima lege este inerția: un obiect în repaus va rămâne în repaus dacă nu este acționat de o forță care este dezechilibrată. Un corp în mișcare va continua să se miște cu viteza inițială și în aceeași direcție, dacă nu întâlnește o forță dezechilibrată.
În al doilea rând: accelerația apare atunci când forța afectează masa. Cu cât masa este mai mare, cu atât este necesară mai multă forță.
În al treilea rând: pentru fiecare acțiune există o reacție egală și opusă.
Gravitația universală
Newton trebuie mulțumit pentru legea gravitației universale. El a dedus că fiecare punct de masă atrage un altul printr-o forță îndreptată de-a lungul unei linii care intersectează ambele puncte (F = G frac(m_1 m_2)(r^2)).
Aceste trei postulate ale gravitației îl vor ajuta să măsoare traiectoriile cometelor, mareelor, echinocțiilor și altor fenomene. Argumentele sale au zdrobit ultimele îndoieli cu privire la modelul heliocentric și lumea științifică a acceptat faptul că Pământul nu acționează ca centru universal.
Toată lumea știe că Newton a ajuns la concluziile sale despre gravitație datorită incidentului în care un măr i-a căzut în cap. Mulți oameni cred că aceasta este doar o repovestire comică, iar omul de știință a dezvoltat formula treptat. Dar intrările din jurnalul lui Newton și povestirile contemporanilor săi vorbesc în favoarea descoperirii mărului.
Forma Pământului
Isaac Newton credea că planeta noastră Pământ s-a format ca un sferoid aplatizat. Mai târziu, presupunerea avea să fie confirmată, dar pe vremea lui au fost informații importante care au ajutat la transferul cea mai mare parte a lumii științifice de la sistemul cartezian la mecanica newtoniană.
În domeniul matematic, a generalizat teorema binomului, a studiat seriile de puteri, a dezvoltat propria sa metodă de aproximare a rădăcinilor unei funcții și a împărțit majoritatea planurilor cubice curbe în clase. De asemenea, el a împărtășit evoluțiile sale cu Gottfried Leibniz.
Descoperirile sale au fost descoperiri în fizică, matematică și astronomie, ajutând la înțelegerea structurii spațiului folosind formule.
Optica
În 1666, a aprofundat în optică. Totul a început cu studierea proprietăților luminii, pe care le-a măsurat printr-o prismă. În 1670-1672. a studiat refracția luminii, arătând cum un spectru multicolor este rearanjat într-o singură lumină albă folosind o lentilă și o a doua prismă.
Ca rezultat, Newton și-a dat seama că culoarea se formează datorită interacțiunii obiectelor care au fost colorate inițial. În plus, am observat că lentila oricărui instrument suferă de împrăștiere a luminii (aberație cromatică). A reușit să rezolve problemele folosind un telescop cu oglindă. Invenția sa este considerată primul model de telescop reflectorizant.
In afara de asta…
De asemenea, i se atribuie formularea legii empirice a răcirii și studierea vitezei sunetului. Din sugestia sa, a apărut termenul „fluid newtonian” - o descriere a oricărui fluid în care tensiunile vâscoase sunt liniar proporționale cu viteza de transformare a acestuia.
Newton a dedicat mult timp cercetării nu numai postulatelor științifice, ci și cronologiei biblice și s-a introdus în alchimie. Cu toate acestea, multe lucrări au apărut abia după moartea omului de știință. Așa că Isaac Newton este amintit nu numai ca un fizician talentat, ci și ca un filozof.
Ce îi datorăm lui Isaac Newton? Ideile sale au fost inovatoare nu numai pentru acea perioadă, ci au servit și drept puncte de plecare pentru toți oamenii de știință care au urmat. A pregătit teren fertil pentru noi descoperiri și a inspirat explorarea acestei lumi. Nu este de mirare că Isaac Newton a avut adepți care și-au dezvoltat ideile și teoriile. Dacă sunteți interesat să aflați mai multe, site-ul are o biografie a lui Isaac Newton, care prezintă data nașterii și morții (după stilul nou și vechi), cele mai importante descoperiri, precum și fapte interesante despre cel mai mare fizician.
