4 января отмечают День
Ньютона. В этом году мир отмечает 380-летие со дня рождения Исаак Ньютона,
который родился 4 января 1643 года.
Исаак Ньютон родился в семье фермера в
деревне Вулсторп (графство Линкольншир).
Его отец, Исаак Ньютон, довольно
зажиточный фермер, умер, не дождавшись появления сына на свет. Новорожденный Исаак
был настолько слабеньким, что доктора не давали никаких гарантий, но, вопреки
их прогнозам, мальчику удалось выжить.
Мать Ньютона звали Анна Эйскоу. После
смерти мужа она получила в наследство 500 фунтов стерлингов и несколько сотен
акров земли, что по тем временам считалось неплохим состоянием. Вскоре женщина
снова вышла замуж, и через некоторое время в семье появилось еще трое детей.
Из-за ухода за малышами у матери совсем не оставалось времени на воспитание
Исаака, поэтому эту заботу взяли на себя его бабушка и дядя, Уильям Эйскоу.
Ньютон часто болел, рос молчаливым и замкнутым, предпочитал в полном уединении
читать или мастерить какие-нибудь игрушки. Так, еще в детстве он сконструировал
водяные часы и ветряную мельницу. Когда Исааку исполнилось десять лет, его мать
овдовела во второй раз. В двенадцать лет он поступил в школу, которая
находилась недалеко от Грэнтема.
Ньютон оказался хорошим учеником и с
легкостью осваивал новые дисциплины. Также у него проснулся талант к
сочинительству стихов, а чтение продолжало оставаться любимым занятием
подростка. Когда Исаак достиг шестнадцатилетия, мать решила забрать его в
поместье, потому что ей понадобился помощник по хозяйству. Только благодаря
уговорам дяди и знакомого семьи, Хэмфри Бабингтона, она согласилась оставить
Ньютона в школе. В 1661 году юноша успешно окончил учебное заведение и поступил
в Кембриджский университет. Вернее, в колледж Св. Троицы (Тринити-колледж)
Кембриджского университета в качестве субсайзера (так назывались бедные
студенты, выполнявшие для заработка обязанности слуг в колледже).
Всё это ущемляло самолюбие Исаака, но он
преодолел это испытание, так как тяга к науке не позволяла ему показывать свое
раздражение. Молодой человек все так же предпочитал одиночество и не пытался
завести друзей.
В основе университетских программ по
философии и естествознанию лежали труды Аристотеля, хотя весь научный мир того
времени уже знал об открытиях Галилея и других ученых. По этой причине Ньютон
самостоятельно, после основных занятий штудировал труды Коперника, Кеплера, уже
упомянутого Галилея, чтобы получить более обширные знания в области физики,
астрономии, математики.
Ньютону повезло попасть под
покровительство английского математика Исаака Барроу, который смог рассмотреть
в юноше огромный потенциал. Именно Барроу одобрительно принял первое открытие
молодого ученого, которое легло в основу математического метода, и за которое
Ньютон получил степень бакалавра.
После этого Исаак приступил к разработке
новой теории, которая впоследствии получила название Закона всемирного
тяготения. Это была очень кропотливая работа, так как Ньютону пришлось обобщить
знания таких ученых, как Галилией, Декарт и Кеплер. Исследования прервала
начавшаяся в 1665 году эпидемия чумы, и Ньютон был вынужден вернуться в
Вулсторп, прихватив с собой учебники и инструменты.
В своем поместье, в полном уединении
Ньютон вновь занялся научными исследованиями. В 1666 году.
Молодой ученый сделал важное открытие, что
белый солнечный свет, пропущенный через призму – это комбинация всех видимых
цветов спектра. Если же сложить все цвета и пропустить их через установленные
определенным образом призмы, то в итоге можно снова получить белый свет.
Окончание работы над Законом всемирного тяготения также пришлось на этот
период. Ньютон был напрочь лишен тщеславия, поэтому о его открытиях стало
известно лишь через двадцать лет. В 1667 году Ньютон вернулся в Кембридж и
получил степень магистра Тринити-колледжа. Ему была предоставлена отдельная
комната, назначено небольшое содержание и дана возможность читать лекции.
Студенты без особого желания посещали его занятия, так как у Ньютона так и не
развился талант педагога, а его лекции оставляли желать лучшего. В этот период
Ньютон заинтересовался алхимией, но основной акцент его исследований был
направлен на математику и оптику.
В 1665-1667 гг. у него сложились в
основном те идеи, которые привели его к созданию дифференциального и
интегрального исчислений, изобретению зеркального телескопа, открытию закона
всемирного тяготения. В 1668 г. Ньютону была присвоена степень магистра.
В 1672 году Ньютон стал членом
Королевского общества. Его знаменитый телескоп, над которым он трудился,
находясь в своем имении во время эпидемии, был продемонстрирован самому королю
Карлу II. Изобретение Ньютона произвело фурор в научных кругах и стало
предметом национальной гордости Англии.
В конце семидесятых годов в жизни Ньютона
произошла череда печальных событий. Умер его наставник, ученый Исаак Барроу,
Люди, сменившие старое руководство Королевского общества, относились к Ньютону
весьма недоброжелательно. Через некоторое время в доме ученого произошел пожар,
в результате которого сгорело много ценных рукописей. Наконец, тяжело заболела
и вскоре умерла мать Исаака. Но, несмотря ни на что, ученый продолжал работать.
Ньютону удалось закончить свою
фундаментальную работу «Математические начала натуральной философии», которую
он начал в 1682 году. В ней был сформулирован закон всемирного тяготения и
законы движения планет с описанием их орбит, даны основные определения механики,
введены новые физические величины. Сначала Ньютон отказался от публикации
этого труда, несмотря на многочисленные просьбы ученых, но затем, вопреки своим
принципам, все же согласился. Средства для этого предоставил Эдмонд Галлей, так
как у Королевского общества на тот момент не было денег. В 1687 году в свет
вышло трехтомное издание общим, огромным для того времени тиражом три тысячи
экземпляров, которое было моментально раскуплено. Труд Ньютона имел такой
успех, что еще при его жизни переиздавался несколько раз.
Исааком Ньютоном сделано много важных
открытий, послуживших дальнейшему развитию науки. Многие из его физических
законов не потеряли своей актуальности и на сегодняшний день.
Три закона движения
Этот труд по праву считается одним из
важнейших открытий Ньютона. Работу, которая появились в 1687 году под названием
«Математические начала натуральной философии», можно назвать основой
классической механики и огромным вкладом в развитие физики. Три ньютоновских
закона были разработаны на основе теории движения планет Иоганна Кеплера и
сформулированы следующим образом:
Тело будет оставаться в покое до тех пор,
пока на него не начнет воздействовать сила, лишенная баланса. Движущийся объект
будет иметь те же изначальные скорость и направление, если не встретит на своем
пути несбалансированную силу. Этот закон Ньютона также называют Законом
инерции.
Второй закон Ньютона гласит о
взаимозависимости массы тела, ускорения и силы. Ускорение начинает проявляться
во время действия силы на массу. Ускорение тела прямо пропорционально
приложенной к нему силе и обратно пропорционально массе.
В формулировке самого Ньютона его третий
закон выглядит так: «Действию всегда есть равное и противоположное
противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны
и направлены в противоположные стороны. Для каждого действия существует равное
противодействие».
В 1696 году Ньютона назначили хранителем
Тауэрского монетного двора. Вникнув в технологию отливки монет, он разработал
способ, позволяющий отличать фальшивые деньги от настоящих, а также стал
участником проводимой в то время денежной реформы. Через некоторое время на
Ньютона начали поступать доносы. Как оказалось, их писали фальшивомонетчики,
которые очень боялись быть разоблаченными при помощи методов Ньютона. В
1703 году Ньютон был избран президентом Королевского Общества, в 1705 году он
подошел к завершению своего научного труда «Оптика», который на целых два
столетия определил направление развития этой науки. Идеи ученого приобретали
все больше последователей, а его теорию движения небесных тел ввели в учебную
программу университетов.
В том же 1705 году Ньютону было присвоено
звание рыцаря, которое давало сэру Исааку Ньютону право принимать участие в
правительственных организациях. В этот период у ученого проснулся интерес к
истории, и на этой волне им была написана «Хронология древних царств». В это же
время готовилась к выходу в свет третья книга его «Начал» с правками и
дополнениями, а также рассчитанной орбитой кометы Галлея.
Универсальная гравитация
Закон всемирного тяготения был открыт
Ньютоном в 1667 году. В своем труде он обобщил результаты, полученные Галилеем,
и впоследствии Кеплером. В итоге он пришел к выводу, что все тела во Вселенной
притягиваются друг к другу, при этом можно рассчитать силу, с которой это
притяжение происходит. Это и есть Закон всемирного тяготения, а сила притяжения
называется гравитацией. Согласно легенде, во время прогулки в саду в своей
усадьбе на голову Ньютона упало яблоко, и в этот момент к нему пришло озарение:
если луна остается неподвижной, а яблоко падает, это означает, что какая-то
сила воздействует и на Луну и на яблоко. Многие историки считают этот случай не
иначе, как выдумкой. Однако, не суть важно, действительно ли падало яблоко на
голову ученого, важно то, что он первый понял, что гравитация только одна и ее
действие можно описать универсальным физическим законом.
Форма Земли
Раньше было принято считать, что Земля
имеет идеально круглую форму шара. Это доказывали великие ученые древности:
Пифагор, Аристотель и др. В 1687 году Ньютон, опираясь на открытый им закон
всемирного тяготения, выдвинул теорию о том, что Земля сплюснута у полюсов.
Впоследствии эта гипотеза получила безусловное подтверждение.
Оптика
В начале 18 века Ньютон написал
фундаментальный научный труд под названием «Оптика». На ближайшее столетие эта
книга стала базовой в развитии этого раздела физики. Ньютоном был создан первый
зеркальный телескоп (рефлектор Ньютона) с особым расположением зеркал, что
позволяло получить изображение в хорошем качестве. В 1672 году ученым была
открыта дисперсия света. Установив, что при прохождении через призму белый свет
раскладывается в радужный спектр, Ньютон стал одним из основателей теории
цвета.
Много работ Ньютона посвящено
термодинамике, звуку, изучению солнечной энергии, им был сформулирован закон
Ньютона-Рихмана, который касался вопросов тепловой передачи, а также выведена
математическая формула, известная как Бином Ньютона.
К середине двадцатых годов здоровье
Ньютона стало ухудшаться, и он перебрался в пригород Лондона Кенсингтон.
В 1725 году ученый уже не мог ходить на
службу и 31 марта 1727 года тихо скончался во сне в своей постели.
В день похорон в Лондоне был объявлен
общенациональный траур, а проводить рыцаря английской науки пришел весь город.
Похоронили Ньютона в Вестминстерском аббатстве, где покоятся короли и другие
великие люди Англии. На могиле сэра Исаака Ньютона установлен необычный
памятник, на котором изображены главные открытия ученого.
Комментариев нет:
Отправить комментарий