Исаак Ньютон — биография, история жизни ученого физика

Исаак Ньютон — биография

---

Исаак Ньютон – математик, физик, астроном, механик. Сформулировал закон о всемирном тяготении, автор трех законов механики, вошедших в основу классической механики. Ему принадлежит разработка интегрального и дифференциального исчисления и теория цвета.

Исаака Ньютона считают величайшим светилом научного мира. Он прославился в физике и математике, открыл закон гравитации, движения и исчисления. И это кроме основной деятельности. Родившись в семье неграмотных крестьян, он собственным умом постиг тайны Вселенной, стал одним из создателей классической физики. Отличался скрытностью и замкнутым характером, некоторые свои открытия он так и не продемонстрировал своим современникам.

Детство

Родился Исаак Ньютон 4 января 1643 года (по юлианскому календарю) в деревне Вулсторп, расположенной в графстве Линкольншир в Великобритании. Мальчик родился недоношенным в самый канун Рождества, и потом считал это хорошей приметой. А пока он был хилым и слабым ребенком, у которого было мало шансов на выживание. Его долго не крестили, потому что не были уверены, что он вообще выживет. Однако мальчишка оказался на удивление живучим, он не только выкарабкался, но и сумел дожить до глубокой старости. Ньютон умер в 84, и это было скорее исключением, чем правилом в семнадцатом веке.

Портрет Исаака Ньютона в детстве

Своего отца мальчик не знал, Исаак Ньютон-старший умер за несколько месяцев до рождения сына. Новорожденного назвали в честь отца, достаточно состоятельного и успешного мелкого фермера. После того, как он умер, жена унаследовала поля и лесные угодия с плодородной землей. А еще ей досталась баснословная по тем временам сумма – пятьсот фунтов стерлингов.

Мама мальчика – Анна Эйскоу, вскоре устроила свою личную жизнь. Ее мужем стал богатый священник Варнава Смит, который не питал нежных чувств к своему трехлетнему пасынку. Мать с ее новым мужем переехали в другую деревню, а Исаак остался на попечении бабушки, а потом дяди Уильяма Эйскоу. Вскоре один за другим у Анны и Варнавы родилось трое детей.

Исаак рос разносторонне развитым ребенком. Ему нравилась поэзия, живопись, он трудился над изобретением ветряной мельницы и водяных часов, часами возился с бумажными змеями. Мальчик по-прежнему не отличался богатырским здоровьем и не любил общаться со сверстниками. Вместо веселых игр во дворе он проводил время в уединении, предпочитая заниматься тем, что представляло для него интерес.

В школе Исаак никак не мог подружиться со сверстниками, к тому же часто болел и пропускал занятия. Все это раздражало его одноклассников, и однажды они избили его до полусмерти. Это было большим унижением, и ответить кулаками своим обидчикам Ньютон не мог, потому что никогда не был силачом. Тогда он решил завоевать уважение своим умом.

До этого происшествия Исаак учился очень плохо, из-за чего его не любили учителя. После драки он всерьез взялся за учебу, постепенно приобрел себе славу лучшего ученика. Теперь его все больше интересовала математика, техника и необъяснимые явления в природе.

К шестнадцатилетию старшего сына мать снова овдовела, и ей самой было трудно управляться с хозяйством. Она привезла Исаака в родное поместье, в надежде на то, что он поможет ей вести домашние дела. Но, в то время Ньютон уже был серьезно увлечен конструированием разных механизмов, много читал и даже сочинял стихи.

Мать это очень раздражало, а тут еще друзья и родственники начали уговаривать ее дать согласие на то, чтобы парень продолжал учебу. Так, с помощью школьного учителя мистера Стокса, родного дяди Уильяма Эйскоу и знакомого Хэмфри Бабингтона, Исаак смог в 1661-м окончить школу и стать студентом Кембриджского университета.

Научная карьера

В вузе Исаак учился в статусе «sizar». Это человек, который учится бесплатно, но за это задействуется в разноплановых работах, в том числе и в помощи обеспеченным студентам. Ньютону не нравилось его положение, но он собрал все свое мужество и справился. Он был таким же нелюдимым, как и раньше, у него абсолютно не было друзей.

Исаак Ньютон

В те времена в Кембриджском университете учили естествознание и философию, опираясь на учения Аристотеля, несмотря на то, что уже было известно об открытиях Галлилея, Коперника и Кеплера. Ньютон много читал, он живо интересовался всеми новинками в мире астрономии, математики, фонетики и оптики. Молодой человек изучал даже теорию музыки, в общем, все, что было новым и попадалось ему под руку. Ему так нравилось это занятие, что он иногда не мог вспомнить, спал ли он, и что ел.

В 1664-м Исаак Ньютон начал самостоятельно трудиться. Он выделил основные проблемы человека и природы, которых насчитывалось сорок пять, и которые никто до него не пытался решить. Биография студента изменилась в том же году, после того, как в его жизни появился талантливый математик Исаак Барроу, преподаватель математической кафедры вуза. Спустя некоторое время Барроу стал учителем Ньютона и по совместительству одним из малочисленных друзей ученого.

Барроу сумел привить Ньютону любовь к математике, он стал серьезно заниматься этой наукой. Вскоре он уже мог похвастаться своим первым открытием в области математики – биноминальным разложением для производного рационального показателя. В это же время Ньютон стал бакалавром.

Исаак Ньютон изучает преломление света

С 1665 по 1667 годы Исаак жил в родовом поместье в Вусторпе. Тогда Англия находилась во власти бубонной чумы, воевала с Голландией, и поэтому университет закрыли. Однако и дома он не прекращает своих научных изысканий. Основной интерес в те годы для Ньютона представляла оптика. Его интересовал вопрос преодоления хроматической аберрации в линзовых телескопах, и изучение этого явления привело его к открытию дисперсии. Он ставил эксперименты для познания физической природы света. Его опыты и сейчас проводят во многих вузах.

В итоге Исаак открыл корпускулярную модель света, он понял, что это поток частиц, вылетающий из источника света и прямолинейно двигающийся к ближайшему препятствию. Эта модель была очень далека от объективности, но стала основой в классической физике. Именно благодаря ей, потом сформировались современные понятия о физике явлений.

В то же время Ньютон открыл свой самый известный закон – о всемирном тяготении. Однако опубликован он был спустя несколько десятилетий, потому что Ньютона больше интересовал сам процесс, а не слава.

Любители любопытных фактов придерживаются мнения, что в открытии этого закона Ньютону помогло упавшее на голову яблоко. На самом деле ученый долго шел к этому открытию, проделывал опыты, записывал все в журнал.

Результатом долгого и кропотливого труда и стало это открытие. А вот легенда об упавшем на голову ученого яблоке принадлежит перу философа Вольтера.

Светило науки

После возвращения в конце 1660-х в Кембридж, Исаак Ньютон стал магистром. Теперь ему полагалась собственная комната и группа молодых студентов, которым он преподавал математику. Однако Исаак не очень любил преподавательскую деятельность, его больше интересовали научные разработки. Студенты это быстро «просекли» и стали прогуливать его лекции. Случалось такое, что аудитория была абсолютно пустой во время его урока. Зато Ньютон отметился изобретением телескопа-рефлектора, благодаря которому стал членом Лондонского королевского общества. Благодаря его изобретению, стали возможными большие открытия в астрономии.

Исаак Ньютон изучает астрономию

В 1687-м в печать попала самая важная из всех работ ученого – книга, которую он назвал «Математические начала натуральной философии». Ньютон и до этого уже печатался, но именно этот труд имел очень большое значение – благодаря ему возникла рациональная механика и все математическое естествознание.  Этот труд состоял из закона всемирного тяготения, трех уже знакомых законов механики, которые стали основой классической физики, ключевых понятий в физике.

Математический и физический уровень труда Ньютона превосходили все то, что до него открыли другие ученые в этой области. Работа не содержала недоказанную метафизику, в ней отсутствовали пространные рассуждения, необоснованные законы и расплывчатые формулировки, которых придерживались в своих трудах Декарт и Аристотель.

В 1699-м в Кембриджском университете студентов учили по системе мира Ньютона. В это время ученый занимал административные должности.

Личная жизнь и смерть

Выдающийся ученый был слишком занят своими изысканиями, он иногда забывал поесть и поспать, не говоря уже о женщинах. У него полностью отсутствовала личная жизнь, только бесконечное служение науке. Ученый не был женат, и наследников после себя не оставил.

Могила Ньютона в Вестминстерском аббатстве

Здоровье Ньютона резко пошатнулось в 1725 году. Он переехал в Кенсингтон рядом с Лондоном, где и умер 31 марта 1727 года. Ученый не оставил письменное завещание, но буквально перед смертью большую часть своего состояния отдал близким родственникам. Хоронили Ньютона с большими почестями. Местом его упокоения стало Вестминстерское аббатство, по соседству с королями и выдающимися общественными деятелями.

Основные труды

• «Новая теория света и цветов»
• «Движение тел по орбите»
• «Математические начала натуральной философии»
• «Оптика или трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и цветах света»
• «О квадратуре кривых»
• «Перечисление линий третьего порядка»
• «Универсальная арифметика»
• «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов»
• «Метод разностей»

Ссылки

Для нас важна актуальность и достоверность информации. Если вы обнаружили ошибку или неточность, пожалуйста, сообщите нам.

Выделите ошибку и нажмите сочетание клавиш Ctrl+Enter.

Исаак Ньютон | 10 главных достижений

На чтение 6 мин. Просмотров 3.5k. Опубликовано 15.05.2020

Сэр Исаак Ньютон (1642-1727) был главным ученым во второй половине XVII в. Он был английским физиком и математиком, который, как никто другой, привел мир к научной революции. Его книга «Принципы» рассматривается многими как самая важная научная работа. Исаак Ньютон изменил способ, которым ученые рассматривали многочисленные явления, и благодаря его влиянию на развитие человечества, многие считают его величайшим ученым всех времен. Мы собрали 10 его главных достижений, включая изобретения, открытия, теории и другие вклады в науку.

Три закона движения Ньютона положили начало классической механике

Ньютон впервые опубликовал три своих закона движения, инерцию, F = ma и реакцию-действие, в своей работе «Принципы» 1687 года. Они описывают отношения между телом и силами, действующими на него, и его движение в ответ на эти силы. Законы Ньютона были подтверждены экспериментами и наблюдениями в течение более 200 лет, и они все еще остаются актуальны в масштабах и скоростях повседневной жизни. Законы положили начало классической механике, также широко известной как ньютоновская механика. Классическая механика описывает движение тел под воздействием системы сил и, начиная с Ньютона,остается основной областью изучения в математике, а также физике.

Три закона движения Ньютона

Он был первым, кто сформулировал понятие гравитации как универсальной силы

В «Принципах» Ньютон сформулировал свой закон всемирного тяготения, который гласит, что любые два тела во вселенной притягивают друг друга с силой, которая прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Помимо прочего, революционный закон помог объяснить такие явления, как приливы и траектории комет. Позднее универсальный закон гравитации Ньютона был заменен теорией общей относительности Эйнштейна, но он продолжает использоваться в качестве превосходного приближения к эффектам гравитации в большинстве приложений.

Диаграмма, описывающая закон всемирного тяготения Ньютона

«Принципы» Ньютона самая важная работа в истории науки

5 июля 1687 впервые была опубликована работа Ньютона Философия Естественных Принципов Математики, просто известная как Принципы. В ней, с помощью теории исчисления, законов движения и всеобщей гравитации, Ньютон дал новое революционное математическое описание Вселенной. Помимо всего прочего, он объединил свои законы, чтобы объяснить законы движения Кеплера. Таким образом, Ньютон снял последние сомнения в справедливости гелиоцентрической модели в Солнечной системе. Работа «Принципы» сыграла важную роль в организации промышленной революции, вскоре последовавшей и все еще полезна в нерелятивистских технологиях современного мира. Она считается не только самой важной работой Ньютона, но и фундаментальной работой для всей современной науки.

«Принципы» Ньютона

Ньютон открыл обобщенную теорему Бинома в 1665 году

Исааку Ньютону приписывают открытие обобщенной теоремы о биномах, действительной для любого рационального показателя, в 1665 году. Она еще широко используется в математике. Помимо теоремы о биноме, вклад Ньютона в математику включает в себя обнаружение тождеств Ньютона, которые находят применение во многих областях математики, включая теорию Галуа, теорию инвариантов, теорию групп и комбинаторику. Метод Ньютона, который можно использовать для нахождения минимума или максимума функции, быстро находит обратную величину числа и решает трансцендентные уравнения и вносит существенный вклад в изучение степенных рядов и теории конечных разностей.

Исаак Ньютон изобрел исчисление

В 1665 году Ньютон начал разрабатывать математическую теорию, которая впоследствии стала исчислением, математическим исследованием изменений. Исчисление впервые предоставило математикам мощную форму анализа, позволяющую находить наклоны кривых и области под кривыми. Сегодня оно широко используется в науке, технике и экономике и может решить многие проблемы, которые не может решить одна только алгебра. Несмотря на то, что между Ньютоном и немецким математиком Готфридом Лейбницем существовал долгий научный спор о том, кто изобрел исчисление, современные историки полагают, что оба они изобрели его независимо.

Он изобрел первый отражающий телескоп

В 1668 году Исаак Ньютон изобрел первый успешный отражающий телескоп, теперь известный как ньютоновский телескоп. Телескоп тех времен был большим и громоздким инструментом. Телескоп Ньютона, в котором вместо линз использовались зеркала, был более мощным инструментом и в десять раз меньше традиционных телескопов. Простая конструкция ньютоновского телескопа сделала его довольно популярным среди астрономов-любителей.

Телескоп Ньютона по-прежнему популярен

Он сделал новаторскую работу в оптике

В конце 1660-х и начале 1670-х годов Исаак Ньютон, как известно, определил, что белый свет представляет собой смесь цветов, которые можно разделить на составные части призмой. Он также показал, что разноцветный спектр, создаваемый призмой, может быть преобразован в белый свет с помощью линзы и второй призмы. Таким образом, Ньютон смог противостоять тогдашнему убеждению, что свет прост и однороден; и доказать, что это сложно и неоднородно. С тех пор неоднородность света была основой физической оптики.

Оптика, основная работа Ньютона на эту тему

Ньютон определил свет как источник цветового ощущения

Из призменных экспериментов Ньютон разработал свою Теорию цвета, которая считается его самым важным вкладом в оптику. Его теория цвета утверждала, что цвет — это результат взаимодействия объектов с уже окрашенным светом, а не сами цвета. Отдельные лучи света возбуждают ощущение цвета, когда они попадают на сетчатку глаза. Следовательно, только после изучения оптики Ньютоном свет был определен как источник цветового ощущения.

Он правильно вывел сжатие сфероидальной фигуры Земли

Другие вклады Исаака Ньютона в науку включают в себя то, что он был первым, кто проанализировал явление, известное как кольца Ньютона, в котором интерференционная картина создается отражением света между сферической поверхностью и смежной плоской поверхностью; сформулировал закон охлаждения Ньютона, который гласит, что скорость потери тепла телом пропорциональна разнице температур между телом и окружающей средой; ввел понятия ньютоновской жидкости, вязкость которой постоянна для разных скоростей сдвига и не изменяется со временем; выполнил первое аналитическое определение скорости звука в воздухе и правильно сделал вывод, что Земля должна иметь форму сплющенного сфероида.

1689 Портрет Исаака Ньютона (Возраст 46) Годфри Кнеллером

Сэр Исаак Ньютон был вторым ученым, посвященным в рыцари

Помимо его вклада в науку, Исаак Ньютон был назначен Стражем в 1696 году и Мастером в 1700 году Королевского монетного двора; служил членом парламента Англии в 1689-1690 и 1701-1702 и был избран президентом Королевского общества в 1703 году. Будучи лидером Королевского монетного двора, Ньютон использовал свои полномочия для наказания фальшивомонетчиков, и в 1717 году по «закону королевы Анны» он перевел фунт стерлингов с серебряного стандарта на золотой стандарт. В 1705 году Ньютон был посвящен в рыцари королевой Анной. Сэр Исаак Ньютон был вторым ученым, посвященным в рыцари, после сэра Фрэнсиса Бэкона.

Сэр Исаак Ньютон | 10 фактов из биография великого ученого

На чтение 7 мин. Просмотров 175 Опубликовано 26.03.2020

Сэр Исаак Ньютон, считающийся одним из самых выдающихся научных интеллектуалов всех времен, был английским физиком и математиком, который, как никто другой, привел мир к научной революции. Мы собрали 10 фактов о жизни и достижениях этого замечательного ученого.

Согласно юлианскому календарю Ньютон родился на Рождество

Сэр Исаак Ньютон родился в Вулсторпе, деревне в английском графстве Линкольншир. Существует некоторая путаница в отношении даты его рождения, потому что на момент его рождения Англия следовала старому юлианскому календарю и еще не приняла современный григорианский календарь. Согласно юлианскому календарю Ньютон родился в Рождество в 1642 году, а дата его рождения по современному календарю будет 4 января 1643 года. Часто говорят, что Ньютон родился в год смерти Галилея, человека, чьи работы заложили основу для некоторых теорий Ньютона. Это, однако, неверно, так как по юлианскому календарю Галилей умер в 1641 году, а Ньютон родился в 1642 году, тогда как по григорианскому календарю Галилей умер в 1642 году, а Ньютон родился в 1643 году. Это только когда вы берете год смерти Галилея по григорианскому календарю и Дату рождения Ньютона по юлианскому, тогда этот часто цитируемый «факт» сбывается.

Портрет Галилея Галилея

Его мать думала, что он не выживет

Ньютон родился недоношенным, и он был настолько мал во время своего рождения, что некоторые думали, что он не выживет. Его мать, Ханна Эйскоу, сказала, что он мог бы поместиться в кружку (≈ 1,1 литра). Отец Ньютона Исаак Ньютон-старший умер за три месяца до рождения Ньютона. Когда ему было три года, его мать вышла замуж и переехала жить к своему новому мужу, оставив Ньютона на попечении его бабушки по материнской линии. Ньютон не любил своего отчима. Он написал следующее, как один из своих грехов до 19 лет: «Я угрожал моему отцу и матери сжечь их и дом над ними». Позже его мать вернулась после того, как она овдовела во второй раз. Она хотела, чтобы 17-летний Ньютон управлял семейной фермой, но Ньютон ненавидел сельское хозяйство, и его школьный учитель убедил его мать отправить его обратно в школу.

Усадьба Вулстхорпа, дом Исаака Ньютона

1666 год был чудесным годом для него

В 1661 году Ньютон был принят в Тринити-колледж в Кембридже, один из лучших высших учебных заведений Англии. После того, как он получил степень бакалавра в 1665 году, Тринити-колледж был закрыт на два года из-за Великой чумы в Лондоне. В течение этого времени Ньютон занимался частным образом в своем доме в Вулсторпе, и, по его словам, он был в «лучшем возрасте для изобретений». Фактически, 1666 год был для него чудесным годом, и его достижения в нем включали развитие его теории исчисления, новаторские работы в оптике и понятие гравитации как универсальной силы. Ему было всего 25 лет

История с яблоком, вероятней всего, правда

В 1666 году произошел инцидент с яблоком. На ферме своей матери Ньютон увидел, как яблоко упало с дерева, и начал задаваться вопросом, была ли луна в руках той же силы, что и яблоко. Это вдохновило его сформулировать свою теорию гравитации. Хотя было сказано, что история с яблоком — это миф, сам Ньютон часто рассказывал эту историю, и его знакомые подтверждают этот инцидент, хотя это и не карикатурная версия о том, что яблоко действительно ударило Ньютона по голове.

Предположительно яблоня Исаака Ньютона

Ньютоновский телескоп по-прежнему популярен

В 1668 году Ньютон разработал первый функциональный отражающий телескоп. Он смог построить его, потому что понял, что белый свет состоит из спектра цветов, и узнал о преломлении и рассеивании света. Он также обнаружил, что цвет — это результат взаимодействия объектов с уже окрашенным светом, а не самих объектов, генерирующих цвет. Это открытие известно как теория цвета Ньютона. Телескоп, который он изобрел, стал известен как телескоп Ньютона, и он все еще довольно популярен среди астрономов-любителей.

Телескоп Ньютона по-прежнему популярен

Его «принципы» считаются величайшей работой в науке

В 1687 году была опубликована работа Ньютона «Математические основы естественной философии » или «Принципы». Принципы утверждают законы движения Ньютона, составляющие основу классической механики, а также закон всемирного тяготения Ньютона и вывод законов Кеплера о движении планет. «Принципы» сыграли важную роль в организации последовавшей вскоре промышленной революции и по-прежнему полезны в нерелятивистских технологиях современного мира. Многие считают его самой важной работой в истории науки.

Принципы Ньютона считаются наиболее важной работой в истории науки.

Исаак Ньютон был вовлечен в спор о том, кто изобрел исчисление

В «Принципах» Исаак Ньютон использовал математические методы, которые теперь включены в область исчисления. Ньютон начал работать над формой исчисления в 1666 году. Тем временем немецкий математик Готфрид Лейбниц начал работать над своим вариантом исчисления в 1674 году, а в 1684 году опубликовал свою первую статью, в которой его применил. Это привело к одному из самых известных интеллектуальных противоречий в истории, кто изобрел исчисление? Большинство современных историков считают, что Ньютон и Лейбниц разработали исчисление бесконечно малых независимо.

Готфрид Лейбниц и Ньютон оба утверждали, что они изобрели исчисление

Исаак Ньютон прекратил исследования после нервного срыва

Где-то в период 1692-1693 гг. Исаак Ньютон страдал от нервного срыва, который предположительно длился 18 месяцев. Он страдал бессонницей, параноидальными идеями, проблемами с памятью и умственным расстройством. В своих письмах друзьям он показал признаки иррациональности и его личные отношения ухудшились. Причины этого распада обсуждались его биографами, и было предложено много теорий: химическое отравление в результате его алхимических экспериментов; разочарование своими исследованиями; окончание личной дружбы с Фатио де Дуйе, швейцарским математиком, проживающим в Лондоне; и проблемы, вытекающие из его религиозных убеждений. Какой бы ни была причина, после этого срыва Ньютон ушел из исследований.

Фатио де Дуйе

Исаак Ньютон был вторым ученым посвященным в рыцари

В 1696 году Ньютон занял должность надзирателя в Королевском монетном дворе, орган, который производил и чеканил монеты в Соединенном Королевстве. В 1699 году он стал Мастером монетного двора, высшим офицером Королевского монетного двора. Ньютон серьезно отнесся к своему положению и в 1701 году ушел в отставку со своих обязанностей в Кембридже. Он использовал свои полномочия для наказания фальшивомонетчиков, и в 1717 году в «Законе королевы Анны» он перевел фунт стерлингов с серебряного стандарта на золотой стандарт. В 1705 году Ньютон был посвящен в рыцари королевой Анной. Его рыцарство было более мотивировано политическими соображениями, связанными с парламентскими выборами в мае 1705 года, а не его вкладом в науку или в Королевский монетный двор. Сэр Исаак Ньютон был вторым ученым, посвященным в рыцари, после сэра Фрэнсиса Бэкона.

Сэр Исаак Ньютон был посвящен в рыцари королевой Анной в 1705 году

Широко распространено мнение, что он умер девственником

20 марта 1727 года, сэр Исаак Ньютон умер во сне в Лондоне. Он был похоронен в Вестминстерском аббатстве. Он никогда не был женат, и считается, что он умер девственником. В последние годы он передал большую часть своих владений родственникам. Достижения Ньютона заставили английского поэта Александра Поупа написать знаменитую эпитафию: законы природы скрывались ночью; Бог сказал: «Пусть будет Ньютон» и все было светло.

Небольшое видео про Исаака Ньютона:

Ньютон, Исаак (физик) Википедия

Запросы «Ньютон» и «Ньютон, Исаак» перенаправляются сюда; см. также другие значения терминов Ньютон и Ньютон, Исаак.

Сэр Исаа́к Нью́то́н^{[K 1]} (англ. Isaac Newton, английское произношение: [ˌaɪzək ˈnjuːtən]; 25 декабря 1642 года — 20 марта 1727 года по юлианскому календарю, действовавшему в Англии до 1752 года; или 4 января 1643 года — 31 марта 1727 года по григорианскому календарю) — английский физик, математик, механик и астроном, один из создателей классической физики. Автор фундаментального труда «Математические начала натуральной философии», в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, ставшие основой классической механики. Разработал дифференциальное и интегральное исчисления, теорию цвета, заложил основы современной физической оптики, создал многие другие математические и физические теории.

Член (1672) и президент (1703—1727) Лондонского королевского общества^[12].

Биография

Ранние годы

Вулсторп. Дом, где родился Ньютон

Исаак Ньютон родился в деревне Вулсторп (англ. Woolsthorpe, графство Линкольншир) в канун гражданской войны. Отец Ньютона, мелкий, но преуспевающий фермер Исаак Ньютон (1606—1642), не дожил до рождения сына. Мальчик родился преждевременно, был болезненным, поэтому его долго не решались крестить^[13]. И всё же он выжил, был крещён (1 января^{[K 2]}), и назван Исааком в память об отце. Факт рождения под Рождество Ньютон считал особым знаком судьбы^[14]. Несмотря на слабое здоровье в младенчестве, он прожил 84 года.

Ньютон искренне считал, что его род восходит к шотландским дворянам XV века, однако историки обнаружили, что в 1524 году его предки были бедными крестьянами^[15]. К концу XVI века семья разбогатела и перешла в разряд йоменов (землевладельцев). Отец Ньютона оставил в наследство крупную по тем временам сумму в 500 фунтов стерлингов и несколько сот акров плодородной земли, занятой полями и лесами^[14].

В январе 1646 года мать Ньютона, Анна Эйскоу (англ. Hannah Ayscough)^{[K 3]} (1623—1679) вновь вышла замуж. От нового мужа, 63-летнего вдовца, у неё было трое детей, и она стала уделять мало внимания Исааку. Покровителем мальчика стал его дядя по матери, Уильям Эйскоу. В детстве Ньютон, по отзывам современников, был молчалив, замкнут и обособлен, любил читать и мастерить технические игрушки: солнечные и водяные часы, мельницу и т. п. Всю жизнь он чувствовал себя одиноким^[16].

Отчим умер в 1653 году, часть его наследства перешла к матери Ньютона и была сразу же оформлена ею на Исаака. Мать вернулась домой, однако основное внимание уделяла троим младшим детям и обширному хозяйству; Исаак по-прежнему был предоставлен сам себе.

В 1655 году 12-летнего Ньютона отдали учиться в расположенную неподалёку школу в Грэнтеме, где он жил в доме аптекаря Кларка. Вскоре мальчик показал незаурядные способности, однако в 1659 году мать Анна вернула его в поместье и попыталась возложить на 16-летнего сына часть дел по управлению хозяйством. Попытка не имела успеха — Исаак предпочитал всем другим занятиям чтение книг, стихосложение и особенно конструирование различных механизмов. В это время к Анне обратился Стокс, школьный учитель Ньютона, и начал уговаривать её продолжить обучение необычайно одарённого сына; к этой просьбе присоединились дядя Уильям и грэнтемский знакомый Исаака (родственник аптекаря Кларка) Хэмфри Бабингтон, член Кембриджского Тринити-колледжа. Объединёнными усилиями они, в конце концов, добились своего. В 1661 году Ньютон успешно окончил школу и отправился продолжать образование в Кембриджский университет.

Тринити-колледж (1661—1664)

Тринити-колледж, часовая башня

В июне 1661 года 18-летний Ньютон приехал в Кембридж. Согласно уставу, ему устроили экзамен на знание латинского языка, после чего сообщили, что он принят в Тринити-колледж (Колледж Святой Троицы) Кембриджского университета. С этим учебным заведением связаны более 30 лет жизни Ньютона.

Колледж, как и весь университет, переживал трудное время. Только что (1660) в Англии была восстановлена монархия, король Карл II часто задерживал положенные университету выплаты, уволил значительную часть преподавательского состава, назначенную в годы революции^[17]. Всего в Тринити-колледже проживало 400 человек, включая студентов, слуг и 20 нищих, которым по уставу колледж обязан был выдавать подаяние. Учебный процесс находился в плачевном состоянии^[17].

Ньютона зачислили в разряд студентов-«сайзеров» (англ. sizar), с которых не брали платы за обучение (вероятно, по рекомендации Бабингтона). По нормам того времени, сайзер был обязан оплачивать своё обучение путём различных работ в Университете, либо путём оказания услуг более богатым студентам. Документальных свидетельств и воспоминаний об этом периоде его жизни сохранилось очень мало. В эти годы окончательно сложился характер Ньютона — стремление дойти до сути, нетерпимость к обману, клевете и угнетению, равнодушие к публичной славе. У него по-прежнему не было друзей^[18].

В апреле 1664 года Ньютон, сдав экзамены, перешёл в более высокую категорию старшекурсников (scholars), что дало ему право на стипендию и продолжение обучения в колледже.

Несмотря на открытия Галилея, естествознание и философию в Кембридже по-прежнему преподавали по Аристотелю. Однако в сохранившихся тетрадях Ньютона уже упоминаются Галилей, Коперник, картезианство, Кеплер и атомистическая теория Гассенди. Судя по этим тетрадям, он продолжал мастерить (в основном научные инструменты), увлечённо занимался оптикой, астрономией, математикой, фонетикой, теорией музыки. Согласно воспоминаниям соседа по комнате, Ньютон беззаветно предавался учению, забывая про еду и сон; вероятно, несмотря на все трудности, это был именно тот образ жизни, которого он сам желал^[19].

Исаак Барроу. Статуя в Тринити-колледже

1664 год в жизни Ньютона был богат и другими событиями. Ньютон пережил творческий подъём, начал самостоятельную научную деятельность и составил масштабный список (из 45 пунктов) нерешённых проблем в природе и человеческой жизни (Вопросник, лат. Questiones quaedam philosophicae). В дальнейшем подобные списки не раз появляются в его рабочих тетрадях. В марте этого же года на недавно основанной (1663) кафедре математики колледжа начались лекции нового преподавателя, 34-летнего Исаака Барроу, крупного математика, будущего друга и учителя Ньютона. Интерес Ньютона к математике резко возрос. Он сделал первое значительное математическое открытие: биномиальное разложение для произвольного рационального показателя (включая отрицательные), а через него пришёл к своему главному математическому методу — разложению функции в бесконечный ряд^[20]. В самом конце года Ньютон стал бакалавром.

Научной опорой и вдохновителями творчества Ньютона в наибольшей степени были физики: Галилей, Декарт и Кеплер. Ньютон завершил их труды, объединив в универсальную систему мира. Меньшее, но существенное влияние оказали другие математики и физики: Евклид, Ферма, Гюйгенс, Валлис и его непосредственный учитель Барроу. В студенческой записной книжке Ньютона есть программная фраза^[21]:

В философии не может быть государя, кроме истины… Мы должны поставить памятники из золота Кеплеру, Галилею, Декарту и на каждом написать: «Платон — друг, Аристотель — друг, но главный друг — истина».

«Чумные годы» (1665—1667)

В канун Рождества 1664 года на лондонских домах стали появляться красные кресты — первые метки Великой эпидемии чумы. К лету смертоносная эпидемия значительно расширилась. 8 августа 1665 года занятия в Тринити-колледже были прекращены и персонал распущен до окончания эпидемии. Ньютон уехал домой в Вулсторп, захватив с собой основные книги, тетради и инструменты^[22].

Это были бедственные годы для Англии — опустошительная чума (только в Лондоне погибла пятая часть населения), разорительная война с Голландией, Великий лондонский пожар. Но существенную часть своих научных открытий Ньютон сделал в уединении «чумных лет». Из сохранившихся заметок видно, что 23-летний Ньютон уже свободно владел базовыми методами дифференциального и интегрального исчислений, включая разложение функций в ряды и то, что впоследствии было названо формулой Ньютона — Лейбница. Проведя ряд остроумных оптических экспериментов, он доказал, что белый цвет есть смесь цветов спектра. Позже Ньютон вспоминал об этих годах^[23]:

В начале 1665 года я нашёл метод приближённых рядов и правило превращения любой степени двучлена в такой ряд… в ноябре получил прямой метод флюксий^{[K 4]} [дифференциальное исчисление]; в январе следующего года я получил теорию цветов, а в мае приступил к обратному методу флюксий [интегральное исчисление]… В это время я переживал лучшую пору своей юности и больше интересовался математикой и [натуральной] философией, чем когда бы то ни было впоследствии.

Но самым значительным его открытием в эти годы стал закон всемирного тяготения. Позднее, в 1686 году, Ньютон писал Галлею^[24]:

В бумагах, написанных более 15 лет тому назад (точно привести дату я не могу, но, во всяком случае, это было перед началом моей переписки с Ольденбургом), я выразил обратную квадратичную пропорциональность тяготения планет к Солнцу в зависимости от расстояния и вычислил правильное отношение земной тяжести и conatus recedendi [стремление] Луны к центру Земли, хотя и не совсем точно.

Неточность, упомянутая Ньютоном, была вызвана тем, что размеры Земли и величину ускорения свободного падения Ньютон взял из «Механики» Галилея, где они приводились со значительной погрешностью^[25]. Позднее Ньютон получил более точные данные Пикара и окончательно убедился в истинности своей теории^[26].

Почитаемый потомок «Яблони Ньютона». Кембридж, Ботанический сад

Общеизвестна легенда о том, что закон тяготения Ньютон открыл, наблюдая падение яблока с ветки дерева. Впервые «яблоко Ньютона» мельком упомянул биограф Ньютона Уильям Стьюкли (книга «Воспоминания о жизни Ньютона», 1752 год)^[27]:

После обеда установилась тёплая погода, мы вышли в сад и пили чай в тени яблонь. Он [Ньютон] сказал мне, что мысль о гравитации пришла ему в голову, когда он точно так же сидел под деревом. Он находился в созерцательном настроении, когда неожиданно с ветки упало яблоко. «Почему яблоки всегда падают перпендикулярно земле?» — подумал он.

Популярной легенда стала благодаря Вольтеру^[28]. В действительности, как видно по рабочим тетрадям Ньютона, его теория всеобщего тяготения развивалась постепенно^[22]. Другой биограф, Генри Пембертон, приводит рассуждения Ньютона (без упоминания яблока) более подробно: «сравнивая периоды нескольких планет и их расстояния до Солнца, он обнаружил, что… эта сила должна снижаться в квадратичной пропорциональности с увеличением расстояния»^[28]. Другими словами, Ньютон обнаружил, что из третьего закона Кеплера, связывающего периоды обращения планет с расстоянием до Солнца, следует именно «формула обратных квадратов» для закона тяготения (в приближении круговых орбит). Окончательную формулировку закона тяготения, вошедшую в учебники, Ньютон выписал позднее, после того, как ему стали ясны законы механики.

Эти открытия, а также многие из позднейших, были опубликованы на 20—40 лет позже, чем были сделаны. Ньютон не гнался за славой. В 1670 году он писал Джону Коллинзу: «Я не вижу ничего желательного в славе, даже если бы я был способен заслужить её. Это, возможно, увеличило бы число моих знакомых, но это как раз то, чего я больше всего стараюсь избегать». Свой первый научный труд (октябрь 1666), излагавший основы анализа, он не стал публиковать; его нашли лишь спустя 300 лет^[29].

Начало научной известности (1667—1684)

Ньютон в молодости

В марте-июне 1666 года Ньютон посетил Кембридж. Однако летом новая волна чумы вынудила его вновь уехать домой. Наконец, в начале 1667 года эпидемия утихла, и в апреле Ньютон возвратился в Кембридж. 1 октября он был избран членом Тринити-колледжа, а в 1668 году стал магистром. Ему выделили просторную отдельную комнату для жилья, назначили оклад (2 фунта в год) и передали группу студентов, с которыми он несколько часов в неделю добросовестно занимался стандартными учебными предметами. Впрочем, ни тогда, ни позже Ньютон не прославился как преподаватель, его лекции посещались плохо^[30].

Упрочив своё положение, Ньютон совершил путешествие в Лондон, где незадолго до того, в 1660 году, было создано Лондонское королевское общество — авторитетная организация видных научных деятелей, одна из первых Академий наук. Печатным органом Королевского общества был журнал «Философские труды» (англ. Philosophical Transactions).

В 1669 году в Европе стали появляться математические работы, использующие разложения в бесконечные ряды. Хотя по глубине эти открытия не шли ни в какое сравнение с ньютоновскими, Барроу настоял на том, чтобы его ученик зафиксировал свой приоритет в этом вопросе. Ньютон написал краткий, но достаточно полный конспект этой части своих открытий, который назвал «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов». Барроу переслал этот трактат в Лондон. Ньютон просил Барроу не раскрывать имя автора работы^[31] (но тот всё же проговорился). «Анализ» распространился среди специалистов и получил некоторую известность в Англии и за её пределами^[32].

В этом же году Барроу принял приглашение короля стать придворным капелланом и оставил преподавание. 29 октября 1669 года 26-летний Ньютон был избран его преемником на должности «лукасовского профессора» математики и оптики Тринити-колледжа. На этой должности Ньютон получил оклад 100 фунтов в год, не считая других бонусов и стипендий от Тринити^{[33][K 5]}. Новый пост также давал Ньютону больше времени на собственные исследования^[34]. Барроу оставил Ньютону обширную алхимическую лабораторию; в этот период Ньютон всерьёз увлёкся алхимией, провёл массу химических опытов^[35].

Одновременно Ньютон продолжил эксперименты по оптике и теории цвета. Ньютон исследовал сферическую и хроматическую аберрации. Чтобы свести их к минимуму, он построил смешанный телескоп-рефлектор: линза и вогнутое сферическое зеркало, которое сделал и отполировал сам. Проект такого телескопа впервые предложил Джеймс Грегори (1663), однако этот замысел так и не был реализован. Первая конструкция Ньютона (1668) оказалась неудачной, но уже следующая, с более тщательно отполированным зеркалом, несмотря на небольшие размеры, давала 40-кратное увеличение превосходного качества^[22].

Слухи о новом инструменте быстро дошли до Лондона, и Ньютона пригласили показать своё изобретение научной общественности. В конце 1671 — начале 1672 года прошла демонстрация рефлектора перед королём, а затем — в Королевском обществе. Аппарат вызвал всеобщие восторженные отзывы. Вероятно, сыграла свою роль и практическая важность изобретения: астрономические наблюдения служили для точного определения времени, что в свою очередь было необходимо для навигации на море. Ньютон стал знаменит и в январе 1672 года был избран членом Королевского общества. Позднее усовершенствованные рефлекторы стали основными инструментами астрономов, с их помощью были открыты планета Уран, иные галактики, красное смещение.

Первое время Ньютон дорожил общением с коллегами из Королевского общества, где состояли, кроме Барроу, Джеймс Грегори, Джон Валлис, Роберт Гук, Роберт Бойль, Кристофер Рен и другие известные деятели английской науки. Однако вскоре начались утомительные конфликты, которых Ньютон очень не любил. В частности, разгорелась шумная полемика по поводу природы света. Началась она с того, что в феврале 1672 года Ньютон опубликовал в «Philosophical Transactions» подробное описание своих классических опытов с призмами и свою теорию цвета. Гук, который ранее опубликовал собственную теорию, заявил, что результаты Ньютона его не убедили; его поддержал Гюйгенс на том основании, что теория Ньютона «противоречит общепринятым воззрениям». Ньютон ответил на их критику только через полгода, но к этому времени число критиков значительно увеличилось.

Лавина некомпетентных нападок вызвала у Ньютона раздражение и депрессию. Ньютон попросил секретаря Общества Ольденбурга больше не пересылать ему критических писем и дал зарок на будущее: не ввязываться в научные споры. В письмах он жалуется, что поставлен перед выбором: либо не публиковать свои открытия, либо тратить всё время и все силы на отражение недружелюбной дилетантской критики. В конце концов он выбрал первый вариант и сделал заявление о выходе из Королевского общества (8 марта 1673 года). Ольденбург не без труда уговорил его остаться^[36], однако научные контакты с Обществом были надолго сведены к минимуму.

В 1673 году произошли два важных события. Первое: королевским указом в Тринити вернулся старый друг и покровитель Ньютона, Исаак Барроу, теперь в качестве руководителя («мастера») колледжа. Второе: математическими открытиями Ньютона заинтересовался Лейбниц, известный на тот момент как философ и изобретатель. Получив труд Ньютона 1669 года по бесконечным рядам и глубоко его изучив, он далее самостоятельно начал развивать свою версию анализа. В 1676 году Ньютон и Лейбниц обменялись письмами, в которых Ньютон разъяснил ряд своих методов, ответил на вопросы Лейбница и намекнул на существование ещё более общих методов, пока не опубликованных (имелось в виду общее дифференциальное и интегральное исчисления). Секретарь Королевского общества Генри Ольденбург настойчиво просил Ньютона во славу Англии опубликовать свои математические открытия по анализу, но Ньютон ответил, что уже пять лет как занимается другой темой и не хочет отвлекаться^[37]. На очередное письмо Лейбница Ньютон не ответил. Первая краткая публикация по ньютоновскому варианту анализа появилась только в 1693 году, когда вариант Лейбница уже широко распространился по Европе.

Конец 1670-х годов был печален для Ньютона. В мае 1677 года неожиданно умер 47-летний Барроу. Зимой этого же года в доме Ньютона возник сильный пожар, и часть рукописного архива Ньютона сгорела. В сентябре 1677 года умер благоволивший Ньютону секретарь Королевского Общества Ольденбург, и новым секретарём стал Гук, относившийся к Ньютону неприязненно. В 1679 году тяжело заболела мать Анна; Ньютон, оставив все дела, приехал к ней, принимал активное участие в уходе за больной, но состояние матери быстро ухудшалось, и она умерла. Мать и Барроу были в числе немногих людей, скрашивавших одиночество Ньютона^[38].

«Математические начала натуральной философии» (1684—1686)

Титульный лист «Начал» Ньютона

История создания этого труда, одного из самых знаменитых в истории науки, началась в 1682 году, когда прохождение кометы Галлея вызвало подъём интереса к небесной механике. Эдмонд Галлей пытался уговорить Ньютона опубликовать его «общую теорию движения», о которой уже давно ходили слухи в учёном сообществе. Ньютон, не желая втягиваться в новые научные споры и пререкания, отказался.

В августе 1684 года Галлей приехал в Кембридж и рассказал Ньютону, что они с Реном и Гуком обсуждали, как из формулы закона тяготения вывести эллиптичность орбит планет, но не знали, как подступиться к решению. Ньютон сообщил, что у него уже есть такое доказательство, и в ноябре прислал Галлею готовую рукопись. Тот сразу оценил значение результата и метода, немедленно снова навестил Ньютона и на этот раз сумел уговорить его опубликовать свои открытия^[24]. 10 декабря 1684 года в протоколах Королевского общества появилась историческая запись^[39]:

Господин Галлей… недавно видел в Кембридже м-ра Ньютона, и тот показал ему интересный трактат «De motu» [О движении]. Согласно желанию г-на Галлея, Ньютон обещал послать упомянутый трактат в Общество.

Работа над книгой шла в 1684—1686 годах. По воспоминаниям Хэмфри Ньютона, родственника учёного и его помощника в эти годы, сначала Ньютон писал «Начала» в перерывах между алхимическими опытами, которым уделял основное внимание, затем постепенно увлёкся и с воодушевлением посвятил себя работе над главной книгой своей жизни^[40].

Публикацию предполагалось осуществить на средства Королевского общества, но в начале 1686 года Общество издало не нашедший спроса трактат по истории рыб, и тем самым истощило свой бюджет. Тогда Галлей объявил, что он берёт расходы по изданию на себя. Общество с признательностью приняло это великодушное предложение и в качестве частичной компенсации бесплатно предоставило Галлею 50 экземпляров трактата по истории рыб^[40].

Труд Ньютона — возможно, по аналогии с «Началами философии» Декарта (1644) или, по мнению некоторых историков науки, с вызовом картезианцам^{[K 6]} — получил название «Математические начала натуральной философии» (лат. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), то есть, на современном языке, «Математические основы физики»^{[K 7]}.

28 апреля 1686 года первый том «Математических начал» был представлен Королевскому обществу. Все три тома, после некоторой авторской правки, вышли в 1687 году. Тираж (около 300 экземпляров) был распродан за 4 года — для того времени очень быстро.

Страница из «Начал» Ньютона (3-е изд., 1726)

Как по физическому, так и по математическому уровню труд Ньютона качественно превосходит работы всех его предшественников^[41]. В нём отсутствует аристотелева или декартова метафизика, с её туманными рассуждениями и неясно сформулированными, часто надуманными «первопричинами» природных явлений. Ньютон, например, не провозглашает, что в природе действует закон тяготения, он строго доказывает этот факт, исходя из наблюдаемой картины движения планет и их спутников. Метод Ньютона — создание модели явления, «не измышляя гипотез», а потом уже, если данных достаточно, поиск его причин. Такой подход, начало которому было положено Галилеем, означал конец старой физики. Качественное описание природы уступило место количественному — значительную часть книги занимают расчёты, чертежи и таблицы.

В своей книге Ньютон ясно определил базовые понятия механики, причём ввёл несколько новых, включая такие важнейшие физические величины, как масса, внешняя сила и количество движения. Сформулированы три закона механики. Приведён строгий вывод из закона тяготения всех трёх законов Кеплера. Отметим, что были описаны и неизвестные Кеплеру гиперболические и параболические орбиты небесных тел. Истинность гелиоцентрической системы Коперника Ньютон прямо не обсуждает, но подразумевает; он даже оценивает отклонение Солнца от центра масс Солнечной системы^[42]. Другими словами, Солнце в системе Ньютона, в отличие от кеплеровской, не покоится, а подчиняется общим законам движения. В общую систему включены и кометы, вид орбит которых вызывал тогда большие разногласия.

Слабым местом теории тяготения Ньютона, по мнению многих учёных того времени, было отсутствие объяснения природы этой силы. Ньютон изложил только математический аппарат, оставив открытыми вопросы о причине тяготения и его материальном носителе. Для научной общественности, воспитанной на философии Декарта, это был непривычный и вызывающий подход^[41], и лишь триумфальный успех небесной механики в XVIII веке заставил физиков временно примириться с ньютоновской теорией. Физические основы тяготения прояснились только спустя более чем два века, с появлением Общей теории относительности.

Математический аппарат и общую структуру книги Ньютон построил максимально близкими к признанному его современниками стандарту научной строгости — «Началам» Евклида. Математический анализ он сознательно почти нигде не использовал — применение новых, непривычных методов поставило бы под угрозу доверие к изложенным результатам. Эта осторожность, однако, обесценила ньютоновский метод изложения для следующих поколений читателей. Книга Ньютона была первой работой по новой физике и одновременно одним из последних серьёзных трудов, использующих старые методы математического исследования. Все последователи Ньютона уже использовали созданные им мощные методы математического анализа. Крупнейшими непосредственными продолжателями дела Ньютона стали Д’Аламбер, Эйлер, Лаплас, Клеро и Лагранж.

При жизни автора книга выдержала три издания, причём при каждом переиздании автор вносил в книгу существенные дополнения и уточнения^[43].

Административная деятельность (1687—1703)

1687 год ознаменовался не только выходом великой книги, но и конфликтом Ньютона с королём Яковом II. В феврале король, последовательно проводя свою линию на реставрацию католицизма в Англии, предписал Кембриджскому университету дать степень магистра католическому монаху Альбану Френсису. Руководство университета колебалось, не желая ни нарушать закон, ни раздражать короля; вскоре делегацию учёных, в том числе Ньютона, вызвали для расправы к известному своей грубостью и жестокостью Лорду-верховному судье Джорджу Джеффрису. Ньютон выступил против всякого компромисса, ущемляющего университетскую автономию, и убедил делегацию занять принципиальную позицию. В итоге вице-канцлера университета отстранили от должности, но желание короля так и не было исполнено^[44]. В одном из писем этих лет Ньютон изложил свои политические принципы^[44]:

Всякий честный человек по законам Божеским и человеческим обязан повиноваться законным приказаниям короля. Но если Его Величеству советуют потребовать нечто такое, чего нельзя сделать по закону, то никто не должен пострадать, если пренебрежёт таким требованием.

В 1689 году, после свержения короля Якова II, Ньютон был в первый раз избран в парламент от Кембриджского университета и заседал там немногим более года. Повторно был членом парламента в 1701—1702 годах. Существует популярный анекдот о том, что он взял слово для выступления в палате общин только один раз, попросив закрыть окно во избежание сквозняка. На самом деле, Ньютон выполнял свои парламентские обязанности с той же добросовестностью, с какой он относился ко всем своим делам^[45].

Около 1691 года Ньютон серьёзно заболел (скорее всего, отравился в ходе химических опытов^[46], хотя имеются и другие версии — переутомление, потрясение после пожара, повлёкшего потерю важных результатов, и возрастные недуги^[47]). Близкие опасались за его рассудок; несколько сохранившихся его писем этого периода действительно свидетельствуют о душевном расстройстве. Только в конце 1693 года здоровье Ньютона полностью восстановилось^[47].

В 1679 году Ньютон познакомился в Тринити с 18-летним аристократом, любителем науки и алхимии, Чарльзом Монтегю (1661—1715). Вероятно, Ньютон произвёл на Монтегю сильнейшее впечатление, потому что в 1696 году, став лордом Галифаксом, президентом Королевского общества и канцлером Казначейства (то есть министром финансов Англии), Монтегю предложил королю назначить Ньютона хранителем Монетного двора. Король дал своё согласие, и в 1696 году Ньютон занял эту должность, покинул Кембридж и переехал в Лондон.

Для начала Ньютон досконально изучил технологию монетного производства, привёл в порядок документооборот, переделал учёт за последние 30 лет. Одновременно Ньютон энергично и квалифицированно содействовал проводимой Монтегю денежной реформе, восстановив доверие к основательно запущенной его предшественниками монетной системе Англии^[48]. В Англии этих лет имели хождение почти исключительно неполновесные, а в немалом количестве и фальшивые монеты. Широкое распространение получила обрезка краёв серебряных монет, при этом монеты нового чекана исчезали сразу, как только попадали в обращение, поскольку массами шли в переливку, вывозились за границу и прятались в сундуки^[49]. В этой ситуации Монтегю пришёл к выводу, что изменить ситуацию можно, только перечеканив все монеты, циркулирующие в Англии, и запретив хождение обрезанной монеты, что требовало резкого увеличения производительности Королевского Монетного двора. Для этого требовался грамотный администратор, и именно таким человеком стал Ньютон, занявший в марте 1696 года должность хранителя Монетного двора.

Благодаря энергичным действиям Ньютона в течение 1696 года в городах Англии была создана сеть филиалов Монетного двора, в частности, в Честере, где директором филиала Ньютон поставил своего друга Галлея, что позволило увеличить выпуск серебряной монеты в 8 раз^[49]. Ньютон внедрил в технологию чеканки монет использование гурта с надписью, после чего преступное стачивание металла стало практически невозможным. Старая, неполновесная серебряная монета за 2 года была полностью изъята из обращения и перечеканена, выпуск новых монет увеличился, чтобы успевать за потребностью в них, качество их улучшилось. Ранее во время подобных реформ старые деньги население должно было менять по весу, после этого объём наличности уменьшался как у лиц (частных и юридических), так и во всей стране, но проценты и обязательства по кредитам оставались прежними, из-за чего в экономике начиналась стагнация. Ньютон же предложил обменивать деньги по номиналу, что предотвращало указанные проблемы, а неизбежный после такого дефицит средств восполнялся взятием кредитов у других стран (больше всего — у Нидерландов), инфляция резко снизилась^[50][51], но внешний государственный долг вырос к середине века до беспрецедентных в истории Англии размеров. Но на протяжении этого времени происходил заметный экономический рост, из-за него выросли налоговые отчисления в казну (сравнявшиеся по размеру с французскими, несмотря на то, что Францию населяло в 2,5 раза больше людей), за счёт этого госдолг постепенно выплачивался^[52].

В 1699 году перечеканка монет была завершена и, видимо, в качестве поощрения за свои заслуги, в этом году Ньютон был назначен управляющим («мастером») Монетного двора^[51][49]. Однако честный и компетентный человек во главе Монетного двора устраивал не всех. С первых же дней на Ньютона посыпались жалобы и доносы, постоянно появлялись комиссии по проверке. Как выяснилось, многие доносы поступали от фальшивомонетчиков, раздражённых ньютоновскими реформами^[53]. Ньютон, как правило, равнодушно относился к злословию, но никогда не прощал, если оно затрагивало его честь и репутацию. Он лично участвовал в десятках расследований, и более 100 фальшивомонетчиков были выслежены и осуждены; при отсутствии отягчающих обстоятельств их чаще всего высылали в североамериканские колонии, но несколько главарей были казнены. Число фальшивых монет в Англии значительно сократилось^[53]. Монтегю в своих мемуарах высоко оценил незаурядные способности администратора, проявленные Ньютоном и обеспечившие успех реформы^[49]. Таким образом, проведённые учёным реформы не только предотвратили экономический кризис, но и через десятилетия привели к значительному росту благосостояния страны.

В апреле 1698 года Монетный двор в ходе «Великого посольства» трижды посетил русский царь Пётр I^[49]; к сожалению, подробности его визита и общения с Ньютоном не сохранились. Известно, однако, что в 1700 году в России была проведена монетная реформа, сходная с английской. А в 1713 году первые шесть печатных экземпляров 2-го издания «Начал» Ньютон выслал царю Петру в Россию^[54].

Символом научного триумфа Ньютона стали два события 1699 года: началось преподавание системы мира Ньютона в Кембридже (с 1704 года — и в Оксфорде), а Парижская академия наук, оплот его оппонентов-картезианцев, избрала его своим иностранным членом. Всё это время Ньютон ещё числился членом и профессором Тринити-колледжа, но в декабре 1701 года он официально ушёл в отставку со всех своих постов в Кембридже.

В 1703 году скончался президент Королевского общества лорд Джон Сомерс, за 5 лет своего президентства посетивший заседания Общества лишь дважды. В ноябре Ньютон был избран его преемником и управлял Обществом до конца жизни — более двадцати лет. В отличие от своих предшественников, он лично присутствовал на всех заседаниях и сделал всё для того, чтобы британское Королевское общество заняло почётное место в научном мире. Число членов Общества росло (среди них, кроме Галлея, можно выделить Дени Папена, Абрахама де Муавра, Роджера Котса, Брука Тейлора), проводились и обсуждались интересные эксперименты, качество журнальных статей значительно улучшилось, финансовые проблемы были смягчены. Общество обзавелось платными секретарями и собственной резиденцией (на Флит-стрит), расходы на переезд Ньютон оплатил из своего кармана^[55]. В эти годы Ньютона часто приглашали в качестве консультанта в различные правительственные комиссии, а принцесса Каролина, будущая королева Великобритании (жена Георга II), часами вела с ним во дворце беседы на философские и религиозные темы^[56].

Последние годы

Один из последних портретов Ньютона (1712, Торнхилл)

В 1704 году вышла в свет (сначала на английском языке) монография «Оптика», определявшая развитие этой науки до начала XIX века. Она содержала приложение «О квадратуре кривых» — первое и довольно полное изложение ньютоновской версии математического анализа. Фактически это последний труд Ньютона по естественным наукам, хотя он прожил ещё более 20 лет. Каталог оставленной им библиотеки содержал книги в основном по истории и теологии, и именно этим занятиям Ньютон посвятил остаток жизни^[57]. Ньютон оставался управителем Монетного двора, поскольку этот пост, в отличие от должности смотрителя, не требовал от него особой активности. Дважды в неделю он ездил на Монетный двор, раз в неделю — на заседание Королевского общества. Ньютон так никогда и не совершил путешествия за пределы Англии.

В 1705 году королева Анна возвела Ньютона в рыцарское достоинство. Отныне он сэр Исаак Ньютон. Впервые в английской истории звание рыцаря было присвоено за научные заслуги; в следующий раз это произошло более чем век спустя (1819, в отношении Хемфри Дэви)^[49]. Впрочем, часть биографов считает, что королева руководствовалась не научными, а политическими мотивами^[58]. Ньютон обзавёлся собственным гербом и не очень достоверной родословной.

В 1707 году вышел сборник лекций Ньютона по алгебре, получивший название «Универсальная арифметика». Приведённые в ней численные методы ознаменовали рождение новой перспективной дисциплины — численного анализа.

Могила Ньютона в Вестминстерском аббатстве

В 1708 году начался открытый приоритетный спор с Лейбницем (см. ниже), в который были вовлечены даже царствующие особы. Эта распря двух гениев дорого обошлась науке — английская математическая школа вскоре снизила активность на целый век^[59], а европейская — проигнорировала многие выдающиеся идеи Ньютона, переоткрыв их много позднее^[48]. Конфликт не погасила даже смерть Лейбница (1716).

Первое издание «Начал» Ньютона давно было раскуплено. Многолетний труд Ньютона по подготовке 2-го издания, уточнённого и дополненного, увенчался успехом в 1710 году, когда вышел первый том нового издания (последний, третий — в 1713 году). Начальный тираж (700 экземпляров) оказался явно недостаточным, в 1714 и 1723 годах была допечатка. При доработке второго тома Ньютону, в виде исключения, пришлось вернуться к физике, чтобы объяснить расхождение теории с опытными данными, и он сразу же совершил крупное открытие — гидродинамическое сжатие струи^[60]. Теперь теория хорошо согласовывалась с экспериментом. Ньютон добавил в конец книги «Поучение» с уничтожающей критикой «теории вихрей», с помощью которой его оппоненты-картезианцы пытались объяснить движение планет. На естественный вопрос «а как на самом деле?» в книге следует знаменитый и честный ответ: «Причину… свойств силы тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю»^[61].

В апреле 1714 года Ньютон обобщил свой опыт финансового регулирования и передал в казначейство свою статью «Наблюдения относительно ценности золота и серебра». В статье содержались конкретные предложения по корректировке стоимости драгоценных металлов. Эти предложения были частично приняты, и это благоприятно сказалось на английской экономике^[62].

Незадолго до смерти Ньютон стал одной из жертв финансовой аферы крупной торговой «Компании Южных морей», пользовавшейся поддержкой правительства. Он приобрёл на крупную сумму ценные бумаги компании, а также настоял на их приобретении Королевским обществом. 24 сентября 1720 года банк компании объявил себя банкротом. Племянница Кэтрин вспоминала в своих записках, что Ньютон потерял более 20000 фунтов, после чего заявил, что может рассчитать движение небесных тел, но не степень безумия толпы. Впрочем, многие биографы полагают, что Кэтрин имела в виду не реальную потерю, а неполучение ожидаемой прибыли^[63]. После банкротства компании Ньютон предложил Королевскому обществу компенсировать потери из своего кармана, но его предложение было отклонено^[64].

Памятная табличка в Лондоне на Orange Street, где жил Ньютон с 1710 по 1727 год

Последние годы жизни Ньютон посвятил написанию «Хронологии древних царств», которой занимался около 40 лет, а также подготовкой третьего издания «Начал», которое вышло в 1726 году. В отличие от второго, изменения в третьем издании были невелики — в основном результаты новых астрономических наблюдений, включая довольно полный справочник по кометам, наблюдавшимся с XIV века. Среди прочих была представлена рассчитанная орбита кометы Галлея, новое появление которой в указанное время (1758 год) наглядно подтвердило теоретические расчёты (к тому времени уже покойных) Ньютона и Галлея. Тираж книги для научного издания тех лет мог считаться огромным: 1250 экземпляров.

В 1725 году здоровье Ньютона начало заметно ухудшаться, и он переселился в Кенсингтон неподалёку от Лондона, где и скончался ночью, во сне, 20 (31) марта 1727 года. Письменного завещания он не оставил, но значительную часть своего крупного состояния он незадолго до смерти передал ближайшим родственникам^[65]. Похоронен в Вестминстерском аббатстве^[66]. Фернандо Саватер, по письмам Вольтера, так описывает похороны Ньютона^[67]:

В них участвовал весь Лондон. Сначала тело было выставлено на всеобщее обозрение в пышном катафалке, по бокам которого горели огромные светильники, затем было перенесено в Вестминстерское аббатство, где Ньютон был похоронен среди королей и выдающихся государственных деятелей. Во главе траурной процессии шёл лорд-канцлер, за которым следовали все королевские министры.

Личные качества

Черты характера

Составить психологический портрет Ньютона трудно, так как даже симпатизирующие ему люди нередко приписывают Ньютону различные качества^[68]. Приходится учитывать и культ Ньютона в Англии, заставлявший авторов воспоминаний наделять великого учёного всеми мыслимыми добродетелями, игнорируя реальные противоречия в его натуре. Кроме того, к концу жизни в характере Ньютона появились такие черты, как добродушие, снисходительность и общительность, ранее ему не свойственные^[69].

Внешне Ньютон был невысок, крепкого телосложения, с волнистыми волосами. Он почти не болел, до старости сохранил густые волосы (уже с 40 лет совершенно седые^[24]) и все зубы, кроме одного. Никогда (по другим сведениям, почти никогда) не пользовался очками^[68], хотя был немного близорук. Почти никогда не смеялся и не раздражался, нет упоминаний о его шутках или иных проявлениях чувства юмора. В денежных расчётах был аккуратен и бережлив, но не скуп. Никогда не был женат. Обычно находился в состоянии глубокой внутренней сосредоточенности, из-за чего нередко проявлял рассеянность: например, однажды, пригласив гостей, он пошёл в кладовую за вином, но тут его осенила какая-то научная идея, он помчался в кабинет и к гостям уже не вернулся. Был равнодушен к спорту, музыке, искусству, театру, путешествиям^[70], хотя хорошо умел рисовать^[71]. Его помощник вспоминал: «Он не позволял себе никакого отдыха и передышки… считал потерянным всякий час, не посвящённый занятиям [наукой]… Думаю, его немало печалила необходимость тратить время на еду и сон»^[24]. Со всем сказанным Ньютон сумел соединить житейскую практичность и здравомыслие, ярко проявившиеся в его успешном управлении Монетным двором и Королевским обществом.

Воспитанный в пуританских традициях, Ньютон установил для себя ряд жёстких принципов и самоограничений^[72]. И он не склонен был прощать другим то, что не простил бы себе; в этом корни многих его конфликтов (см. ниже). Тепло относился к родственникам и многим коллегам, но близких друзей не имел^[71], не искал общества других людей, держался отстранённо^[73]. Вместе с тем Ньютон не был бессердечным и равнодушным к чужой судьбе. Когда после смерти его сводной сестры Анны её дети остались без средств к существованию, Ньютон назначил несовершеннолетним детям пособие, а позже дочь Анны, Кэтрин, взял к себе на воспитание. Постоянно помогал и другим родственникам. «Будучи экономным и расчётливым, он вместе с тем очень свободно обращался с деньгами и был всегда готов помочь другу в нужде, не проявляя при этом навязчивости. Особенно благороден он по отношению к молодёжи»^[74]. Многие известные английские учёные — Стирлинг, Маклорен, астроном Джеймс Паунд и другие — с глубокой благодарностью вспоминали помощь, оказанную Ньютоном в начале их научной карьеры^[75].

Конфликты

Ньютон и Гук

Роберт Гук. Реконструкция внешности по словесным описаниям современников

В 1675 году Ньютон прислал Обществу свой трактат с новыми исследованиями и рассуждениями о природе света. Роберт Гук на заседании заявил, что всё, что есть ценного в трактате, уже имеется в ранее опубликованной книге Гука «Микрография». В частных беседах он обвинял Ньютона в плагиате^[76]: «Я показал, что господин Ньютон использовал мои гипотезы об импульсах и волнах» (из дневника Гука). Гук оспаривал приоритет всех открытий Ньютона в области оптики, кроме тех, с которыми он был не согласен^[77]. Ольденбург тут же известил Ньютона об этих обвинениях, и тот расценил их как инсинуации. На этот раз конфликт удалось погасить, и учёные обменялись примирительными письмами (1676). Однако с этого момента и вплоть до смерти Гука (1703) Ньютон никаких работ по оптике не публиковал, хотя у него накопился огромный материал, систематизированный им в классической монографии «Оптика» (1704).

Другой приоритетный спор был связан с открытием закона тяготения. Ещё в 1666 году Гук пришёл к выводу, что движение планет есть суперпозиция падения на Солнце благодаря силе притяжения к Солнцу, и движения по инерции по касательной к траектории планеты. По его мнению, эта суперпозиция движения и обусловливает эллиптическую форму траектории планеты вокруг Солнца^[78]. Однако доказать это математически он не смог и послал в 1679 году Ньютону письмо, где предложил сотрудничество по решению этой задачи. В этом письме было также изложено предположение об убывании силы притяжения к Солнцу обратно пропорционально квадрату расстояния^[79]. В ответ Ньютон заметил, что ранее занимался проблемой движения планет, но оставил эти занятия. Действительно, как показывают найденные впоследствии документы, Ньютон занимался проблемой движения планет ещё в 1665—1669 гг., когда он на основании III закона Кеплера установил, что «стремление планет удалиться от Солнца будет обратно пропорционально квадратам их расстояний от Солнца»^[80]. Однако представление об орбите планеты как исключительно результате равенства сил притяжения к Солнцу и центробежной силы у него до конца в те годы ещё не выработалось^[80][81].

Впоследствии переписка между Гуком и Ньютоном прервалась. Гук вернулся к попыткам построения траектории планеты под действием силы, убывающей по закону обратных квадратов. Однако эти попытки также оказались безуспешными. Между тем, Ньютон вернулся к изучению движения планет и решил эту задачу.

Когда Ньютон готовил к публикации свои «Начала», Гук потребовал, чтобы Ньютон в предисловии оговорил приоритет Гука относительно закона тяготения. Ньютон возразил, что Буллиальд, Кристофер Рен и сам Ньютон пришли к той же формуле независимо и раньше Гука^[82]. Разгорелся конфликт, немало отравивший жизнь обоим учёным.

Современные авторы отдают должное и Ньютону, и Гуку. Приоритет Гука заключается в постановке задачи о построении траектории планеты благодаря суперпозиции её падения на Солнце по закону обратных квадратов и движения по инерции. Возможно также, что именно письмо Гука непосредственно подтолкнуло Ньютона завершить решение этой задачи. Однако сам Гук задачу не решил, а также не догадался об универсальности гравитации^[83][84]. По словам С. И. Вавилова^[24],

Если связать в одно все предположения и мысли Гука о движении планет и тяготении, высказанные им в течение почти 20 лет, то мы встретим почти все главные выводы «Начал» Ньютона, только высказанные в неуверенной и мало доказательной форме. Не решая задачи, Гук нашёл её ответ. Вместе с тем перед нами вовсе не случайно брошенная мысль, но несомненно плод долголетней работы. У Гука была гениальная догадка физика-экспериментатора, прозревающего в лабиринте фактов истинные соотношения и законы природы. С подобной редкостной интуицией экспериментатора мы встречаемся в истории науки ещё у Фарадея, но Гук и Фарадей не были математиками. Их дело было довершено Ньютоном и Максвеллом. Бесцельная борьба с Ньютоном за приоритет набросила тень на славное имя Гука, но истории пора, спустя почти три века, отдать должное каждому. Гук не мог идти прямой, безукоризненной дорогой «Математических начал» Ньютона, но своими окольными тропинками, следов которых нам теперь уже не найти, он пришёл туда же.

В дальнейшем отношения Ньютона с Гуком оставались напряжёнными. Например, когда Ньютон представил Обществу придуманную им новую конструкцию секстанта, Гук тут же заявил, что изобрёл такой прибор более 30 лет назад (хотя никогда секстантов не строил)^[85]. Всё же Ньютон сознавал научную ценность открытий Гука и в своей «Оптике» несколько раз упомянул своего, уже покойного, оппонента^[86].

Помимо Ньютона, Гук вёл приоритетные споры со многими другими английскими и континентальными учёными, в том числе с Робертом Бойлем, которого он обвинил в присвоении усовершенствования воздушного насоса, а также с секретарём Королевского общества Ольденбургом, заявив, что с помощью Ольденбурга Гюйгенс украл у Гука идею часов со спиральной пружиной^[87].

Миф о том, что Ньютон якобы велел уничтожить единственный портрет Гука, рассматривается ниже.

Ньютон и Флемстид

Джон Флемстид

Джон Флемстид, выдающийся английский астроном, познакомился с Ньютоном в Кембридже (1670), когда Флемстид был ещё студентом, а Ньютон — магистром. Однако уже в 1673 году, почти одновременно с Ньютоном, Флемстид тоже стал знаменит — он опубликовал великолепные по качеству астрономические таблицы, за которые король удостоил его личной аудиенции и звания «Королевский астроном». Более того, король распорядился построить в Гринвиче вблизи Лондона обсерваторию и передать её в распоряжение Флемстида. Однако деньги на оснащение обсерватории король посчитал излишними тратами, и почти все доходы Флемстида уходили на постройку инструментов и хозяйственные нужды обсерватории^[88].

Гринвичская обсерватория, старое здание

Поначалу отношения Ньютона и Флемстида были добросердечными. Ньютон готовил второе издание «Начал» и крайне нуждался в точных наблюдениях Луны для построения и (как он надеялся) подтверждения своей теории её движения; в первом издании теория движения Луны и комет была неудовлетворительна. Это было важно и для утверждения ньютоновской теории тяготения, подвергавшейся на континенте резкой критике картезианцев. Флемстид охотно передавал ему запрошенные данные, и в 1694 году Ньютон с гордостью известил Флемстида, что сравнение расчётных и опытных данных показало их практическое совпадение. В некоторых письмах Флемстид настоятельно просил Ньютона в случае использования наблюдений оговорить его, Флемстида, приоритет; это в первую очередь относилось к Галлею, которого Флемстид не любил и подозревал в научной нечестности, но могло означать и недоверие к самому Ньютону. В письмах Флемстида начинает сквозить обида^[88]:

Я согласен: проволока дороже, чем золото, из которого она сделана. Я, однако, собирал это золото, очищал и промывал его, и не смею думать, что Вы столь мало цените мою помощь только потому, что столь легко её получили.

Начало открытому конфликту положило письмо Флемстида, в котором он с извинениями сообщал, что обнаружил в части предоставленных Ньютону данных ряд систематических ошибок. Это ставило под угрозу ньютоновскую теорию Луны и вынуждало переделать расчёты, причём доверие к остальным данным также было поколеблено. Ньютон, который терпеть не мог недобросовестности, был крайне раздражён и даже заподозрил, что ошибки были внесены Флемстидом сознательно^[89].

В 1704 году Ньютон посетил Флемстида, который к этому времени получил новые, чрезвычайно точные данные наблюдений, и просил его передать эти данные; взамен Ньютон обещал помочь Флемстиду в издании его основного труда — Большого звёздного каталога. Флемстид, однако, стал тянуть время по двум причинам: каталог был ещё не вполне готов, а Ньютону он больше не доверял и боялся кражи своих бесценных наблюдений. Предоставленных ему для завершения труда опытных вычислителей Флемстид использовал для расчёта положений звёзд, в то время как Ньютона интересовали в первую очередь Луна, планеты и кометы. Наконец, в 1706 году печать книги началась, но Флемстид, страдавший от мучительной подагры и становившийся всё более подозрительным, потребовал, чтобы Ньютон не вскрывал запечатанный типографский экземпляр до окончания печати; Ньютон, которому данные были срочно нужны, пренебрёг этим запретом и выписал нужные величины. Напряжение росло. Флемстид устроил Ньютону скандал за попытку лично внести мелкие корректуры ошибок. Печать книги шла крайне медленно^[89][90].

Из-за финансовых трудностей Флемстид не уплатил членский взнос и был исключён из Королевского общества; новый удар нанесла королева, которая, видимо, по ходатайству Ньютона, передала Обществу контрольные функции над обсерваторией. Ньютон предъявил Флемстиду ультиматум^[91]:

Вы представили несовершенный каталог, в котором многого не хватает, Вы не дали положений звёзд, которые были желательны, и я слышал, что печать сейчас остановилась из-за их непредоставления. Таким образом, от Вас ожидается следующее: или Вы пришлёте конец Вашего каталога д-ру Арбетноту, или по крайней мере пришлёте ему данные наблюдений, необходимые для окончания, с тем, чтобы печатание могло продолжаться.

Ньютон также пригрозил, что дальнейшие задержки будут рассматриваться как неподчинение приказу Её Величества. В марте 1710 года Флемстид, после горячих жалоб на несправедливость и козни врагов, всё же передал завершающие листы своего каталога, и в начале 1712 года первый том, под названием «Небесная история», вышел в свет. В нём были все данные, нужные Ньютону, и год спустя переработанное издание «Начал», с гораздо более точной теорией Луны, также не замедлило появиться. Злопамятный Ньютон не включил в издание благодарности Флемстиду и вычеркнул все упоминания о нём, присутствовавшие в первом издании. В ответ Флемстид сжёг все не распроданные 300 экземпляров каталога в своём камине и стал готовить второе его издание, уже по собственному вкусу. В 1719 году он скончался, но усилиями жены и друзей это замечательное издание, гордость английской астрономии, было опубликовано в 1725 году^[91].

Преемником Флемстида в королевской обсерватории стал Галлей, который также немедленно засекретил все результаты наблюдений во избежание кражи данных соперниками. До конфликта с Галлеем дело не дошло, однако на заседаниях Общества Ньютон неоднократно отчитывал Галлея за нежелание поделиться нужными Ньютону данными^[92].

Ньютон и Лейбниц

Готфрид Лейбниц

Из сохранившихся документов историки науки выяснили, что дифференциальное и интегральное исчисление Ньютон создал ещё в 1665—1666 годы, однако не публиковал его до 1704 года^[93]. Лейбниц разработал свой вариант анализа независимо (с 1675 года), хотя первоначальный толчок, вероятно, его мысль получила из слухов о том, что такое исчисление у Ньютона уже имеется, а также благодаря научным беседам в Англии и переписке с Ньютоном. В отличие от Ньютона, Лейбниц сразу опубликовал свою версию, и в дальнейшем, вместе с Якобом и Иоганном Бернулли, широко пропагандировал это эпохальное открытие по всей Европе. Большинство учёных на континенте не сомневались, что анализ открыл Лейбниц.

Вняв уговорам друзей, взывавших к его патриотизму, Ньютон во 2-й книге своих «Начал» (1687) сообщил^[94]:

В письмах, которыми около десяти лет тому назад я обменивался с весьма искусным математиком г-ном Лейбницем, я ему сообщал, что обладаю методом для определения максимумов и минимумов, проведения касательных и решения тому подобных вопросов, одинаково приложимых как для членов рациональных, так и для иррациональных, причём я метод скрыл, переставив буквы следующего предложения: «когда задано уравнение, содержащее любое число текущих количеств, найти флюксии^{[K 4]} и обратно». Знаменитейший муж отвечал мне, что он также напал на такой метод и сообщил мне свой метод, который оказался едва отличающимся от моего, и то только терминами и начертанием формул.

В 1693 году, когда Ньютон наконец опубликовал первое краткое изложение своей версии анализа, он обменялся с Лейбницем дружескими письмами. Ньютон сообщил^[95]:

Наш Валлис присоединил к своей «Алгебре», только что появившейся, некоторые из писем, которые я писал к тебе в своё время. При этом он потребовал от меня, чтобы я изложил открыто тот метод, который я в то время скрыл от тебя переставлением букв; я сделал это коротко, насколько мог. Надеюсь, что я при этом не написал ничего, что было бы тебе неприятно, если же это случилось, то прошу сообщить, потому что друзья мне дороже математических открытий.

После появления первой подробной публикации ньютонова анализа (математическое приложение к «Оптике», 1704) в журнале Лейбница «Acta eruditorum» появилась анонимная рецензия с оскорбительными намёками в адрес Ньютона. Рецензия ясно указывала, что автором нового исчисления является Лейбниц. Сам Лейбниц решительно отрицал, что рецензия составлена им, но историки сумели найти черновик, написанный его почерком^[93]. Ньютон проигнорировал статью Лейбница, но его ученики возмущённо ответили, после чего разгорелась общеевропейская приоритетная война, «наиболее постыдная склока во всей истории математики»^[59].

31 января 1713 года Королевское общество получило письмо от Лейбница, содержащее примирительную формулировку: он согласен, что Ньютон пришёл к анализу самостоятельно, «на общих принципах, подобных нашим». Рассерженный Ньютон потребовал создать международную комиссию для прояснения приоритета. Комиссии не понадобилось много времени: спустя полтора месяца, изучив переписку Ньютона с Ольденбургом и другие документы, она единогласно признала приоритет Ньютона, причём в формулировке, на этот раз оскорбительной в отношении Лейбница. Решение комиссии было напечатано в трудах Общества с приложением всех подтверждающих документов^[93]. Стивен Хокинг и Леонард Млодинов в Кратчайшей истории времени утверждают, что в состав комиссии входили только лояльные к Ньютону учёные, а большинство статей в защиту Ньютона были написаны его собственной рукой и потом изданы от имени друзей^[90].

В ответ с лета 1713 года Европу наводнили анонимные брошюры, которые отстаивали приоритет Лейбница и утверждали, что «Ньютон присваивает себе честь, принадлежащую другому». Брошюры также обвиняли Ньютона в краже результатов Гука и Флемстида^[93]. Друзья Ньютона, со своей стороны, обвинили в плагиате самого Лейбница; по их версии, во время пребывания в Лондоне (1676) Лейбниц в Королевском обществе ознакомился с неопубликованными работами и письмами Ньютона, после чего изложенные там идеи Лейбниц опубликовал и выдал за свои^[96].

Война не ослабевала до декабря 1716 года, когда аббат Конти (Antonio Schinella Conti) сообщил Ньютону: «Лейбниц умер — диспут окончен»^[97].

Научная деятельность

С работами Ньютона связана новая эпоха в физике и математике. Он завершил начатое Галилеем создание теоретической физики, основанной, с одной стороны, на опытных данных, а с другой — на количественно-математическом описании природы. В математике появляются мощные аналитические методы. В физике основным методом исследования природы становится построение адекватных математических моделей природных процессов и интенсивное исследование этих моделей с систематическим привлечением всей мощи нового математического аппарата. Последующие века доказали исключительную плодотворность такого подхода.

Философия и научный метод

Ньютон решительно отверг популярный в конце XVII века подход Декарта и его последователей-картезианцев, который предписывал при построении научной теории вначале «проницательностью ума» найти «первопричины» исследуемого явления. На практике этот подход часто приводил к выдвижению надуманных гипотез о «субстанциях» и «скрытых свойствах», не поддающихся опытной проверке. Ньютон считал, что в «натуральной философии» (то есть физике) допустимы только такие предположения («принципы», сейчас предпочитают название «законы природы»), которые прямо вытекают из надёжных экспериментов, обобщают их результаты; гипотезами же он называл предположения, недостаточно обоснованные опытами. «Всё…, что не выводится из явлений, должно называться гипотезою; гипотезам же метафизическим, физическим, механическим, скрытым свойствам не место в экспериментальной философии»^[41]. Примерами принципов служат закон тяготения и 3 закона механики в «Началах»; слово «принципы» (Principia Mathematica, традиционно переводимое как «математические начала») содержится и в названии его главной книги.

В письме к Пардизу Ньютон сформулировал «золотое правило науки»^[98]:

Лучшим и наиболее безопасным методом философствования, как мне кажется, должно быть сначала прилежное исследование свойств вещей и установление этих свойств с помощью экспериментов, а затем постепенное продвижение к гипотезам, объясняющим эти свойства. Гипотезы могут быть полезны лишь при объяснении свойств вещей, но нет необходимости взваливать на них обязанности определять эти свойства вне пределов, выявленных экспериментом… ведь можно изобрести множество гипотез, объясняющих любые новые трудности.

Такой подход не только ставил вне науки умозрительные фантазии (например, рассуждения картезианцев о свойствах «тонких материй», будто бы объясняющих электромагнитные явления), но был более гибким и плодотворным, потому что допускал математическое моделирование явлений, для которых первопричины ещё не обнаружены. Это и произошло с тяготением и теорией света — их природа прояснилась гораздо позже, что не мешало успешному многовековому применению ньютоновских моделей.

Знаменитая фраза «гипотез не измышляю» (лат. Hypotheses non fingo), конечно, не означает, что Ньютон недооценивал важность нахождения «первопричин», если они однозначно подтверждаются на опыте. Полученные из эксперимента общие принципы и следствия из них должны также пройти опытную проверку, которая может привести к корректировке или даже смене принципов^[99]. «Вся трудность физики… состоит в том, чтобы по явлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить остальные явления».

Ньютон, так же как Галилей, полагал, что в основе всех процессов природы лежит механическое движение^[61]:

Было бы желательно вывести из начал механики и остальные явления природы… ибо многое заставляет меня предполагать, что все эти явления обусловливаются некоторыми силами, с которыми частицы тел, вследствие причин покуда неизвестных, или стремятся друг к другу и сцепляются в правильные фигуры, или же взаимно отталкиваются и удаляются друг от друга. Так как эти силы неизвестны, то до сих пор попытки философов объяснить явления природы и оставались бесплодными.

Свой научный метод Ньютон сформулировал в книге «Оптика»^[100]:

Как в математике, так и при испытании природы, при исследовании трудных вопросов, аналитический метод должен предшествовать синтетическому. Этот анализ заключается в том, что из экспериментов и наблюдений посредством индукции выводят общие заключения и не допускают против них никаких возражений, которые не исходили бы из опытов или других надёжных истин. Ибо гипотезы не рассматриваются в экспериментальной философии. Хотя полученные посредством индукции из экспериментов и наблюдений результаты не могут ещё служить доказательством всеобщих заключений, всё же это — наилучший путь делать заключения, который допускает природа вещей.

В 3-ю книгу «Начал» (начиная со 2-го издания) Ньютон поместил ряд методических правил, направленных против картезианцев; первый из них — вариант «бритвы Оккама»^[101]:

Правило I. Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений… природа ничего не делает напрасно, а было бы напрасным совершать многим то, что может быть сделано меньшим. Природа проста и не роскошествует излишними причинами вещей…

Правило IV. В опытной физике предложения, выведенные из совершающихся явлений с помощью наведения [индукции], несмотря на возможность противных им предположений, должны быть почитаемы за верные или в точности, или приближённо, пока не обнаружатся такие явления, которыми они ещё более уточняются или же окажутся подверженными исключениям.

Механистические взгляды Ньютона оказались неверны — не все явления природы вытекают из механического движения. Однако его научный метод утвердился в науке. Современная физика успешно исследует и применяет явления, природа которых ещё не выяснена (например, элементарные частицы). Начиная с Ньютона, естествознание развивается, твёрдо уверенное в том, что мир познаваем, потому что природа устроена по простым математическим принципам^[102]. Эта уверенность стала философской базой для грандиозного прогресса науки и технологии.

Математика

Первые математические открытия Ньютон сделал ещё в студенческие годы: классификация алгебраических кривых 3-го порядка (кривые 2-го порядка исследовал Ферма) и биномиальное разложение произвольной (не обязательно целой) степени, с которого начинается ньютоновская теория бесконечных рядов — нового и мощнейшего инструмента анализа. Разложение в ряд Ньютон считал основным и общим методом анализа функций, и в этом деле достиг вершин мастерства. Он использовал ряды для вычисления таблиц, решения уравнений (в том числе дифференциальных), исследования поведения функций. Ньютон сумел получить разложение для всех стандартных на тот момент функций^[32].

Ньютон разработал дифференциальное и интегральное исчисление одновременно с Г. Лейбницем (немного раньше) и независимо от него. До Ньютона действия с бесконечно малыми не были увязаны в единую теорию и носили характер разрозненных остроумных приёмов (см. Метод неделимых). Создание системного математического анализа сводит решение соответствующих задач, в значительной степени, до технического уровня. Появился комплекс понятий, операций и символов, ставший отправной базой дальнейшего развития математики. Следующий, XVIII век, стал веком бурного и чрезвычайно успешного развития аналитических методов.

Возможно, Ньютон пришёл к идее анализа через разностные методы, которыми много и глубоко занимался^[103]. Правда, в своих «Началах» Ньютон почти не использовал бесконечно малых, придерживаясь античных (геометрических) приёмов доказательства, но в других трудах применял их свободно^[104]. Отправной точкой для дифференциального и интегрального исчисления были работы Кавальери и особенно Ферма, который уже умел (для алгебраических кривых) проводить

краткая биография, фото и видео

Сэр Исаак Ньютон (Isaac Newton, 25 декабря 1642 – 20 марта 1727) – наиболее известный во всём мире английский математик, физик и астроном. Его считают основателем и родоначальником классической физики, поскольку в одном из своих трудов – «Математические начала натуральной философии» – Ньютон изложил три закона механики и доказал закон всемирного тяготения, что помогло классической механике продвинуться далеко вперед.

Детство

Исаак Ньютон родился 25 декабря в небольшом городишке Вулсторп, находившемся на территории графства Линкольншир. Его отец был средним, но весьма преуспевающим фермером, который не дожил до рождения собственного сына и скончался за пару месяцев до этого события от тяжелой формы чахотки.

Именно в честь отца ребенок был назван Исааком Ньютоном. Так решила мать, которая еще долго оплакивала погибшего супруга и надеялась, что её сын не повторит его трагическую судьбу.

Несмотря на то, что Исаак родился в положенный ему срок, мальчик был очень болезненным и слабым. По некоторым записям, именно из-за этого его не решались крестить, однако когда ребенок немного подрос и окреп, крещение всё-таки состоялось.

Существовало две версии о происхождении Ньютона. Ранее библиографы были уверены, что его предками были дворяне, жившие на территории Англии в те далекие времена.

Тем не менее, теория была опровергнута позже, когда в одном из местных поселений нашли рукописи, из которых был сделан следующий вывод: Ньютон не обладал абсолютно никакими аристократическими корнями, скорее наоборот – происходил из беднейшей части крестьян.

В рукописях говорилось, что его предки работали на богатых землевладельцев и позже, накопив достаточное количество средств, выкупили небольшой участок земли, став йоменами (полноправными землевладельцами). Поэтому к моменту появления на свет отца Ньютона положение его предков было немного лучше, чем до этого.

Зимой 1646 года мать Ньютона – Анна Эйскоу – выходит замуж второй раз за вдовца, и на свет появляется еще три ребенка. Поскольку отчим мало общается с Исааком и практически не замечает его, уже через месяц подобное отношение к ребенку уже можно различить и в его матери.

Она также становится холодна к собственному сыну, из-за чего итак угрюмый и закрытый мальчик становится еще более отчужденным, причем не только в семье, но и с окружающими его одноклассниками и друзьями.

В 1653 году отчим Исаака умирает, оставляя всё своё состояние новообретенной семье и детям. Казалось бы, теперь мать должна начинать уделять ребенку намного больше времени, но этого не случается. Скорее наоборот, теперь в её руках находится всё хозяйство мужа, а также дети, за которыми требуется уход. И несмотря на то, что часть состояния всё-таки переходит к Ньютону, внимания он, как и прежде, не получает.

Юность

В 1655 году Исаак Ньютон идет в школу Грэнтема, располагавшуюся недалеко от его дома. Так как отношения с матерью в этот период у него практически отсутствуют, он сближается с местным аптекарем Кларком и переезжает к нему. Но спокойно обучаться и мастерить в свободное от учебы время разные механизмы (к слову, это была единственная страсть Исаака) ему не дают. Через полгода мать насильно забирает его из школы, возвращает в поместье и пытается передать ему часть собственных обязанностей по управлению хозяйством.

Она считала, что так сможет не только обеспечить сыну достойное будущее, но и значительно облегчить собственную жизнь. Но попытка оказалась провальной – управление не было интересно юноше. В поместье он лишь читал, изобретал новые механизмы и пытался сочинять стихотворения, всем своим видом показывая, что вмешиваться в хозяйство не собирается. Поняв, что ждать помощи от сына не придется, мать разрешает ему продолжить обучение.

В 1661 году, окончив обучение в школе Грэнтема, Ньютон пребывает на поступление в Кэмбридж и успешно проходит вступительные экзамены, после чего зачисляется в Тринити-колледж в качестве «сайзера» (учащегося, который не платит за своё обучение, а отрабатывает его путем оказания услуг самому учебному заведению или его более богатым студентам).

Об университетском обучении Исаака известно достаточно мало, поэтому восстановить этот период его жизни ученым было крайне сложно. Известно лишь то, что неустойчивая политическая ситуация негативно отражалась на университете: преподавателей увольняли, студенческие выплаты задерживали, а учебный процесс частично отсутствовал.

Начало научной деятельности

Вплоть до 1664 года Ньютон, согласно его же собственным записям в рабочих тетрадях и личном дневнике, не видит никакой пользы и перспективы в своем университетском образовании. Однако именно 1664-й становится для него переломным. Сначала Исаак составляет список проблем окружающего мира, состоящий из 45 пунктов (к слову, подобные списки в дальнейшем не раз будут появляться на страницах его рукописей).

Далее он знакомится с новым учителем математики (и в последующем лучшим другом) Исааком Барроу, благодаря которому проникается особой любовью к математической науке. В это же время он совершает своё первое открытие – создает биномиальное разложение для произвольного рационального показателя, с помощью которого доказывает существование разложения функции в бесконечный ряд.

В 1686 году Ньютон создал теорию о всемирном тяготении, которая позже, благодаря Вольтеру, приобрела некий таинственный и слегка юмористический характер. Исаак находился в дружественных отношениях с Вольтером и делился с ним практически всеми теориями. Однажды они сидели после обеда в парке под деревом, разговаривая о сущности мироздания. И в этот самый момент Ньютон вдруг признается приятелю, что теория всемирного тяготения пришла к нему как раз в такой же момент – во время отдыха.

«Послеобеденная погода была настолько тепла и хороша, что мне непременно захотелось выйти на свежий воздух, под яблони. И в тот момент, когда я сидел, полностью погруженный в свои мысли, с одной из веток упало большое яблоко. И я задумался над тем, почему все предметы падают вертикально вниз?».

Дальнейшая научная деятельность Исаака Ньютона была более чем просто плодотворной. Он находился в постоянной переписке со многими известными учеными, математиками, астрономами, биологами и физиками. Его перу принадлежат такие труды, как «Новая теория света и цветов» (1672), «Движение тел по орбите» (1684), «Оптика или трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и цветах света» (1704), «Перечисление линий третьего порядка» (1707), «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов» (1711), «Метод разностей» (1711) и многие другие.

Исаак Ньютон (доклад по физике для 7 класса)

Исаак Ньютон – всемирно признанный английский ученый, сделавший ценный вклад в развитие математики, физики, иных наук. В свое время он также выдвинул множество удивительных теорий и предположений. Часть из них впоследствии была подтверждена его последователями.

Исаак Ньютон родился очень слабым ребенком. Поначалу родственники даже не хотели его крестить, поскольку не верили, что мальчик выживет.

С раннего возраста Исаак интересовался устройством окружающей среды, много читал. В младших классах он стал чемпионом по прыжкам, в чем ему помог ветер. Смышленый мальчуган вовремя сообразил и пользовался тем, что по ветру можно прыгнуть дальше. Со временем Ньютон написал научную работу, в которой просчитал воздействие ветра на длину прыжка.

Изобретать будущий ученый начал еще с малых лет. Тогда он построил игрушечный ветряк, который понравился не только детям, но и взрослым. Будучи подростком, Исаак создал весьма точные водяные часы. Вскоре их начала использовать вся семья.

В школу Ньютон отправился в 12 лет. Спустя четыре года из-за бушующей чумы ему пришлось вернуться в родное село. Мать хотела, чтоб ее сын занялся фермерством, но Исаак остался верен науке.

В юности одаренный Исаак писал стихи. Окончив в 18 лет школу, он поступил в известный университет Кембриджа. Учеба там была бесплатной, хотя приходилось отрабатывать на благо того же учебного заведения. В 23 года Исаак Ньютон уже стал известным ученым.

Основные открытия:

• Вывел формулу преобразования в многочлен натуральной степени двучлена (a+b)ⁿ.
• Разложил многие функции в степенные ряды.
• Создал таблицу интегралов.
• Сделал множество открытий в оптике, теории цвета.
• Описал явление гравитации.
• Открыл три фундаментальных закона Ньютона.
• Изобрел телескоп-рефлектор.
• Придумал маятник (систему из нескольких шариков) для демонстрации преобразования кинетической энергии в потенциальную, и наоборот.

Интересно! Именно Ньютон предложил края монет делать ребристыми, чтоб мошенники не смогли срезать с них металл. Такая технология по традиции используется и сегодня.

Исаак Ньютон был поистине великим человеком. Не только упавшее с дерева яблоко, но и многолетний кропотливый труд помогли ему сделать большие открытия, навсегда остаться в числе наиболее уважаемых ученых. Без его изобретений современный мир был бы совершенно другим. 

Законы движения, столкновения и т. Д. Ньютона

Импульс — это термин, используемый в физике для описания количества движения движущегося тела, измеряемого как произведение его массы и скорости.

СВЯЗАННЫЕ: 9+ ЛУЧШИХ КАНАЛОВ YOUTUBE ДЛЯ ЛЮБИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ

Движущиеся объекты обладают импульсом. Это тенденция объекта продолжать движение в том же направлении, если на него не действует внешняя сила. Импульс — это произведение массы тела и его скорости.Поскольку он имеет как величину, так и направление, импульс является векторной величиной.

Это означает, что импульс имеет как величину, так и направление. Уравнение для Momentum приведено ниже.

В этом уравнении:

p — импульс
м — масса
v — скорость

Однако импульс зависит не только от массы и скорости объекта. Поскольку скорость — это скорость в определенном направлении, импульс объекта также зависит от направления движения.Это означает, что импульс объекта может измениться, если объект ускоряется или замедляется; или если он меняет направление.

Это означает, что мы можем думать об импульсе двумя способами, основываясь на движении объекта.

1. Линейный импульс

Линейный импульс — это импульс тела, движущегося по прямой линии. Когда мы пишем общее уравнение количества движения (см. Выше), мы используем уравнение количества движения.

2. Угловой момент

Угловой момент — это импульс тела, движущегося под углом.В этом случае масса тела такая же, но мы заменяем скорость угловой скоростью.

Это приводит к изменению уравнения. Угловой момент также создается, когда объект вращается вокруг своей оси. Например, волчок обладает угловым моментом, когда вращается вокруг собственной оси, даже если он не двигается с места.

Уравнение для углового момента выглядит следующим образом:

В этом уравнении:

L — угловой момент
м — масса
v — скорость
r — радиус

У нас уже есть обсуждали, что импульс зависит от массы и скорости.Если любое из этих двух значений равно нулю, то импульс также равен нулю.

Однако есть исключение — свет. У света нет массы, но он имеет импульс. Мы не видим, как предметы падают, когда на них падает свет, потому что импульс света очень мал, но его можно измерить. Фактически, для фотонов (мельчайших частиц света) энергия E и импульс p связаны уравнением:

Где:

E — энергия
P — импульс
c — скорость света

Импульс света настолько мал, что мы не замечаем этого в повседневной жизни.Но он достаточно велик, чтобы его можно было измерить и даже можно было использовать. Например, устройства для лазерного охлаждения используют импульс света от a для замедления атомов в образце, тем самым охлаждая его. В оптических ловушках импульс света используется для улавливания небольших объектов и управления ими.

Итак, как момент инерции, сопротивление вращающегося тела угловому моменту, связан с импульсом? Это то же самое, что и импульс, или это что-то совсем другое?

Инерция — это сопротивление объекта изменению движения.Согласно первому закону Ньютона, тело будет оставаться в покое или в равномерном движении по прямой, если на него не действует внешняя сила. Инерция — это скалярная величина, что означает, что она имеет только величину, а не направление.

Момент инерции выражает способность тела сопротивляться угловому ускорению, которое представляет собой сумму произведений массы каждой частицы в теле на квадрат расстояния от оси вращения до нее.

Импульс играет важную роль в формировании второго и третьего законов движения Ньютона.

Второй закон Ньютона утверждает, что ускорение объекта, создаваемое чистой силой, прямо пропорционально величине чистой силы в том же направлении, что и результирующая сила, и обратно пропорционально массе объекта.

Другими словами, скорость изменения количества движения в объекте прямо пропорциональна приложенной силе, а изменение количества движения будет происходить в направлении приложенной силы.

Третий закон Ньютона гласит, что для силы, прикладываемой объектом A к объекту B, объект B оказывает в ответ равную по величине силу, но противоположную по направлению.Эта идея была использована Ньютоном для вывода закона сохранения количества движения. Это часто выражается так: на каждое действие есть равная и противоположная реакция.

Закон сохранения импульса гласит, что если два объекта сталкиваются друг с другом, объединенный импульс объектов до столкновения будет равен объединенному импульсу двух объектов после столкновения.

Другими словами, импульс изолированной системы всегда остается неизменным. Суммарный импульс остается неизменным, потому что импульс, потерянный объектом A, будет получен объектом B.

Вы можете быть удивлены, когда мы скажем, что импульс, потерянный объектом A, будет получен объектом B. Мы не видим этого в реальной жизни!

Это потому, что существует два типа коллизий.

Упругое столкновение: Упругое столкновение — это тип столкновения, при котором два объекта сталкиваются и происходит передача энергии от одного объекта к другому, но без чистой потери кинетической энергии. Например, два одинаковых шара летят навстречу друг другу с одинаковой скоростью.Они сталкиваются, отскакивая друг от друга без потери скорости. Это столкновение — идеальный случай, поскольку энергия не теряется.

Совершенно упругое столкновение невозможно в повседневной жизни, так как действуют другие силы, которые вызывают потерю энергии из-за трения, тепла и т. Д. В механике есть несколько примеров столкновений, при которых потеря энергии очень мала, и можно считать эластичными, даже если они не совсем эластичные.

Неупругое столкновение: При неупругом столкновении часть кинетической энергии изменяется на другую форму энергии, такую ​​как тепло или звук.Вместо того, чтобы отскочить назад, объект имеет тенденцию слипаться. При неупругих столкновениях импульс сохраняется.

Столкновения, которые мы наблюдаем в повседневной жизни, находятся между упругими и неупругими столкновениями.

Импульс — важный фактор в физике, потому что он описывает взаимосвязь между скоростью, массой и направлением.

Импульс описывает силу, необходимую для остановки объектов и удержания их в движении. Например, в нем объясняется, что вам нужно приложить больше силы, чтобы остановить объект с большим импульсом, по сравнению с объектом с меньшим импульсом.Следовательно, импульс является важным фактором, который следует учитывать при проектировании систем, останавливающих движущийся объект.

На первый взгляд маленький объект может оказывать большое количество силы, если у него достаточно импульса. Один из лучших примеров этого явления — пуля. Импульс также можно использовать для прогнозирования конечного направления и скорости движения объектов после их столкновения.

СВЯЗАННЫЕ С: 9 ОБЪЕКТОВ, ИЗОБРЕТЕННЫХ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ФИЗИКИ

Мэтт Альманза 11/25/09. Жизнь Ньютона Ньютона, сэра Исаака, математика и физика, одного из самых выдающихся ученых всех времен.Родившийся.

Презентация на тему: «Мэтт Альманза, 25.11.09. Жизнь Ньютона Ньютона, математика и физика сэра Исаака, одного из выдающихся научных умов всех времен. Родился» — стенограмма презентации:

1 Автор: Мэтт Альманза, 25 ноября 2009 г.

2 Жизнь Ньютона Ньютона, сэра Исаака, математика и физика, одного из самых выдающихся ученых всех времен.Он родился в Вулсторпе, недалеко от Грэнтэма в Линкольншире, где он учился в школе. Он поступил в Кембриджский университет в 1661 году; он был избран членом Тринити-колледжа в 1667 году и профессором математики Лукаса в 1669 году.

3 наука На протяжении почти 300 лет Ньютон считался образцом-основателем современной физической науки, и его достижения в экспериментальных исследованиях столь же новаторские, как и достижения в математических исследованиях.С такой же, если не большей, энергией и оригинальностью он также погрузился в химию, раннюю историю

4 В математике тоже первые блестящие способности проявились в студенческих заметках Ньютона. Возможно, он изучал геометрию в школе, хотя всегда говорил о себе как о самоучке; несомненно, он продвинулся через изучение сочинений своих соотечественников Уильяма Отреда и Джона Уоллиса, а также Декарта и голландской школы.

5 Он оставался в университете, читая лекции, до 1696 года.Из этих кембриджских лет, когда Ньютон был на пике своей творческой мощи, он выделил 1665–1666 годы, проведенные в основном в Линкольншире из-за чумы в Кембридже, как «расцвет моего творчества». В течение двух-трех лет напряженных умственных усилий он готовился.

6 Корни этих нетрадиционных идей были у Ньютона примерно к 1668 году; когда они впервые были высказаны (кратко и частично) публично в 1672 и 1675 годах, они вызвали враждебную критику, в основном потому, что цвета считались модифицированными формами однородного белого света.

7 Ньютон оставил массу рукописей по предметам алхимии и химии, а затем тесно связанным темам.

8 Ньютон также писал об иудео-христианских пророчествах, расшифровка которых, как он думал, была важна для понимания Бога.

9  Я нашел все свои материалы на сайте Исаака Ньютона в Google, и там было много информации о нем, и я надул это на свою розетку.

7 важнейших вопросов физики, на которые нет ответов

На этом загадки не заканчиваются. Атомы, как известно, электрически нейтральны — положительный заряд протонов компенсируется отрицательным зарядом электронов, — но Линкольн говорит: «Никто не знает, почему это так».

2. Почему гравитация такая странная?

Нет силы более знакомой, чем гравитация — в конце концов, это то, что удерживает наши ноги на земле. А общая теория относительности Эйнштейна дает математическую формулировку гравитации, описывая ее как «искривление» пространства.Но гравитация в триллион триллионов триллионов раз слабее трех других известных сил (электромагнетизма и двух видов ядерных сил, действующих на крошечных расстояниях).

Одна возможность — на данный момент спекулятивная — состоит в том, что в дополнение к трем измерениям пространства, которые мы замечаем каждый день, есть скрытые дополнительные измерения, возможно, «свернутые» таким образом, что их невозможно обнаружить. Если эти дополнительные измерения существуют — и если гравитация способна «просачиваться» в них, это может объяснить, почему гравитация кажется нам такой слабой.

«Может быть, гравитация так же сильна, как и эти другие силы, но она быстро растворяется, выплескиваясь в эти другие невидимые измерения», — говорит Уайтсон. Некоторые физики надеялись, что эксперименты на LHC дадут намек на эти дополнительные измерения, но пока безуспешно.

3. Почему кажется, что время течет только в одном направлении?

Со времен Эйнштейна физики думали, что пространство и время образуют четырехмерную структуру, известную как «пространство-время». Но пространство очень фундаментально отличается от времени.В космосе мы можем перемещаться, как хотим. Что касается времени, мы застряли. Мы стареем, а не моложе. И мы помним прошлое, но не будущее. Время, в отличие от пространства, кажется, имеет предпочтительное направление — физики называют его «стрелой времени».

Некоторые физики подозревают, что второй закон термодинамики дает ключ к разгадке. В нем говорится, что энтропия физической системы (грубо говоря, степень беспорядка) со временем растет, и физики думают, что это увеличение определяет направление времени.(Например, разбитая чашка имеет больше энтропии, чем неповрежденная — и, конечно же, разбитые чашки всегда появляются после неповрежденных, а не раньше.)

Энтропия может расти сейчас, потому что раньше она была ниже, но почему это низко для начала? Была ли энтропия вселенной необычно низкой 14 миллиардов лет назад, когда она возникла в результате Большого взрыва?

Для некоторых физиков, включая Шона Кэрролла из Калифорнийского технологического института, это недостающий элемент головоломки. «Если вы скажете мне, почему в ранней Вселенной была низкая энтропия, то я смогу объяснить остальное», — говорит он.По мнению Уайтсона, энтропия — это еще не все. «Для меня, — говорит он, — самый глубокий вопрос заключается в том, почему время так отличается от пространства?» (Недавнее компьютерное моделирование, кажется, показывает, как асимметрия времени может возникать из фундаментальных законов физики, но работа противоречива, и окончательная природа времени продолжает вызывать бурные споры.)

Связанные

4. Откуда все взялось. антивещество идет?

Антивещество может быть более известным в художественной литературе, чем в реальной жизни.В оригинальном «Звездном пути» антивещество реагирует с обычным веществом, приводя в движение варп-двигатель, который движет США. Предприятие на сверхсветовой скорости. В то время как варп-драйв — это чистая выдумка, антивещество вполне реально. Мы знаем, что для каждой частицы обычного вещества может быть идентичная частица с противоположным электрическим зарядом. Антипротон, например, похож на протон, но с отрицательным зарядом. Между тем, античастица, соответствующая отрицательно заряженному электрону, является положительно заряженным позитроном.

Физики создали антивещество в лаборатории. Но когда они это делают, они создают равное количество материи. Это говорит о том, что в результате Большого взрыва материя и антивещество были созданы в равных количествах. Тем не менее, почти все, что мы видим вокруг себя, от земли под ногами до самых далеких галактик, состоит из обычного вещества.

Что происходит? Почему материи больше, чем антивещества? Наше лучшее предположение — то, что Большой взрыв каким-то образом произвел немного больше вещества, чем антивещества.«Что должно было произойти в начале истории Вселенной — в самые моменты после Большого взрыва — так это то, что на каждые 10 миллиардов частиц антивещества приходилось 10 миллиардов и одна частицы материи», — говорит Линкольн. «И вещество и антивещество уничтожили 10 миллиардов, оставив один. И этот маленький «единица» — это масса, которая составляет нас ».

Но почему вообще небольшой избыток вещества над антивеществом? «Мы действительно этого не понимаем, — говорит Линкольн. «Это странно.«Если бы начальные количества вещества и антивещества были равны, они бы полностью уничтожили друг друга в виде всплеска энергии. В этом случае, говорит Линкольн, «нас бы не было».

Гениальный математик и физик Карла Муни

• Домой
• Мои книги
• Обзор ▾
  • Рекомендации
  • Choice Awards
  • Жанры
  • Розыгрыши
  • Новые выпуски
  • Списки
  • Изучите
  9024 Биография
  000 Источники и интервью
• 9229 9022
• Бизнес
• Детская
• Христиан
• Классика
• Комиксы
• Поваренные книги
• Электронные книги
• Фэнтези

• Художественная литература
• Графические романы
Историческая музыка 9027 Фантастика Историческая музыка 9027
• Тайна
• Документальная литература
• Поэзия

• Психология
• Романтика
• Наука
• Научная фантастика
• Самопомощь
• Спорт
• Триллер
• 9022 Для молодежи
Для взрослых 243
• Сообщество ▾
  • Группы
  • Обсуждения
  • Цитаты
  • Спросить автора

• Войти
• Присоединиться

Зарегистрироваться

9022 9034 Профиль

Друзья

Группы

Обсуждения

Комментарии

Чтение

Kindle Заметки и основные моменты

Цитаты

Избранные жанры

Рекомендации друзей

Настройки учетной записи

Помощь

Выйти

Справка Выйти

Мои книги

Обзор ▾

• Рекомендации
• Choice Awards
• Жанры

• Навигация по записям

  Пред.

  След.

  Добавить комментарий Отменить ответ

  Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

  Комментарий *

  Имя *

  Email *

  Сайт