Posledné roky Newtonovho života. Newtonova história

Je považovaný za jedného z najväčších osobností, ktoré veda pozná. Matematik a fyzik Isaac Newton vytvoril okrem množstva iných predmetov, ktoré študoval, aj teórie pohybu, gravitácie a počtu. Izák, syn negramotného roľníka, bol tiež samotár, veľmi tajnostkársky vo všetkom, čo sa týkalo jeho práce. Chcete sa dozvedieť viac o tomto najmúdrejšom mužovi svojej doby? Prečítajte si o ňom nasledujúce fakty.

1. Jeho tajnostkársku povahu ovplyvnilo nešťastné detstvo.

Isaac Newton sa narodil predčasne na Vianoce 1642. Stalo sa tak v dome, kde žila rodina negramotného farmára. Otec zomrel niekoľko mesiacov pred narodením syna. Keď mal Izák tri roky, jeho matka sa vydala za bohatého kňaza – Barnabáša Smitha – ktorý svojho nevlastného syna nemiloval. Chlapcova matka odišla so svojím novým manželom bývať do inej dediny a syna nechala v starostlivosti starých rodičov. To chlapca, ktorý sa cítil opustený, veľmi traumatizovalo a zohralo úlohu pri formovaní jeho charakteru. Izák by sa dal nazvať tajnostkárskym samotárom. Ako tínedžer si urobil zoznam svojich hriechov, medzi ktorými bol aj záznam: „Vyhrážal sa otcovi Smithovi a matke, že s nimi podpália dom.“ V dospelosti sa Newton venoval práci. Nemal ani hobby a nikdy sa neoženil. Niektoré zo svojich vedeckých objavov dlhé roky skrýval.

2. Newtonova matka chcela mať z neho farmára

Vo veku 12 rokov bol Newton zapísaný do školy v meste Grenham. Začal bývať v dome miestneho lekárnika, pretože každý deň chodiť do jeho dediny by trvalo veľmi dlho. Najprv sa to nedalo nazvať dobrý študent. Príbeh však hovorí, že raz mal konflikt s miestnym tyranom a potom sa z Isaaca stal vzorný študent. Napriek tomu vo veku 15 alebo 16 rokov opustil školu a vrátil sa do rodnej dediny so svojou matkou, ktorá dovtedy už druhýkrát ovdovela. Mal byť farmárom. Ale tínedžer nemal záujem o prácu a znášal ju veľmi zle. Nakoniec Izákova matka presvedčila riaditeľa, aby nechal chlapca pokračovať v štúdiu. Po ukončení požadovaného kurzu vstúpil Newton na Trinity College na University of Cambridge (v roku 1661), čím navždy opustil poľnohospodárstvo.

3. Čierna smrť nečakane splodila jeden z jeho najznámejších nápadov.

V roku 1665, po vypuknutí bubonického moru, bola Cambridgeská univerzita zatvorená a Isaac bol nútený vrátiť sa domov. Jedného dňa po návrate, ktorý sedel vo vlastnej záhrade, uvidel jablko padať zo stromu. To ho inšpirovalo k novej myšlienke, ktorá sa neskôr rozvinula do zákona univerzálnej gravitácie. O niečo neskôr Newton porozprával príbeh o jablku Williamovi Stackleymu, ktorý ho zahrnul do Spomienok na život Sira Isaaca Newtona, vydaných v roku 1751.

4. Na jeho prednášky na univerzite v Cambridge prišlo málo ľudí

V roku 1669 bol 26-ročný Newton vymenovaný za profesora matematiky na Cambridge (jedna z najstarších univerzít na svete, založená v roku 1209). Hoci Newton zostal na univerzite 30 rokov, o vyučovanie a svojich študentov sa nezaujímal, takže na jeho prednášky chodilo veľmi málo študentov a často neprišiel vôbec nikto. Celá Newtonova pozornosť sa sústredila na jeho vlastný výskum.

5. Newton pracoval pre kráľovskú mincovňu a bojoval s falšovateľmi.

V roku 1696 bol Newton vymenovaný za majstra kráľovskej mincovne, ktorá bola zodpovedná za výrobu peňazí v Anglicku. Opustil Cambridge, ktorá bola dlho jeho druhým domovom, a presťahoval sa do hlavného mesta. Mincovňa sa v tom čase nachádzala v Tower of London. O tri roky neskôr bol Newton preložený na výhodnejšiu pozíciu majstra, ktorú zastával až do svojej smrti v roku 1727. Viedol veľký projekt na nahradenie starých mincí, ktoré sa v tom čase používali v Anglicku, spoľahlivejšou menou. Chytil aj falšovateľov, v dôsledku čoho sa zoznámil so samotnými „nižšími vrstvami“ londýnskej spoločnosti. Osobne vyhľadal zločincov aj napriek ohrozeniu života.

6 Vážne sa zaujímal o alchýmiu

Okrem tohoto vedecká činnosť, ktorým sa preslávil, sa Newton väčšinu svojho dospelého života venoval inej záľube – alchýmii. Ako viete, účelom tejto pseudovedy je hľadanie kameňa mudrcov. Verilo sa, že táto látka je schopná premeniť akýkoľvek základný kov na zlato. Newton však svoje alchymistické výskumy skrýval a ich výsledky kódoval.

Okrem iných výskumných projektov Newton robil analýzu Biblie v snahe nájsť odpoveď na otázku, ako funguje vesmír.

7. Newton bol poslancom parlamentu

V rokoch 1689 až 1690 Newton bol členom parlamentu zastupujúcim University of Cambridge. Počas tejto doby bola schválená „Bill of Rights“, ktorá obmedzila moc monarchie a dala viac práv parlamentu. Newtonov príspevok k práci parlamentu bol obmedzený. Pamätajú si, že hovoril iba raz, keď požiadal súdneho exekútora, aby zatvoril okno, pretože to bolo v pohode. Napriek tomu sa Newton práve vtedy stretol s mnohými vplyvnými ľuďmi tej doby, od kráľa Williama III. až po filozofa Johna Locka. Newton slúžil druhýkrát v parlamente v rokoch 1701 až 1702, ale opäť len málo prispel k jeho práci.

8. Násilné spory neboli vedcom cudzie

Pokiaľ ide o intelektuálnych konkurentov, Newton mohol byť žiarlivý a pomstychtivý. Zvádzal napríklad spory s nemeckým matematikom a filozofom Gottfriedom Leibnizom. Muži zvádzali krutý boj o to, kto z nich vynašiel kalkul. Newton vyvinul systém v 60. rokoch 17. storočia, ale nezverejnil ho. Leibniz sformuloval svoj vlastný systém a zverejnil ho o desať rokov neskôr. Na vyriešenie tohto sporu sa v Kráľovskej spoločnosti zhromaždil výbor, na ktorý sa Leibniz obrátil. Newton však pôsobil ako prezident tejto organizácie, a tak mohol so svojimi podporovateľmi zostaviť výbor. Vďaka tomu bol verejne uznaný za autora tohto vynálezu. Napriek tomu sa dnes používa práve Leibnizov systém.

9 Newton bol pasovaný za rytiera

V roku 1705 kráľovná Anna pasovala vedca za rytiera. V tom čase už bol bohatý, pretože po matkinej smrti zdedil majetok a vydal aj dve veľké diela: Matematické princípy prírodnej filozofie (1687) a Optiku (1704).

Slávny vedec zomrel v roku 1727 vo veku 84 rokov. Pochovali ho vo Westminsterskom opátstve, ktoré je miestom posledného odpočinku anglických panovníkov, ale aj takých slávni ľudia(ktorí nie sú členmi kráľovskej rodiny) ako Charles Darwin, Charles Dickens, David Livingston.

Isaac Newton, jeden z prvých vedcov, právom uznávaný ako génius, urobil zásadné objavy v matematike a stanovil základné zákony v oblasti astronómie a fyziky. Newton, jednotka sily v medzinárodnom systéme jednotiek, je pomenovaná po veľkom vedcovi.

Isaac Newton (1642-1727) sa narodil vo východnom Anglicku malému farmárovi, ktorý zomrel krátko pred narodením jeho syna. Babička sa zaoberala výchovou budúceho vedca. Študoval na miestnej škole a potom vstúpil na Trinity College, Cambridge University. V roku 1665 získal Newton bakalársky titul, ale bol nútený zostať v krajine pre mor, ktorý vtedy zúril v Londýne. Zameral sa na matematiku a rozvinul princípy derivácií, čo viedlo k vzniku diferenciálneho počtu. V roku 1667 sa Newton stal učiteľom na Trinity College av roku 1669 bol vymenovaný za profesora matematiky. Potom sa začal zaujímať o pohyb tiel, premýšľal o tom, čo ich prinúti začať a prestať sa hýbať. V dôsledku toho vznikli tri Newtonove zákony pohybu telies. Pôsobenie týchto zákonov možno pozorovať pri hraní biliardu.

Ďalšou vedou, ku ktorej Newton výrazne prispel, bola astronómia. Podľa ľudovej legendy sedel vedec v záhrade a videl padajúce jablko. Prečo to padlo? Newton dospel k záveru, že jablko bolo priťahované k Zemi silou, ktorú dnes nazývame gravitácia. Navyše si uvedomil, že každé teleso sa správa tak, ako keby sa jeho hmota sústredila na jedno miesto (dnes nazývané ťažisko). Pomocou ním objavených pohybových zákonov Newton dospel k záveru, že gravitačná sila pôsobí na všetky telesá vo vesmíre; je to ona, ktorá spôsobuje, že mesiac obieha okolo zeme a zem okolo slnka. Odvodil vzorec pre univerzálny zákon univerzálnej gravitácie, podľa ktorého sila príťažlivosti medzi dvoma telesami - dvoma biliardovými guľami a dokonca dvoma hviezdami - sa rovná súčinu ich hmotností a je nepriamo úmerná vzdialenosti medzi nimi.

Anglický vedec Robert Hooke tiež odvodil v roku 1678 gravitačný zákon a svoju myšlienku zverejnil o niekoľko rokov neskôr. To viedlo k veľkej hádke medzi veľkými vedcami.

The Principles of Natural Philosophy od Isaaca Newtona je jednou z najdôležitejších vedeckých kníh všetkých čias. Uvádza základné teórie v astronómii, matematike a fyzike.

V oblasti fyziky, ktorá sa dnes nazýva optika, bola Newtonova hlavná práca o povahe svetla. Prechádzajúc úzkym lúčom slnečného svetla cez sklenený hranol, Newton rozložil svetlo na viacfarebné spektrum, ktorého postupnosť farieb bola rovnaká ako v dúhovom spektre. Dokázal, že denné svetlo sa skladá zo série farieb. (Dnes by sme povedali, že toto svetlo sa skladá z mnohých vĺn rôzne dĺžky.) Vtedajšie teleskopy vytvárali obrazy obklopené farebným spektrom, pretože nekvalitné šošovky v rôzne miesta sústredený rôzne farby. Vedec tento problém vyriešil tak, že namiesto šošoviek použil zrkadlá a v roku 1668 zostrojil jeden z prvých odrazových ďalekohľadov, pre ktorý vyrobil zrkadlá vlastnými rukami.

Newton bol presvedčený, že svetlo je "prúd" drobných častíc ("teliesok"). Čoskoro túto teóriu spochybnil Christian Huygens a ďalší vedci, ktorí verili, že svetlo sa šíri vo forme vĺn. Spor pokračoval až do 20. storočia, keď fyzici konečne dospeli k záveru, že svetlo má vlastnosti častice aj vlny; ale na to bolo potrebné vytvoriť kvantovú teóriu.

V roku 1703 bol Newton zvolený za prezidenta Kráľovskej spoločnosti v Londýne a o dva roky neskôr bol povýšený do šľachtického stavu a zasypaný poctami. Posledné roky Počas svojho života sa zaoberal prípravou dotlačí „Princípov“ a „Optiky“. Isaac Newton bol pochovaný vo Westminsterskom opátstve.

Podľa legendy Newton sformuloval svoj zákon univerzálnej gravitácie, keď sedel v záhrade a pozoroval padajúce jablko.

Skvelá osobnosť

Život epochálnych osobností a ich progresívna úloha po mnoho storočí sú starostlivo študované. Postupne sa zoraďujú v očiach potomstva od udalosti k udalosti, zarastené detailmi vytvorenými z dokumentov a všetkých druhov nečinných vynálezov. Rovnako aj Isaac Newton. krátky životopis tento človek, ktorý žil v ďalekom 17. storočí, sa zmestí len do objemu knihy veľkosti tehly. Takže, začnime. Isaac Newton – anglický (teraz nahraďte každé slovo „skvelý“) astronóm, matematik, fyzik, mechanik. Od roku 1672 sa stal vedcom Kráľovskej spoločnosti v Londýne av roku 1703 jej prezidentom. Tvorca teoretickej mechaniky, zakladateľ celej modernej fyziky. Opísal všetky fyzikálne javy na základe mechaniky; objavil zákon univerzálnej gravitácie, ktorý vysvetlil kozmické javy a závislosť pozemských realít od nich; spájal príčiny prílivu a odlivu v oceánoch s pohybom Mesiaca okolo Zeme; opísal zákony všetkých našich slnečná sústava. Bol to on, kto ako prvý začal študovať mechaniku spojitých médií, fyzikálnu optiku a akustiku. Nezávisle od Leibniza Isaac Newton vyvinul diferenciálne a integrálne rovnice, odhalil nám rozptyl svetla, chromatickú aberáciu, spojil matematiku s filozofiou, napísal práce o interferencii a difrakcii, pracoval na korpuskulárnej teórii svetla, teóriách priestoru a času. Bol to on, kto navrhol zrkadlový ďalekohľad a organizoval obchod s mincami v Anglicku. Okrem matematiky a fyziky sa Isaac Newton zaoberal alchýmiou, chronológiou starovekých kráľovstiev, a písal teologické diela. Genialita slávneho vedca natoľko predbehla celú vedeckú úroveň 17. storočia, že si ho súčasníci pamätali vo väčšej miere ako mimoriadne dobrého človeka: nemajetného, ​​veľkorysého, mimoriadne skromného a priateľského, vždy pripraveného pomôcť blížnemu. .

Detstvo

Veľký Isaac Newton sa narodil v rodine malého farmára, ktorý zomrel pred tromi mesiacmi v malej dedinke. Jeho životopis sa začal 4. januára 1643, keď veľmi malé predčasne narodené dieťa položili do ovčej rukavice na lavičku, z ktorej spadlo a silno narazilo. Dieťa vyrastalo choré, a preto nespoločenské pre rovesníkov rýchle hry neudržal a stal sa závislým na knihách. Príbuzní si to všimli a malého Izáka poslali do školy, ktorú absolvoval ako prvý žiak. Neskôr, keď videli jeho zápal pre učenie, umožnili mu študovať ďalej. Isaac odišiel do Cambridge. Keďže na vzdelanie nebolo dosť peňazí, jeho študentská rola by bola veľmi ponižujúca, keby nemal šťastie na mentora.

mládež

Chudobní študenti sa vtedy mohli učiť len ako služobníci od svojich učiteľov. Tento podiel pripadol budúcemu skvelému vedcovi. O tomto období Newtonovho života a tvorivých ciest kolujú najrôznejšie legendy, niektoré z nich sú škaredé. Mentor, ktorému Izák slúžil, bol najvplyvnejším slobodomurárom, ktorý cestoval nielen po Európe, ale aj po Ázii vrátane Stredného, ​​Ďalekého východu a juhovýchodu. Na jednej z ciest, ako hovorí legenda, mu boli zverené staré rukopisy arabských vedcov, ktorých matematické výpočty dodnes používame. Podľa legendy mal Newton prístup k týmto rukopisom a práve ony inšpirovali mnohé z jeho objavov.

Veda

Za šesť rokov štúdia a služby Isaac Newton prešiel všetkými stupňami vysokej školy a stal sa majstrom umenia.

Počas moru musel opustiť svoju alma mater, no nestrácal čas: študoval fyzikálnu podstatu svetla, budoval zákony mechaniky. V roku 1668 sa Isaac Newton vrátil do Cambridge a čoskoro získal Lucas Chair v matematike. Dostala sa k nemu od učiteľa – I. Barrowa, práve toho Masona. Newton sa rýchlo stal jeho obľúbeným študentom, a aby finančne zabezpečil skvelého chránenca, Barrow sa vzdal kresla v jeho prospech. V tom čase už bol autorom binomického výrazu Newton. A to je len začiatok biografie veľkého vedca. Potom tam bol život plný titánskej duševnej práce. Newton sa vždy vyznačoval skromnosťou a dokonca plachosťou. Napríklad svoje objavy dlho nezverejňoval a neustále sa chystal ničiť najskôr tie, potom ďalšie kapitoly svojich úžasných „Začiatkov“. Veril, že za všetko vďačí obrom, na ktorých pleciach stojí, teda pravdepodobne vedcom-predchodcom. Hoci kto mohol predbehnúť Newtona, keby povedal doslova prvé a najvážnejšie slovo o všetkom na svete.

Isaac Newton, syn malého, ale prosperujúceho farmára, sa narodil v dedine Woolsthorpe (Lincolnshire), v roku Galileovej smrti a v predvečer r. občianska vojna. Newtonov otec sa narodenia syna nedožil. Chlapec sa narodil chorý, pred termínom, ale stále prežil a žil 84 rokov. Skutočnosť, že sa narodil na Štedrý deň, považoval Newton za zvláštne znamenie osudu.

Patrónom chlapca bol jeho strýko z matkinej strany William Ayskoe. Po ukončení školy (1661) vstúpil Newton na Trinity College (Holy Trinity College), Cambridge University. Už vtedy sa formoval jeho silný charakter – vedecká puntičkárstvo, túžba dostať sa dnu, neznášanlivosť voči klamstvu a útlaku, ľahostajnosť k verejnej sláve. Ako dieťa bol Newton podľa súčasníkov uzavretý a izolovaný, rád čítal a vyrábal technické hračky: hodiny, veterné mlyny atď.

Vedeckou podporou a inšpirátormi Newtonovej kreativity boli podľa všetkého v najväčšej miere fyzici: Galileo, Descartes a Kepler. Newton dokončil ich diela tým, že ich spojil do univerzálneho systému sveta. Menší, ale významný vplyv mali ďalší matematici a fyzici: Euclid, Fermat, Huygens, Mercator, Wallis. Samozrejme, nemožno podceňovať obrovský vplyv jeho bezprostredného učiteľa Barrowa.

Zdá sa, že Newton urobil významnú časť svojich matematických objavov ešte ako študent, v „morových rokoch“ 1664-1666. Vo veku 23 rokov už plynule ovládal metódy diferenciálneho a integrálneho počtu, vrátane rozšírenia funkcií do sérií a toho, čo sa neskôr nazývalo Newton-Leibnizov vzorec. Potom podľa neho objavil zákon univerzálnej gravitácie, presnejšie nadobudol presvedčenie, že tento zákon vyplýva z tretieho Keplerovho zákona. Okrem toho Newton počas týchto rokov dokázal, že biela je zmesou farieb, odvodil Newtonov binomický vzorec pre ľubovoľný racionálny exponent (vrátane záporných) atď.

1667: Mor ustupuje a Newton sa vracia do Cambridge. Zvolen za člena Trinity College av roku 1668 sa stal majstrom.

V roku 1669 bol Newton zvolený za profesora matematiky, Barrowovho nástupcu. Barrow posiela do Londýna Newtonovu „Analýzu pomocou rovníc s nekonečným počtom členov“, ktorá obsahuje stručné zhrnutie niektorých jeho najdôležitejších objavov v analýze. V Anglicku aj mimo neho si získalo určitú slávu. Newton pripravuje kompletnú verziu tohto diela, no nepodarilo sa nájsť vydavateľa. Vyšla až v roku 1711.

Experimenty v optike a teórii farieb pokračujú. Newton skúma sférické a chromatické aberácie. Aby ich minimalizoval, zostrojí zmiešaný odrazový ďalekohľad (šošovku a konkávne sférické zrkadlo, ktoré si sám vyleští). Vážne miluje alchýmiu, vykonáva množstvo chemických experimentov.

1672: Demonštrácia reflektora v Londýne - všeobecné nadšené recenzie. Newton sa stáva slávnym a je zvolený za člena Kráľovskej spoločnosti (Britskej akadémie vied). Neskôr sa vylepšené reflektory tohto dizajnu stali hlavnými nástrojmi astronómov, s ich pomocou boli objavené ďalšie galaxie, červený posuv atď.

S Hookeom, Huygensom a ďalšími sa rozhorí polemika o povahe svetla. Newton dáva sľub do budúcnosti: nezapájať sa do vedeckých sporov.

1680: Newton dostáva list od Hooka s formuláciou zákona univerzálnej gravitácie, ktorý podľa prvého poslúžil ako dôvod pre jeho prácu na určovaní pohybov planét (aj keď neskôr odloženú na určitý čas), ktorá bola predmetom "Začiatky". Následne Newton z nejakého dôvodu, možno podozrievajúc Hooka z nezákonného vypožičania niektorých skorších výsledkov samotného Newtona, tu nechce uznať žiadne zásluhy Hooka, ale potom s tým súhlasí, aj keď dosť neochotne a nie úplne.

1684-1686: práca na „Matematické princípy prírodnej filozofie“ (celé trojzväzkové vydanie vyšlo v roku 1687). Svetová sláva a ostrá kritika karteziánov prichádza: zákon univerzálnej gravitácie zavádza pôsobenie na veľké vzdialenosti, nezlučiteľné s princípmi Descartesa.

1696: Kráľovským dekrétom je Newton vymenovaný za správcu mincovne (od roku 1699 za riaditeľa). Dôrazne presadzuje menovú reformu a obnovuje dôveru v britský menový systém, ktorý dôkladne spustili jeho predchodcovia.

1699: Začiatok otvoreného prioritného sporu s Leibnizom, do ktorého boli zapojení aj kráľovskí členovia. Tento absurdný spor medzi dvoma géniami stál vedu draho – anglická matematická škola čoskoro na celé storočie uschla a európska ignorovala mnohé z vynikajúcich Newtonových myšlienok a znovu ich objavila oveľa neskôr. Na kontinente bol Newton obvinený z krádeže výsledkov Hooka, Leibniza a astronóma Flamsteeda, ako aj z kacírstva. Konflikt neuhasila ani smrť Leibniza (1716).

1703: Newton je zvolený za prezidenta Kráľovskej spoločnosti, ktorej vládol dvadsať rokov.

1705: Queen Anne pasuje Newtona za rytiera. Odteraz je ním Sir Isaac Newton. Prvýkrát v anglická história titul rytier sa udeľoval za vedecké zásluhy.

Newton zasvätil posledné roky svojho života písaniu „Chronológie starovekých kráľovstiev“, na ktorej pracoval asi 40 rokov, a príprave tretieho vydania „Počiatkov“.

V roku 1725 sa Newtonov zdravotný stav začal citeľne zhoršovať (kamenná choroba) a presťahoval sa do Kensingtonu pri Londýne, kde 20. (31. marca) 1727 v noci v spánku zomrel.

Nápis na jeho hrobe znie:

Tu leží Sir Isaac Newton, šľachtic, ktorý s takmer božskou mysľou ako prvý dokázal pochodňou matematiky pohyb planét, dráhy komét a príliv a odliv oceánov.

Skúmal rozdiel v svetelných lúčoch a rôzne vlastnosti farieb, ktoré sa v tomto objavujú, o čom predtým nikto netušil. Usilovný, múdry a verný vykladač prírody, staroveku a Svätého písma potvrdil svojou filozofiou veľkosť všemohúceho Boha a svojou povahou vyjadril evanjeliovú jednoduchosť.

Nech sa smrteľníci tešia, že takáto ozdoba ľudského rodu existovala.

Pomenovaný po Newtonovi:

krátery na Mesiaci a na Marse;

jednotka sily v sústave SI.

Socha postavená Newtonovi v roku 1755 na Trinity College je popísaná veršami od Lucretia:

Qui genus humanum ingenio superavit (V jeho mysli prekonal ľudskú rasu)

Vedecká činnosť

S Newtonovou prácou je spojená nová éra fyziky a matematiky. V matematike sa objavujú výkonné analytické metódy a dochádza k záblesku vo vývoji analýzy a matematickej fyziky. Vo fyzike je hlavnou metódou štúdia prírody konštrukcia adekvátnych matematických modelov prírodných procesov a intenzívne štúdium týchto modelov so systematickým zapojením všetkej sily nového matematického aparátu. Nasledujúce storočia preukázali výnimočnú plodnosť tohto prístupu.

Podľa A. Einsteina „Newton bol prvý, kto sa pokúsil sformulovať základné zákony, ktoré s vysokou mierou úplnosti a presnosti určujú časový priebeh širokej triedy procesov v prírode“ a „... mal hlboký a silný vplyv na celý svetonázor ako celok prostredníctvom jeho diel.“

Matematická analýza

Newton vyvinul diferenciálny a integrálny počet súčasne s G. Leibnizom (o niečo skôr) a nezávisle od neho.

Pred Newtonom neboli akcie s infinitezimálami spojené do jedinej teórie a mali povahu rôznorodých vtipných techník (pozri Metóda nedeliteľných), prinajmenšom neexistovala žiadna publikovaná systematická formulácia a sila analytických techník na riešenie takých zložitých problémov, akými sú napr. problémy nebeskej mechaniky v ich celistvosti. Vytvorenie matematickej analýzy redukuje riešenie relevantných problémov do značnej miery na technickú úroveň. Objavil sa komplex pojmov, operácií a symbolov, ktoré sa stali východiskovým základom pre ďalší rozvoj matematiky. Nasledujúce, 18. storočie, bolo storočím rýchleho a mimoriadne úspešného rozvoja analytických metód.

Zdá sa, že Newton prišiel k myšlienke analýzy prostredníctvom rozdielnych metód, ktoré študoval rozsiahlo a hlboko. Je pravda, že Newton vo svojich „Princípoch“ takmer nepoužíval infinitezimály, pridŕžal sa starodávnych (geometrických) metód dôkazu, ale v iných dielach ich používal voľne.

Východiskovým bodom pre diferenciálny a integrálny počet bola práca Cavalieriho a najmä Fermata, ktorí už vedeli (pre algebraické krivky) kresliť dotyčnice, nájsť extrémy, inflexné body a zakrivenie krivky a vypočítať plochu jej segmentu. . Z ďalších predchodcov sám Newton menoval Wallisa, Barrowa a škótskeho astronóma Jamesa Gregoryho. Ešte neexistoval koncept funkcie, všetky krivky interpretoval kinematicky ako trajektórie pohybujúceho sa bodu.

Už ako študent si Newton uvedomil, že diferenciácia a integrácia sú vzájomne inverzné operácie (zrejme prvá publikovaná práca obsahujúca tento výsledok v podobe podrobného rozboru duality problému plôch a problému dotyčníc patrí Newtonovmu učiteľovi Barrowovi ).

Takmer 30 rokov sa Newton nestaral o zverejnenie svojej verzie analýzy, hoci v listoch (najmä Leibnizovi) ochotne zdieľa veľa z toho, čo dosiahol. Medzitým bola Leibnizova verzia od roku 1676 široko a otvorene distribuovaná po celej Európe. Až v roku 1693 sa objavila prvá prezentácia Newtonovej verzie – vo forme dodatku k Wallisovmu Pojednaniu o algebre. Musíme uznať, že Newtonova terminológia a symbolika sú v porovnaní s Leibnizovou dosť neobratné: flux (derivát), fluent (primitívny), moment magnitúdy (diferenciál) atď. (toto písmeno však v rovnakom zmysle používal už skôr Gregor) a dokonca aj bodku nad písmenom ako symbol časovej derivácie.

Newton publikoval pomerne úplný výklad princípov analýzy až v diele „O kvadratúre kriviek“ (1704), dodatku k jeho monografii „Optika“. Takmer všetok prezentovaný materiál bol pripravený už v 70. až 80. rokoch 17. storočia, ale až teraz Gregory a Halley presvedčili Newtona, aby zverejnil prácu, ktorá sa po 40 rokoch stala prvou Newtonovou publikovanou prácou o analýze. Tu sa objavujú Newtonove deriváty vyšších rádov, nachádzajú sa hodnoty integrálov rôznych racionálnych a iracionálnych funkcií, sú uvedené príklady riešenia diferenciálnych rovníc 1.

1711: konečne po 40 rokoch vytlačená „Analýza pomocou rovníc s nekonečným počtom členov“. Newton skúma algebraické aj „mechanické“ krivky (cykloida, kvadratrix) s rovnakou ľahkosťou. Objavujú sa parciálne derivácie, ale z nejakého dôvodu neexistuje pravidlo na derivovanie zlomku a komplexnej funkcie, hoci ich Newton poznal; Leibniz ich však už vtedy zverejnil.

V tom istom roku bola publikovaná „Method of Differences“, kde Newton navrhol interpolačný vzorec na prechod cez (n + 1) danými bodmi s rovnako vzdialenými alebo nerovnomerne rozmiestnenými úsečkami parabolickej krivky n-tého rádu. Toto je rozdielový analóg Taylorovho vzorca.

1736: Posmrtne je publikovaná záverečná práca „Method of Fluxions and Infinite Series“, čo je významný pokrok oproti „Analysis by Equations“. Uvádza sa množstvo príkladov hľadania extrémov, dotyčníc a normál, výpočtu polomerov a stredov krivosti v karteziánskych a polárnych súradniciach, hľadania inflexných bodov atď. V tej istej práci sa vyrábajú kvadratúry a rektifikácie rôznych kriviek.

Je potrebné poznamenať, že Newton nielenže rozvinul analýzu celkom úplne, ale tiež sa pokúsil dôsledne zdôvodniť jej princípy. Ak sa Leibniz priklonil k myšlienke skutočných infinitezimálov, potom Newton navrhol (v Elementoch) všeobecnú teóriu prechodov k hranici, ktorú trochu ozdobne nazval „metóda prvého a posledného pomeru“. Používa sa moderný termín „limit“ (limes), hoci neexistuje jasný opis podstaty tohto pojmu, ktorý by implikoval intuitívne pochopenie.

Teória limitov je uvedená v 11 lemách knihy I „Začiatky“; jedna lemma je aj v knihe II. Neexistuje žiadna aritmetika limitov, neexistuje dôkaz o jedinečnosti limity, nebola odhalená jej súvislosť s infinitezimálami. Newton však správne poukazuje na to, že tento prístup je prísnejší ako „hrubá“ metóda nedeliteľných.

Napriek tomu v Knihe II, zavedením momentov (diferenciálov), Newton opäť zamotáva vec, v skutočnosti ich považuje za skutočné nekonečne malé.

Ďalšie matematické úspechy

Newton urobil svoje prvé matematické objavy už v študentských rokoch: klasifikáciu algebraických kriviek 3. rádu (krivky 2. rádu študoval Fermat) a binomickú expanziu ľubovoľného (nie nevyhnutne celého) stupňa, z ktorého vychádza Newtonov začína teória nekonečných radov – nový a výkonný analytický nástroj. Newton považoval expanziu v sérii za hlavnú a všeobecnú metódu analýzy funkcií av tejto veci dosiahol vrchol majstrovstva. Používal rady na výpočet tabuliek, riešenie rovníc (vrátane diferenciálnych), štúdium správania funkcií. Newtonovi sa podarilo získať rozklad pre všetky funkcie, ktoré boli v tom čase štandardné.

V roku 1707 bola vydaná kniha „Univerzálna aritmetika“. Predstavuje rôzne numerické metódy.

Newton vždy venoval veľkú pozornosť približnému riešeniu rovníc. Slávna Newtonova metóda umožnila nájsť korene rovníc s predtým nemysliteľnou rýchlosťou a presnosťou (publikované v Algebre od Wallisa, 1685). Modernú formu Newtonovej iteračnej metódy dal Joseph Raphson (1690).

Je pozoruhodné, že Newton sa vôbec nezaujímal o teóriu čísel. Fyzika mu bola zrejme oveľa bližšia ako matematika.

Teória gravitácie

Samotná myšlienka univerzálnej gravitačnej sily bola opakovane vyjadrená ešte pred Newtonom. Dávnejšie o tom uvažovali Epicurus, Kepler, Descartes, Huygens, Hooke a ďalší. Kepler veril, že gravitácia je nepriamo úmerná vzdialenosti od Slnka a rozprestiera sa iba v rovine ekliptiky; Descartes to považoval za výsledok vírov v éteri. Existovali však dohady so správnym vzorcom (Bulliald, Wren, Hooke), a dokonca celkom vážne podložené (koreláciou Huygensovho vzorca odstredivej sily a tretieho Keplerovho zákona pre kruhové dráhy). Pred Newtonom však nikto nedokázal jasne a matematicky presvedčivo prepojiť zákon gravitácie (sila nepriamo úmerná štvorcu vzdialenosti) a zákony pohybu planét (Keplerove zákony).

Je dôležité poznamenať, že Newton publikoval nielen predpokladaný vzorec pre zákon univerzálnej gravitácie, ale v skutočnosti navrhol úplný matematický model v kontexte dobre vyvinutého, úplného, ​​explicitne formulovaného a systematického prístupu k mechanike:

gravitačný zákon;

pohybový zákon (2. Newtonov zákon);

systém metód matematického výskumu (matematická analýza).

Celkovo táto triáda postačuje na úplné preskúmanie najzložitejších pohybov nebeských telies, čím sa vytvárajú základy nebeskej mechaniky. Pred Einsteinom neboli potrebné žiadne zásadné úpravy tohto modelu, hoci matematický aparát bol veľmi výrazne vyvinutý.

Newtonova teória gravitácie vyvolala mnoho rokov diskusií a kritiky konceptu pôsobenia na veľké vzdialenosti.

Prvým argumentom v prospech Newtonovho modelu bolo dôsledné odvodenie Keplerovych empirických zákonov na jeho základe. Ďalším krokom bola teória pohybu komét a Mesiaca, uvedená v "Princípoch". Neskôr boli pomocou newtonovskej gravitácie s vysokou presnosťou vysvetlené všetky pozorované pohyby nebeských telies; toto je veľká zásluha Clairauta a Laplacea.

Prvé pozorovateľné opravy Newtonovej teórie v astronómii (vysvetlené všeobecnou teóriou relativity) boli objavené až po viac ako 200 rokoch (posun perihélia Merkúra). V rámci slnečnej sústavy sú však veľmi malé.

Newton tiež objavil príčinu prílivu a odlivu: príťažlivosť mesiaca (aj Galileo považoval príliv a odliv za odstredivý efekt). Okrem toho po spracovaní dlhodobých údajov o výške prílivu a odlivu vypočítal hmotnosť Mesiaca s dobrou presnosťou.

Ďalším dôsledkom gravitácie bola precesia zemskej osi. Newton zistil, že v dôsledku sploštenosti Zeme na póloch sa zemská os neustále pomaly posúva s periódou 26 000 rokov pod vplyvom príťažlivosti Mesiaca a Slnka. Staroveký problém „predpokladu rovnodenností“ (prvý si ho všimol Hipparchos) teda našiel vedecké vysvetlenie.

Optika a teória svetla

Newton urobil zásadné objavy v optike. Zostrojil prvý zrkadlový ďalekohľad (reflektor), v ktorom na rozdiel od čisto šošovkových ďalekohľadov nebola žiadna chromatická aberácia. Objavil aj rozptyl svetla, ukázal, že biele svetlo sa vplyvom rôzneho lomu lúčov rozkladá na farby dúhy. rôzne farby pri prechode hranolom a položili základy správnej teórie farieb.

Počas tohto obdobia existovalo veľa špekulatívnych teórií svetla a farieb; bojovalo najmä uhol pohľadu Aristotela („rôzne farby sú zmesou svetla a tmy v rôznych pomeroch“) a Descarta („rôzne farby vznikajú, keď sa častice svetla otáčajú rôznou rýchlosťou“). Hooke vo svojom diele Micrographia (1665) ponúkol variant aristotelovských názorov. Mnohí verili, že farba nie je atribútom svetla, ale osvetleného objektu. Všeobecné rozpory zhoršila kaskáda objavov 17. storočia: difrakcia (1665, Grimaldi), interferencia (1665, Hooke), dvojitá refrakcia (1670, Erasmus Bartholin, študoval Huygens), odhad rýchlosti svetla (1675, Römer), významné zlepšenie ďalekohľadov. Neexistovala žiadna teória svetla kompatibilná so všetkými týmito faktami.

Newton vo svojom prejave pred Kráľovskou spoločnosťou vyvrátil Aristotela aj Descarta a presvedčivo dokázal, že biele svetlo nie je primárne, ale pozostáva z farebných zložiek s rôznymi uhlami lomu. Tieto komponenty sú primárne - Newton nedokázal zmeniť ich farbu žiadnymi trikmi. Subjektívny vnem farby tak dostal pevný objektívny základ – index lomu.

Newton vytvoril matematickú teóriu interferenčných prstencov, ktoré objavil Hooke a ktoré sa odvtedy nazývajú „Newtonove prstene“.

V roku 1689 Newton zastavil výskum v oblasti optiky - podľa všeobecnej legendy prisahal, že počas života Hooka, ktorý Newtona neustále otravoval kritikou, bolestivo vnímanú, v tejto oblasti nič nezverejní. V každom prípade v roku 1704, rok po Hookovej smrti, vyšla monografia „Optika“. Počas života autora "Optika", podobne ako "Začiatky", prešla tromi vydaniami a mnohými prekladmi.

Kniha prvej monografie obsahovala princípy geometrickej optiky, náuku o rozptyle svetla a kompozícii biela farba s rôznymi aplikáciami.

Kniha druhá: interferencia svetla v tenkých platniach.

Kniha tretia: difrakcia a polarizácia svetla. Polarizáciu v dvojlome Newton vysvetľoval bližšie k pravde ako Huygens (zástanca vlnovej podstaty svetla), hoci vysvetlenie samotného javu je v duchu emisnej teórie svetla neúspešné.

Newton je často považovaný za zástancu korpuskulárnej teórie svetla; v skutočnosti, ako inak, „nevymýšľal hypotézy“ a ochotne pripustil, že svetlo môže byť spojené aj s vlnami v éteri. Newton vo svojej monografii podrobne opísal matematický model svetelných javov, pričom bokom ponechal otázku fyzického nosiča svetla.

Ďalšie práce z fyziky

Newton vlastní prvý záver rýchlosti zvuku v plyne na základe Boyle-Mariotteho zákona.

Predpovedal sploštenosť Zeme na póloch, asi 1:230. Newton zároveň použil na opis Zeme model homogénnej tekutiny, aplikoval zákon univerzálnej gravitácie a zohľadnil odstredivú silu. Huygens zároveň vykonal podobné výpočty na podobných základoch, pričom gravitáciu považoval za zdroj v strede planéty, pretože zjavne neveril v univerzálnu povahu gravitačnej sily, teda v koniec nebral do úvahy gravitáciu zdeformovanej povrchovej vrstvy planéty. V súlade s tým Huygens predpovedal viac ako polovicu kontrakcie ako Newton, 1:576. Navyše Cassini a ďalší karteziáni tvrdili, že Zem nie je stlačená, ale vypuklá na póloch ako citrón. Následne, aj keď nie hneď (prvé merania boli nepresné), priame merania (Clero, 1743) potvrdili Newtonovu správnosť; skutočná kompresia je 1:298. Dôvodom, prečo sa táto hodnota líši od hodnoty navrhovanej Newtonom smerom k Huygensovi, je to, že model homogénnej tekutiny stále nie je celkom presný (hustota sa výrazne zvyšuje s hĺbkou). Presnejšia teória, výslovne zohľadňujúca závislosť hustoty od hĺbky, bola vyvinutá až v 19. storočí.

Iné diela

Súbežne s výskumom, ktorý položil základy súčasnej vedeckej (fyzikálnej a matematickej) tradície, venoval Newton veľa času alchýmii, ale aj teológii. Nepublikoval žiadne práce o alchýmii a jediným známym výsledkom tejto dlhoročnej záľuby bola vážna otrava Newtona v roku 1691.

Paradoxné je, že Newton, ktorý dlhé roky pôsobil v Kolégiu Najsvätejšej Trojice, zrejme sám v Trojicu neveril. Bádatelia jeho teologických prác, ako napríklad L. More, sa domnievajú, že Newtonove náboženské názory boli blízke arianizmu.

Newton navrhol svoju verziu biblickej chronológie a zanechal po sebe značné množstvo rukopisov o týchto otázkach. Okrem toho napísal komentár k Apokalypse. Newtonove teologické rukopisy sú teraz uložené v Jeruzaleme, v Národnej knižnici.

Tajné diela Isaaca Newtona

Ako viete, krátko pred koncom svojho života Izák vyvrátil všetky teórie, ktoré predložil, a spálil dokumenty, ktoré obsahovali tajomstvo ich vyvrátenia: niektorí nepochybovali, že všetko je presne tak, zatiaľ čo iní veria, že takéto činy by byť jednoducho absurdný a argumentovať, že archív neporušený s dokumentmi, ale patrí len niekoľkým vyvoleným...