Величие и сила настоящего ученого заключается вовсе не в количестве заслуг или наград, не в присужденных званиях и даже не в признании таковых человечеством. Настоящего гения выдают его теории и открытия, оставленные миру. Одним из бессмертных подвижников, которые всерьез «подтолкнули» научно-технический прогресс своими идеями, был Исаак Ньютон, весомость теорий которого никто не станет да и не сможет поставить под сомнение. О знаменитых законах, открытых им, знает каждый школьник. Но как сложилась его жизнь, как именно он прошел свой земной путь?
Исаак Ньютон: биография человека без яблока
Вполне возможно, что без открытий, сделанных этим мужчиной, окружающий нас мир был бы совсем иным, отличным от того, что мы знаем. Они позволили науке сделать настолько широкий шаг вперед, что последствия этого мы можем ощутить даже в двадцать первом веке. Опираясь на учения своих предшественников с мировыми именами, таких как Декарт, Галилей, Коперник, Кеплер, он сумел правильно скомпилировать и логически завершить их труды, довести их до совершенства.
Интересно
В студенчестве математик Ньютон вел дневник, своего рода записную книжку. Туда вносил самые интересные и важные, по его мнению, мысли, гипотезы и теории. Там имеется отлично характеризующая его фраза: «Ни в какой философии не может быть царя, кроме абсолютной истины. Мы должны выстроить золотые памятники великим, но при этом написать на каждом из них, что главный друг ученого – истинная правда».
Кратко об английском математике Ньютоне
Этому человеку действительно удалось составить совершенно новую, более приближенную к реальности картину мира, чем ту, которой люди пользовались до этого. Проводя занимательные и довольно смелые для своего времени эксперименты, ученый смог доказать, что смешивание всех тонов спектра в результате даст не тьму, как предполагалось ранее, а идеально белый цвет. Однако это далеко не главное, ведь самым выдающимся открытием Ньютона считается закон всемирного тяготения. Существует даже легенда о яблоке, свалившемся на голову математика, знакомая каждому с детства.
Сам подвижник никогда не стремился к славе или известности, а его труды были опубликованы только через несколько десятков лет после написания. Он даже “строчил” в блокноте, что известность увеличила бы количество разнообразных приятелей, друзей и знакомых, что могло помешать продолжать работать. Первый трактат он совершенно никому не показывал, потому потомкам удалось отыскать его лишь через три сотни лет после смерти великого мэтра. Годы жизни Ньютона нельзя назвать ни простыми, ни безбедными, но вот бесплодными они точно не были.
Ранние годы Исаака
Исаак Ньютон старший, отец будущего светила физики и математики, родился в шестом году семнадцатого века в крохотной деревушке под названием Вулсторп, что находится в графстве Линкольншир. Сам физик считал, что семейство вело род от выходцев из Шотландии, причем в пятнадцатом веке имеются упоминания об обедневших дворянах с похожей фамилией. Однако современные исследования доказали, что и за сотню лет до рождения ученого Ньютоны были крестьянами и работали на земле.
Парень подрос, женился на порядочной девушке Анне Эйскоу, упорно занимался фермерством и даже накопил достаточное количество денег, чтобы оставить супруге и новорожденному отпрыску несколько сот акров хороших земель и более пяти сотен фунтов денег. От внезапной и быстротекущей болезни мужчина неожиданно скончался, в то время, когда жена как раз собиралась разрешиться от бремени. 25 декабря, как раз на католическое Рождество 1642 года, на свет, не дождавшись срока, появился слабенький и болезненный мальчик, которого решено было назвать в честь отца – Исааком.
Других родных братьев или сестер у малыша не было. Однако спустя четыре года матушка подыскала отличную партию. Она выскочила замуж за пожилого вдовца. Несмотря на преклонный возраст мужа, женщина родила еще троих детей. Малыши требовали ухода и внимания, а Исаак был предоставлен сам себе. У женщины просто не хватало сил и времени, чтобы уделять достаточно внимания первенцу. Паренек рос смышленым, никогда не плакал, не ныл и не «перетягивал одеяло». Занимался его воспитанием брат матери – дядя Уильям. Вместе с ним Исаак увлеченно мастерил разнообразные технические штуковины, к примеру, лодки с парусами, водяную мельницу или песочные часы.
В 53-м отчим приказал долго жить, но у матушки так и не появилось времени на мальчишку от первого брака. Однако позаботиться о его благосостоянии она не позабыла, следует отдать ей должное. Как только Анна получила наследство покойного мужа, тут же переписала его на юного Исаака. Только в двенадцать лет сорванец был определен в школу в соседний городок под названием Грэнтем. Чтобы он не ходил несколько десятков километров пешком ежедневно, ему сняли койку у местного аптекаря. Через четыре года мать попыталась забрать сына из школы и приобщить к управлению поместьем, но «семейное дело» его совершенно не интересовало.
Ко всему, отправить его в университет стал просить еще и школьный преподаватель Стокс, любимый дядя Уильям, видевший потенциал юноши. Аптекарь, у которого парнишка квартировался, и его городской знакомый Хэмфри Бабингтон из Кембриджского колледжа присоединились к мольбам, и женщина уступила. Кто такой Исаак Ньютон, В 61-м году не знал еще никто.
Парень поступил в университет и вскоре занялся своим любимым делом – наукой. С этим учебным заведением связано более трех десятков лет жизни выдающегося ученого. В шестьдесят четвертом он уже составил для себя список неразрешенных загадок, тайн и проблем человечества (Questiones quaedam philosophicae), состоящий из более чем четырех десятков пунктов. Предполагалось, что он сможет разобраться с каждым из них.
Чумные годы, славные для науки
1664 год выдался не только плодотворным для молодого Ньютона, который только что увлекся математикой, а также успешно сдал экзамены, получив степень бакалавра, но и страшным для всей страны. В Лондоне стали появляться дома, на фасадах которых запылали огненно-алые кресты – знак Великой эпидемии бубонной чумы, от которой не было спасения. Она не щадила ни малышей, ни взрослых, не выбирала среди мужчин или женщин, не разделяла людей на сословия и классы. Летом 65-го уроки в колледже отменили. Собрав свои любимые книжки, Исаак отправился домой в деревню.
Существует даже специальное историческое название для периода 65-66 годов семнадцатого века — Великая эпидемия чумы в Лондоне. Инфекционное и жутко заразное заболевание унесло не менее двадцати процентов населения английской столицы, успешно разносимое полчищами крыс. Всего погибло сто тысяч человек. Мертвецов вывозили за город, а порой просто сжигали посреди улиц или вместе с жилищами. Это вызвало колоссальный пожар, который унес еще несколько сотен жизней, зато помог справиться с чумой.
Оптические эксперименты и закон всемирного тяготения
Эти годы стали разрушительными и крайне бедственными для всей страны, но при этом чрезвычайно плодотворными для самого ученого. Он мог, не отвлекаясь ни на что иное, заниматься своими экспериментами в глуши родной деревни. В самом конце шестьдесят пятого он уже вычленил дифференциальное счисление, а в начале следующего года уже вплотную подобрался к теории цветов. Именно Ньютону удалось доказать, что белый свет не первичен, а состоит из полного спектра, до чего он додумался благодаря эксперименту с призмой и направленным узким лучом.
К маю Исаак приступил к интегральному исчислению. Он стал постепенно приближаться к закону всемирного тяготения. Опираясь на знания, «подготовленные» заранее Кеплером, Эпикуром, Гюйгенсом и Декартом, Ньютон сумел четко, понятно связать его с движением планет. Причем он непросто вычислил формулу, но также предложил завершенную работающую математическую модель, чего никто ранее не делал. Интересно, что легенду об упавшем яблоке, что якобы натолкнуло ученого на сие открытие, вероятно придумал известный французский писатель и философ Вольтер.
Известность в научных кругах
Ранней весной 66-го Ньютон решил возвращаться в университет, но к лету чума вернулась и еще больше «рассвирепела», потому оставаться в городе было небезопасно. Только спустя два года он сумел добиться степени магистра и приступить к преподавательской деятельности. Учитель из него был никакой, а студенты на лекции ходить не желали, всячески отлынивали и даже вредили. В 69-м наставник Исаака, Барроу, настоял на публикации некоторых математических работ. Хотя автор просил не открывать его имени, тот сообщил, что речь идет о наработках Ньютона.
Так слава потихоньку подкрадывалась к великому интроверту. Уже в октябре 66-го его назначили придворным капелланом по приглашению самого короля Карла II. Это был сан священнослужителя, к которому ученый относился с долей здорового скепсиса. Однако он позволил оставить преподавание, полностью посвятив время науке. Тотальная известность пришла к Исааку только в 1670 году, после зачисления его членом Лондонского королевского общества – одной из первых Академий наук.
Приблизительно в это время он самостоятельно разработал и самостоятельно выстроил телескоп-рефлектор, представляющий собой конструкцию из линзы и вогнутого зеркала, который представил научному миру. Прибор давал увеличение более, чем в сорок раз. Но если быть до конца честными, коллеги относились к физику не достаточно лояльно: постоянно возникали конфликты и трения, чего Ньютон крайне не любил. После публикации зимой 72-го года труда «Philosophical Transactions» разразился страшный скандал – изобретатель Гук, а также его приятель голландский механик Гюйгенс требовали признать сию работу неубедительной, так как она противоречила их идеям.
В конце семидесятых, чем знаменит Ньютон, в Лондоне, да и далеко за его пределами, уже знал каждый образованный человек. Но для самого философа и физика это было трудное время. Сперва умер близкий друг, наставник и бывший преподаватель Барроу, затем в доме Исаака вспыхнул пожар, и спасти удалось только половину архива. В семьдесят седьмом отправился к праотцам руководитель Королевского Общества Ольденбург, а на его место уселся Гук, который Ньютона откровенно недолюбливал. Ко всему, в 79-м скончалась еще и Анна, мать ученого, что стало последним сокрушительным ударом – учитель и эта женщина были единственными, кого он всегда был рад видеть.
Самые известные труды английского ученого
К восемьдесят шестому году прохождение по небу знаменитой кометы вызвало огромный интерес не только в научных кругах, но и среди обывателей. Сам Эдмонд Галлей, благодаря которому астрономическое тело получило свое название, неоднократно просил Ньютона опубликовать работы по небесной механике и движению объектов. Но тот не желал даже слушать ни о чем подобном. Он не хотел новых споров, распрей и обвинений, потому потомки узнали о его наработках гораздо позже. Только в 1684 году трактат об эллиптичности орбит движения планет под названием De motu был представлен широкой общественности. Только через два года, да и то на личные деньги профессора Галлея, труд с окончательным названием Philosophiae Naturalis Principia Mathematica был выпущен в печать.
В этой работе ученый напрочь отказывается от ненужной и даже несколько мешающей метафизики, от чего так никогда не избавились ни Аристотель, ни Декарт. Он решает ничего не принимать на веру и не оперирует придуманными «первопричинами», а доказывает все, о чем говорит, исходя из собственного опыта наблюдений и поставленных экспериментов. Ему пришлось ввести даже несколько новых понятий, к примеру, масса или внешние силы. На этой основе он вывел три закона механики, которые в наши дни дети изучают в шестом или седьмом классе.
Управленческая деятельность в руках ученого
В 1685 году на английский трон вместо предыдущего разумного правителя уселся глубоко верующий католик Яков II Стюарт, собирающийся возродить церковные каноны. Первым делом он приказал университетским властям присвоить ученую степень монаху Альбану Френсису, который в науках разбирался чуть лучше кошки. Научное сообщество заволновалось, это было неслыханно. Тут же последовал вызов представителей Кембриджа к судье Джорджу Джеффрису, которого боялся весь Лондон. Ньютон, никогда ничего не страшившийся, говорил за всех. Тогда дело замяли, и уже спустя два года король Яков был свергнут, а сам ученый избран в парламент университета.
В семьдесят девятом пожилой мужчина свел знакомство с молодым графом Чарльзом Монтегю, который сразу же понял, какой величины светило науки перед ним. Он просил правителя Вильгельма Третьего назначить Ньютона хранителем Монетного двора, и тот согласился. Мужчина вступил в должность в 1695 году. За три года он изучил технологические подробности и произвел денежную реформу. Говорят, что в это же время как раз приезжал русский царь Петр Первый, однако никаких записей о встрече с Ньютоном или их разговоре не сохранилось. В третьем году восемнадцатого века умер Сомерс, бывший председатель Королевского общества, а великий ученый занял его место.
Смерть математика: в память о физике Исааке Ньютоне
Последние годы знаменитого новатора протекали в почете и известности, хотя он этого не желал и не стремился к славе. Наконец-то к 1705 году издается его «Оптика», а королева Анна присваивает мэтру рыцарское звание. Теперь он должен именоваться сэр Исаак Ньютон, повсюду отпечатывать собственный герб и вести родословную, честно говоря, весьма сомнительную. Это не радовало мужчину, а вот ранее не публиковавшиеся труды, сейчас вышедшие в печать, приносили истинное удовлетворение. На протяжении последних лет жизни он строго соблюдал режим, выполняя возложенные на него обязанности.
К 1725 году здоровье и так не сильно-то крепкого старика стало стремительно ухудшаться. Чтобы чуть облегчить состояние и вырваться из городской суеты, философ переселился в Кенсингтон, где было намного тише и воздух оказался гораздо чище. Однако это уже было не способно помочь ему: организм потихоньку «приходил в негодность», хотя никаких особо страшных болезней у него не было. 20 (31) марта 1727 года жизнь Исаака Ньютона оборвалась во сне. Его тело было выставлено для всеобщего прощания, а потом похоронено в Вестминстерском аббатстве.
В память об основателе классической механики
Величина этого ученого, мощь и сила разума, его напористость и методичность, привели к тому, что даже спустя столетия после смерти потомки о нем не забыли и едва ли забудут когда-то в будущем. На его могиле красуется надпись с указанием на его явную гениальность, а во дворе Тринити-колледжа воздвигнут памятник, который можно посмотреть и в наши дни.
В честь него названы кратеры на Марсе и Луне, а в международной СИ есть величина (сила), измеряемая в ньютонах. Медаль с его инициалами ежегодно выдается за заслуги в области физики. Есть огромное количество памятников, улиц и площадей по всему миру, которые тоже носят его имя.
Интересные факты об ученом Исааке Ньютоне
Ньютон проводил эксперименты на себе. Исследуя теорию света, он тонким зондом проникал в зрачок и надавливал на глазное дно.
Ученый никогда не был женат и не оставил после себя ни одного потомка.
Несмотря на свои занятия наукой, этот человек всегда было глубоко верующим и не отрицал существования Бога. Хотя священников считал дармоедами.
Чтобы обезопасить монетки от стесывания драгоценных металлов мошенниками, Ньютон предложил делать на торцах поперечные насечки. Этот метод применяется и в наши дни.
Не обладая богатырским внешним видом, а также родившись раньше срока, Исаак никогда серьезными заболеваниями не страдал. Даже обычной простуды у него не бывало, по крайней мере, об этом не существует упоминаний.
Мифы и легенды вокруг физика
Есть легенда, будто мэтр лично сделал в двери дома два отверстия, чтобы кошки могли свободно входить и выходить. Но никаких питомцев у мужчины никогда не было.
Поговаривали, что получить должность смотрителя Монетного двора ему удалось только благодаря молодости и невинности племянницы, понравившейся казначею Галифаксу. На самом деле, граф познакомился с девушкой позже, чем ученый занял свой почетный пост.
Многие рассказывают байку, будто Ньютон как член парламента выступал всего раз, да и то с просьбой закрыть окно. Но записей о его выступлениях за все время не существует.
Бытует миф, будто мужчина с молодости интересовался астрологией и даже умел предсказывать будущее. Но никаких записок его или окружения по данному вопросу так и не было найдено.
Последние годы ученый работал над каким-то таинственным трудом. Многие считают, что он пытался расшифровать Библию. Однако никаких следов подобной работы после его смерти не обнаружилось.
Как считается рейтинг◊ Рейтинг рассчитывается на основе баллов, начисленных за последнюю неделю
◊ Баллы начисляются за:
⇒ посещение страниц, посвященных звезде
⇒ голосование за звезду
⇒ комментирование звезды
Биография, история жизни Ньютона Исаака
Исаак Ньютон – ученый английского происхождения, физик, математик и астроном. Известен как автор закона всемирного тяготения, различных физических и математических теорий.Детство и юность
Исаак Ньютон родился 25 декабря 1642 года (4 января 1643 года по новому стилю) в семье фермера. Событие, впоследствии оказавшее значимое влияние на ход общественного развития, произошло в деревне Вулсторп графства Линкольншир. Будущий великий ученый появился на свет в тот год, когда ушел из жизни знаменитый польский астроном Галилео Галилей. Кроме того, в это время началась первая гражданская война в Англии.
Отцу Исаака не суждено было увидеть своего ребенка − он скончался еще до его рождения. Мальчик родился недоношенным и крайне болезненным. Мало кто верил в его выздоровление, и это стало еще одним ударом для матери. Тем не менее, Исаак не только выжил, но и прожил достаточно долгую жизнь. Сам Ньютон полагал, что здесь не обошлось без божьей помощи. Ведь он вышел из утробы матери под Рождество, а, значит, был помечен особым знаком судьбы.
В раннем возрасте, по свидетельствам современников Ньютона, он отличался от своих сверстников не только слабым здоровьем, но и замкнутостью. Ребенок не любил общаться с людьми, большую часть своего времени он посвящал чтению книг. Еще Исааку нравилось мастерить различные механические устройства, например, мельницу или часы.
Мальчик нуждался в твердом мужском воспитании и поддержке, и здесь как нельзя кстати оказался брат матери Вильям Эйскоу. При его покровительстве юноша в 1661 закончил школу и поступил в Тринити-колледж при Кембриджском университете, или как его еще называли, Колледж святой Троицы.
Начало пути к славе
Можно с уверенностью сказать, что именно в этот период начинает формироваться могучий научный дух Ньютона, те качества, которые позволили ему в скором времени стать знаменитым. Уже тогда в этом ученике колледжа можно было рассмотреть неимоверную дотошность и стремление любой ценой докопаться до сути какого-либо явления. Если добавить к этому сущее равнодушие к мирской славе, получился бы законченный портрет великого ученого.
ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Прежде, чем взойти на вершину мировой науки, Исаак Ньютон внимательно изучил труды своих предшественников. , Рене Декарт, Иоганн Кеплер − все они вдохновили Ньютона на будущие научные свершения. Нельзя не упомянуть также Исаака Барроу, учителя Ньютона. Правда в том, что каждый из них проложил свой весомый путь к постижению таинств мира. В силу различных обстоятельств эти известные ученые не смогли завершить начатое. За них это сделал Ньютон, создав на основе их идей универсальную систему мира.
Исследователи творчества Ньютона полагают, что подавляющее большинство своих открытий в области математики он сделал еще в студенческие годы, в период с 1664 по 1666 годы. Тогда же была рождена формула Ньютона-Лейбница, основная теорема анализа. Тогда же Ньютон, по его собственному признанию, открыл закон всемирного тяготения. Однако, за это он должен быть благодарен Кеплеру, поскольку данный закон появился не сам по себе, а следовал из третьего закона Кеплера. В тот период была выведена формула «бином Ньютона» и доказано, что белый цвет есть ничто иное, как совокупностью других цветов.
Вместе с тем, понадобилось время для того, чтобы мир узнал об этих удивительных открытиях. Причиной тому послужил характер Ньютона, который никогда не спешил хвастаться результатами своих трудов.
Признание заслуг
Однако, слава все равно настигла его, и слух о великом ученом разнесся далеко за пределы его родины.
В 1668 году Ньютон стал магистром Тринити-колледжа, а в следующем его избрали профессором математики. В этот период своей научной деятельности Ньютон проводил многочисленные эксперименты по оптике и теории цвета. Кроме того, его внимание привлекла алхимия. В средние века данное занятие считалось псевдонаукой, ее приверженцы нередко подвергались гонениям. Несмотря на это, Ньютон с маниакальным упорством проводил опыты с химическими элементами.
Официальное признание пришло к Исааку Ньютону в 1672 году, когда он представил на суд почтенной лондонской публике изобретенный им рефлектор. Другими словами, оптический телескоп, благодаря которому со временем человечество узнало о неведомых галактиках.
Конечно, такие устройства уже существовали, однако изобретение Ньютона значительно превосходило их по своим техническим характеристикам. Опять же, Ньютон создал телескоп нового поколения еще в 1668 году. Почему сразу же не заявил об этом? Наверное, в силу своего характера. Вполне может быть, что ученый намеревался сначала многократно испытать его в действии, при необходимости усовершенствовать, и лишь затем «рассекретить».
Никто за это время не создал ничего подобного. В результате изобретатель удостоился не только всевозможных похвал, но и вошел в состав Королевского общества, то есть британской Академии наук.
В 1696 году авторитетному ученому доверили присматривать за Монетным двором. Приближенные к королевской семье были всерьез обеспокоены состоянием финансовой системы страны и полагали, что именно такой человек сможет восстановить утраченное к ней доверие. И не прогадали. Казалось бы, такая работа не имела ничего общего с научной деятельностью Ньютона, однако он с головой окунулся в работу и смог успешно провести денежную реформу.
В 1699 году Ньютон получил должность директора Монетного двора.
В 1703 году Исаака Ньютона избрали президентом Королевского общества. Данный пост он занимал на протяжении 20-ти лет.
Два года спустя получил титул рыцаря от самой королевы. Подобным званием был удостоен за научные заслуги, чего никогда ранее не случалось в британской монархии. Отныне Исаак Ньютон получил приставку «сэр» к своему имени, о которой и мечтать не приходилось обычным гражданам.
Частная жизнь
О ней практически ничего не известно. Возможно потому, что занятия наукой не оставляли Ньютону времени на ни что другое. Женщины не обращали никакого внимания на ученого, обладающего заурядной внешностью. Правда, до наших дней донеслись сведения об одной симпатии Исаака − мисс Сторей, с которой он дружил до конца своих дней. Потомков Ньютон не оставил.
Закат жизни
В заключительные годы жизни ученый занимался написанием книг. Незадолго до кончины из-за ухудшения состояния здоровья переехал из столицы в Кенсингтон, где прожил всего пару лет. Смерть пришла к великому ученому во сне 20.03.(31.03 по новому стилю) 1727 года.
Исаак Ньютон - великий английский ученый-теоретик. Годы жизни Ньютона - 1642−1727. Жизнь не щадила великого гения. Много горя, боли и одиночества выпало на долю ученого. Финансовые трудности, давление общества, неприятие идей, смерть матери, умственное расстройство. Все пережил великий Ньютон и подарил миру свои гениальные идеи устройства мира и Вселенной. Краткая биография ученого представлена в этой статье.
Детство юного ученого
Ньютон родился в фермерской семье с небольшим достатком. За несколько месяцев до рождения его отец умер. Ребенок родился очень слабым и недоношенным
. Все родственники полагали, что он не выживет. Детская смертность в те годы была просто чудовищной. Младенец был настолько мал, что помещался в рукавичке из шерсти. Из этой злосчастной рукавички мальчик выпадал два раза на пол и ударялся головой.
В трехлетнем возрасте мальчик остается на попечение дедушки и бабушки, так как мать второй раз выходит замуж и уезжает. Позже он воссоединится с мамой.
Исаак рос очень хилым, болезненным ребенком. Это была абсолютно интровертивная личность
- «вещь в себе». Ребенок был очень любознательным, мастерил различные предметы: бумажных змеев, тележки с педалями, мельницы и так далее. Очень рано проснулся у него интерес к чтению. Он часто уединялся в саду с книгой и мог часами изучать материал.
В 1660 году Исаак поступил в Кембриджский университет. Он относился к числу необеспеченных студентов , поэтому помимо учебы в его обязанности входило прислуживать персоналу университета.
Изучение оптических явлений
В 1665 году Ньютону присвоили степень магистра искусств. В этом же году в Англии начинается эпидемия чумы. Исаак поселяется в Вулсторпе. Именно здесь он начинает изучать оптику, чтобы понимать природу света. Он изучает хроматическую аберрацию
, ставит сотни опытов, которые стали классикой и используются в учебных заведениях до сих пор.
Изучая оптику, ученый на первых порах исповедовал волновую природу света . Свет в виде волн движется в эфире. Потом он отказался от этой теории, понимая, что эфир должен обладать некой степенью вязкости, которая бы препятствовала движению космических тел, чего не происходит в действительности.
Со временем ученый приходит к мысли о корпускулярной природе света. Он ставит эксперименты по преломлению света, процессам отражения и поглощения спектра.
Законы механики
Постепенно из опытов со светом начинает вырисовываться представление ученого о физике окружающего мира. Оно станет главным детищем И. Ньютона. Ньютон изучает материю и законы ее движения в пространстве:
- Благодаря исследованиям движения, он приходит к мысли, что если на объект нет никаких существенных воздействий, то он в пространстве будет двигаться равномерно и прямолинейно. Этот вывод называют первым законом Ньютона.
- Второй гласит, что движущиеся тела могут приобретать ускорение под действием сил, приложенных к этим телам. Ускорение прямо пропорционально силам, приложенным к телу, и обратно пропорционально массе. Именно из следствий этого закона исходит понимание проблем приложенных сил: что это за силы, как они действуют, как возникают.
- Ну и, наконец, третий закон - закон противодействия. Сила действия равна силе противодействия. С какой силой я давлю на стену, с такой же силой она давит на меня.
Закон всемирного тяготения
Одна из главных заслуг Ньютона заключается в открытии закона всемирного тяготения. Есть миф о том, что ученый сидел под яблоней в саду и ему на голову упало яблоко. Это осенило ученого: все тела тянутся друг к другу. Начались просчеты на бумаге, бесконечные формулы и, наконец, результат - сила притяжения между телами пропорциональна их массе и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эта формула объясняла движение планет и космических тел. Многие физики встретили эту теорию в штыки, так как ее применение казалось весьма сомнительным.
Работа в Кембридже
После того как эпидемия чумы пошла на спад, Ньютон возвращается в Кембридж и поступает работать на кафедру математики в 1668 году. К этому времени он уже был известен в узких кругах как автор бинома, теории флюксий - интегрально исчисления.
Работая преподавателем, он занимается усовершенствованием телескопа - создает отражательный телескоп. Изобретение оценили представители Лондонского королевского общества . Ньютон получает приглашение стать его членом. Однако он отказывается под предлогом того, что ему нечем платить членские взносы. Ему было позволено быть членом клуба бесплатно.
В 1869 году мать Ньютона серьезно заболела тифом и была прикована к постели. Ньютон очень любил свою мать и проводил сутки напролет у постели больной. Он сам готовил ей лекарства, ухаживал за ней. Однако болезнь прогрессировала, и вскоре мать умерла.
Членство в обществе было мучительным для Ньютона. Его идеи часто воспринимались очень оппозиционно, что очень огорчало ученого. Это также сказалось на его здоровье. Постоянный стресс и переживание вылились в психическое расстройство. В 1692 году случился пожар и все его рукописи и наработки сгорели.
В этом же году Ньютон серьезно заболел. Два года он страдал умственным расстройством. Он перестал понимать собственные труды.
Постоянная нужда в деньгах и одиночество также послужили причиной его болезни.
В 1699 году Ньютона назначают смотрителем и директором монетного двора. Это поправило материальное положение ученого. А с 1703 года его избирают президентом Лондонского королевского общества с присвоением рыцарского звания.
Опубликованные труды
Перечислим основные труды ученого, которые были опубликованы:
- «Математические начала натуральной философии»;
- «Оптика».
Личная жизнь Ньютона
Всю свою жизнь Ньютон провел в одиночестве. Не сохранилось упоминаний о его партнерах и спутниках жизни. Считается, что Исаак всю жизнь был одинок. Это, конечно же, влияло на его сублимированное переключение сексуальной энергии в творческий потенциал. Но этот же факт служил основой его эмоциональных расстройств.
В зрелые годы ученый имел большой денежный достаток и очень щедро раздавал свои деньги нуждающимся. Он говорил: если не помогать людям при жизни, то это будет означать, что ты никому и никогда не помог. Он поддерживал всех своих дальних родственников, жертвовал деньги приходу, в котором он некоторое время воспитывался, назначал индивидуальные стипендии для талантливых и способных студентов (например, Маклорену - знаменитому математику).
Всю свою жизнь Исаак Ньютон отличался чрезвычайно скромностью и стеснительностью. Он долгое время не публиковал свои труды по этой причине. Имея чин директора Монетного двора, он был очень снисходителен со служащими. Никогда не грубил студентам и не унижал их. Хотя последние часто подтрунивали над профессором.
При жизни Исаак Ньютон фото не делал, так как в то время фотосъемка еще не была изобретена, но есть огромное количество портретов ученого.
С 1725 года Ньютон, будучи уже в преклонном возрасте, перестал работать. В 1727 году в Великобритании началась новая волна эпидемии чумы. Ньютон заболевает этой страшной болезнью и умирает. В Англии устраивают траур в честь великого ученого. Он похоронен в Вестминстерском аббатстве. На его надгробной плите есть надпись: «Пусть ныне живущие радуются, что в их мире была такая красота человеческого рода».
Сэр Исаак Ньютон – английский физик, математик, астроном, создатель классической механики, сделавший величайшие научные открытия в истории человечества.
Родился Исаак Ньютон 4 января 1643 года (по григорианскому календарю) в деревне Вулсторп в графстве Линкольншир. Своё имя он получил в честь отца, умершего за 3 месяца до рождения сына. Спустя 3 года мать Исаака, Анна Эйскоу, снова вышла замуж. В новой семье родились ещё трое детей. А Исаака Ньютона взял на попечение его дядя, Уильям Эйскоу.
Детство
Дом, в котором родился Ньютон
Рос Исаак замкнутым и молчаливым. Общению со своими сверстниками он предпочитал чтение. Любил мастерить технические игрушки: воздушных змеев, ветряные мельницы, водяные часы.
В 12-летнем возрасте Ньютон начал учиться в школе в Грэнтеме. Жил он в то время в доме аптекаря Кларка. Упорство и трудолюбие вскоре сделали Ньютона лучшим учеником в классе. Но когда Ньютону исполнилось 16 лет, умер его отчим. Мать Исаака вернула его в поместье и возложила на него обязанности по хозяйству. Но это совершенно не нравилось Ньютону. Он мало занимался хозяйством, предпочитая этому скучному занятию чтение. Однажды дядя Ньютона, застав его с книгой в руках, был поражён, увидев, что Ньютон решал математическую задачу. И дядя, и школьный учитель, убедили мать Ньютона в том, что такой способный юноша должен продолжить обучение.
Тринити-колледж
Тринити-колледж
В 1661 г. 18-летний Ньютон был зачислен в Тринити-колледж Кембриджского университета как студент-сайзер (sizar). С таких студентов плата за обучение не бралась. Они должны были оплачивать обучение, выполняя различные работы в Университете или прислуживая богатым студентам.
В 1664 г. Ньютон сдал экзамены, стал студентом-школяром (scholars) и начал получать стипендию.
Ньютон учился, забывая про сон и отдых. Изучал математику, астрономию, оптику, фонетику, теорию музыки.
В марте 1663 г. в колледже открыли кафедру математики. Возглавил её Исаак Барроу - математик, будущий учитель и друг Ньютона. В 1664 г. Ньютон открыл биноминальное разложение для произвольного рационального показателя . Это было первое математическое открытие Ньютона. Позже Ньютон откроет математический метод разложения функции в бесконечный ряд. В конце 1664 г. он получил степень бакалавра.
Изучал Ньютон труды физиков: Галилея, Декарта, Кеплера. На основе их теорий им была создана универсальная система мира .
Программная фраза Ньютона: «В философии не может быть государя, кроме истины…». Не отсюда ли произошло знаменитое выражение: «Платон мне друг, но истина дороже»?
Годы Великой эпидемии чумы
Годы с 1665 по 1667 были периодом Великой эпидемии чумы. Занятия в Тринити-колледже прекратились, и Ньютон уехал в Вулсторп. Все свои тетради и книги он увёз с собой. В эти тяжёлые «чумные годы» Ньютон не прекращал заниматься наукой. Проводя различные оптические опыты, Ньютон доказал, что белый цвет является смесью всех цветов спектра . Закон всемирного тяготения – это величайшее открытие Ньютона, сделанное им в «чумные годы». Окончательно этот закон Ньютон сформулировал только после открытия законов механики. А опубликованы эти открытия были только через десятилетия.
Научные открытия
Телескоп Ньютона
В начале 1672 г. в Королевском обществе был продемонстрирован телескоп-рефлектор , который сделал Ньютона знаменитым. Ньютон стал членом Королевского общества.
В 1686 г. Ньютон сформулировал три закона механики , описал орбиты небесных тел: гиперболические и параболические, доказал, что Солнце также подчиняется общим законам движения. Всё это было изложено в первом томе «Математических начал».
В 1669 г. систему мира Ньютона начали преподавать в Кембридже и в Оксфорде. Ньютон становится также иностранным членом Парижской академии наук. В этом же году Ньютона назначают управляющим Монетного двора. Он уезжает из Кембрижда в Лондон.
В 1669 г. Ньютона избрали в парламент. Пробыл он там всего год. Но в 1701 г. его избирают туда повторно. В этом же году Ньютон ушёл в отставку с поста профессора Тринити-колледжа.
В 1703 г. Ньютон стал президентом Королевского общества и пробыл на этом посту до конца своей жизни.
В 1704 г. выходит монография «Оптика». А в 1705 г. за научные заслуги Исааку Ньютону было присвоено звание рыцаря. Это случилось впервые в истории Англии.
Знаменитый сборник лекций по алгебре, вышедший в 1707 г. и называвшийся «Универсальная арифметика», положил начало рождению численного анализа.
В последние годы своей жизни он писал «Хронологию древних царств», готовил справочник по кометам. Ньютон очень точно рассчитал орбиту кометы Галлея.
Скончался Исаак Ньютон в 1727 г. в Кенсингтоне недалеко от Лондона. Похоронен в Вестминстерском аббатстве.
Открытия Ньютона позволили человечеству сделать гигантский рывок в развитии математики, астрономии, физики.
Великий английский физик, математик и астроном. Автор фундаментального труда «Математические начала натуральной философии» (лат. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), в котором он описал закон всемирного тяготения и так называемые Законы Ньютона, заложившие основы классической механики. Разработал дифференциальное и интегральное исчисление, теорию цветности и многие другие математические и физические теории.
Исаак Ньютон, сын мелкого, но зажиточного фермера, родился в деревне Вулсторп (графство Линкольншир), в год смерти Галилея и в канун гражданской войны. Отец Ньютона не дожил до рождения сына. Мальчик родился болезненным, до срока, но всё же выжил и прожил 84 года. Факт рождения под Рождество Ньютон считал особым знаком судьбы.
Покровителем мальчика стал его дядя по матери, Вильям Эйскоу. По окончании школы (1661) Ньютон поступает в Тринити-колледж (Колледж святой Троицы) Кембриджского университета. Уже тогда сложился его могучий характер - научная дотошность, стремление дойти до сути, нетерпимость к обману и угнетению, равнодушие к публичной славе. В детстве Ньютон, по отзывам современников, был замкнут и обособлен, любил читать и мастерить технические игрушки: часы, мельницу и т. п.
Судя по всему, 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, Меркатор, Валлис. Конечно, нельзя недооценивать и огромное влияние его непосредственного учителя Барроу.
Похоже на то, что значительную часть своих математических открытий Ньютон сделал ещё студентом, в «чумные годы» 1664-1666. В 23 года он уже свободно владел методами дифференциального и интегрального исчислений, включая разложение функций в ряды и то, что впоследствии было названо формулой Ньютона-Лейбница. Тогда же, по его утверждению, он открыл закон всемирного тяготения, точнее, убедился, что этот закон следует из третьего закона Кеплера. Кроме того, Ньютон в эти годы доказал, что белый цвет есть смесь цветов, вывел формулу «бинома Ньютона» для произвольного рационального показателя (включая отрицательные), и др.
1667: эпидемия чумы отступает, и Ньютон возвращается в Кембридж. Избран членом Тринити-колледжа, а в 1668 году становится магистром.
В 1669 году Ньютон избирается профессором математики, преемником Барроу. Барроу пересылает в Лондон сочинение Ньютона «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов», содержавшее сжатое изложение некоторых наиболее важных его открытий в анализе. Оно получило некоторую известность в Англии и за ее пределами. Ньютон готовит полный вариант этой работы, но найти издателя так и не удаётся. Он был опубликован лишь в 1711 году.
Продолжаются эксперименты по оптике и теории цвета. Ньютон исследует сферическую и хроматическую аберрации. Чтобы свести их к минимуму, он строит смешанный телескоп-рефлектор (линза и вогнутое сферическое зеркало, которое полирует сам). Всерьёз увлекается алхимией, проводит массу химических опытов.
1672: демонстрация рефлектора в Лондоне - всеобщие восторженные отзывы. Ньютон становится знаменит и избирается членом Королевского общества (британской Академии наук). Позже усовершенствованные рефлекторы такой конструкции стали основными инструментами астрономов, с их помощью были открыты иные галактики, красное смещение и др.
Разгорается полемика по поводу природы света с Гуком, Гюйгенсом и другими. Ньютон даёт зарок на будущее: не ввязываться в научные споры.
1680: Ньютон получает письмо Гука с формулировкой закона всемирного тяготения, послужившее, по признанию первого, поводом его работ по определению планетных движений (правда, потом отложенных на некоторое время), составивших предмет «Начал». Впоследствии Ньютон по каким-то причинам, быть может, подозревая Гука в незаконном заимствовании каких-то более ранних результатов самого Ньютона, не желает признавать здесь никаких заслуг Гука, но потом соглашается это сделать, хотя и довольно неохотно и не полностью.
1684-1686: работа над «Математическими началами натуральной философии» (весь трёхтомник издан в 1687 году). Приходит всемирная слава и ожесточённая критика картезианцев: закон всемирного тяготения вводит дальнодействие, несовместимое с принципами Декарта.
1696: Королевским указом Ньютон назначен смотрителем Монетного двора (с 1699 года - директор). Он энергично проводит денежную реформу, восстанавливая доверие к основательно запущенной его предшественниками монетной системе Великобритании.
1699: начало открытого приоритетного спора с Лейбницем, в который были вовлечены даже царствующие особы. Эта нелепая распря двух гениев дорого обошлась науке - английская математическая школа вскоре увяла на целый век, а европейская - проигнорировала многие выдающиеся идеи Ньютона, переоткрыв их много позднее. На континенте Ньютона обвиняли в краже результатов Гука, Лейбница и астронома Флемстида, а также в ереси. Конфликт не погасила даже смерть Лейбница (1716).
1703: Ньютон избран президентом Королевского общества, которым управлял двадцать лет.
1705: королева Анна возводит Ньютона в рыцарское достоинство. Отныне он сэр Исаак Ньютон . Впервые в английской истории звание рыцаря присвоено за научные заслуги.
Последние годы жизни Ньютон посвятил написанию «Хронологии древних царств», которой занимался около 40 лет, и подготовкой третьего издания «Начал».
В 1725 году здоровье Ньютона начало заметно ухудшаться (каменная болезнь), и он переселился в Кенсингтон неподалёку от Лондона, где и скончался ночью, во сне, 20 (31) марта 1727 года.
Надпись на его могиле гласит:
Здесь покоится сэр Исаак Ньютон , дворянин, который почти божественным разумом первый доказал с факелом математики движение планет, пути комет и приливы океанов.
Он исследовал различие световых лучей и появляющиеся при этом различные свойства цветов, чего ранее никто не подозревал. Прилежный, мудрый и верный истолкователь природы, древности и Св. писания, он утверждал своей философией величие Всемогущего Бога, а нравом выражал евангельскую простоту.
Пусть смертные радуются, что существовало такое украшение рода человеческого.
В честь Ньютона названы:
кратеры на Луне и на Марсе;
единица силы в системе СИ.
На статуе, воздвигнутой Ньютону в 1755 г. в Тринити-колледже, высечены стихи из Лукреция:
Qui genus humanum ingenio superavit (Разумом он превосходил род человеческий)
Научная деятельность
С работами Ньютона связана новая эпоха в физике и математике. В математике появляются мощные аналитические методы, происходит вспышка в развитии анализа и математической физики. 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.
По словам А. Эйнштейна, «Ньютон был первым, кто попытался сформулировать элементарные законы, которые определяют временной ход широкого класса процессов в природе с высокой степенью полноты и точности» и «… оказал своими трудами глубокое и сильное влияние на всё мировоззрение в целом».
Математический анализ
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), по крайней мере, отсутствовала опубликованная систематическая формулировка и не была достаточно выявлена мощь аналитических приемов к решению таких сложных задач, как задачи небесной механики в их полноте. Создание 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.
Повидимому, Ньютон пришёл к идее анализа через разностные методы, которыми много и глубоко занимался. Правда, в своих «Началах» Ньютон почти не использовал бесконечно малых, придерживаясь античных (геометрических) приёмов доказательства, но в других трудах применял их свободно.
Отправной точкой для дифференциального и интегрального исчисления были работы Кавальери и особенно Ферма, который уже умел (для алгебраических кривых) проводить касательные, находить экстремумы, точки перегиба и кривизну кривой, вычислять площадь её сегмента. Из других предшественников сам Ньютон называл Валлиса, Барроу и шотландского астронома Джеймса Грегори. Понятия функции ещё не было, все кривые он трактовал кинематически как траектории движущейся точки.
Уже будучи студентом Ньютон понял, что дифференцирование и интегрирование - взаимно обратные операции (по-видимому, первая опубликованная работа, содержащая этот результат в форме детально разобранной двойственности задачи о площадях и задачи о касательных, принадлежит учителю Ньютона Барроу).
Ньютон почти 30 лет не заботился о публикации своего варианта анализа, хотя в письмах (в частности, к Лейбницу) охотно делится многим из достигнутого. Тем временем вариант Лейбница широко и открыто распространяется по Европе с 1676 года. Лишь в 1693 году появляется первое изложение варианта Ньютона - в виде приложения к «Трактату по алгебре» Валлиса. Приходится признать, что терминология и символика Ньютона по сравнению с лейбницевской довольно неуклюжи: флюксия (производная), флюэнта (первообразная), момент величины (дифференциал) и т. п. Сохранились в математике только ньютоновское обозначение «o» для бесконечно малой dt (впрочем, эту букву в том же смысле использовал ранее Грегори), да ещё точка над буквой как символ производной по времени.
Достаточно полное изложение принципов анализа Ньютон опубликовал только в работе «О квадратуре кривых» (1704), приложении к его монографии «Оптика». Почти весь изложенный материал был готов ещё в 1670-1680-е годы, но лишь теперь Грегори и Галлей уговорили Ньютона издать работу, которая, с опозданием на 40 лет, стала первым печатным трудом Ньютона по анализу. Здесь у Ньютона появляются производные высших порядков, найдены значения интегралов разнообразных рациональных и иррациональных функций, приведены примеры решения дифференциальных уравнений 1-го порядка.
1711: наконец напечатан, спустя 40 лет, «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов». Ньютон с одинаковой лёгкостью исследует как алгебраические, так и «механические» кривые (циклоиду, квадратрису). Появляются частные производные, но почему-то нет правила дифференцирования дроби и сложной функции, хотя Ньютону они были известны; впрочем, Лейбниц на тот момент их уже опубликовал.
В этом же году выходит «Метод разностей», где Ньютон предложил интерполяционную формулу для проведении через (n + 1) данные точки с равноотстоящими или неравноотстоящими абсциссами параболической кривой n-го порядка. Это разностный аналог формулы Тейлора.
1736: посмертно издаётся итоговый труд «Метод флюксий и бесконечных рядов», существенно продвинутый по сравнению с «Анализом с помощью уравнений». Приводятся многочисленные примеры отыскания экстремумов, касательных и нормалей, вычисления радиусов и центров кривизны в декартовых и полярных координатах, отыскания точек перегиба и т. п. В этом же сочинении произведены квадратуры и спрямления разнообразных кривых.
Надо отметить, что Ньютон не только достаточно полно разработал анализ, но и сделал попытку строго обосновать его принципы. Если Лейбниц склонялся к идее актуальных бесконечно малых, то Ньютон предложил (в «Началах») общую теорию предельных переходов, которую несколько витиевато назвал «метод первых и последних отношений». Используется именно современный термин «предел» (limes), хотя внятное описание сущности этого термина отсутствует, подразумевая интуитивное понимание.
Теория пределов изложена в 11 леммах книги I «Начал»; одна лемма есть также в книге II. Арифметика пределов отсутствует, нет доказательства единственности предела, не выявлена его связь с бесконечно малыми. Однако Ньютон справедливо указывает на бо́льшую строгость такого подхода по сравнению с «грубым» методом неделимых.
Тем не менее в книге II, введя моменты (дифференциалы), Ньютон вновь запутывает дело, фактически рассматривая их как актуальные бесконечно малые.
Другие математические достижения
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.
В 1707 году выходит книга «Универсальная арифметика». В ней приведены разнообразные численные методы.
Ньютон всегда уделял большое внимание приближённому решению уравнений. Знаменитый метод Ньютона позволял находить корни уравнений с немыслимой ранее скоростью и точностью (опубликован в «Алгебре» Валлиса, 1685). Современный вид итерационному методу Ньютона придал Джозеф Рафсон (1690).
Примечательно, что теорией чисел Ньютон совершенно не интересовался. По всей видимости, физика ему была гораздо ближе математики.
Теория тяготения
Сама идея всеобщей силы тяготения неоднократно высказывалась и до Ньютона. Ранее о ней размышляли Эпикур, Кеплер, Декарт, Гюйгенс, Гук и другие. Кеплер полагал, что тяготение обратно пропорционально расстоянию до Солнца и распространяется только в плоскости эклиптики; Декарт считал его результатом вихрей в эфире. Были, впрочем, догадки с правильной формулой (Буллиальд, Рен, Гук), и даже достаточно серьезно обоснованные (с помощью соотнесения формулы центробежной силы Гюйгенса и третьего закона Кеплера для круговых орбит). Но до Ньютона никто не сумел ясно и математически доказательно связать закон тяготения (силу, обратно пропорциональную квадрату расстояния) и законы движения планет (законы Кеплера).
Важно отметить, что Ньютон опубликовал не просто предполагаемую формулу закона всемирного тяготения, но фактически предложил целостную математическую модель в контексте хорошо разработанного, полного, явно сформулированного и систематически изложенного подхода к механике:
закон тяготения;
закон движения (2-й закон Ньютона);
система методов для математического исследования (математический анализ).
В совокупности эта триада достаточна для полного исследования самых сложных движений небесных тел, тем самым создавая основы небесной механики. До Эйнштейна никаких принципиальных поправок к указанной модели не понадобилось, хотя математический аппарат был очень значительно развит.
Ньютоновская теория тяготения вызвала многолетние дебаты и критику концепции дальнодействия.
Первым аргументом в пользу ньютоновской модели послужил строгий вывод на её основе эмпирических законов Кеплера. Следующим шагом стала теория движения комет и Луны, изложенная в «Началах». Позже с помощью ньютоновского тяготения были с высокой точностью объяснены все наблюдаемые движения небесных тел; в этом большая заслуга Клеро и Лапласа.
Первые наблюдаемые поправки к теории Ньютона в астрономии (объяснённые ОТО) были обнаружены лишь более чем через 200 лет (смещение перигелия Меркурия). Впрочем, и они очень малы в пределах Солнечной системы.
Ньютон также открыл причину приливов: притяжение Луны (даже Галилей считал приливы центробежным эффектом). Более того, обработав многолетние данные о высоте приливов, он с хорошей точностью вычислил массу Луны.
Ещё одним следствием тяготения оказалась прецессия земной оси. Ньютон выяснил, что из-за сплюснутости Земли у полюсов земная ось совершает под действием притяжения Луны и Солнца постоянное медленное смещение с периодом 26000 лет. Тем самым древняя проблема «предварения равноденствий» (впервые отмеченная Гиппархом) нашла научное объяснение.
Оптика и теория света
Ньютону принадлежат фундаментальные открытия в оптике. Он построил первый зеркальный телескоп (рефлектор), в котором, в отличие от чисто линзовых телескопов, отсутствовала хроматическая аберрация. Он также открыл дисперсию света, показал, что белый свет раскладывается на цвета радуги вследствие различного преломления лучей разных цветов при прохождении через призму, и заложил основы правильной теории цветов.
В этот период было множество спекулятивных теорий света и цветности; в основном боролись точка зрения Аристотеля («разные цвета есть смешение света и тьмы в разных пропорциях») и Декарта («разные цвета создаются при вращении световых частиц с разной скоростью»). Гук в своей «Микрографии» (1665) предлагал вариант аристотелевских взглядов. Многие полагали, что цвет есть атрибут не света, а освещённого предмета. Всеобщий разлад усугубил каскад открытий XVII века: дифракция (1665, Гримальди), интерференция (1665, Гук), двойное лучепреломление (1670, Эразм Бартолин, изучено Гюйгенсом), оценка скорости света (1675, Рёмер), значительное усовершенствование телескопов. Теории света, совместимой со всеми этими фактами, не существовало.
В своём выступлении перед Королевским обществом Ньютон опроверг как Аристотеля, так и Декарта, и убедительно доказал, что белый свет не первичен, а состоит из цветных компонентов с разными углами преломления. Эти-то составляющие и первичны - никакими ухищрениями Ньютон не смог изменить их цвет. Тем самым субъективное ощущение цвета получало прочную объективную базу - показатель преломления.
Ньютон создал математическую теорию открытых Гуком интерференционных колец, которые с тех пор получили название «Кольца Ньютона».
В 1689 г. Ньютон прекратил исследования в области оптики - по распространённой легенде, поклялся ничего не печатать в этой области при жизни Гука, который постоянно донимал Ньютона болезненно воспринимаемой последним критикой. Во всяком случае, в 1704 году, на следующий год после смерти Гука, выходит в свет монография «Оптика». При жизни автора «Оптика», как и «Начала», выдержала три издания и множество переводов.
Книга первая монографии содержала принципы геометрической оптики, учение о дисперсии света и составе белого цвета с различными приложениями.
Книга вторая: интерференция света в тонких пластинках.
Книга третья: дифракция и поляризация света. Поляризацию при двойном лучепреломлении Ньютон объяснил ближе к истине, чем Гюйгенс (сторонник волновой природы света), хотя объяснение самого явления неудачное, в духе эмиссионной теории света.
Ньютона часто считают сторонником корпускулярной теории света; на самом деле он, по своему обыкновению, «гипотез не измышлял» и охотно допускал, что свет может быть связан и с волнами в эфире. В своей монографии Ньютон детально описывал математическую модель световых явлений, оставляя в стороне вопрос о физическом носителе света.
Другие работы в физике
Ньютону принадлежит первый вывод скорости звука в газе, основанный на законе Бойля-Мариотта.
Он предсказал сплюснутость Земли у полюсов, примерно 1:230. При этом Ньютон использовал для описания Земли модель однородной жидкости, применил закон всемирного тяготения и учёл центробежную силу. Одновременно аналогичные расчёты на сходных основаниях выполнил Гюйгенс,рассматривал тяготение таким, как будто его источник находится в центре планеты, так как, видимо, не верил в универсальный характер силы тяготения, то есть в конечном итоге не учел тяготения деформированного поверхностного слоя планеты. Соответственно Гюйгенс предсказал более чем вдвое меньшее сжатие, чем Ньютон, 1:576. Более того, Кассини и другие картезианцы доказывали, что Земля не сжата, а выпукла у полюсов наподобие лимона. Впоследствии, хотя и не сразу (первые измерения были неточны), прямые измерения (Клеро, 1743) подтвердили правоту Ньютона; реальное сжатие равно 1:298. Причина отличия этого значения от предложенного Ньютоном в сторону Гюйгенсовского состоит в том, что модель однородной жидкости всё же не вполне точна (плотность заметно возрастает с глубиной). Более точная теория, явно учитывающая зависимость плотности от глубины, была разработана только в XIX веке.
Прочие работы
Параллельно с изысканиями, закладывавшими фундамент нынешней научной (физической и математической) традиции, Ньютон много времени отдавал алхимии, а также богословию. Никаких трудов по алхимии он не издавал, и единственным известным результатом этого многолетнего увлечения стало серьёзное отравление Ньютона в 1691 году.
Парадоксально, что Ньютон, много лет трудившийся в Колледже святой Троицы, сам, видимо, в Троицу не верил. Исследователи его богословских работ, такие как Л. Мор, считают, что религиозные взгляды Ньютона были близки к арианству.
Ньютон предложил свой вариант библейской хронологии, оставив после себя значительное количество рукописей по данным вопросам. Кроме того, он написал комментарий на Апокалипсис. Теологические рукописи Ньютона ныне хранятся в Иерусалиме, в Национальной Библиотеке.
Тайные работы Исаака Ньютона
Как известно, незадолго до конца жизни Исаак опроверг все выдвинутые собой теории и сжёг документы, в которых содержалась тайна их опровержения: одни не сомневались, что всё было именно так, другие же полагают, что подобные действия были бы просто абсурдны и утверждают, что архив с документами цел, но только принадлежит избранным...
