Ісаак Ньютон (1642-1727)

Багато хто вважає Ньютона найбільшим вченим в історії людства. Дійсно, він вніс науку стільки нового, скільки внесли Евклід і Архімед, разом узяті. Або Гільберт і Архімед "теж разом узяті. Але Ньютон придумав все це один" і в лічені роки! Втім, сам Ньютон не вважав себе одинаком в науці. Ось його слова: "Якщо я бачив далі, ніж інші, то тому, що стояв на плечах гігантів ". Але, звичайно, не тільки тому! Ньютон сам був гігантом, його фігура помітно підноситься над плечима Декарта, Кеплера і Галілея. Адже Ньютон винайшов першу систему аксіом математичної фізики: це рівнозначно досягнень в геометрії Евкліда. Він створив також математичний аналіз гладких функцій: це можна порівняти з винаходом планіметрії або алгебри. Для таких успіхів мало бути генієм, треба ще вчасно народитися. Ньютон народився під Різдво 1642 року "на самому початку Англійської революції. Як тільки вона закінчилася, 18летній Ісаак вступив у Трініті-коледж знаменитого Кембриджського університету. Тут він дізнався, що в математиці і фізиці теж відбувається революція. Ньютон включився в неї "і незабаром став главою партії переможців.

Наукову революцію почав Декарт. Він показав, як задати будь-яку точку на площині або в просторі набором чисел. Після цього будь-який рух фізичного тіла можна описати набором числових функцій. Залишалося придумати обчислення цих функцій "На зразок арифметики чисел або того обчислення плоских фігур, яке розвинув Піфагор. Декарт навчився вільно працювати з многочленами від однієї або двох змінних; в підсумку йому підкорилися всі плоскі криві, задані многочленами. Але багато важливих криві (наприклад, синусоїду або експоненту) не можна задати за допомогою многочленів. Як їх обчислювати "Ньютон першим зрозумів, як це можна зробити. Будь-яку функцію з гладким графіком потрібно представити у вигляді степеневого ряду "тобто, нескінченно довгого многочлена з числовими коефіцієнтами! Наприклад, синус і логарифм розкладаються так:

sin (x) = x "x/6 + x/120" log (1 + x) = x "X/2 + x/3" ...

За допомогою степеневих рядів неважко обчислити похідну або інтеграл від будь-якої функції. (Ньютон називав ці операції знаходженням флюксій по флюенте, або назад). Володіючи цими двома діями в світі функцій, можна вирішити будь-яке диференціальне рівняння "а значить, зрозуміти будь-який процес у фізичному світі. Кожен крок Ньютона на цьому шляху породжував нову теорему чи виявляв новий закон природи, відразу потрапляє в підручники. Наприклад, операції диференціювання та інтегрування функцій виявилися взаємно зворотними. Зараз цей факт називають теоремою Ньютона Лейбніца (німецький учений відкрив її незалежно від англійця), і постійно використовують при складанні таблиць інтегралів. Без цієї теореми життя студентів першокурсників була б набагато важче! Інший приклад: закони Кеплера, що описують рух планет навколо Сонця. Ньютон спробував вивести з них властивості сил, які пов'язують планети з Сонцем. Так вийшов закон всесвітнього тяжіння: сила притягання між тілами прямо пропорційна їх масам і обернено пропорційна квадрату відстані між тілами. Одночасно вийшов третій закон Ньютона (рівність діючої і протидіє сил), а також правило векторного додавання сил, діючих на одне тіло. Другий закон Ньютона (пряма пропорція між прискоренням тіла і силою, що діє на нього) було знайдено Ньютоном в ході дослідів з тілами, ковзаючими по похилій площині. Лише перший закон Ньютона (принцип інерції) не був його винаходом: цей факт відкрив ще Галілей, а перш за його вгадали середньовічні богослови (наприклад, Жан Буридан з Сорбонни).

Цікаво, що відкриття всіх цих законів зайняло у Ньютона всього півтора року. У 1665 році він виїхав з Кембриджа в село, рятуючись від епідемії чуми. Восени 1667 Ісаак Ньютон повернувся в Трініті-коледж з готовою математичної теорією руху будь-яких тіл у Всесвіті. Через два роки учитель Ньютона "Ісак Барроу "Поступився свого вихованця кафедру математики, а сам зайнявся богослов'ям. Так 27летній професор став "королем математиків і фізиків". Королівська посаду виявилася важкою і заморочливою. Не так уже важко зробити відкриття, якщо ти геній. Куди важче переконати оточуючих у своїй правоті " особливо якщо ти не сильний в ораторському мистецтві (так було з Ньютоном), і якщо в науковому світі діє закон: "Нічого на словах". "Nullis in verba "" таким був девіз Королівського Товариства, перший академії наук у Європі. На щастя, руки Ньютона працювали не гірше, ніж його голова. Для перевірки своїх теорій астрономічними спостереженнями він винайшов перший дзеркальний телескоп і сам збудував його. Для перевірки прогноз про сплюснутістю земної кулі біля полюсів і його розширення біля екватора, знадобилося порівняти хід маятникових годин в Європі і в Південній Америці. Це зробили французькі астрономи "а годинник з маятником винайшов Християн Гюйгенс, президент Паризької академії наук, глибоко шанований Ньютоном. Перетворення фонтану відкриттів в строгу і всеосяжну книгу зайняло у Ньютона 20 років. Тільки в 1687 році вийшов з друку його головна праця: "Математичні принципи філософії природи". Це був перший підручник нової фізики. Багато читачі скаржилися, що книга написана важко: Ньютон прибрав ті "драбинки", за яким він сам піднявся до своїх відкриттів. Інші стверджували, що багато теореми Ньютона був відкриті раніше іншими вченими. Сам Ньютон не вмів сперечатися і ненавидів це заняття (а також всіх, хто намагався втягнути його у вчену суперечку). Він і замолоду не був товариський "а після 40 років став справжнім відлюдником. Тільки постійні роздуми про науку в будь-якій обстановці (аж до засідань парламенту) дозволяли Ньютону зберегти смак до життя.

Отже, створена нова математика (обчислення флюксій і флюент) і нова фізика (обчислення сил і рухів), Що робити далі "Ньютон вирішив розібратися у властивостях світла "Самої невловимою речі в природі. У 1704 році вийшла друком "Оптика" Ньютона, але повного вирішення головної проблеми в ній не було. З чого складається світ: з хвиль (як вважав Гюйгенс), або з частинок (як думав Демокрит) "Ньютону була ближче друга точка зору. Але довести її дослідами або розрахунками він не міг, і був від цього в тихому сказ. Невже насувається старість "Ніхто не міг підказати Ньютону, що суперечки про природу світла триватимуть ще 200 років, і тільки нова революція в математиці дозволить об'єднати властивості хвилі і частинки в одному об'єкті.

Останні 40 років свого довгого життя Ньютон провів, розмірковуючи про ті явища, які не вдається пояснити за допомогою тяжіння. Чому електричні заряди бувають двох сортів "Чому однакові заряди відштовхуються один від одного" Пов'язано Чи взаємодія зарядів із взаємодією магнітів або з тяжінням мас "Яка сутність передає всі ці сили від тіла до тіла через порожнечу "Чи може світло бути такою сутністю" Жодну з цих припущень Ньютон не зумів втілити в строгу математичну форму. А висловлювати гіпотези, не підкріплені математикою, він вважав нижче за свою гідність. Лише почувши про будь-якої нової математичної задачі, непосильною його сучасникам, Ньютон брався за неї "і зазвичай вирішував за декілька днів або годин. Часом з такої роботи виростала нова наука. Так, завдання про Брахістохрона (кривий наібистрейшего узвозу) породила варіаційне числення. Класифікація кривих третього порядку поклала початок алгебраїчної геометрії. Відлюдний характер Ньютона все життя заважав йому співпрацювати з іншими вченими. Так, Ньютон не надав належного значення закону збереження імпульсу, який відкрив його старший колега і шанувальник "Джон Валліс. Лейбніца Ньютон вважав слабким математиком і нечесним людиною: тому він не звернув уваги на вгаданих Лейбніцем закон збереження механічної енергії. Але ж це були нові аксіоми фізики "додаткові до тих закономірностям рухів, які виявив Ньютон! Тільки в кінці 18 століття Лагранж та інші математики усвідомили роль законів збереження у фізичній науці; ще століттям пізніше ці закони були пов'язані з математичною теорією груп.

Здається, лише одного разу різкий вдачу Ньютона пішов на користь вченому спільноті Англії. У 1687 самовладний році король Яків 2 спробував обмежити привілеї Кембриджського університету. Група професорів на чолі з Ньютоном чинила опір цьому. Незабаром король позбувся престолу, а Ньютон був обраний членом англійського парламенту. Там він просидів п'ять років, не промовивши ні однієї мови: політичні спори здавалися йому нісенітницею, у порівнянні з науковою роботою. Проте пізніше Ньютон прийняв від розумного і тактичного короля Вільяма 3 пост директора Монетного двору "і (до здивування багатьох) проявив себе в цій ролі ініціативним і удачливим адміністратором, грозою фальшивомонетників. Одночасно Ньютон став президентом Королівського Товариства. Але цей вищий пост в англійській науці він погодився зайняти тільки після смерті свого наукового недруга і критика " Роберта Гука, чудового експериментатора. На жаль: на всякого мудреця доволі і простоти! На щастя, смерть старого Ньютона змусила англійців забути про поганий характер їх славетного співвітчизника. Ньютон був похований у Вестмінстерському абатстві з майже королівським почестями. Напис на його могилі говорить: "Радійте, що на Землі жило така прикраса роду людського! "Мабуть, це головна частина правди про Ісаака Ньютона.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.sch57.msk.ru/