Ісаак Ньютон

НЬЮТОН (Newton) Ісаак (1643-1727), англійський математик, механік, астроном і фізик, творець класичної механіки, член (1672) і президент (з 1703) Лондонського королівського товариства. Фундаментальні праці «Математичні начала натуральної філософії »(1687) і« Оптика »(1704). Розробив (незалежно від Г. Лейбніца) диференціальне та інтегральне числення. Відкрив дисперсію світла, хроматичну аберацію, досліджував інтерференцію і дифракцію, розвивав корпускулярну теорію світла, висловив гіпотезу, що поєднала корпускулярні і хвильові подання. Побудував дзеркальний телескоп. Сформулював основні закони класичної механіки. Відкрив закон всесвітнього тяжіння, дав теорію руху небесних тіл, створивши основи небесної механіки. Простір і час вважав абсолютними. Роботи Ньютона значно випередили загальний науковий рівень його часу, були малозрозумілі сучасникам. Був директором Монетного двору, налагодив монетну справа в Англії. Відомий алхімік, Ньютон займався хронологією Стародавнього Сходу. Теологічні праці присвятив тлумаченню біблійних пророцтв (здебільшого не опубліковані).

НЬЮТОН (Newton) Ісаак (4 січня 1643, Вулсторп, поблизу Грантема, графство Лінкольншир, Англія - 31 березня 1727, Лондон; похований у Вестмінстерському абатстві), один з основоположників сучасної фізики, сформулював основні закони механіки і був фактичним творцем єдиної фізичної програми опису всіх фізичних явищ на базі механіки; відкрив закон всесвітнього тяжіння, пояснив рух планет навколо Сонця і Місяця навколо Землі, а також приливи в океанах, заклав основи механіки суцільних середовищ, акустики і фізичної оптики.

Дитячі роки

Ісаак Ньютон з'явився на світ в невеликому селі в родині дрібного фермера, який помер за три місяці до народження сина. Немовля було недоношеним; побутує легенда, що він був такий маленький, що його помістили в овчинно рукавицю, що лежав на лаві, з якою він одного разу випав і сильно вдарився голівкою об підлогу.

Коли дитині виповнилося три роки, його мати вдруге вийшла заміж і поїхала, залишивши його під опікою бабусі. Ньютон ріс хворобливим і нетовариські, схильним до мрії. Його приваблювала поезія і живопис, він, далеко від однолітків, майстрував паперових зміїв, винайшов вітряк, водяний годинник, педальну віз. Важким було для Ньютона початок шкільного життя. Вчився він погано, був слабким хлопчиком, і одного разу однокласники побили його до втрати свідомості. Переносити таке принизливе становище було для самолюбного Ньютона нестерпно, і залишалося одне: виділитися успіхами в навчанні. Наполегливою роботою він домігся того, що зайняв перше місце у класі.

Інтерес до техніки примусив Ньютона задуматися над явищами природи; він поглиблено займався і математикою. Про це пізніше написав Жан Батіст Біо: «Один з його дядьком, знайшовши його одного разу під огорожею з книжкою в руках, навантаженого в глибоке міркування, взяв у нього книгу і знайшов, що він був зайнятий рішенням математичної задачі. Вражений таким серйозним і діяльним напрям такої молодої людини, він умовив його мати не противитися далі бажанням сина і послати його для продовження занять ». Після серйозної підготовки Ньютон в 1660 вступив до Кембридж як Subsizzfr'a (так називалися незаможні студенти, які зобов'язані були служити членам коледжу, що не могло не

Початок творчості. Оптика

За шість років Ньютоном були пройдені всі ступені коледжу і підготовлені всі його подальші великі відкриття. У 1665 р. Ньютон став магістром мистецтв.

В Цього ж року, коли в Англії лютувала епідемія чуми, він вирішив тимчасово оселитися в Вулсторпі. Саме там він почав активно займатися оптикою; пошуки способів усунення хроматичної аберації в лінзових телескопах призвели Ньютона до досліджень того, що тепер називається дисперсією, тобто залежності показника заломлення від частоти. Багато хто з проведених ним експериментів (а їх налічується більше тисячі) стали класичними і повторюються й сьогодні в школах та інститутах.

Лейтмотивом всіх досліджень було прагнення зрозуміти фізичну природу світла. Спочатку Ньютон схилявся до думки про те, що світло - це хвилі у всепроникаючою ефірі, але пізніше він відмовився від цієї ідеї, вирішивши, що опір з боку ефіру повинно було б помітним чином гальмувати рух небесних тіл. Ці доводи Ньютона призвели до подання, що світло - це потік особливих частинок, корпускул, що вилітають з джерела і рухаються прямолінійно, поки вони не зустрінуть перешкоди. Корпускулярна модель пояснювала не тільки прямолінійність поширення світла, а й закон відображення (пружне відображення), і - правда, не без додаткового припущення - і закон заломлення. Це припущення полягало в тому, що світлові корпускули, підлітаючи, до поверхні води, наприклад, повинні притягатися нею і тому випробовувати прискорення. За цією теорією швидкість світла у воді має бути більше, ніж у повітрі (що вступило в протиріччя з більш пізніми експериментальними даними).

Закони механіки

На формування корпускулярних уявлень про світло явно вплинуло, що в цей час вже, в основному, завершилася робота, якій судилося стати основним великим підсумком праць Ньютона - створення єдиної, заснованої на сформульованих ним закони механіки фізичної картини Світу.

В основі цієї картини лежало уявлення про матеріальні точках - фізично нескінченно малих частках матерії і про закони, які керують їх рухом. Саме чітке формулювання цих законів і додала механіці Ньютона повноту і завершеність. Перший з цих законів був, фактично, визначенням інерційних систем відліку: саме в таких системах не відчувають жодних впливів матеріальні точки рухаються рівномірно і прямолінійно. Другий закон механіки відіграє центральну роль. Він говорить, що зміна кількості, руху (твори маси на швидкість) за одиницю часу дорівнює силі, що діє на матеріальну точку. Маса кожної з цих точок є незмінною завбільшки; взагалі всі ці точки не «стирається», за висловом Ньютона, кожна з них вічна, тобто не може ні виникнути, ні знищуватися. Матеріальні точки взаємодіють, і кількісної засобом впливу на кожну з них і є сила. Завдання з'ясування того, які ці сили, є кореневої проблемою механіки.

Нарешті, третій закон - закон «дії рівності та протидії» пояснював, чому повний імпульс будь-якого тіла, не зазнає зовнішніх впливів, залишається незмінним, як би не взаємодіяли між собою його складові частини.

Визначення Ньютона в «Початках» Закон всесвітнього тяжіння

Поставивши проблему вивчення різних сил, Ньютон сам же дав перший блискучий приклад притягання між тілами, розміри яких значно менші відстані між ними, прямо пропорційна їх масам, обернено пропорційна квадрату відстані між ними і спрямована вздовж що сполучає їх прямий. Закон всесвітнього тяжіння дозволив Ньютону дати кількісне пояснення руху планет навколо Сонця і Місяця навколо Землі, зрозуміти природу морських припливів. Це не могло не справити великого враження на розуми дослідників. Програма єдиного механічного опису всіх явищ природи - і «земних», і «небесних» на довгі роки утвердилася у фізиці. Більш того, багатьом фізикам протягом двох століть саме питання про межі застосування законів Ньютона представлявся невиправданим.

З 3 книги «Почав» І. Ньютона (Про систему світу)

Лукасовская кафедра в Кембриджі

В 1668 Ньютон повернувся в Кембридж і незабаром він отримав Лукасовскую кафедру математики. Цю кафедру до нього займав його вчитель І. Барроу, який поступився кафедру свого улюбленого учня, щоб матеріально забезпечити його. До того часу Ньютон уже був автором бінома і творцем (одночасно з Лейбніцем, але незалежно від нього) методу флюксій - того, що нині називається диференціальних і інтегральним обчисленням. Взагалі, то була плідною в період творчості Ньютона: за сім років, з 1660 по 1667 сформувалися його основні ідеї, включно з ідеєю закону всесвітнього тяжіння. Не обмежуючись одними лише теоретичними дослідженнями, він в ці ж роки сконструював, і почав створювати телескоп-рефлектор (відображальний). Ця робота привела до відкриття того, що пізніше отримало назву інтерференційних «ліній рівної товщини. (Ньютон, зрозумівши, що тут проявляється «гасіння світла світлом», не вписується в корпускулярну модель, намагався подолати що виникали тут труднощі, ввівши припущення, що корпускули у світлі рухаються хвилями -- «Приливами»). Другий з виготовлених телескопів (покращений) послужив приводом для уявлення Ньютона у члени Лондонського королівського товариства. Коли Ньютон відмовився від членства, пославшись на відсутність коштів на сплату членських внесків, було визнано можливим, з огляду на його наукові заслуги, зробити для нього виняток, звільнивши його від їх сплати.

Будучи по натурі дуже обережним (щоб не сказати боязким) чоловіком, Ньютон, крім його волі опинявся часом втягнутим в болісні для нього дискусії і конфлікти. Так, його теорія світла і кольорів, викладена в 1675, викликала такі нападки, що Ньютон вирішив не публікувати нічого з оптики, поки живий Гук, найбільш запеклий його опонент. Довелося Ньютону взяти участь і в політичні події. З 1688 до 1694 він був членом парламенту. До того часу, в 1687 р. вийшов у світ його основна праця "Математичні початки натуральної філософії »- основа механіки всіх фізичних явищ, від руху небесних тіл до розповсюдження звуку. На кілька століть вперед ця програма визначила розвиток фізики, і її значення не вичерпано й досі.

Хвороба Ньютона

Постійне величезне нервове і розумове напруження призвело до того, що в 1692 Ньютон захворів розумовим розлад. Безпосереднім поштовхом до цього з'явився пожежа, в якому загинули всі готується їм рукописи. Лише до 1694 він, по свідченням Гюйгенса, «... вже починає розуміти свою книгу« Начала »».

Постійне гнітюче відчуття матеріальну незабезпеченість було, безсумнівно, однією з причин хвороби Ньютона. Тому для нього мало важливе значення посаду доглядача Монетного двору зі збереженням професури в Кембриджі. Ревно приступив до роботи і швидко домігшись помітних успіхів, він був у 1699 призначений директором. Поєднувати це з викладанням було неможливо, і Ньютон перебрався в Лондон. Наприкінці 1703 його обрали президентом Королівського товариства. До того часу Ньютон досяг вершини слави. У 1705 р. його зводять у лицарське гідність, але, маючи у своєму розпорядженні великий квартирою, маючи шість слуг і багатий виїзд, він залишається як і раніше самотнім. Пора активної творчості позаду, і Ньютон обмежується підготовкою видання «Оптики», перевидання «Почав» і тлумаченням Священного Писання (йому належить тлумачення Апокаліпсиса, твір про пророка Данила).

Ньютон був похований у Вестмінстерському абатстві. Напис на його могилі закінчується словами: «Нехай смертні радіють, що у їхньому середовищі жило така прикраса людського роду ».

Список літератури

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