Jedan od prvih naučnika, s pravom priznat kao genije, Isaac Newton je napravio fundamentalna otkrića u matematici i uspostavio fundamentalne zakone u oblasti astronomije i fizike. Njutn, jedinica za snagu u Međunarodnom sistemu jedinica, nazvana je po velikom naučniku.
Isaac Newton (1642-1727) rođen je u Istočnoj Angliji od malog farmera koji je umro neposredno prije rođenja njegovog sina. Baka se bavila odgojem budućeg naučnika. Studirao je u lokalnoj školi, a zatim upisao Trinity College na Univerzitetu Cambridge. Godine 1665. Njutn je diplomirao, ali je bio primoran da ostane na selu zbog kuge koja je tada harala Londonom. Fokusirao se na matematiku i razvio principe derivacija, što je dovelo do pojave diferencijalnog računa. Godine 1667. Njutn je postao nastavnik na Triniti koledžu, a 1669. je imenovan za profesora matematike. Tada se zainteresovao za kretanje tela, razmišljajući o tome šta ih tera da počnu i prestanu da se kreću. Kao rezultat toga, nastala su tri Newtonova zakona kretanja tijela. Djelovanje ovih zakona može se promatrati igranjem bilijara.
Sljedeća nauka, kojoj je Newton dao ogroman doprinos, bila je astronomija. Prema popularnoj legendi, naučnik je sedeo u bašti i video jabuku koja pada. Zašto je pao? Njutn je zaključio da je jabuku na Zemlju privukla sila koju danas nazivamo gravitacijom. Osim toga, shvatio je da se svako tijelo ponaša kao da je njegova masa koncentrisana na jednom mjestu (sada se zove centar gravitacije). Koristeći zakone kretanja koje je otkrio, Newton je zaključio da sila gravitacije djeluje na sva tijela u svemiru; ona je ta koja čini da se mesec okreće oko zemlje, a zemlja oko sunca. Izveo je formulu za univerzalni zakon univerzalne gravitacije, prema kojoj je sila privlačenja između dva tijela - dvije bilijarske kugle, pa čak i dvije zvijezde - jednaka proizvodu njihovih masa i obrnuto je proporcionalna udaljenosti između njih.
Engleski naučnik Robert Hooke takođe je izveo zakon gravitacije 1678. godine i objavio svoju ideju nekoliko godina kasnije. To je dovelo do velike svađe između velikih naučnika.
Principi prirodne filozofije Isaka Njutna jedna su od najvažnijih naučnih knjiga svih vremena. Izlaže temeljne teorije u astronomiji, matematici i fizici.
U grani fizike koja se sada zove optika, Newtonov glavni rad bio je o prirodi svjetlosti. Prolazeći uski snop sunčeve svjetlosti kroz staklenu prizmu, Newton je razložio svjetlost u višebojni spektar, čiji je redoslijed boja bio isti kao u spektru duge. On je dokazao da se dnevna svjetlost sastoji od niza boja. (Danas bismo rekli da se ovo svjetlo sastoji od mnogo različitih valnih dužina.) Teleskopi tog vremena stvarali su slike okružene spektrom boja jer su sočiva lošeg kvaliteta fokusirala različite boje na različitim mjestima. Naučnik je ovaj problem rešio tako što je umesto sočiva koristio ogledala, a 1668. godine napravio je jedan od prvih reflektujućih teleskopa, ogledala koje je napravio svojom rukom.
Njutn je bio uveren da je svetlost "tok" sićušnih čestica ("teleša"). Ubrzo su ovu teoriju doveli u pitanje Christian Huygens i drugi naučnici koji su vjerovali da svjetlost putuje u obliku talasa. Spor se nastavio sve do 20. veka, kada su fizičari konačno došli do zaključka da svetlost ima svojstva i čestice i talasa; ali za to je bilo potrebno stvoriti kvantnu teoriju.
Godine 1703. Newton je izabran za predsjednika Kraljevskog društva u Londonu, a dvije godine kasnije uzdignut je u dostojanstvo plemstva i obasut počastima. Posljednjih godina života bavio se pripremom reprinta "Početaka" i "Optike". Isak Njutn je sahranjen u Vestminsterskoj opatiji.
Prema legendi, Newton je formulirao svoj zakon univerzalne gravitacije dok je sjedio u vrtu i gledao kako jabuka pada.
Isaac Newton je rođen 4. januara 1643. godine u malom britanskom selu Woolsthorpe, smještenom u Linkolnshireu. Krhki, prerano napušten majčin dječak došao je na ovaj svijet uoči Engleskog građanskog rata, nedugo nakon smrti njegovog oca i neposredno prije proslave Božića.
Dete je bilo toliko slabo da dugo nije bilo ni kršteno. Ali ipak, mali Isak Njutn, nazvan po svom ocu, preživeo je i proživeo veoma dug život sedamnaestog veka - 84 godine.
Otac budućeg briljantnog naučnika bio je mali farmer, ali prilično uspješan i bogat. Nakon smrti Njutna starijeg, njegova porodica je dobila nekoliko stotina hektara polja i šumskog zemljišta sa plodnim zemljištem i impresivnu sumu od 500 funti.
Isaacova majka, Anna Ayskow, ubrzo se preudala i svom novom mužu rodila troje djece. Anna je više pažnje posvetila svom mlađem potomstvu, a odgojom njenog prvog djeteta prvo se bavila Isaakova baka, a potom i njegov ujak William Ayskoe.
Kao dete, Njutn je voleo slikanje, poeziju, nesebično je izmislio vodeni sat, vetrenjaču, pravio zmajeve. Istovremeno je i dalje bio vrlo bolan, a i krajnje nekomunikativan: Isaac je više volio svoje hobije nego vesele igre s vršnjacima.
Fizičar u mladosti Kada je dijete poslato u školu, njegova fizička slabost i slabe komunikacijske vještine jednom su dovele do toga da su dječaka tukli do nesvjestice. Ovo poniženje Njutn nije mogao da podnese. Ali, naravno, nije mogao preko noći steći atletsku fizičku formu, pa je dječak odlučio da zabavi svoje samopoštovanje na drugi način.
Ako je prije ovog incidenta prilično slabo učio i očito nije bio miljenik nastavnika, onda se nakon toga počeo ozbiljno isticati u pogledu akademskog uspjeha među svojim kolegama iz razreda. Postepeno je postao najbolji učenik, a još ozbiljnije nego ranije počeo se zanimati za tehnologiju, matematiku i nevjerovatne, neobjašnjive prirodne pojave.
Kada je Isaac imao 16 godina, majka ga je vratila na imanje i pokušala da odraslom najstarijem sinu povjeri dio kućnih poslova (u to vrijeme je umro i drugi muž Ane Ayskoe). Međutim, momak se bavio samo dizajniranjem genijalnih mehanizama, "gutanjem" brojnih knjiga i pisanjem poezije.
Mladičev učitelj, gospodin Stokes, kao i njegov ujak William Ayskow i poznanik Humphrey Babington (vanredni član Cambridge Trinity College) iz Granthama, gdje je budući svjetski poznati naučnik pohađao školu, nagovorili su Annu Ayskow da dopusti darovitim sina da nastavi studije. Kao rezultat kolektivnog pregovaranja 1661. godine, Isaac je završio školovanje, nakon čega je uspješno položio prijemne ispite na Univerzitetu Cambridge.
Početak naučne karijere
Kao student, Newton je imao status "sizar". To je značilo da nije plaćao školovanje, već je morao raditi razne poslove na fakultetu, odnosno pružati usluge imućnijim studentima. Isaac je hrabro izdržao ovaj test, iako se i dalje nije volio osjećati potlačenim, bio je nedruštven i nije znao kako se sprijateljiti.
U to vrijeme u svjetski poznatom Kembridžu predavali su se filozofija i prirodne nauke, iako su u to vrijeme svijetu već pokazana otkrića Galilea, atomistička teorija Gasendija, smjeli radovi Kopernika, Keplera i drugih istaknutih naučnika. . Isaac Newton je progutao sve informacije koje je mogao pronaći o matematici, astronomiji, optici, fonetici, pa čak i teoriji muzike. U isto vrijeme, često je zaboravljao na hranu i san.
Isaac Newton proučava lom svjetlosti Istraživač je započeo svoju samostalnu naučnu aktivnost 1664. godine, sastavivši listu od 45 problema u ljudskom životu i prirodi koji još nisu riješeni. U isto vrijeme, sudbina je studenta dovela do darovitog matematičara Isaaca Barrowa, koji je počeo raditi na matematičkom odjelu koledža. Nakon toga, Barrow je postao njegov učitelj, kao i jedan od njegovih nekoliko prijatelja.
Dodatno zaintrigiran matematikom zahvaljujući nadarenom učitelju, Njutn je izveo binomsko proširenje za proizvoljni racionalni eksponent, što je bilo njegovo prvo briljantno otkriće u oblasti matematike. Iste godine Isaac je diplomirao.
Godine 1665-1667, dok je kuga zahvatila Englesku, Veliki požar u Londonu i skupi rat sa Holandijom, Newton se nakratko nastanio u Woosthorpeu. Tokom ovih godina svoju glavnu djelatnost usmjerio je na otkrivanje optičkih tajni. Pokušavajući da shvati kako da se teleskopi sa sočivima oslobode hromatskih aberacija, naučnik je došao do proučavanja disperzije. Suština eksperimenata koje je Isaac postavio bila je u nastojanju da se upozna fizička priroda svjetlosti, a mnogi od njih se još uvijek izvode u obrazovnim ustanovama.
Kao rezultat toga, Newton je došao do korpuskularnog modela svjetlosti, odlučivši da se ona može smatrati strujom čestica koje izlete iz nekog izvora svjetlosti i kreću se pravolinijski do najbliže prepreke. Iako se takav model ne može smatrati krajnjom objektivnošću, on je postao jedan od temelja klasične fizike, bez koje se ne bi pojavile modernije ideje o fizičkim pojavama.
Među onima koji vole da prikupljaju zanimljive činjenice, dugo je postojala zabluda da je Newton otkrio ovaj ključni zakon klasične mehanike nakon što mu je jabuka pala na glavu. Zapravo, Isaac je sistematski išao ka svom otkriću, što je jasno iz njegovih brojnih bilješki. Legendu o jabuci je tih dana popularizirao autoritativni filozof Voltaire.
Naučna slava
Krajem 1660-ih, Isaac Newton se vratio u Cambridge, gdje je dobio status majstora, svoju sobu za život, pa čak i grupu mladih studenata, kojima je naučnik postao učitelj. Međutim, nastava očito nije bila "konj" nadarenog istraživača, a posjećenost njegovih predavanja primjetno je šepala. U isto vrijeme, naučnik je izumio reflektirajući teleskop, koji ga je proslavio i omogućio Newtonu da se pridruži Kraljevskom društvu u Londonu. Putem ovog uređaja napravljena su mnoga nevjerovatna astronomska otkrića.
Godine 1687. Newton je objavio svoje možda najvažnije djelo Principia Mathematica. Istraživač je i ranije objavljivao svoje radove, ali ovaj je bio od najveće važnosti: postao je osnova racionalne mehanike i čitave matematičke nauke. Sadržao je dobro poznati zakon univerzalne gravitacije, tri dosad poznata zakona mehanike, bez kojih je klasična fizika nezamisliva, uvedeni su ključni fizički koncepti, a heliocentrični sistem Kopernika nije doveden u pitanje.
U pogledu matematičkog i fizičkog nivoa, "Matematički principi prirodne filozofije" bili su za red veličine veći od istraživanja svih naučnika koji su radili na ovom problemu pre Isaka Njutna. Nije bilo nedokazane metafizike sa dugim obrazloženjem, neutemeljenim zakonima i nejasnim formulacijama, kojima su dela Aristotela i Descartesa tako zgrešila.
Godine 1699, dok je Njutn bio na administrativnim pozicijama, njegov sistem sveta je počeo da se predaje na Univerzitetu Kembridž.
Lični život
Žene, ni tada, ni tokom godina, nisu pokazivale mnogo simpatija prema Newtonu, a u svom životu se nikada nije oženio.
Smrt velikog naučnika došla je 1727. godine, a na njegovoj sahrani okupio se gotovo cijeli London.
Newtonovi zakoni
- Prvi zakon mehanike: svako tijelo miruje ili ostaje u stanju ravnomjernog translacijskog kretanja sve dok se ovo stanje ne ispravi primjenom vanjskih sila.
- Drugi zakon mehanike: promjena impulsa je proporcionalna primijenjenoj sili i vrši se u smjeru njenog utjecaja.
- Treći zakon mehanike: materijalne tačke međusobno djeluju duž prave linije koja ih povezuje, sa silama jednakim po veličini i suprotnim u smjeru.
- Zakon univerzalne gravitacije: sila gravitacionog privlačenja između dvije materijalne točke proporcionalna je proizvodu njihovih masa, pomnoženoj gravitacijskom konstantom, i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između ovih tačaka.
Sir Newton se s pravom smatra jednim od najuticajnijih naučnika svih vremena i ključnom figurom u naučnoj revoluciji. Njegova knjiga "Matematički principi prirodne filozofije" ("Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica"), koja ocrtava osnove klasične mehanike, prvi put je objavljena 1687. godine. 1691. Njutn je ozbiljno otrovan; nakon ekshumacije, u njegovom tijelu je pronađen visok nivo žive.
Njutn je formulisao zakone kretanja i gravitacije koji su dominirali naredna tri veka među naučnicima koji su se bavili proučavanjem strukture fizičkog univerzuma. Nakon što je Kepler (Kepler) otkrio zakon kretanja planeta Sunčevog sistema, rafiniran na osnovu Newtonovog zakona gravitacije, engleski fizičar je izgubio posljednje sumnje u ispravnost heliocentričnog modela kosmosa.
Newton je izgradio prvi radni reflektirajući teleskop i razvio teoriju boje zasnovanu na posmatranju bijele svjetlosti razložene prizmom u spektralne boje. Formulirao je empirijski zakon toplotnog zračenja i proučavao brzinu zvuka. Pored svog rada na računu, Njutn je doprineo proučavanju redova stepena, generalizovao Njutnovu binomnu formulu i razvio Njutnov metod, iterativnu numeričku metodu za pronalaženje korena date funkcije.
Newton je bio član Triniti koledža (Trinity College) i profesor matematike na Univerzitetu u Kembridžu (University of Cambridge). Između ostalog, Newton je volio alhemiju i teologiju, ali nije objavio nikakva djela o hemiji i alhemiji i razmatrao je Bibliju s racionalističke pozicije. Prema njegovim proračunima, smak svijeta ne bi trebao doći prije 2060. godine. Odbio je da primi sveta zapovijed od Engleske crkve, možda zato što je odbacio doktrinu trinitarizma. Pred kraj svog života, Newton je postao predsjednik Kraljevskog društva.
Isak Njutn je rođen 4. januara 1643. godine u porodici farmera u selu Woolsthorpe-by-Colsterworth, Lincolnshire (Woolsthorpe-by-Colsterworth, Lincolnshire). Otac nije doživio da vidi Njutnovo rođenje. Majka, Anna Ayscough, preudala se za 63-godišnjeg udovca i imala troje djece. Počela je da obraća manje pažnje na Isaaca, a dječak se povukao, zarobio u čitanje i pronašao oduška u pravljenju neobičnih tehničkih igračaka.
Godine 1655. Njutn je upisao Grantham školu (The King's School, Grantham) i živeo u apotekarovoj kući. Njegov očuh je umro, a majka je vratila Isaka nazad na imanje 1659. pokušavajući da ga poveže sa upravljanjem domaćinstva. je jednostavno mrzeo seoski život i bio je spremniji da piše poeziju nego da pomaže majci. Na kraju, mladić se vratio u školu, gde je postao jedan od najboljih učenika.
Godine 1661. Isaac je počeo da studira na Triniti koledžu kao "sajzer", siromašan student koji je zapravo prihvatio ulogu sluge na koledžu da bi platio svoje obrazovanje. U studentskim godinama, Newton još uvijek nije uspostavljao bliske kontakte, bio je ravnodušan prema slavi i potpuno zaokupljen jednom idejom - doći do same suštine u svemu. Godine 1665. Newton je diplomirao. Na tragu svog stvaralačkog uspona, za sebe je iznio oko 45 globalnih neriješenih problema, kako u prirodi tako i u ljudskom životu. Godine 1665-1667. svoje glavne ideje, koje su kasnije rezultirale sistemom diferencijalnog i integralnog računa, formulisao je u pronalasku zrcalnog teleskopa i otkriću zakona univerzalne gravitacije.
Newton je povezan sa Trinity College-om više od 30 godina. Ovdje je izvodio svoje eksperimente o razgradnji svjetlosti. Godine 1668. dobio je titulu magistra; Newton je dobio zasebnu sobu za stanovanje i platu. Savjesno je držao predavanja grupi studenata o standardnim akademskim predmetima, ali nikada nije bio popularan, a časovi su mu bili slabo posjećeni.
Godine 1687. Isaac je objavio svoje veliko djelo, Matematički principi prirodne filozofije. Istovremeno, počinje njegov sukob sa kraljem Džejmsom II (James II), tek nakon čijeg je svrgavanja Newton prvi put izabran u parlament sa Univerziteta Kembridž.
Od 1699. Njutnov svetski sistem je počeo da se predaje na Kembridžu, a od 1704. na Univerzitetu Oksford. U decembru 1701. Njutn je zvanično dao ostavku na sve svoje funkcije u Kembridžu i dao ostavku. 1705. godine, po prvi put u istoriji Engleske, kraljica Ana proglasila je čoveka vitezom zbog njegovih naučnih dostignuća. Međutim, Sir Isaac Newton je, prema jednoj verziji, ipak proglašen vitezom iz političkih razloga.
Neposredno prije smrti, Newton je "izgorio" na hartijama od vrijednosti kada je bankrotirala banka trgovačke kompanije "The South Sea Company". Umro je u snu 31. marta 1727. godine. Psiholog iz Cambridgea Simon Baron-Cohen uvjeren je da je Aspergerova bolest uzrok Njutnove beskontaktnosti i poteškoća u društvenoj interakciji.
Njutnov otac nije doživeo rođenje svog sina. Dječak je rođen bolestan, prerano, ali je ipak preživio. Činjenica da je rođen na Božić Newton je smatrao posebnim znakom sudbine. Uprkos teškom rođenju, Newton je doživio 84 godine.
Toranj sa satom Trinity College
Dječakov pokrovitelj bio je njegov ujak po majci, William Ayskoe. Kao dijete, Newton je, prema riječima suvremenika, bio zatvoren i izolovan, volio je čitati i praviti tehničke igračke: satove, vjetrenjaču itd. Nakon što je završio školu (), upisao je Trinity College (Holy Trinity College) Univerziteta Cambridge. Već tada se formirao njegov moćni karakter - naučna pedantnost, želja da se dođe do dna, netrpeljivost prema obmanama i ugnjetavanju, ravnodušnost prema javnoj slavi.
Naučni oslonac i inspirator Njutnovog stvaralaštva u najvećoj meri bili su fizičari: Galileo, Descartes i Kepler. Njutn je završio njihova dela ujedinivši ih u univerzalni sistem sveta. Manji, ali značajan uticaj imali su drugi matematičari i fizičari: Euklid, Fermat, Hajgens, Volis i njegov neposredni učitelj Barou.
Čini se da je Njutn značajan deo svojih matematičkih otkrića napravio još kao student, u "godinama kuge" -. Sa 23 godine već je tečno govorio o metodama diferencijalnog i integralnog računa, uključujući širenje funkcija u nizove i ono što je kasnije nazvano Newton-Leibnizovom formulom. Tada je, prema njegovim riječima, otkrio zakon univerzalne gravitacije, tačnije, bio je uvjeren da taj zakon slijedi iz Keplerovog trećeg zakona. Osim toga, Newton je tokom ovih godina dokazao da je bijela mješavina boja, izveo Newtonovu binomnu formulu za proizvoljni racionalni eksponent (uključujući negativne) itd.
Eksperimenti u optici i teoriji boja se nastavljaju. Newton istražuje sferne i hromatske aberacije. Da bi ih minimizirao, on pravi mješoviti reflektirajući teleskop (sočivo i konkavno sferno ogledalo koje sam polira). Ozbiljno voli alhemiju, provodi mnogo hemijskih eksperimenata.
Ocene
Natpis na Njutnovom grobu glasi:
Ovdje leži Sir Isaac Newton, plemić koji je, sa gotovo božanskim umom, bio prvi koji je bakljom matematike dokazao kretanje planeta, putanje kometa i plime i oseke okeana.
Istraživao je razliku u svjetlosnim zracima i različita svojstva boja koje se u tome pojavljuju, a za koje niko ranije nije ni sumnjao. Vrijedan, mudar i vjeran tumač prirode, starine i Svetog pisma, svojom filozofijom afirmisao je veličinu Svemogućeg Boga, a u naravi izražavao jevanđeosku jednostavnost.
Neka se smrtnici raduju što postoji takav ukras ljudske rase.
Statua Njutna na Triniti koledžu
Statua podignuta Njutnu 1755. na Triniti koledžu ispisana je Lukrecijevim stihovima:
Qui genus humanum ingenio superavit(U svom umu je nadmašio ljudsku rasu)Sam Newton je skromnije ocijenio svoja postignuća:
Ne znam kako me svijet doživljava, ali sam sebi činim da sam samo dječak koji se igra na obali mora, koji se zabavlja tražeći povremeno šareniji kamenčić od drugih, ili prelijepu školjku, dok veliki okean istina se širi prije mene neistraženo.
Ipak, u knjizi II, uvođenjem momenata (diferencijala), Njutn ponovo zbunjuje stvar, u stvari smatrajući ih stvarnim beskonačno malim.
Važno je napomenuti da Njutna uopšte nije zanimala teorija brojeva. Očigledno mu je fizika bila mnogo bliža od matematike.
Mehanika
Newton's Elements stranica sa aksiomima mehanike
Newtonova zasluga je rješenje dva fundamentalna problema.
- Stvaranje aksiomatske osnove za mehaniku, čime je ova nauka zapravo prevedena u kategoriju rigoroznih matematičkih teorija.
- Stvaranje dinamike koja povezuje ponašanje tela sa karakteristikama spoljašnjih uticaja na njega (sila).
Osim toga, Newton je konačno zakopao ideju, koja se ukorijenila od davnina, da su zakoni kretanja zemaljskih i nebeskih tijela potpuno različiti. U njegovom modelu svijeta, cijeli univerzum podliježe jednoobraznim zakonima.
Newton je također dao rigorozne definicije takvih fizičkih pojmova kao što su količina kretanja(Decartes nije sasvim jasno koristio) i sila. On je u fiziku uveo pojam mase kao mjere inercije i, istovremeno, gravitacijskih svojstava (ranije su fizičari koristili koncept težina).
Euler i Lagrange su završili matematiizaciju mehanike.
Teorija gravitacije
Newtonov zakon gravitacije
Sama ideja o univerzalnoj gravitacionoj sili bila je više puta izražena i prije Njutna. Ranije su o tome razmišljali Epikur, Gasendi, Kepler, Boreli, Dekart, Hajgens i drugi. Kepler je vjerovao da je gravitacija obrnuto proporcionalna udaljenosti do Sunca i da se prostire samo u ravnini ekliptike; Descartes je to smatrao rezultatom vrtloga u eteru. Bilo je, međutim, nagađanja s ispravnom formulom (Bulliald, Wren, Hooke), pa čak i kinematički opravdanih (korelacijom formule centrifugalne sile Huygensa i Keplerovog trećeg zakona za kružne orbite). . Ali prije Njutna, niko nije bio u stanju da jasno i matematički konačno poveže zakon gravitacije (sila obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti) i zakone kretanja planeta (Keplerovi zakoni). Tek sa delima Njutna počinje nauka o dinamici.
Važno je napomenuti da Newton nije samo objavio navodnu formulu za zakon univerzalne gravitacije, već je zapravo predložio potpuni matematički model u kontekstu dobro razvijenog, potpunog, eksplicitno formuliranog i sistematskog pristupa mehanici:
- zakon gravitacije;
- zakon kretanja (2. Newtonov zakon);
- sistem metoda za matematička istraživanja (matematička analiza).
Uzeto zajedno, ova trijada je dovoljna da u potpunosti istraži najsloženija kretanja nebeskih tijela, stvarajući tako temelje nebeske mehanike. Prije Ajnštajna nisu bile potrebne nikakve temeljne izmjene ovog modela, iako se pokazalo da je matematički aparat potrebno značajno razviti.
Newtonova teorija gravitacije izazvala je dugogodišnju raspravu i kritiku koncepta djelovanja dugog dometa.
Važan argument u prilog Newtonovom modelu bilo je rigorozno izvođenje Keplerovih empirijskih zakona na njegovoj osnovi. Sljedeći korak bila je teorija kretanja kometa i Mjeseca, iznesena u "Načelima". Kasnije su, uz pomoć Njutnove gravitacije, sva uočena kretanja nebeskih tela objašnjena sa velikom preciznošću; to je velika zasluga Eulera, Clairauta i Laplacea, koji su razvili teoriju perturbacije za to. Osnovu ove teorije postavio je Newton, koji je analizirao kretanje mjeseca koristeći svoju uobičajenu metodu širenja niza; usput je otkrio uzroke tada poznatih anomalija ( nejednakosti) u kretanju mjeseca.
Prve uočljive ispravke Njutnove teorije u astronomiji (objašnjene opštom relativnošću) otkrivene su tek nakon više od 200 godina (pomeranje perihela Merkura). Međutim, oni su veoma mali unutar Sunčevog sistema.
Newton je također otkrio uzrok plime i oseke: privlačenje Mjeseca (čak je i Galileo plimu smatrao centrifugalnim efektom). Štaviše, nakon što je obradio dugoročne podatke o visini plime i oseke, izračunao je masu mjeseca s dobrom preciznošću.
Druga posljedica gravitacije bila je precesija Zemljine ose. Njutn je otkrio da zbog spljoštenosti Zemlje na polovima, Zemljina osa vrši konstantno sporo pomeranje u periodu od 26.000 godina pod uticajem privlačenja Meseca i Sunca. Tako je drevni problem "iščekivanja ekvinocija" (prvi je primetio Hiparh) našao naučno objašnjenje.
Optika i teorija svjetlosti
Newton posjeduje fundamentalna otkrića u optici. Izgradio je prvi ogledalni teleskop (reflektor) koji je, za razliku od teleskopa sa čisto sočivom, bio bez hromatskih aberacija. Otkrio je i disperziju svjetlosti, pokazao da se bijela svjetlost razlaže na dugine boje zbog različitog prelamanja zraka različitih boja pri prolasku kroz prizmu i postavio temelje za ispravnu teoriju boja.
Tokom ovog perioda, postojale su mnoge spekulativne teorije o svetlosti i boji; gledište Aristotela („različite boje su mješavina svjetla i tame u različitim proporcijama“) i Descartesa („različite boje nastaju kada se svjetlosne čestice rotiraju različitim brzinama“) borile su se uglavnom. Hooke je u svojoj Micrographii (1665.) ponudio varijantu aristotelovskih pogleda. Mnogi su vjerovali da boja nije atribut svjetlosti, već osvijetljenog predmeta. Opća nesloga pogoršala je kaskadu otkrića 17. stoljeća: difrakcija (1665, Grimaldi), interferencija (1665, Hooke), dvostruka refrakcija (1670, Erasmus Bartholin ( Rasmus Bartholin), koji je proučavao Huygens), procjenu brzine svjetlosti (1675, Römer). Nije postojala teorija svjetlosti koja bi bila kompatibilna sa svim ovim činjenicama.
Lagana disperzija
(Njutnovo iskustvo)
U svom govoru pred Kraljevskim društvom, Newton je opovrgao i Aristotela i Descartesa i uvjerljivo dokazao da bijela svjetlost nije primarna, već se sastoji od obojenih komponenti s različitim uglovima prelamanja. Ove komponente su primarne - Njutn nije mogao da promeni njihovu boju nikakvim trikovima. Tako je subjektivni osjećaj boje dobio čvrstu objektivnu osnovu - indeks loma.
Newton je stvorio matematičku teoriju interferentnih prstenova koje je otkrio Hooke, a koji se od tada nazivaju "Njutnovi prstenovi".
Naslovna stranica Newtonove optike
Godine 1689. Newton je prekinuo istraživanja u oblasti optike - prema uobičajenoj legendi, zakleo se da neće objavljivati ništa u ovoj oblasti za vrijeme Hookeovog života, koji je stalno gnjavio Newtona bolno percipiranim kritikama od strane potonjeg. U svakom slučaju, 1704. godine, godinu dana nakon Hookeove smrti, objavljena je monografija "Optika". Za života autora, "Optika", kao i "Počeci", doživjela je tri izdanja i mnogo prijevoda.
Knjiga prve monografije sadržavala je principe geometrijske optike, doktrinu o disperziji svjetlosti i kompoziciji bijele boje s različitim primjenama.
Predvidio je spljoštenost Zemlje na polovima, oko 1:230. Istovremeno, Newton je koristio model homogenog fluida da opiše Zemlju, primijenio je zakon univerzalne gravitacije i uzeo u obzir centrifugalnu silu. Istovremeno, slične proračune je izveo Hajgens, koji nije verovao u gravitacionu silu velikog dometa i pristupio je problemu čisto kinematički. U skladu s tim, Hajgens je predvideo više od polovine kontrakcije kao Njutn, 1:576. Štoviše, Cassini i drugi kartezijanci su tvrdili da Zemlja nije komprimirana, već konveksna na polovima poput limuna. Nakon toga, iako ne odmah (prva mjerenja su bila netačna), direktna mjerenja (Clero , ) potvrdila su Newtonovu ispravnost; stvarna kompresija je 1:298. Razlog za razliku ove vrijednosti od one koju je Njutn predložio u pravcu Hajgensa je taj što model homogenog fluida još uvek nije sasvim tačan (gustina primetno raste sa dubinom). Preciznija teorija, koja eksplicitno uzima u obzir zavisnost gustine od dubine, razvijena je tek u 19. veku.
Ostala područja djelovanja
Prefinjena hronologija drevnih kraljevstava
Paralelno sa istraživanjima koja su postavila temelje današnje naučne (fizičke i matematičke) tradicije, Njutn je mnogo vremena posvetio alhemiji, ali i teologiji. Nije objavio nikakva djela o alhemiji, a jedini poznati rezultat ovog dugogodišnjeg hobija bilo je ozbiljno trovanje Newtona 1691. godine.
Newton je predložio svoju verziju biblijske hronologije, ostavljajući za sobom značajan broj rukopisa o ovim pitanjima. Osim toga, napisao je komentar na Apokalipsu. Njutnovi teološki rukopisi danas se čuvaju u Jerusalimu, u Nacionalnoj biblioteci.
Bilješke
Njutnovi glavni objavljeni spisi
- Metoda fluksa(, "Method of Fluxions", objavljena posthumno, 1736.)
- De Motu Corporum u Gyrumu ()
- Philosophiae Naturalis Principia Mathematica(, "Matematički principi prirodne filozofije")
- optika( , "Optika")
- Arithmetica Universalis( , "Univerzalna aritmetika")
- Short Chronicle, Sistem svijeta, Optical Lectures, Hronologija drevnih kraljevstava, izmijenjena I De mundi systemate objavljen posthumno 1728.
- Istorijski prikaz dvije značajne iskrivljenosti Svetog pisma (1754)
Književnost
Kompozicije
- Newton I. Matematički rad. Per. i kom. D. D. Mordukhai-Boltovsky. M.-L.: ONTI, 1937.
- Newton I. Opća aritmetika ili Knjiga aritmetičke sinteze i analize. M.: Ed. Akademija nauka SSSR-a, 1948.
- Newton I. Matematički principi prirodne filozofije. Per. i cca. A. N. Krylova. Moskva: Nauka, 1989.
- Newton I. Predavanja iz optike. M.: Ed. Akademija nauka SSSR-a, 1946.
- Newton I. Optika ili rasprava o refleksijama, lomovima, savijanjima i bojama svjetlosti. Moskva: Gostehizdat, 1954.
- Newton I. Komentari na Knjigu proroka Danila i Apokalipsu sv. John. Str.: Novo vrijeme, 1915.
- Newton I. Ispravljena hronologija drevnih kraljevstava. M.: RIMIS, 2007.
O njemu
- Arnold V.I. Huygens i Barrow, Newton i Hooke. . Moskva: Nauka, 1989.
- Bell E.T. kreatori matematike. Moskva: Obrazovanje, 1979.
- Vavilov S.I. Isaac Newton. 2nd add. ed. M.-L.: Ed. Akademija nauka SSSR-a, 1945.
- Istorija matematike, priredio A.P. Juškevič u tri toma, M.: Nauka, 1970. Tom 2. Matematika 17. veka.
- Kartsev V. Newton. M.: Mlada garda, 1987.
- Katasonov V. N. Metafizička matematika 17. veka. Moskva: Nauka, 1993.
- Kirsanov V.S. Naučna revolucija 17. veka. Moskva: Nauka, 1987.
- Kuznjecov B. G. Newton. M.: Misao, 1982.
- Moskovski univerzitet - u spomen na Isaka Njutna. M., 1946.
- Spassky B.I. Istorija fizike. Ed. 2nd. Moskva: Viša škola, 1977. Dio 1. Dio 2.
- Hellman H. Velike konfrontacije u nauci. Deset najuzbudljivijih sporova. M.: Dialectics, 2007. - Poglavlje 3. Newton vs. Leibniz: Bitka titana.
- Yushkevich A.P. O Newtonovim matematičkim rukopisima. Historical and Mathematical Research, 22, 1977, str. 127-192.
- Yushkevich A.P. Koncepti infinitezimalnog računa Newtona i Leibniza. Historical and Mathematical Research, 23, 1978, str. 11-31.
- Arthur R.T.W. Newtonove fluksije i jednako teče vrijeme. Studije istorije i filozofije nauke, 26, 1995, str. 323-351.
- Bertoloni M.D. Ekvivalencija i prioritet: Newton naspram Leibniza. Oxford: Clarendon Press, 1993.
- Cohen I.B. Newtonovi principi filozofije: istražuje Njutnov naučni rad i njegovo opšte okruženje. Cambridge (Mass) UP, 1956.
- Cohen I.B. Uvod u Newtonove principe. Cambridge (Mass) UP, 1971.
- Lai T. Da li se Njutn odrekao beskonačno malih? Historia Mathematica, 2, 1975, str. 127-136.
- Selles M.A. Infinitezimali u osnovama Newtonove mehanike. Historia Mathematica, 33, 2006, str. 210-223.
- Weinstock R. Newtonov princip i orbite inverznog kvadrata: preispitana greška. Historia Mathematica, 19, 1992, str. 60-70.
- Westfall R.S. Nikada ne miruje: Biog. Isaka Njutna. Cambridge U.P., 1981.
- Whiteside D.T. Obrasci matematičke misli u kasnijem sedamnaestom veku. Arhiv za istoriju egzaktnih nauka, 1, 1963, str. 179-388.
- Bijeli M. Isaac Newton: Poslednji čarobnjak. Perseus, 1999, 928 str.
Umjetnička djela
> > Isaac Newton
Biografija Isaka Njutna (1642-1727)
Kratka biografija:
Obrazovanje: Univerzitet Kembridž
Mjesto rođenja: Woolsthorpe, Lincolnshire, Engleska
Mesto smrti: Kensington, Middlesex, Engleska, Kraljevina Velika Britanija
- Engleski astronom, fizičar, matematičar: biografija sa fotografijom, idejama i klasičnom fizikom Njutna, zakon univerzalne gravitacije, tri zakona kretanja.
Sir je bio engleski fizičar i matematičar iz siromašne zemljoradničke porodice. Njegovo kratka biografija započela je 25. decembra 1642. u Woolsthorpeu blizu Granthama u Linkolnširu. Njutn je bio siromašan farmer i na kraju je poslat na Triniti koledž na Univerzitetu Kembridž na obuku za propovednika. Dok je studirao na Kembridžu, Njutn se bavio svojim ličnim interesima i studirao filozofiju i matematiku. Diplomirao je 1665. godine, a kasnije je bio primoran da napusti Kembridž jer je bio zatvoren zbog kuge. Vratio se 1667. godine i primljen u bratstvo. Isak Njutn je magistrirao 1668.
Newton se smatra jednim od najvećih naučnika u istoriji. Tokom svoje kratke biografije značajno je ulagao u mnoge grane moderne nauke. Nažalost, poznata priča o Njutnu i jabuci uglavnom je zasnovana na fikciji, a ne na stvarnim događajima. Njegova otkrića i teorije postavili su temelj za dalji napredak nauke od tog vremena. Njutn je bio jedan od osnivača matematičke grane, koja se nazivala račun. Također je razotkrio zagonetku svjetlosti i optike, formulirao tri zakona kretanja i uz njihovu pomoć stvorio zakon univerzalne gravitacije. Newtonovi zakoni kretanja su među najosnovnijim prirodnim zakonima u klasičnoj mehanici. Godine 1686. Newton je opisao svoja otkrića u svom Principia Mathematica. Njutnova tri zakona kretanja, kada su ujedinjeni, leže u osnovi svih interakcija sile, materije i kretanja, osim onih koji uključuju relativnost i kvantne efekte.
Prvi Newtonov zakon kretanja je zakon inercije. Ukratko, leži u činjenici da objekat koji miruje teži da ostane u ovom stanju sve dok na njega ne utiče spoljna sila.
Njutnov drugi zakon kretanja kaže da postoji odnos između neuravnoteženih sila koje deluju na određeni objekat. Kao rezultat, objekt se ubrzava. (Drugim riječima, sila je jednaka masi puta ubrzanju, ili F = ma).
Njutnov treći zakon kretanja, koji se takođe naziva princip akcije i reakcije, opisuje da apsolutno za svaku akciju postoji ekvivalentan odgovor. Nakon teškog nervnog sloma 1693., Njutn se povukao sa svojih studija da bi tražio guvernera u Londonu. Godine 1696. postao je rektor Kraljevske kovnice novca. Godine 1708. Newton je izabran za kraljicu Anu. On je prvi naučnik koji je toliko počašćen za svoj rad. Od tog trenutka bio je poznat kao Sir Isaac Newton. Naučnik je posvetio mnogo svog vremena teologiji. Napisao je veliki broj proročanstava i predviđanja o temama koje su ga zanimale. Godine 1703. izabran je za predsjednika Kraljevskog društva i ponovo biran svake godine do svoje smrti 20. marta 1727. godine.