Автор: Исаак Ньютон – имя великого ученого и человека, известного всему миру, основоположника современной науки. Его законы физики изучают во всех школах. О достижениях слагают легенды. Три закона механики, открытие дисперсии света, изобретение инструментов для ученых в области оптики и математики. И это не весь перечень его заслуг. Давайте более детально узнаем о его биографии.
Содержание
Где родился и провел свое детство ученый
По старому календарю день рождение Исаака Ньютона отмечается 25.12.1642 года. Современное исчисление перенесло эту дату на 4 января следующего года. Родился знаменитый ученый в графстве Линкольншир, деревне Вулсторп. Семья ученого не принадлежала к знатному роду. Они были простыми фермерами. Отца ученого тоже звали Исаак. Он умер в возрасте 36-ти лет, немного не дожив до рождения сына. Отец и сын так и не увидели друг друга.
Малыш родился раньше срока во время празднования Рождества. Он был очень слабым и хилым. Из-за слабого здоровья, мальчика отказывались крестить. Мама новорожденного Анна Эйскоу переживала, что мальчик не выживет. Но все несчастья его миновали и мальчик поправился. Его крестили по всем традициям и нарекли Исааком, в честь отца. После смерти отца у семьи остался в наследство участок земли и пятьсот фунтов. В то время это была весьма приличная сумма.
По ходившим в семье рассказам, предки отца были известными дворянами. И мальчик крепко в это верил. В возрасте до 4-х лет Анна очень много времени уделяла воспитанию сына. Потом молодая мама вышла замуж, и во втором браке у нее родилось еще трое детей. Воспитание и забота и старшем сыне отошла на задний план и мальчик был предоставлен сам себе. Здесь надо отдать должное брату матери, дяде Уильяму, который занимался с мальчиком, мастерил с ним разные диковинные вещи. Чтению и письму мальчик тоже выучил со своим дядей.
С самого раннего детства Исаак проявлял склонность к технике. С дядей мальчик проводил все свое свободное время почти до 10 лет. После смерти отчима мать вернулась назад. Но оставшиеся от второго мужа трое детей, ферма и домашние дела, отнимали все ее свободно время. Исаак был предоставлен сам себе. В принципе, его жизнь практически никак не изменилась.
После смерти отчима семье досталось приличной наследство. Анна практически сразу отписала большую часть Исааку. Именно эти важные изменения помогут ему в дальнейшем.
Но обо всем по порядку.
Жизнь Исаака в школе
В 1655 году мальчика отправили учиться в школу в Грэнтем, где он мог получать необходимые знания и навыки. Проживал он в доме местного фармацевта. Мать хотела, чтобы мальчик получил образование и вернулся на ферму и стал фермером. Исаак наоборот, проявлял повышенный интерес к точным наукам. Анна забрала его из школы и попыталась приучить к ведению домашнего хозяйства. Однако парень делал все, но только не то, что от него хотела мать. Он писал стихи, читал книги по разным наукам, мастерил интересные штуки.
Учителя и дядя Уильям верили в Исаака. Они настаивали на том, чтобы его вернули в школу и позволили продолжить обучение и дальше. В конечном итоге слова и просьба Исаака и его наставников были услышаны, и он отправился в школу. После окончания обучения в школе, он поступил в Кембридж.
Проведенная молодость колледже
Для поступления в высшее учебное заведение необходимо было сдать экзамен по латыни. Исаак прошел его и в 1661 году он поступает в Тринити-колледж.
Стоит обратить внимание на тот факт, что детство мальчика совпало с революционными изменениями в истории Британских островов. С казнью Карла Первого монархия пришла в упадок и ее смогли восстановить незадолго по поступления Исаака и колледж. Но финансирование учебных заведений по-прежнему было очень плохое. Преподаватели, которые участвовали в революционных событиях того времени, лишились своих кафедр и были вынуждены покинуть Кембридж.
Всего в Тринити-колледже насчитывалось около 400-ста человек. Это были студенты, преподаватели, слуги и даже нищие, которых содержал университет. Студенты относились к разным категориям. Одни платили за учебу, вторые – нет, но при этом они должны были работать на благо университета. Исаак попал во вторую категорию. Он очень много занимался. У него не было друзей, а о развлечениях он даже не думал. Усердное отношение и желание учиться новому помогли Исааку на старших курсах начать получать стипендию.
С чего началась дорога к науке, его первый учитель
Исаак Барроу
Систему обучения в Кембридже можно было отнести к средневековой. Преподавание астрономии было тесно связано с Аристотелем. Галилея и Коперника не брали в расчет.
Однако в записях молодого ученого были обнаружены упоминания об этих ученых. Наряду с астрономией, он занимался математикой, оптикой, фонетикой, музыкой.
Исаак Барроу – английский математик и физик, был учителем Ньютона. Он сразу отметил молодого человека и во всем его поощрял. Благодаря такому наставничеству Ньютон сделал первое открытие нового математического метода и получил за это степень бакалавра.
Изучая данные Кеплера, Галилея и Декарта, Ньютон стал работать над известным нам всем законом всемирного тяготения. Но его работе не суждено было продолжиться, так как 1665 году в Англии началась эпидемия чумы. Молодой ученый собрал все свои книги и заметки, и отправился в родовой поместье. Он надеялся продолжить работу там.
Первые открытия ученого во время чумы в 1665 году
Нахождение Ньютона в своем поместье в Линкольншире принесло свои плоды. Пока в Англии бесчинствовала чума и непрерывные войны с Голландией, Исаак полностью посвятил себя работе.
Именно на эти годы приходятся такие его открытия:
- математическая формула Ньютона-Лейбница;
- исследовал солнечный свет и с помощью призмы разложил его на составляющие цвета — спектр;
- открыл закон всемирного тяготения.
К сожалению, все эти открытия были опубликованы через 20 лет.
По прошествии года показалось, что эпидемия утихла и Ньютон вернулся к обучению в Кембридже. Но это было лишь затишье перед бурей и начать занятия не удалось, так как началась втора волна эпидемии. Восстановить нормальный режим работы удалось еще только через год.
1667 год стал для Ньютона довольно удачным. Он был принят в члены колледжа, получил степень магистра. Ему выдали отдельную комнату, назначили небольшую стипендию и разрешили преподавать. В 1669 году, после ухода Барроу, Исаак возглавил кафедру математики. Преподаватель из него получился так себе.
В этот период он увлекся алхимией и посвящал ей много времени. Но математика и оптика все же были на первом месте.
Как Ньютон вошел в королевское общество в 1672
В 1660 году в Англии было создано Лондонское королевское общество по развитию знаний о природе. В своей работе эта организация опиралась на эксперименты и расчеты, которые служили доказательством того или иного явления или закона. Простого бездоказательного мнения даже самых авторитетных ученых теперь было недостаточно. Многие называли эту организацию Академией наук. В нее входили такие известные ученые как Бойль, Рен и многие другие.
В 1672 году Ньютон также стал членом Академии наук. Известность пришла к нему после изобретения новой схемы работы телескопа. Попытки создать телескоп были и ранее, но они были безуспешны. Первая рабочая модель произвела полный фурор на короля и присутствовавших ученых. У Исаака появились новые влиятельные друзья и знакомые, которые имели прямое отношение к науке и уде добились много.
Но как бывает в ученой среде, постоянные ссоры и обсуждения не только работ коллег, но и самого Ньютона очень раздражали его. Молодой ученый несколько раз пытался покинуть Академию, но его уговорили остаться. Однако, выпускать свои труды в печатном виде он все-таки отказался.
Создание великой работы Математические основы натуральной философии
Конец 70-х годов принес в жизнь Ньютона очень много потерь. Смерть Барроу. Смена руководящей верхушки Королевского общества, которые стали относиться к ученому с явной неприязнью. Пожар в собственном доме, где погибло очень много важных рукописных работ. И в 1779 году болезнь матери, повлекшая ее смерть.
Но даже при таком количестве смертей близких ему людей, Ньютон не останавливал своей работы. Это позволило ему закончить свою известную работу «Математические основы натуральной философии». Работа над рукописью продолжалась в период с 1682 по 1684 гг. В своем труде Ньютон впервые сформулировал закон всемирного тяготения и объяснил принцип движения планет. В своей работе он дал основные понятия и определения в механики, ввел новые физические величины. Вывел три главных закона механики, которые получили его имя. Подробно описал орбиты планет и звезд, а также дал объяснения приливам и отливам. Многие из них на тот момент еще не были известны.
Вопреки ранним убеждениям и под влиянием своих коллег, он решил опубликовать данный труд. Но деньги Королевского общества ушли непонятно куда, и публиковать работу было не на что. Здесь молодому ученому помог Галлей, который нашел денежные средства для выпуска рукописи. И вот, в 1687 на свет появилось огромное трехтомное издание, тираж которого составлял три тысячи тиражей. Книга моментально разошлась и ее пришлось переиздавать еще дважды при жизни ученого.
Как Ньютон выиграл в конфликте с королем Яковым
В 1887 году Яков Второй назначил вице-канцлером Кембриджского университета католического монаха. Национальность не имела значения, а вот то, к какой вере относился этот монах, было очень важно. Ньютон, который не любил вступать в ссоры и дебаты, в этот раз рьяно и гневно выступил против этого назначения и высказался об ущемлении прав университета. Судья Джеффрис, который вел это заседание, поддержал ученых, и монаха сняли с занимаемого поста. Однако, это очень не понравилось королю.
Через два года Якова отстранили от престола. Ньютон был избран в парламент университета и пробыл на этой должности год. Второй раз он удостоился этой чести в начале 18 века.
Лондонский период — последние года жизни и успехи
В 90-х годах Ньютон чуть не умер из-за неудачно проведенного химического опыта. Но многие уверены в том, что работа и возраст внесли больший вклад в развитие болезни. Но ученому удалось выкарабкаться и продолжить свою работу.
Став хранителем Монетного двора, Исаак добился больших успехов. Он провел денежную реформу. Нашел способ, как отличать поддельные деньги от настоящих. Предложил наиболее надежный способ изготовления монет. Политика, которую проводил Ньютон, нравилась не всем. На него стали поступать жалобы и претензии. Писали их в основном ущемленные и обиженные фальшивомонетчики.
В 1702 году он стал президентом Королевского общества. 1704 год знаменит тем, что вышла работа Ньютона «Оптика». Она стала толчком для проведения исследований и работ в этой области на ближайшие пару столетий.
Ньютон был первым в истории ученым, кто в 1703 году получил звание рыцаря, был награжден гербом и к нему все теперь должны были обращаться сэр.
Но он продолжил свои работы во всех сферах и выпустил еще несколько статей:
- о работе в Монетном дворе;
- об арифметике;
- исторический трактат «Хроники древних царств».
Как умер Исаак Ньютон
Но возраст и напряженная работа дали о себе знать и за несколько лет до смерти, ученый перебрался в Кенсингтон, пригород Лондона. Умер известный ученый в марте 1727 года, а точнее 20-го числа.
Ньютон просто не проснулся утром.
Ньютона похоронили в Коллегиальной церкви Святого Петра в Вестминстере, Лондон. По-другому это место называется Вестминстерское аббатство. Памятник, установленный на могильной плите, украсили необычной надгробной подписью, которая звучит следующим образом: «Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, дворянин, который почти божественным разумом первый доказал с факелом математики движение планет, пути комет и приливы океанов».
Не забыли установить и бюст Исаака. Дополнили памятник изображениями всех его открытий.
Дата смерти известного ученого разделяется на две даты по старому и новому стилю. Это 20 и 31 марта 1727 года соответственно. Преклонный возраст и наплевательское отношение к своему здоровью привели к большим проблемам, которые обострились в старости. Умер Ньютон без мучений, легко и просто — во сне. Похороны были устроены в Вестминстерском аббатстве.
Неизвестные интересные факты из личной жизни Ньютона
- «Серпантин Ньютона» — одна из математических формул, названная в честь известного ученого;
- Ньютон очень добросовестно относился к своим обязанностям в английском парламенте. Хотя многие злопыхатели говорят, что за все время он произнес только одну фразу. И та относилась к закрытию окна;
- некоторые говорят о принадлежности Ньютона к евреям. Это глубочайшее заблуждение. Исаак был коренным англичанином во многих поколениях;
- все мы помним историю о яблоке, которое упало на голову ученому и сподвигло его сделать массу новых открытий. Это далеко не так. Кропотливая работа и тщательный подход к изучению трудов своих предшественников – вот истинное «яблоко», которое позволило ученому сделать мировые открытия.
- Полностью сосредоточившись на науке, ученый мало спал.
- У него не было друзей.
- Он не ходил в гости и все свободное время посвящал науке.
- Его мало заботил быт и окружающий комфорт.
- У него было две кошки, которые различались по размерам – одна была маленькая, другая — побольше. Парадоксально, но светлый ум ученого не нашел другого выхода, кроме как прорезать в двери два прохода – маленький и побольше. Для каждой кошки по своему размеру. Хотя, достаточно было сделать один проход большого размера.
Это говорит о том, насколько ученый ум был поглощен решением научных задач и открытий и совсем не был приспособлен к повседневной жизни.
Известные открытия Ньютон?
Открытия Ньютона и его работы используются не только в курсе школьного обучения, но и в высших учебных заведениях. Они применяются в таких дисциплинах, как математика, физика и астрономия.
Идеи и теории, которые продвигал Ньютон, были новыми для его века.
- Самые значительные открытия Исаак Ньютон совершил в период с 1665 по 1667 год, когда в Англии бушевала эпидемия бубонной чумы. В то время молодой ученый покинул Лондон и уехал в родное поместье к матери. В то время ему было 18 лет.
- В этот период он открывает закон всемирного тяготения и проводит опыты по оптике и с цветами спектра.
- В области математике ему принадлежат такие открытия, как алгебраические кривые 3-го порядка, биноминальное разложение, методы дифференциальных уравнений.
- Разработка дифференциальных уравнений происходила практически одновременно с Лейбницем, но независимо друг от друга. Из-за этого у молодых ученых часто возникали споры, которые переходили в очень грубую форму.
- Классическая механика обрела динамику и аксиоматическую основу.
- Астрономия получила крепкую основу для дальнейшего развития. Изучение небесной механики.
- И, конечно же, три закона Ньютона: первый, второй и третий.
Работы Исаака Ньютона в книгах
За всю жизнь Исаак Ньютон написал 16 трудов. Часть была опубликована при жизни ученого, часть – после его смерти.
Список книг, опубликованных при жизни:
- “Метод разностей”;
- “Перечисление линий третьего порядка”;
- “Математические начала натуральной философии”;
- “Оптика”;
- “Новая теория света и цветов”;
- “О квадратуре кривых”;
- “Движение тел по орбите”;
- “Универсальная арифметика”;
- “Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов”.
Список книг, опубликованных после смерти:
- “Хронология древних царств”;
- “Система мира”;
- “Метод флюксий”;
- “Лекции по оптике”;
- “Замечания на книгу пророка Даниила и Апокалипсис св. Иоанна”;
- “Краткая хроника”;
- “Историческое прослеживание двух заметных искажений Священного Писания”.
Изобретения Ньютона
Страсть к изобретениям начала проявляться еще в детском возрасте. Как упоминалось выше, в 1667 году изобретенный Исааком телескоп произвел неизгладимое впечатление на короля и ученых. Стал прорывом в области оптики.
За выдающиеся успехи в научной деятельности Ньютон получил звание рыцаря и герб. Но мало кто знает, какими еще изобретениями мы обязаны этому великому человеку:
- Водяные часы. В работу их приводил деревянный брусок. Он вращался под действием капель воды, падающих на него;
- Телескоп с вогнутой линзой. Это устройство открыло новые возможности для исследования звезд. Моряки использовали телескоп для ориентирования в море;
- Ветряная мельница;
- Самокат.
Личная жизнь Исаака Ньютона
Отдавая всю свою жизнь науке, проводя за книгами все свое свободное время, мало заботясь о себе и своем удобстве, Исаак не имел семьи. Друзей и близких людей у него не было, а те кто был раньше скончались.
Ньютон никогда не состоял в браке и не был замечен в обществе женщин. Многие склоняются к мнению, что он был девственником.
Научные работы в области математики
Работы Исаака Ньютона в области математики и физики принесли грандиозную пользу для дальнейшего развития этих наук. В математике появились новые методы аналитики. Физики получили возможность строить модели процессов и явлений, происходящих в природе, описывать их с помощью математических алгоритмов.
Учась в университете Кембриджа, Ньютон работал над новыми открытиями в области математики:
- классифицировал кривые третьего порядка;
- предложил формулу для разложения целой неотрицательной произвольной степени суммы двух переменных. В дальнейшем, полученная формула стала основой для работы над теорией бесконечных рядов. Это открытие стало фундаментальным и универсальным методом в области математического анализа.
Для того, чтобы провести анализ функций, Ньютон активно пользовался методом разложения в ряд. Мастерство ученого с легкостью помогало ему в решении сложных дифференциальных уравнений. Исследование поведения функции теперь занимало гораздо меньше времени и сил.
Параллельно с Лейбницом, Ньютон занимался изучением дифференциального и интегрального исчисления и опубликовал независимо от него свои работы.
Исаак очень глубоко погружался в исследование разных методов, плотно работал над ними и открывал новые возможности.
В 1704 году вышла дополнительная работа Ньютона “О квадратуре кривых”. В ней ученый достаточно подробно излагает принципы анализа, рассказывает о производных высших порядков. Указывает значения интегралов функций и приводит примеры решения задач дифференциалов 1-го порядка. Это первый научный труд, который стал доступен широкому кругу людей и пошел в массы.
1707 год знаменит тем, что ученый выпускает свой труд “Универсальная арифметика”. В этой книге Ньютон приводит примеры численных методов решения задач. Например, он рассказывает об упрощенном методе нахождения корней уравнения. Этот метод имеет большую точность по сравнению с аналогичными.
Самые значимые работы опубликованные после смерти Исаака
Метод разностей
Свои труды Ньютон опубликовывал не сразу, а через некоторое время. Промежутки при этом могли быть в несколько десятков лет.
Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов
Так, по прошествии 40 лет после написания удалось опубликовать работу «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов». Свет этот научный трактат увидел в 1711 году. В нем приводились данные по исследованиям кривых, а также примеры частных производных.
Метод разностей
Работа «Метод разностей» содержит формулу интерполяции, которая позволяет провести через (n+1) точки с равноотстоящими или неравноотстоящими абсциссами многочлена n-го порядка.
Метод флюксий и бесконечных рядов
Уже после кончины ученого, в 1736 году мир увидел очередной научный труд «Метод флюксий и бесконечных рядов». Работа содержала описания по правильному поиску экстремума функции и касательных, точек перегиба. Приводились примеры решения задач на вычисление радиуса и центра кривизны в полярных и координатах Декарта.
Ньютон не только активно разрабатывал и внедрял новые методы анализа, но и подробно обосновывал принципы их действия.
Поражают работы Ньютона в области механики. Механика получила решение наиболее важных задач:
- В основу механики закладываются аксиоматические или постулатные основы. Это позволяет внести механику в список наук, которые основываются на математических теориях.
- Появляется динамика, связывающая воедино поведение тел и сил, которые действуют на тело. Позволяет связывать их воедино.
Особую ценность для мира науки имеют открытия Ньютона, которые описывают движения земных и небесных тел с помощью разных законов. Эти законы полностью опровергают все античные представления, которые ранее были основными.
Вселенная подчиняется трем законам Исаака Ньютона, которые имеют следующие формулировки:
- «Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.»
- «Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует. «
- «Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.»
Исследования и научные труды Ньютона содержат утверждения о том, что для Вселенной такие понятия, как время и пространство являются едиными.
Открытие новой науки Динамика
Как уже было сказано выше, Ньютон дал четкие определения многим понятиям в физике – количество движения, сила, понятие массы, гравитационных свойств.
- Ученые того времени подробно изучали закон тяготения. Но именно Ньютон смог дать точные определения и математически доказать связь закона всемирного тяготения с движениями небесных тел. Так была открыта новая для изучения наука – динамика.
- Исаак одним из первых дал четкое определение приливам и определил их зависимость от положения Луны. Он первый рассчитал массу Луны.
- Много лет наблюдая за движениями небесных тел и Земли, Ньютон смог определить, что Земля сплюснута с полюсов. Под влиянием Луны и Солнца происходит медленной смещение земной оси. Это открытие позволило научно объяснить проблему «предварения равноденствий».
- Как мы уже говорили ранее, ему принадлежит открытие телескопа и дисперсии света. Он первый разложил белый цвет на спектр с помощью призмы и получил радугу. Ему принадлежит создание теории цветов.
Открытия, которые сделал Ньютон за время своей жизни, являются основополагающими в физике и математике. А сам Исаак поистине великий гений.
В Трините-колледже установлена статуя Ньютона. На ней высечены стихи Лукреция: «Разумом он превосходил род человеческий».
Теория света Ньютона и ее проблемы
В своей теории света Ньютон считал свет потоком частиц или корпускул. Позднее эта теория была названа корпускулярной теорией света. Он считал, что движение этих частиц подчиняется законам механики. Основываясь на этих данных он доказал законы отражения и преломления света и другие.
Работа с корпускулярной теорией значительно облегчила жизнь и позволила применять ее для объяснения многих законов. Однако, существовали некоторые вопросы, которые возникли в результате использования этой теории.
- Первая проблема заключалась в том, что свет, рассматривался как поток частиц. При столкновении частиц света друг с другом они должны были оказывать влияние друг на друга. На практике же пересекающиеся пучки не оказывали никакого влияния друг на друга и свет распространялся дальше.
- Второй факт говорил о том, что если рассматривать свет в виде потока частиц, то скорость распространения света в вакууме должна быть значительно меньше, чем в окружающей среде. Но из того, что нам известно на сегодняшний момент, скорость распространения света в вакууме имеет максимальное значение и значительно больше скорости распространения в окружающем пространстве.
Однако, авторитет Ньютона был настолько высок, что никто не осмелился с ним спорить. Теория корпускулярности была главной теорией распространения света вплоть до 19-го века.
Как Ньютон создал новое слово Спектр
Помимо разложения белого света на составляющие его цвета, мы обязаны Ньютону самим словом «спектр». Это понятие он создал специально для того, чтобы описать радугу, которая получается при прохождении белого света через призму. Это открытие Ньютон сделал в 1670 году, но опубликовал его значительно позже, в 1704 году в своей работе «Оптика».
Создание новой научной философии объясняющие природные процессы
Ньютон пошел против существовавших в то время рационалистических традиций и представил новую модель философии. Она опиралась на экспериментальные данные исследования природных явлений и процессов.
Оптика
Ньютон сформулировал эту модель в трактате «Оптика» как сочетание анализа и синтеза. Под анализом он имел в виду «производство опытов и наблюдений, извлечение общих заключений из них по средством индукции и не допущение иных возражений против заключений, кроме полученных из опыта или других достоверных истин». Синтез в его определении это переход «от соединений к ингредиентам, от движений к силам, их производящим, и вообще от действий к их причинам, от частных причин к более общим, пока аргумент не закончится наиболее общей причиной».
Закон всемирного тяготения
Для объяснения различных физических явлений Ньютон пользовался законом всемирного тяготения, который он сам и открыл. Однако он не конца смог раскрыть причину возникновения сил тяготения. Строить гипотезы и домыслы относительно того, откуда возникла сила тяготения, от чего она зависит, было не в манере Ньютона.
Эфир
Сначала возникновение природы сил тяготения Ньютон пытался объяснить, используя эфир. Эфир – это среда, которая заполняет все окружающее пространство. Передача химических, гравитационных, световых сил, электростатических явлений, теплоты, звука и других явлений происходит благодаря эфиру.
На взгляды молодого ученого большое влияние оказали труды Г. Мора. Поддерживая его политику, Ньютон отвергал идеи отождествление материи и протяженности Декарта. А эфир считал бестелесным и бесконечным пространством, нематериальным местом всего, что существует в мире.
Противостояние ученых того времени законам Ньютона
Получив широкое распространение, математические знания Ньютона стали быстро распространяться в Англии и Европе, встречая на своем пути противостояние научных программ других ученых.
Последователи Ньютона рассматривали его научный работы исключительно с эмпирической точки зрения, т.е. считали, что все данные получены исключительно благодаря наблюдениям и экспериментам. Де Кондильяк был полностью уверен, что закон всемирного тяготения получен Ньютоном исключительно опытным путем.
На распространении физических знаний на континенте огромное влияния оказали труды Вольтера и ряда других просветителей. Научная работа и труды Ньютона стали считаться просветительскими.
Какие реформы внес Ньютон для выхода из краха денежной системы Англии в 17 веке
Конец 17 века в Англии сопровождался крахом финансовой системы страны. Контрабандисты вывозили за границу английские монеты и переплавляли их в слитки на продажу. Стоимость металла, из которого чеканили монеты, оказалась намного выше номинальной стоимости денег. Старые монеты, которые оставались в обороте, из-за стирания края и воровства металла сильно падали в весе и теряли свое значение при расчете. Ситуацию усугубляло использование фальшивых денег, количество которых с каждым днем все возрастало. В 1690 году торговля полностью встала из-за отсутствия денежных средств для оплаты.
Только проведение денежной реформы позволило бы стране выйти на новый уровень и вернуть былую славу. Для этого необходимо было изъять из обращения старые монеты и перечеканить их. Именно эта миссия и была возложена на Исаака Ньютона. Справился он с ней блестяще.
При существующих мощностях на перечеканку монет ушло бы около 9 лет. Ньютон настоял на приобретении нового оборудования. Перевел работу чеканных дворов на круглосуточный режим. Создал новые монетные дворы. Введение таких мер позволило ускорить выпуск монет в 8 раз.
Нехватка серебра компенсировалась внешней закупкой в счет государственного долга.
Исааку Ньютону принадлежит разработка эффективных мер борьбы с фальшивомонетчиками. Их жизнь после этих нововведений заметно испортилась.
Распространение идей Ньютона в России
Первый экземпляр работы «Математические начала натуральной философии» был куплен для библиотеки Петра I. После его смерти книга была подарена Московскому университету.
Работы Ньютона довольно продолжительное время печатались на латыни и были доступны только тем, кто в ней разбирался. Но сотрудничество и общение между учеными разных стран привело к тому, что латынь перестала быть основным языком для общения. Необходимо было переводить труды зарубежных ученых на русский язык и заниматься их изучением. Первый перевод книги Ньютона «Математические начала натуральной философии» был выполнен в 1916 году А.Н. Крыловым.
Более плотно переводом работ Ньютона стал заниматься С.И. Вавилов. В 1927 году он перевел «Оптику» Ньютона, а в 1964 – «лекции по оптике». Кроме того, Вавилов был первым, кто написал биографию Ньютона на русском языке.
Вавилов также организовал в Казани в 1943 году конференцию, посвященную 300-летию известного ученого.
3 закона Ньютона изучаемый в каждой школе
Основополагающие законы, которые Ньютон вывел и доказал их жизнеспособность, собраны в известном трактате «Математические начала натуральной философии», опубликованном в 1687 году.
Первый закон Ньютона
Первоначально первый закон в редакции самого ученого звучит следующим образом:
«Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, в которых тела движутся равномерно и прямолинейно, если на них не действуют никакие силы или действие других сил скомпенсировано».
Если говорить простым языком, представьте себе тележку, которую толкнули, и она движется по прямой дороге. Если мы будем пренебрегать воздушным сопротивлением и не учитывать трение колес тележки, то это позволит телеге двигаться с одной и той же скоростью бесконечно.
Ученый мир обобщает между собой первый закон и закон инерции, делая их тождественными друг другу. Что же такое инерция? Это способность тела к сохранению покоя или прямолинейному равномерному движению, если на тело не оказывают влияние силы из вне.
Конечно же, представить систему, где полностью отсутствуют внешние силы невозможно. Тело всегда оказывается под воздействием внешних сил и скомпенсировать их полностью нельзя.
Примером может служить движение человека на поверхности Земли. При этом человеку приходится преодолевать воздействие внешней природы – трение, скольжение, гравитацию, качение и др.
Второй закон Ньютона
Для того чтобы объяснить и понять второй закон, необходимо вспомнить описанный выше опыт с телегой. Понятно, что когда мы прикладываем к ней определенное усилие, то тележка некоторое время будет двигаться под действием этой силы. Но через некоторое время телега остановится. Произойдет изменение ее скорости.
При рассмотрении объектов в настоящем мире можно заметить, что их скорость постоянно меняется. Можно сказать, что тела движутся с ускорением.
Равноускоренное движение – равномерное нарастание или убывание скорости тела.
Попробуйте бросить с одинаковой высоты вещи, имеющие разную массу. Они будут двигаться равноускоренно. На них будет оказывать влияние постоянная величина, которая называется ускорением свободного падения.
В классическом исполнение в редакции ученого закон имеет следующую формулировку: «Ускорение тела (материальной точки) в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально приложенной к нему силе и обратно пропорционально массе. Если на тело действует сразу несколько сил, то в данную формулу подставляется равнодействующая всех сил, то есть их векторная сумма».
Второй закон устанавливает связь между массой, силой и ускорением.
Второй закон можно выразить в дифференциальном виде, что является наиболее универсальной и современной интерпретацией.
Расшифровывается следующим образом: сила, действующая в любой промежуток dt, равна производной импульса по времени.
Третий закон Ньютона
Последний, третий закон, описывает взаимодействие тел между собой.
Самое простое понимание закона звучит следующим образом: на любое действие имеется противодействие.
14 главных открытий Исаака Ньютона
Одним из популярных изречений Ньютона является: «В философии не может быть государя, кроме истины… Мы должны поставить памятники из золота Кеплеру, Галилею, Декарту и на каждом написать: «Платон – друг, Аристотель – друг, но главный друг – истина».
Ниже приведены основные открытия, которые прославили Ньютона и сделали его всемирно известным ученым.
1) Бином Ньютона.
Сегодня каждый знает формулу разложения многочлена (a+b)n. Для того, чтобы избежать ошибок в коэффициентах и применяется формула разложения или бином Ньютона.
Исаак вывел эту формулу в 21 год, когда был студентом. Благодаря этой формуле, Ньютон в дальнейшем сделал еще одно важное открытие – разложение функции в бесконечный ряд.
2) Алгебраическая кривая 3-го порядка.
Благодаря Ньютону кривые получили классификацию по классу, роду и типу. Доказал, что любая алгебраическая кривая имеет систему координат и будет иметь вид согласно его классификации.
3) Дифференциальное и интегральное исчисления.
Ньютон показал, как раскладывать функции в степенные ряды. Ему принадлежит создание таблицы интегралов. Она встречается во многих математических учебниках и представлена в первозданном виде.
4) Метод Ньютона.
Известен как метод касательных и позволяет находить корень заданной функции.
5) Теория цветов.
В 22 года молодому ученому удалось то, что не смог никто. Он разложил белый свет с помощью призмы на спектр: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, сидит, фиолетовый. Свои опыты и объяснения он изложил в научном труде «Оптика», которая является основой для развития современной оптической науки.
6) Закон всемирного тяготения.
Многие ученые, например Декарт и Эпикур, высказывались о существовании сил тяготения, но они не могли связать их и как-то выразить математически. Ньютон выразил это с помощью формулы. Он связал силу тяготения и законы движения планет Кеплера. Исаак первый догадался о наличии гравитации между телами, движущимися во Вселенной. Его открытие стало основой для дальнейшего появления небесной механики.
7) Первый закон Ньютона.
Он лег в основу классической механики и описывающий движение тела по инерции, когда на тело не оказывают действие другие тела.
8) Второй закон Ньютона.
Описывает связь между силой, приложенной к телу и ускорением.
9) Третий закон Ньютона.
Описывает взаимодействие двух тел между собой и утверждает, что сила действия равна силе противодействия. Сила возникает в результате взаимодействия тел. Благодаря этому закону появился закон сохранения импульса. Как бы тела не взаимодействовали друг с другом, они не изменят суммарный импульс. Наука, основанная на трех законах Ньютона, описывает движения объектов со скоростями от миллиметров в секунду до километров в секунду.
10) Рефлектор.
Это оптический телескоп, дававший 40 кратное увеличение высокого разрешения. В качестве собирательного элемента Ньютон применил зеркало. Благодаря этому изобретению он стал членом Королевского общества и признание своих трудов. Эти устройства дорабатывались и совершенствовались. Их применяли для исследования ночного неба. С помощью одного из этих устройств был открыт Уран.
11) Масса.
Ньютон ввел понятие массы. Она стала мерой количества вещества, заменив понятие вес.
12) Маятник или колыбель Ньютона.
Шарики подвешивались на нитях в одной плоскости. Один из них отпускали, он ударялся о систему шариков и передавал свою энергию другому шарику. Сейчас очень часто можно встретить это устройство как украшение рабочего стола. Ньютон же показал, каким образом кинетическая энергия превращается в потенциальную и наоборот.
13) Интерполяционные формулы.
Применяются для нахождения средних значений величины с учетом дискретного набора известных значений.
14) Универсальная арифметика.
Работа, посвященная алгебре, была опубликована в 1707 году. Этот труд лег в основу дальнейшего развития науки. Он описал формулировки основных теорем алгебры и обобщил теорему Декарта.