Newton fizikus életrajza. Isaac Newton rövid életrajza

Ebben a cikkben Isaac Newton rövid életrajzát ismertetjük.

Isaac Newton rövid életrajza

Isaac Newton- angol matematikus, csillagász, fizikus, szerelő, aki lefektette a klasszikus mechanika alapjait. Elmagyarázta az égitestek mozgását - a bolygók a Nap és a Hold körül a Föld körül. Leghíresebb felfedezése az egyetemes gravitáció törvénye volt

Született 1642. december 25évekig egy gazdálkodó családban a Grantham melletti Woolsthorpe városában. Az apja meghalt, mielőtt ő megszületett volna. 12 éves korától a Grantham Schoolban tanult. Akkoriban Clark gyógyszerész házában élt, ami felébreszthette benne a vágyat a kémiai tudományok iránt.

1661-ben szponzorként lépett be a Cambridge-i Egyetem Trinity College-jába, majd 1665-ben végzett a főiskolán, és Newton főiskolai diplomát kapott. 1665–67, a pestisjárvány idején szülőfalujában, Woolsthorpe-ban tartózkodott; Ezek az évek voltak a legtermékenyebbek Newton tudományos munkásságában.

1665-1667-ben Newton olyan ötleteket dolgozott ki, amelyek elvezették a differenciál- és integrálszámítás megalkotásához, a visszaverő távcső feltalálásához (1668-ban saját maga készítette) és az egyetemes gravitáció törvényének felfedezéséhez. Itt végzett kísérleteket a fény lebomlásával (diszperziójával) és ekkor vázolta fel Newton a további tudományos fejlődés programját.

1668-ban sikeresen megvédte magiszteri fokozatát, és a Trinity College vezető tagja lett.

1889-ben megkapja a Cambridge-i Egyetem egyik tanszékét: a Lucasian Chair of Mathematics.

1671-ben Newton megépítette második fényvisszaverő távcsövét, amely nagyobb és jobb minőségű volt, mint az első. A távcső bemutatása erős benyomást tett kortársaira, és nem sokkal ezután (1672 januárjában) Newtont a Londoni Királyi Társaság – az Angol Tudományos Akadémia – tagjává választották.

Szintén 1672-ben Newton bemutatta a fény és a színek új elméletével kapcsolatos kutatásait a Londoni Királyi Társaságnak, amely heves vitákat váltott ki Robert Hooke-kal. Newtonnak a legkiválóbb kísérletekkel alátámasztott elképzelései voltak a monokromatikus fénysugarakról és tulajdonságaik periodicitásáról, 1687-ben publikálta grandiózus művét „Mathematical Principles of Natural Philosophy” („Principles”).

1696-ban királyi rendelettel Newtont kinevezték a pénzverde őrévé. Energikus reformja gyorsan helyreállítja az Egyesült Királyság monetáris rendszerébe vetett bizalmat. 1703 - Newton megválasztása a Royal Society elnökévé, melyet 20 évig irányított 1703 - Anne királynő tudományos érdemekért lovaggá ütötte Newtont Élete utolsó éveiben sok időt szentelt a teológiának, valamint az ókori és bibliai történelemnek.

Newton apja nem élte meg fia születését. A fiú betegen, koraszülötten született, de túlélte. Newton a sors különleges jelének tartotta a karácsonyi születés tényét. A nehéz szülés ellenére Newton 84 évet élt.

Trinity College óratorony

A fiú patrónusa anyai nagybátyja, William Ayscough volt. Gyermekkorában Newton a kortársak szerint visszahúzódó és elszigetelt volt, szeretett olvasni és műszaki játékokat készíteni: órát, malmot stb. Az iskola elvégzése után () beiratkozott a Trinity College-ba (a Szentháromság főiskolája). a Cambridge-i Egyetem. Erőteljes jelleme már ekkor formát öltött – tudományos aprólékosság, a dolgok mélyére akarás, a megtévesztés és az elnyomás iránti intolerancia, a közhírnév iránti közömbösség.

Newton munkáját főként a fizikusok támogatták és inspirálták: Galilei, Descartes és Kepler. Newton azzal fejezte be munkájukat, hogy egy univerzális világrendszerré egyesítette őket. Más matematikusok és fizikusok kisebb, de jelentős befolyással bírtak: Euclid, Fermat, Huygens, Wallis és közvetlen tanára, Barrow.

Úgy tűnik, hogy Newton matematikai felfedezései jelentős részét még diákként, a „pestisévek” alatt tette meg. 23 évesen már folyékonyan ismerte a differenciál- és integrálszámítás módszereit, beleértve a függvények soros bővítését és azt, amit később Newton-Leibniz képletnek neveztek. Ugyanakkor elmondása szerint felfedezte az egyetemes gravitáció törvényét, vagy inkább meg volt győződve arról, hogy ez a törvény Kepler harmadik törvényéből következik. Ezenkívül ezekben az években Newton bebizonyította, hogy a fehér szín színek keveréke, levezette a „Newton-binomiális” képletet egy tetszőleges racionális kitevőre (beleértve a negatívakat is), stb.

Folytatódnak az optikai és színelméleti kísérletek. Newton a gömbi és kromatikus aberrációt vizsgálja. Hogy ezeket minimálisra csökkentse, vegyes visszaverő távcsövet épít (lencse és homorú gömbtükör, amit ő maga fényesít). Komolyan érdeklődik az alkímia iránt, és rengeteg kémiai kísérletet végez.

Értékelések

Newton sírján a következő felirat olvasható:

Itt fekszik Sir Isaac Newton, a nemes, aki szinte isteni elméjével elsőként bizonyította a matematika fáklyájával a bolygók mozgását, az üstökösök útját és az óceánok árapályát.
Vizsgálta a fénysugarak különbségét és az egy időben megjelenő színek különböző tulajdonságait, amit korábban senki sem sejtett. A természet, az ókor és a Szentírás szorgalmas, bölcs és hű értelmezője, filozófiájával megerősítette a Mindenható Isten nagyságát, készségével pedig az evangéliumi egyszerűséget fejezte ki.
Örüljenek a halandók, hogy létezett az emberi faj ilyen ékessége.

Newton-szobor a Trinity College-ban

A Newtonnak 1755-ben a Trinity College-ban felállított szobor Lucretius verseivel van felírva:

Maga Newton szerényebben értékelte eredményeit:

Nem tudom, hogyan lát engem a világ, de magamnak úgy tűnik, hogy csak egy tengerparton játszó fiú vagyok, aki azzal szórakoztatja magát, hogy időnként talál egy-egy a többinél színesebb kavicsot, vagy egy gyönyörű kagylót, miközben a nagy óceán az igazság kitárul előttem.az általam feltáratlan.

Mindazonáltal a II. könyvben a momentumok (differenciálok) bevezetésével Newton ismét összekeveri a dolgot, valójában végtelenül kicsinyeknek tekinti őket.

Figyelemre méltó, hogy Newtont egyáltalán nem érdekelte a számelmélet. Nyilvánvalóan a fizika sokkal közelebb állt hozzá a matematikához.

Mechanika

Newton Principiájának oldala a mechanika axiómáival

Newton érdeme két alapvető probléma megoldásában rejlik.

• A mechanika axiomatikus alapjainak megteremtése, amely ezt a tudományt tulajdonképpen a szigorú matematikai elméletek kategóriájába helyezte át.
• Dinamika létrehozása, amely összekapcsolja a test viselkedését a rá ható külső hatások (erők) jellemzőivel.

Ráadásul Newton végre eltemette azt az ősidők óta gyökerező gondolatot, hogy a földi és az égi testek mozgási törvényei teljesen eltérőek. Az ő világmodelljében az egész Univerzum egységes törvényeknek van alávetve.

Newton szigorú definíciókat adott olyan fizikai fogalmakra is, mint lendület(Descartes nem egészen egyértelműen használta) és Kényszerítés. Bevezette a fizikába a tömeg fogalmát, mint a tehetetlenség mértékét és ezzel egyidejűleg a gravitációs tulajdonságokat (korábban a fizikusok használták ezt a fogalmat súly).

Euler és Lagrange befejezte a mechanika matematizálását.

A gravitáció elmélete

Newton gravitációs törvénye

Az egyetemes gravitációs erő gondolatát többször is kifejezték Newton előtt. Korábban Epikurosz, Gassendi, Kepler, Borelli, Descartes, Huygens és mások gondoltak rá. Kepler úgy vélte, hogy a gravitáció fordítottan arányos a Nap távolságával, és csak az ekliptika síkjában terjed ki; Descartes az éterben lévő örvények eredményének tekintette. Voltak azonban találgatások a helyes formulával (Bulliald, Wren, Hooke), sőt kinematikailag alátámasztva is (a centrifugális erőre vonatkozó Huygens-képlet és a körpályákra vonatkozó Kepler-féle harmadik törvény korrelációja alapján). . De Newton előtt senki sem tudta egyértelműen és matematikailag végérvényesen összekapcsolni a gravitáció törvényét (a távolság négyzetével fordítottan arányos erő) és a bolygómozgás törvényeit (Kepler törvényei). A dinamika tudománya csak Newton munkáival kezdődik.

Fontos megjegyezni, hogy Newton nem egyszerűen közzétett egy javasolt képletet az egyetemes gravitáció törvényére, hanem valójában egy teljes matematikai modellt javasolt a mechanika jól kidolgozott, teljes, explicit és szisztematikus megközelítésével összefüggésben:

• a gravitáció törvénye;
• mozgástörvény (Newton 2. törvénye);
• a matematikai kutatás módszerrendszere (matematikai elemzés).

Összességében ez a triász elegendő az égitestek legbonyolultabb mozgásainak teljes tanulmányozására, ezáltal megteremtve az égi mechanika alapjait. Einstein előtt nem volt szükség alapvető módosításokra ezen a modellen, bár a matematikai apparátus jelentős fejlesztéséhez szükségesnek bizonyult.

Newton gravitációs elmélete sok éves vitát és kritikát váltott ki a távoli cselekvés fogalmáról.

Fontos érv a newtoni modell mellett volt Kepler empirikus törvényeinek szigorú levezetése az alapján. A következő lépés az üstökösök és a Hold mozgásának elmélete volt, amelyet az „Elvek” tartalmaznak. Később a newtoni gravitáció segítségével az égitestek minden megfigyelt mozgását nagy pontossággal megmagyarázták; Ez Euler, Clairaut és Laplace nagy érdeme, akik erre fejlesztették ki a perturbációelméletet. Ennek az elméletnek az alapjait Newton rakta le, aki a Hold mozgását a szokásos sorozattágítási módszerrel elemezte; ezen az úton fedezte fel az akkor ismert anomáliák okait ( egyenlőtlenségek) a Hold mozgásában.

Newton elméletének első megfigyelhető korrekcióit a csillagászatban (amit az általános relativitáselmélet magyaráz) csak több mint 200 évvel később fedezték fel (a Merkúr perihéliumának eltolódása). Azonban a Naprendszeren belül is nagyon kicsik.

Newton az árapály okát is felfedezte: a Hold gravitációját (az árapályt már Galilei is centrifugális hatásnak tekintette). Sőt, miután sok évnyi adatot feldolgozott az árapály magasságáról, jó pontossággal kiszámította a Hold tömegét.

A gravitáció másik következménye a Föld tengelyének precessziója volt. Newton kiderítette, hogy a Föld pólusokon való meglapultsága miatt a Hold és a Nap vonzása hatására a Föld tengelye 26 000 éves időtartamú, állandó lassú elmozduláson megy keresztül. Így a „napéjegyenlőségek várakozásának” ősi problémája (először Hipparkhosz jegyezte meg) tudományos magyarázatot talált.

Optika és fényelmélet

Newton alapvető felfedezéseket tett az optikában. Ő építette meg az első tükörteleszkópot (reflektort), amely a tisztán lencsés teleszkópokkal ellentétben hiányzott a kromatikus aberrációból. Felfedezte a fény diszperzióját is, kimutatta, hogy a fehér fény a prizmán áthaladó különböző színű sugarak eltérő törése miatt a szivárvány színeire bomlik, és megalapozta a helyes színelméletet.

Ebben az időszakban számos spekulatív elmélet született a fényről és a színről; Alapvetően Arisztotelész ("a különböző színek a fény és a sötétség különböző arányú keveréke") és Descartes ("különböző színek jönnek létre, ha a fényrészecskék különböző sebességgel forognak") nézőpontjai között harcoltak. Hooke Micrographiájában (1665) az arisztotelészi nézetek egy változatát javasolta. Sokan úgy gondolták, hogy a szín nem a fény, hanem a megvilágított tárgy attribútuma. Az általános ellentmondást a 17. századi felfedezések sorozata súlyosbította: diffrakció (1665, Grimaldi), interferencia (1665, Hooke), kettős törés (1670, Erasmus Bartholin () Rasmus Bartholin), Huygens tanulmányozta), a fénysebesség becslése (1675, Roemer). Mindezekkel a tényekkel nem volt összeegyeztethető fényelmélet.

Könnyű diszperzió
(Newton kísérlete)

Newton a Királyi Társaságnak mondott beszédében mind Arisztotelészt, mind Descartes-t cáfolta, és meggyőzően bizonyította, hogy a fehér fény nem elsődleges, hanem különböző törésszögű színes komponensekből áll. Ezek az alkatrészek elsődlegesek – Newton semmilyen trükkel nem tudta megváltoztatni a színüket. Így a szubjektív színérzékelés szilárd objektív alapot kapott - a törésmutatót.

Newton megalkotta a Hooke által felfedezett interferenciagyűrűk matematikai elméletét, amelyeket azóta "Newton gyűrűinek" neveznek.

A Newton's Optics címlapja

1689-ben Newton leállította az optika területén végzett kutatásokat - egy széles körben elterjedt legenda szerint megfogadta, hogy nem publikál semmit ezen a területen Hooke élete során, aki folyamatosan az utóbbi számára fájdalmas kritikákkal zaklatta Newtont. Mindenesetre 1704-ben, a Hooke halála utáni évben megjelent az „Optika” című monográfia. A szerző élete során az „Optika”, akárcsak a „Principles”, három kiadáson és számos fordításon ment keresztül.

A monográfia első kötete a geometriai optika alapelveit, a fényszórás tanát és a fehér szín kompozícióját tartalmazta különféle alkalmazásokkal.

Megjósolta a Föld laposodását a sarkoknál, körülbelül 1:230-at. Ugyanakkor Newton homogén folyadékmodellt használt a Föld leírására, alkalmazta az egyetemes gravitáció törvényét és figyelembe vette a centrifugális erőt. Ugyanakkor hasonló számításokat végzett Huygens is, aki nem hitt a nagy hatótávolságú gravitációs erőben, és tisztán kinematikusan közelítette meg a problémát. Ennek megfelelően Huygens a Newton-féle 1:576-nál kisebb kompressziót jósolt. Sőt, Cassini és más karteziánusok azzal érveltek, hogy a Föld nincs összenyomva, hanem citromszerűen kidudorodik a sarkokon. Ezt követően, bár nem azonnal (az első mérések pontatlanok voltak), a közvetlen mérések (Clerot,) megerősítették Newton helyességét; A tényleges tömörítés 1:298. Ez az érték azért különbözik attól, amit Newton javasolt a Huygens-féle javára, mert a homogén folyadék modellje még mindig nem teljesen pontos (a sűrűség a mélységgel észrevehetően növekszik). Pontosabb elmélet, amely kifejezetten figyelembe vette a sűrűség mélységtől való függőségét, csak a 19. században alakult ki.

Egyéb tevékenységi területek

Az ókori királyságok finomított kronológiája

A jelenlegi tudományos (fizikai és matematikai) hagyományt megalapozó kutatásokkal párhuzamosan Newton sok időt szentelt az alkímiának, valamint a teológiának. Nem publikált alkímiáról szóló művet, és ennek a hosszú távú hobbinak az egyetlen ismert eredménye Newton súlyos megmérgezése volt 1691-ben.

Newton a bibliai kronológia saját változatát javasolta, jelentős számú kéziratot hátrahagyva ezzel a kérdéssel. Emellett kommentárt írt az Apokalipszishez. Newton teológiai kéziratait jelenleg Jeruzsálemben, a Nemzeti Könyvtárban őrzik.

Megjegyzések

Newton főbb publikált művei

• Fluxionok módszere(, "Fluxionok módszere", posztumusz, 1736-ban jelent meg)
• De Motu Corporum Gyrumban ()
• Philosophiae Naturalis Principia Mathematica(, "A természetfilozófia matematikai alapelvei")
• Optika(, "Optika")
• Arithmetica Universalis(, "Univerzális aritmetika")
• Rövid Krónika, A világ rendszere, Optikai előadások, Az ókori királyságok kronológiája, módosítvaÉs De mundi systemate posztumusz, 1728-ban jelent meg.
• Történelmi beszámoló a Szentírás két figyelemreméltó elrontottságáról (1754)

Irodalom

Esszék

• Newton I. Matematikai munkák. Per. és komm. D. D. Morduhaj-Boltovszkij. M.-L.: ONTI, 1937.
• Newton I.Általános aritmetika vagy könyv az aritmetikai szintézisről és elemzésről. M.: Kiadó. Szovjetunió Tudományos Akadémia, 1948.
• Newton I. A természetfilozófia matematikai alapelvei. Per. és kb. A. N. Krylova. M.: Nauka, 1989.
• Newton I. Optikai előadások. M.: Kiadó. Szovjetunió Tudományos Akadémia, 1946.
• Newton I. Optika vagy értekezés a fény visszaverődéséről, fénytöréséről, hajlításáról és színeiről. M.: Gostekhizdat, 1954.
• Newton I. Jegyzetek Dániel próféta könyvéhez és Szent apokalipsziséhez. János. old.: Új idő, 1915.
• Newton I. Az ókori királyságok korrigált kronológiája. M.: RIMIS, 2007.

Róla

• Arnold V.I. Huygens és Barrow, Newton és Hooke. . M.: Nauka, 1989.
• Bell E.T. A matematika alkotói. M.: Oktatás, 1979.
• Vavilov S. I. Isaac Newton. 2. add. szerk. M.-L.: Kiadó. Szovjetunió Tudományos Akadémia, 1945.
• Matematika története A. P. Juskevics szerkesztésében három kötetben, M.: Nauka, 1970. 2. kötet. A 17. század matematikája.
• Karcev V. Newton. M.: Fiatal Gárda, 1987.
• Katasonov V. N. A 17. század metafizikai matematikája. M.: Nauka, 1993.
• Kirsanov V. S. A 17. század tudományos forradalma. M.: Nauka, 1987.
• Kuznyecov B. G. Newton. M.: Mysl, 1982.
• Moszkvai Egyetem - Isaac Newton emlékére. M., 1946.
• Spassky B.I. A fizika története. Szerk. 2. M.: Felsőiskola, 1977. 1. rész 2. rész.
• Hellman H. Nagy viták a tudományban. A tíz legizgalmasabb vita. M.: Dialektika, 2007. - 3. fejezet Newton versus Leibniz: A titánok összecsapása.
• Juskevics A.P. Newton matematikai kéziratairól. Történeti és Matematikai Kutatás, 22, 1977, p. 127-192.
• Juskevics A.P. Newton és Leibniz infinitezimális számításának fogalmai. Történeti és Matematikai Kutatás, 23, 1978, p. 11-31.
• Arthur R. T. W. Newton fluxusai és egyformán folyó idő. Tudománytörténeti és tudományfilozófiai tanulmányok, 26, 1995, p. 323-351.
• Bertoloni M.D. Egyenértékűség és prioritás: Newton versus Leibniz. Oxford: Clarendon Press, 1993.
• Cohen I. B. Newton filozófiai alapelvei: Newton tudományos munkássága és annak általános környezete iránt érdeklődik. Cambridge (Mass) UP, 1956.
• Cohen I. B. Bevezetés Newton „Principiájába”. Cambridge (Mass) UP, 1971.
• Lai T. Newton lemondott az infinitezimálisokról? Historia Mathematica, 2, 1975, p. 127-136.
• Selles M. A. Infinitezimálok Newton mechanikájának alapjaiban. Historia Mathematica, 33, 2006, p. 210-223.
• Weinstock R. Newton Principia és inverz négyzetpályák: a hibát újra megvizsgálták. Historia Mathematica, 19, 1992, p. 60-70.
• Westfall R.S. Soha nyugalomban: Egy életrajz. Isaac Newton. Cambridge UP, 1981.
• Whiteside D.T. A matematikai gondolkodás mintái a későbbi tizenhetedik században. Archívum a pontos tudományok történetéhez, 1, 1963, p. 179-388.
• Fehér M. Isaac Newton: Az utolsó varázsló. Perseus, 1999, 928 pp.

Műalkotások

Sir Isaac Newton (angolul Sir Isaac Newton, az Angliában akkoriban használt Julianus-naptár szerint 1727. március 20.; vagy a Gergely-naptár szerint 1643. január 4. - 1727. március 31.) – egy nagyszerű angol fizikus, matematikus és csillagász. A „Természetfilozófia matematikai alapelvei” (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) című alapmű szerzője, amelyben leírta az egyetemes gravitáció törvényét és az úgynevezett Newton-törvényeket, amelyek lefektették a klasszikus mechanika alapjait. Kidolgozta a differenciál- és integrálszámítást, a színelméletet és sok más matematikai és fizikai elméletet.

Kifejlesztett (G. Leibniztől függetlenül) differenciál- és integrálszámítás. Felfedezte a fény diszperzióját, a kromatikus aberrációt, tanulmányozta az interferenciát és a diffrakciót, kidolgozta a fény korpuszkuláris elméletét, és felállított egy hipotézist, amely egyesíti a korpuszkuláris és a hullám fogalmát. Fényvisszaverő távcsövet épített. Megfogalmazta a klasszikus mechanika alaptörvényeit. Felfedezte az egyetemes gravitáció törvényét, elméletet adott az égitestek mozgásáról, megteremtve az égi mechanika alapjait. A teret és az időt abszolútnak tekintették. Newton munkája messze megelőzte korának általános tudományos színvonalát, és kortársai rosszul értették. Ő volt a pénzverde igazgatója, és megalapította az érme üzletet Angliában. Egy híres alkimista, Newton az ókori királyságok kronológiáját tanulmányozta. Teológiai munkáit a (többnyire nem publikált) bibliai próféciák értelmezésének szentelte.

Newton 1643. január 4-én született Woolsthorpe faluban (Lincolnshire, Anglia) egy kisparaszt családjában, aki három hónappal fia születése előtt halt meg. A baba koraszülött volt; Egy legenda szerint olyan kicsi volt, hogy egy padon fekvő báránybőr kesztyűbe tették, amelyből egy napon leesett, és erősen beverte a fejét a padlóba. Amikor a gyermek három éves volt, édesanyja újraházasodott, és elment, így a nagyanyjára bízta. Newton betegesen és barátságtalanul nőtt fel, hajlamos az álmodozásra. A költészet és a festészet vonzotta, társaitól távol papírsárkányokat készített, szélmalmot, vízórát és pedálkocsit talált fel. Az iskolai élet kezdete nehéz volt Newton számára. Gyengén tanult, gyenge fiú volt, és egy napon az osztálytársai eszméletvesztésig verték. A büszke Newtonnak elviselhetetlen volt ezt elviselni, és csak egy dolog maradt: kitűnni tanulmányi sikereivel. Kemény munkával első helyezést ért el osztályában.

A technológia iránti érdeklődés elgondolkodtatta Newtont a természeti jelenségeken; Behatóan tanult matematikát is. Jean Baptiste Bieux később így írt erről: „Az egyik nagybátyja egy napon egy sövény alatt találta, könyvvel a kezében, mély gondolatokba merülve, elvette tőle a könyvet, és megállapította, hogy egy matematikai probléma megoldásával van elfoglalva. Egy ilyen fiatal férfi ilyen komoly és aktív irányításával rávette anyját, hogy ne álljon tovább fia kívánságának, és küldje tovább tanulmányait.”

Newton komoly előkészület után 1660-ban Subsizzfr-ként lépett Cambridge-be (az úgynevezett szegény hallgatók, akik kötelesek voltak szolgálni a kollégium tagjait, és ez nem tehette meg Newtont). A főiskola utolsó évében kezdtem asztrológiát tanulni.

Newton komolyan vette az asztrológiát, és buzgón védte azt kollégái támadásaival szemben. Az asztrológia tanulmányozása és jelentőségének bizonyítása késztette az égitestek mozgásának és bolygónkra gyakorolt ​​hatásának kutatására.

Hat év alatt Newton megszerezte az összes főiskolai diplomát, és előkészítette minden további nagy felfedezését. 1665-ben Newton a művészetek mestere lett. Ugyanebben az évben, amikor Angliában tombolt a pestisjárvány, úgy döntött, hogy ideiglenesen Woolsthorpe-ban telepszik le. Ott kezdett aktívan foglalkozni az optikával. Minden kutatás vezérmotívuma a fény fizikai természetének megértése volt. Newton úgy vélte, hogy a fény egy forrásból kibocsátott speciális részecskék (testek) folyama, amelyek egyenes vonalban mozognak, amíg akadályba nem ütköznek. A korpuszkuláris modell nemcsak a fényterjedés egyenességét magyarázta, hanem a visszaverődés (rugalmas visszaverődés) és a fénytörés törvényét is.

Ekkor már nagyrészt befejeződött a munka, amely Newton munkájának fő nagyszerű eredményévé vált - a világ egységes fizikai képének létrehozása az általa megfogalmazott mechanika törvényei alapján.

Miután felvetette a különféle erők tanulmányozásának problémáját, maga Newton hozta fel a megoldás első ragyogó példáját, megfogalmazva az egyetemes gravitáció törvényét. Az egyetemes gravitáció törvénye lehetővé tette Newton számára, hogy kvantitatív magyarázatot adjon a bolygók Nap körüli mozgására és a tengeri árapály természetére. Ez óriási benyomást kelthetett a kutatók elméjében. Az összes természeti jelenség – mind a „földi”, mind a „mennyei” – egységes mechanikai leírására szolgáló program a fizikában évek óta kialakult.

1668-ban Newton visszatért Cambridge-be, és hamarosan megkapta a Lucasian Matematikai Tanszéket. Ezt a széket korábban tanára, I. Barrow foglalta el, aki átengedte a széket kedvenc tanítványának, hogy anyagilag biztosítsa. Ekkor már Newton volt a binomiális szerzője és (Leibnizzel egyidejűleg, de tőle függetlenül) a differenciál- és integrálszámítás módszerének megalkotója.

Nem korlátozva önmagát az elméleti kutatásra, ugyanebben az évben tervezett egy tükröző távcsövet (reflektívet). Az elkészült (javított) távcsövek közül a második volt az oka annak, hogy Newtont a Londoni Királyi Társaság tagjaként bemutassák. Amikor Newton a tagdíjfizetés lehetetlensége miatt megtagadta a tagságot, tudományos érdemeire tekintettel lehetségesnek tartották, hogy kivételt tegyenek vele, felmentve a fizetés alól. 1675-ben bemutatott fény- és színelmélete olyan támadásokat váltott ki, hogy Newton úgy döntött, nem publikál semmit az optikáról, amíg Hooke, a legkeserűbb ellenfele életben van. 1688 és 1694 között Newton parlamenti képviselő volt.

Addigra, 1687-ben megjelent a „Természetfilozófia matematikai alapelvei” - minden fizikai jelenség mechanikájának alapja, az égitestek mozgásától a hang terjedéséig. Évszázadokkal később ez a program meghatározta a fizika fejlődését, és jelentősége a mai napig nem merült ki. Az anyagi bizonytalanság állandó nyomasztó érzése, a hatalmas idegi és mentális stressz kétségtelenül Newton betegségének egyik oka volt. A betegség azonnali lendülete egy tűz volt, amelyben az összes általa készített kézirat elveszett. Ezért a pénzverde felügyelői pozíciója, miközben megtartotta professzori tisztségét Cambridge-ben, nagyon fontos volt számára. A buzgón munkához fogott és gyorsan észrevehető sikereket elérő Newtont 1699-ben nevezték ki igazgatónak. Ezt lehetetlen volt összekapcsolni a tanítással, így Newton Londonba költözött.

1703 végén a Royal Society elnökévé választották. Addigra Newton elérte a hírnév csúcsát. 1705-ben a lovagi rangra emelték, de nagy lakása, hat szolgája és gazdag családja miatt magányos marad.

Az aktív kreativitás ideje lejárt, és Newton az „Optika” kiadásának előkészítésére, a „Matematical Principles of Natural Philosophy” című mű újrakiadására és a Szentírás értelmezésére szorítkozik (ő az értelmezés szerzője). az Apokalipszis, egy esszé Dániel prófétáról).

Newton 1727. március 31-én halt meg Londonban, és a Westminster Abbeyben temették el. Sírjának felirata a következő szavakkal végződik: „Örüljenek a halandók, hogy az emberi faj ilyen ékessége élt közöttük.”

angol Isaac Newton

angol fizikus, matematikus, mechanikus és csillagász, a klasszikus fizika egyik megalapítója

rövid életrajz

Világhírű tudós, akinek a tudományhoz való hozzájárulását hihetetlenül nehéz túlbecsülni. Szerelő, fizikus, csillagász, matematikus volt; Ő nevéhez fűződik a klasszikus mechanika főbb törvényeinek megfogalmazása, az egyetemes gravitáció törvényeinek felfedezése és az égitestek mozgási mechanizmusának magyarázata. Ő alapozta meg az akusztikát, a fizikai optikát és a kontinuummechanikát. Isaac Newton sokoldalú személyiségként híres alkimista hírében állt, tanulmányozta az ókori királyságok kronológiáját, írt teológiai műveket, amelyek többsége kiadatlan maradt. Kortársai alábecsülték és keveset értették műveit, hiszen messze megelőzték az akkori tudomány színvonalát.

1643. január 4-én Lincolnshire megyében, Granthamtől nem messze, Woolsthorpe faluban egy gazdálkodó családjának parányi, gyenge gyermeke született, akit még meg is féltek megkeresztelni, mert azt hitték, nem fog sokáig élni. . Izsáknak hívták, 84 évet élt, és a legnagyobb tudós lett. Isaac hároméves korától a nagymamája nevelte fel, gyakran volt beteg, kerülte társait, és sok időt töltött álmodozással és gondolkodással. A felnövekvő fiú általános iskolába került, és 12 évesen Granthamben kötött ki, ahol iskolába járt és egy gyógyszerésznél lakott. Fizikailag gyenge és komoly kommunikációs nehézségekkel küzdő fiatal Newton rengeteg erőfeszítést tett, hogy sikeres legyen tanulmányaiban, és az első legyen társai között.

A fiú komolysága, a matematika iránti érdeklődése, tehetsége nem maradt el, ismerősei közösen vették rá Isaac anyját, hogy engedje meg fiát, hogy továbbtanuljon, bár neki saját tervei voltak vele. Ennek eredményeként, komoly felkészülés után, 1660. június 5-én a 17 éves Newton különleges beosztással lépett be a Cambridge-i Egyetemre: nem fizetett tandíjat, de jómódú hallgatókat kellett szolgálnia. Newton 1664-ben lett igazi diák, és a következő évben már megkapta a Bachelor of Fine Arts fokozatot.

Cambridge-i tanulmányainak évei alatt készültek további felfedezések, amelyek megörökítették nevét. Tudományos életrajzának ez a legtermékenyebb időszaka akkor is tartott, amikor az egyetemi kampuszon kitört járvány (esetleg pestisjárvány) kapcsán 1665-1607-et töltött. otthon lakott. Itt fedezte fel az univerzális gravitáció törvényét, terjesztette elő az integrál- és differenciálszámítás gondolatait, és feltalált egy tükröző távcsövet.

1668-ban Newton visszatért Cambridge-be, ahol mesterdiplomát szerzett, és elfoglalta a lucasi matematikai katedrát: a híres matematikus, I. Barrow kedvenc tanítványának adta, hogy anyagilag támogassa. Newton 1669 és 1701 között a Cambridge-i Egyetem Fizika és Matematika Tanszékét vezette. 1672 januárjában a Londoni Királyi Társaság tagjává választották. 1686 áprilisában Newton elküldte a fővárosba a „Mathematical Principles of Natural Philosophy” című híres alapmű két részét, amely lefektette a klasszikus fizika alapjait, és összefoglalta számos korábbi munkáját a matematika, a fizika, a csillagászat és a csillagászat területén. optika.

1689-ben Newton édesanyja meghalt, ami súlyos csapás volt számára, és az állandó nagy intellektuális és idegi feszültséggel együtt az egyik tényezője volt annak a mentális zavarnak, amely 1692-ben utolérte a tudóst. Ezt egy tűz okozta, amely elpusztított egy hatalmas számú kézirat. A betegségéből nehezen felépült Newton folytatta a természettudományok tanulmányozását, de nem olyan intenzíven.

Newton betegségének másik mögöttes oka nyomasztó anyagi bizonytalansága volt. 1695-ben végre rámosolygott a szerencse: megkapta a pénzverde gondnoki állását, miközben professzor maradt Cambridge-ben. 1699-ben kiváló munkájának köszönhetően igazgatónak nevezték ki, ezért otthagyta a tanítást és Londonba ment, ahol haláláig az igazgatói posztban maradt.

1703-ban, amikor a Royal Society elnökévé választották, Newton hírneve csúcsán volt. 1705-ben lovagi címet kapott, nagy fizetést kapott, tágas lakásban lakott, de emberileg egyedül maradt - mint mindig. 1725-ben Newton elhagyta a kormányzati szolgálatot, és 1727-ben, amikor Angliát pestisjárvány lepte el, március 31-én halt meg. Temetésének napja a nemzeti gyász napja lett; A kiváló tudóst a Westminster Abbeyben temették el.

Életrajz a Wikipédiából

uram Isaac Newton(vagy Newton) (angolul Isaac Newton /ˈnjuːtən/, 1642. december 25. - 1727. március 20. a Julianus-naptár szerint, amely 1752-ig volt érvényben Angliában; vagy a Gergely-naptár szerint 1643. január 4. - 1727. március 31.) - Angol fizikus, matematikus, mechanikus és csillagász, a klasszikus fizika egyik megalapítója. A „Matematical Principles of Natural Philosophy” című alapmű szerzője, amelyben felvázolta az egyetemes gravitáció törvényét és a mechanika három törvényét, amelyek a klasszikus mechanika alapjává váltak. Kidolgozta a differenciál- és integrálszámítást, a színelméletet, lefektette a modern fizikai optika alapjait, és számos más matematikai és fizikai elméletet is alkotott.

korai évek

Isaac Newton a lincolnshire-i Woolsthorpe faluban született a polgárháború előestéjén. Newton apja, egy kicsi, de sikeres földműves, Isaac Newton (1606-1642), nem élte meg fia születését. A fiú koraszülötten született, beteges volt, ezért sokáig nem merték megkeresztelni. És mégis életben maradt, megkeresztelkedett (január 1.), és az apja emlékére Izsáknak nevezték el. Newton a sors különleges jelének tartotta a karácsonyi születés tényét. Csecsemőkori rossz egészségi állapota ellenére 84 évet élt.

Newton őszintén hitte, hogy családja a 15. századi skót nemesekhez nyúlik vissza, de a történészek felfedezték, hogy 1524-ben ősei szegényparasztok voltak. A 16. század végére a család meggazdagodott és yeomen (földbirtokos) lett. Newton apja nagy összegű, 500 font sterling örökséget hagyott akkoriban, és több száz hektár termékeny földet, amelyet szántóföldek és erdők foglaltak el.

1646 januárjában Newton anyja, Hannah Ayscough (1623-1679) újraházasodott. Három gyermeke született új férjétől, egy 63 éves özvegytől, és kezdett kevés figyelmet szentelni Izsáknak. A fiú patrónusa anyai nagybátyja, William Ayscough volt. Gyermekkorában Newton a kortársak szerint hallgatag, visszahúzódó és elszigetelt volt, szeretett olvasni és műszaki játékokat készíteni: napórát és vízórát, malmot stb. Egész életében magányosnak érezte magát.

Mostohaapja 1653-ban halt meg, örökségének egy része Newton anyjához szállt, aki azonnal bejegyezte Isaac nevére. Az anya hazatért, de figyelme legnagyobb részét a három legkisebb gyermekre és a kiterjedt háztartásra összpontosította; Isaac továbbra is magára maradt.

1655-ben a 12 éves Newtont egy közeli Grantham-i iskolába küldték tanulni, ahol Clark gyógyszerész házában élt. A fiú hamarosan rendkívüli képességeket mutatott fel, de 1659-ben édesanyja, Anna visszaküldte a birtokra, és megpróbálta 16 éves fiára bízni a háztartás vezetésének egy részét. A próbálkozás nem járt sikerrel – Isaac a könyvolvasást, a versírást és különösen a különféle mechanizmusok tervezését részesítette előnyben minden más tevékenységgel szemben. Ekkor Stokes, Newton iskolai tanára felkereste Annát, és elkezdte rábeszélni, hogy folytassa szokatlanul tehetséges fia oktatását; Ehhez a kéréshez csatlakozott William bácsi és Isaac Grantham ismerőse (Clark gyógyszerész rokona), Humphrey Babington, a Cambridge-i Trinity College tagja. Összefogásukkal végül elérték céljukat. 1661-ben Newton sikeresen befejezte az iskolát, és a Cambridge-i Egyetemen folytatta tanulmányait.

Trinity College (1661-1664)

1661 júniusában a 18 éves Newton megérkezett Cambridge-be. Az alapító okirat szerint latin nyelvtudásából vizsgáztatták, majd közölték vele, hogy felvételt nyert a Cambridge-i Egyetem Trinity College-jába (College of the Holy Trinity). Newton életének több mint 30 éve kapcsolódik ehhez az oktatási intézményhez.

A főiskola, mint az egész egyetem, nehéz időszakon ment keresztül. Angliában éppen akkor állították helyre a monarchiát (1660), II. Károly király gyakran késleltette az egyetem miatti kifizetéseket, és elbocsátotta a forradalom idején kinevezett tanári kar jelentős részét. A Trinity College-ban összesen 400 ember élt, köztük diákok, szolgák és 20 koldus, akiknek az alapító okirat szerint alamizsnát kellett adni a kollégiumnak. Az oktatási folyamat siralmas állapotban volt.

Newton a „sizar” hallgatók kategóriájába került, akiktől nem kértek tandíjat (valószínűleg Babington ajánlására). Az akkori normák szerint a méretadónak az egyetemen végzett különféle munkákkal, vagy a tehetősebb hallgatóknak nyújtott szolgáltatásokkal kellett fizetni a képzéséért. Életének ezen időszakáról nagyon kevés okirati bizonyíték és emlék maradt fenn. Ezekben az években Newton karaktere végül kialakult - a mélyre jutás vágya, a megtévesztés, a rágalmazás és az elnyomás iránti intolerancia, a közhírnév iránti közömbösség. Még mindig nem voltak barátai.

1664 áprilisában Newton a sikeres vizsgák után a felsőbb éves diákok magasabb kategóriájába költözött ( tudósok), amely ösztöndíjra tette jogosulttá főiskolai tanulmányait.

Galilei felfedezései ellenére a természettudományt és a filozófiát Cambridge-ben még mindig Arisztotelész szerint tanították. Newton fennmaradt jegyzetfüzete azonban már említi Galileit, Kopernikuszt, Kartezianizmust, Keplert és Gassendi atomelméletét. Ezekből a jegyzetfüzetekből ítélve továbbra is gyártott (főleg tudományos műszereket), és lelkesen foglalkozott optikával, csillagászattal, matematikával, fonetikával és zeneelmélettel. Szobatársa emlékiratai szerint Newton teljes szívvel a tanulmányainak szentelte magát, megfeledkezett az étkezésről és az alvásról; valószínűleg minden nehézség ellenére ő maga is pontosan erre vágyott.

Az 1664-es év Newton életében más eseményekben is gazdag volt. Newton kreatív hullámot élt át, önálló tudományos tevékenységbe kezdett, és nagyszabású (45 pontból álló) listát állított össze a természet és az emberi élet megoldatlan problémáiról. Kérdőív, lat. Questiones quaedam philosophicae). A jövőben nem egyszer jelennek meg hasonló listák a munkafüzeteiben. Ugyanezen év márciusában a főiskola újonnan alapított (1663-ban) matematika tanszékén egy új tanár, a 34 éves Isaac Barrow, a jelentős matematikus, Newton leendő barátja és tanára kezdte meg előadásait. Newton érdeklődése a matematika iránt meredeken nőtt. Megtette az első jelentős matematikai felfedezést: a binomiális kiterjesztést egy tetszőleges racionális kitevőre (beleértve a negatívakat is), és ezen keresztül jutott el fő matematikai módszeréhez - egy függvény végtelen sorozattá való kiterjesztéséhez. Az év legvégén Newton agglegény lett.

Newton munkájának tudományos támasza és inspirációja a fizikusok voltak: Galileo, Descartes és Kepler. Newton azzal fejezte be munkájukat, hogy egy univerzális világrendszerré egyesítette őket. Más matematikusok és fizikusok kisebb, de jelentős befolyással bírtak: Euclid, Fermat, Huygens, Wallis és közvetlen tanára, Barrow. Newton tanulói jegyzetfüzetében van egy programmondat:

A filozófiában nem lehet uralkodó, csak az igazság... Aranyemléket kell állítani Keplernek, Galileinek, Descartesnak, és mindegyikre rá kell írni: „Platón barát, Arisztotelész barát, de a fő barát az igazság.”

"A pestisévek" (1665-1667)

1664 karácsony estéjén vörös keresztek kezdtek megjelenni a londoni házakon – ez a nagy pestisjárvány első jele. Nyárra a halálos járvány jelentősen kiterjedt. 1665. augusztus 8-án a Trinity College tanóráit felfüggesztették, a személyzetet pedig feloszlatták a járvány végéig. Newton hazament Woolsthorpe-ba, és magával vitte a főbb könyveket, jegyzetfüzeteket és hangszereket.

Ezek katasztrofális évek voltak Anglia számára – pusztító pestisjárvány (a lakosság egyötöde egyedül Londonban halt meg), pusztító háború Hollandiával és a londoni nagy tűzvész. Newton azonban tudományos felfedezései jelentős részét a „pestisévek” magányában tette. A fennmaradt feljegyzésekből kitűnik, hogy a 23 éves Newton már folyékonyan ismerte a differenciál- és integrálszámítás alapvető módszereit, beleértve a függvények sorozatbővítését és azt, amit később Newton-Leibniz képletnek neveztek. Egy sor ötletes optikai kísérlet elvégzése után bebizonyította, hogy a fehér szín a spektrum színeinek keveréke. Newton később felidézte ezeket az éveket:

1665 elején megtaláltam a közelítő sorozatok módszerét és a szabályt a binomiális tetszőleges hatványának ilyen sorozattá alakítására... novemberben megkaptam a fluxusok direkt módszerét [differenciálszámítás]; a következő év januárjában megkaptam a színelméletet, májusban pedig elkezdtem a fluxusok inverz módszerét [integrálszámítást]... Ebben az időben fiatalságom legjobb időszakát éltem, és jobban érdekelt a matematika és a [ természet] filozófiája, mint később bármikor.

De ezekben az években a legjelentősebb felfedezése az egyetemes gravitáció törvénye volt. Később, 1686-ban Newton ezt írta Halley-nek:

A több mint 15 éve írt dolgozatokban (pontos dátumot nem tudok mondani, de mindenesetre Oldenburggal folytatott levelezésem kezdete előtt volt) a bolygók Nap felé irányuló gravitációs vonzásának fordított másodfokú arányosságát fejeztem ki. a távolságtól függően, és kiszámította a földi gravitáció és a Hold conatus recedendi [törekvésének] megfelelő arányát a Föld közepe felé, bár nem teljesen pontosan.

A Newton által említett pontatlanságot az okozta, hogy Newton a Föld méreteit és a gravitációs gyorsulás nagyságát Galilei Mechanikájából vette, ahol jelentős hibával adták meg. Később Newton pontosabb adatokat kapott Picardtól, és végül meggyőződött elméletének igazságáról.

Egy jól ismert legenda szerint Newton egy faágról leeső alma megfigyelésével fedezte fel a gravitáció törvényét. A „Newton almát” először Newton életrajzírója, William Stukeley említette röviden („Memoirs of the Life of Newton”, 1752):

Ebéd után meleg lett az idő, kimentünk a kertbe és teáztunk az almafák árnyékában. Ő [Newton] azt mondta nekem, hogy a gravitáció gondolata ugyanúgy egy fa alatt ülve jutott eszébe. Szemlélődő hangulatban volt, amikor hirtelen leesett egy alma az ágról. "Miért esnek az almák mindig merőlegesen a földre?" - azt gondolta.

A legenda Voltaire-nek köszönhetően vált népszerűvé. Valójában, amint Newton munkafüzeteiből kiderül, az egyetemes gravitáció elmélete fokozatosan fejlődött. Egy másik életrajzíró, Henry Pemberton részletesebben ismerteti Newton érvelését (az alma megemlítése nélkül): "a több bolygó periódusainak és a Naptól való távolságának összehasonlításával megállapította, hogy ... ennek az erőnek négyzetes arányban kell csökkennie, ahogy a növekszik a távolság." Más szóval, Newton felfedezte, hogy Kepler harmadik törvényéből, amely a bolygók keringési periódusát a Nap távolságához viszonyítja, pontosan követi a gravitáció törvényének „fordított négyzetképletét” (a körpályák közelítésében). Newton később, miután a mechanika törvényei világossá váltak számára, írta ki a tankönyvekbe bekerült gravitációs törvény végső megfogalmazását.

Ezeket a felfedezéseket, csakúgy, mint a későbbieket, 20-40 évvel később publikálták, mint ahogyan megtették. Newton nem hajszolta a hírnevet. 1670-ben ezt írta John Collinsnak: „Semmi kívánatosat nem látok a hírnévben, még akkor sem, ha képes lennék kiérdemelni. Ez talán növelné az ismerőseim számát, de én pontosan ezt próbálom elkerülni.” Nem publikálta első tudományos munkáját (1666. október), amely az elemzés alapjait vázolta; csak 300 évvel később találták meg.

A tudományos hírnév kezdete (1667-1684)

1666 márciusában-júniusában Newton Cambridge-be látogatott. A nyáron azonban egy újabb pestishullám arra kényszerítette, hogy ismét hazamenjen. Végül 1667 elején a járvány alábbhagyott, és Newton áprilisban visszatért Cambridge-be. Október 1-jén a Trinity College ösztöndíjasává választották, majd 1668-ban mester lett. Kiosztottak neki egy tágas, külön szobát, amelyben lakhat, fizetést (2 font/év), és kapott egy csoport diákot, akikkel lelkiismeretesen tanult standard tantárgyakat heti több órában. Newton azonban sem akkor, sem később nem lett tanárként híres, előadásait gyengén látogatták.

Megerősítve pozícióját, Newton Londonba utazott, ahol röviddel azelőtt, 1660-ban létrehozták a Londoni Királyi Társaságot - a kiemelkedő tudományos személyiségek tekintélyes szervezetét, az egyik első Tudományos Akadémiát. A Royal Society kiadványa a Philosophical Transactions folyóirat volt.

1669-ben kezdtek megjelenni Európában a végtelen sorozatok kiterjesztését használó matematikai művek. Bár ezeknek a felfedezéseknek a mélysége nem hasonlítható össze Newton felfedezéseivel, Barrow ragaszkodott ahhoz, hogy tanítványa rögzítse a prioritást ebben a kérdésben. Newton rövid, de meglehetősen teljes összefoglalót írt felfedezésének ezen részéről, amelyet „Analízis végtelen számú tagú egyenletekkel” nevezett. Barrow elküldte ezt az értekezést Londonnak. Newton megkérte Barrow-t, hogy ne fedje fel a mű szerzőjének nevét (de mégis elengedte). Az „elemzés” elterjedt a szakemberek körében, és némi hírnevet szerzett Angliában és külföldön is.

Ugyanebben az évben Barrow elfogadta a király felkérését, hogy legyen udvari lelkész, és otthagyta a tanítást. 1669. október 29-én a 26 éves Newtont választották utódjául a matematika és az optika lucasiai professzorává a Trinity College-ban. Ebben a pozícióban Newton évi 100 GBP fizetést kapott, a Trinity-től kapott egyéb bónuszok és ösztöndíjak mellett. Az új poszt több időt adott Newtonnak saját kutatására is. Barrow egy kiterjedt alkímiai laboratóriumot hagyott Newtonnak; Ebben az időszakban Newton komolyan érdeklődött az alkímia iránt, és sok kémiai kísérletet végzett.

Ugyanakkor Newton folytatta az optikai és színelméleti kísérleteket. Newton a gömbi és kromatikus aberrációt tanulmányozta. Hogy ezeket minimálisra csökkentse, vegyes fényvisszaverő távcsövet épített: lencsét és homorú gömbtükröt, amit maga készített és csiszolt. Egy ilyen távcső tervét először James Gregory javasolta (1663), de ez a terv soha nem valósult meg. Newton első terve (1668) nem járt sikerrel, de a következő, gondosabban csiszolt tükörrel, kis mérete ellenére 40-szeres nagyítást nyújtott, kiváló minőségben.

Az új műszerről szóló pletykák gyorsan eljutottak Londonba, és Newtont meghívták, hogy mutassa meg találmányát a tudományos közösségnek. 1671 végén - 1672 elején a reflektor bemutatójára került sor a király előtt, majd a Királyi Társaságban. A készülék általános dicséretet kapott. Valószínűleg a találmány gyakorlati jelentősége is közrejátszott: a csillagászati ​​megfigyelések az idő pontos meghatározását szolgálták, ami viszont a tengeri hajózáshoz szükséges volt. Newton híressé vált, és 1672 januárjában a Royal Society tagjává választották. Később a továbbfejlesztett reflektorok lettek a csillagászok fő eszközei, segítségükkel felfedezték az Uránusz bolygót, más galaxisokat és a vöröseltolódást.

Newton eleinte nagyra értékelte a Royal Society kollégáival folytatott kommunikációját, amelybe Barrow mellett James Gregory, John Wallis, Robert Hooke, Robert Boyle, Christopher Wren és az angol tudomány más híres alakjai is beletartoztak. Azonban hamarosan unalmas konfliktusok kezdődtek, amelyek Newtonnak nagyon nem tetszettek. Különösen a fény természetéről robbant ki zajos vita. Úgy kezdődött, hogy 1672 februárjában Newton részletes leírást adott ki klasszikus prizmákkal végzett kísérleteiről és színelméletéről a Filozófiai Transakciókban. Hooke, aki korábban publikálta saját elméletét, kijelentette, hogy őt nem győzték meg Newton eredményei; Huygens támogatta azzal az indokkal, hogy Newton elmélete „ellentmond az általánosan elfogadott nézeteknek”. Newton csak hat hónappal később válaszolt a kritikáikra, de ekkorra már jelentősen megnőtt a kritikusok száma.

Az alkalmatlan támadások lavinája ingerültté és depresszióssá tette Newtont. Newton arra kérte az Oldenburg Társaság titkárát, hogy ne küldjön neki több kritikus levelet, és fogadalmat tett a jövőre nézve: nem keveredik tudományos vitákba. Leveleiben kifogásolja, hogy választás előtt áll: vagy nem publikálja felfedezéseit, vagy minden idejét és energiáját a barátságtalan amatőr kritikák visszaverésére fordítja. Végül az első lehetőséget választotta, és bejelentette kilépését a Royal Society-ből (1673. március 8.). Oldenburg nem minden nehézség nélkül rávette, hogy maradjon, de a Társasággal való tudományos kapcsolatokat sokáig a minimumra szorították.

Két fontos esemény történt 1673-ban. Először is: a királyi rendelet értelmében Newton régi barátja és mecénása, Isaac Barrow visszatért Trinity-be, immár a kollégium vezetőjeként ("mestere"). Másodszor: Leibniz, akit akkoriban filozófusként és feltalálóként ismertek, érdeklődni kezdett Newton matematikai felfedezései iránt. Miután megkapta Newton 1669-es végtelen sorozatokról szóló munkáját, és alaposan tanulmányozta azt, önállóan elkezdte kidolgozni saját elemzési változatát. 1676-ban Newton és Leibniz levelet váltott, amelyben Newton kifejtette számos módszerét, válaszolt Leibniz kérdéseire, és utalt még általánosabb, még nem publikált módszerek létezésére (értsd: általános differenciál- és integrálszámítás). A Royal Society titkára, Henry Oldenburg kitartóan kérte Newtont, hogy tegye közzé matematikai felfedezéseit az elemzésről Anglia dicsőségére, de Newton azt válaszolta, hogy már öt éve dolgozik egy másik témán, és nem akarja, hogy elvonják a figyelmét. Newton nem válaszolt Leibniz következő levelére. Az első rövid publikáció Newton elemzési változatáról csak 1693-ban jelent meg, amikor Leibniz változata már széles körben elterjedt Európában.

Az 1670-es évek vége szomorú volt Newton számára. 1677 májusában a 47 éves Barrow váratlanul meghalt. Ugyanezen év telén erős tűz ütött ki Newton házában, és Newton kézirattárának egy része leégett. 1677 szeptemberében a Royal Society Newtont kedvelő titkára, Oldenburg meghalt, és a Newtonnal ellenséges Hooke lett az új titkár. 1679-ben Anna anya súlyosan megbetegedett; Newton, minden ügyét elhagyva, eljött hozzá, aktívan részt vett a beteg gondozásában, de az anya állapota gyorsan romlott, és meghalt. Anya és Barrow azon kevesek közé tartoztak, akik felvilágosították Newton magányát.

"A természetfilozófia matematikai alapelvei" (1684-1686)

A tudománytörténet egyik leghíresebb művének létrejöttének története 1682-ben kezdődött, amikor a Halley-üstökös áthaladása felkeltette az érdeklődést az égi mechanika iránt. Edmond Halley megpróbálta rávenni Newtont, hogy tegye közzé „általános mozgáselméletét”, amelyről régóta pletykák voltak a tudományos közösségben. Newton, aki nem akarta, hogy új tudományos vitákba és civakodásokba keveredjen, visszautasította.

1684 augusztusában Halley Cambridge-be érkezett, és elmondta Newtonnak, hogy ő, Wren és Hooke megbeszélték, hogyan származtatják a bolygópályák ellipticitását a gravitációs törvény képletéből, de nem tudták, hogyan közelítsék meg a megoldást. Newton arról számolt be, hogy már van ilyen bizonyítéka, és novemberben elküldte Halley-nek a kész kéziratot. Azonnal felmérte az eredmény és a módszer jelentőségét, azonnal ismét felkereste Newtont, és ezúttal sikerült rávennie felfedezései közzétételére. 1684. december 10-én egy történelmi bejegyzés jelent meg a Royal Society jegyzőkönyvében:

Mr. Halley... nemrégiben látta Mr. Newtont Cambridge-ben, és megmutatott neki egy érdekes értekezést "De motu" [Mozgásról]. Mr. Halley kívánsága szerint Newton megígérte, hogy elküldi az említett értekezést a Társaságnak.

A könyv munkálatai 1684-1686 között zajlottak. Humphrey Newton, a tudós rokona és asszisztense ezekben az években visszaemlékezései szerint Newton eleinte az alkímiai kísérletek között írta a „Principia”-t, amire a fő figyelmet fordította, majd fokozatosan elragadtatta magát, és lelkesen odaadta magát. hogy élete fő könyvén dolgozzon.

A kiadást a Royal Society pénzéből kellett volna elkészíteni, de 1686 elején a Társaság kiadott egy haltörténeti értekezést, amelyre nem volt igény, és ezzel kimerítette költségvetését. Aztán Halley bejelentette, hogy ő maga viseli a kiadás költségeit. A Társaság hálásan fogadta ezt a nagylelkű ajánlatot, és részleges ellentételezésként 50 ingyenes példányt bocsátott Halley rendelkezésére egy haltörténeti értekezésből.

Newton munkáját - talán a Descartes "Filozófia alapelvei" (1644) analógiájára, vagy egyes tudománytörténészek szerint a karteziánusok kihívásaként - a "Természetfilozófia matematikai alapelvei" (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) nevet kapta. , vagyis modern nyelven „A fizika matematikai alapjai”.

1686. április 28-án bemutatták a "Matematical Principles" első kötetét a Királyi Társaságnak. Mindhárom kötet a szerző némi szerkesztése után 1687-ben jelent meg. A példányszám (kb. 300 példány) 4 év alatt elfogyott - akkoriban nagyon gyorsan.

Mind fizikai, mind matematikai szinten Newton munkája minőségileg felülmúlja az összes elődjét. Hiányzik belőle az arisztotelészi vagy karteziánus metafizika, homályos okfejtésével és homályosan megfogalmazott, gyakran távoli természeti jelenségek „első okaival”. Newton például nem hirdeti, hogy a gravitáció törvénye a természetben működik, ő szigorúan bizonyítja ezt a tényt a bolygók és műholdaik mozgásának megfigyelt képe alapján. Newton módszere szerint egy jelenség modelljét alkotják meg „hipotézisek feltalálása nélkül”, majd ha elegendő adat áll rendelkezésre, megkeresik annak okait. Ez a megközelítés, amely a Galileóval kezdődött, a régi fizika végét jelentette. A természet kvalitatív leírása átadta helyét a mennyiségi leírásnak - a könyv jelentős részét számítások, rajzok és táblázatok foglalják el.

Newton könyvében egyértelműen meghatározta a mechanika alapfogalmait, és több újat is bevezetett, köztük olyan fontos fizikai mennyiségeket, mint a tömeg, a külső erő és az impulzus. A mechanika három törvénye van megfogalmazva. Mindhárom Kepler-törvény szigorú levezetését adjuk meg a gravitációs törvényből. Figyeljük meg, hogy Kepler számára ismeretlen égitestek hiperbolikus és parabolikus pályáit is leírták. Kopernikusz heliocentrikus rendszerének igazságát Newton nem közvetlenül tárgyalja, hanem hallgatólagosan; sőt megbecsüli a Nap eltérését a Naprendszer tömegközéppontjától. Más szóval, a Newton-rendszerben a Nap a Kepleri-rendszerrel ellentétben nem nyugszik, hanem engedelmeskedik a mozgás általános törvényeinek. Az általános rendszerbe beletartoztak az üstökösök is, amelyek pályájának típusa akkoriban nagy vitákat váltott ki.

Newton gravitációelméletének gyenge pontja az akkori tudósok sokasága szerint az volt, hogy nem magyarázták meg ennek az erőnek a természetét. Newton csak a matematikai apparátust vázolta fel, nyitott kérdéseket hagyva a gravitáció okáról és anyagi hordozójáról. A Descartes filozófiáján nevelkedett tudományos közösség számára ez szokatlan és kihívásokkal teli megközelítés volt, és csak az égimechanika 18. századi diadalmas sikere kényszerítette a fizikusokat arra, hogy átmenetileg megbékéljenek a newtoni elmélettel. A gravitáció fizikai alapja csak több mint két évszázaddal később, az általános relativitáselmélet megjelenésével vált világossá.

Newton a könyv matematikai apparátusát és általános felépítését a lehető legközelebb építette a tudományos szigorúság akkori színvonalához - Euklidész elemeihez. Szándékosan nem alkalmazott matematikai elemzést szinte sehol – új, szokatlan módszerek alkalmazása a bemutatott eredmények hitelességét veszélyeztette volna. Ez az óvatosság azonban leértékelte Newton előadásmódját az olvasók következő generációi számára. Newton könyve volt az első új fizikával foglalkozó munka, és egyben az egyik utolsó komoly munka, amely a matematikai kutatás régi módszereit alkalmazta. Newton valamennyi követője már alkalmazta az általa megalkotott hatékony matematikai elemzési módszereket. Newton munkásságának legnagyobb közvetlen utódai D'Alembert, Euler, Laplace, Clairaut és Lagrange voltak.

Adminisztratív tevékenység (1687-1703)

Az 1687-es évet nemcsak a nagyszerű könyv megjelenése, hanem Newton és II. Jakab királlyal való konfliktusa is jellemezte. Februárban a király következetesen követte a katolicizmus visszaállítását Angliában, elrendelte a Cambridge-i Egyetemet, hogy adjon mesterfokozatot Alban Ferenc katolikus szerzetesnek. Az egyetem vezetése habozott, nem akarta sem a törvényt megszegni, sem a királyt ingerelni; Hamarosan tudósok küldöttségét, köztük Newtont, megtorlásra idézték a Lord Chief Justicehoz, George Jeffreyshez, aki durvaságáról és kegyetlenségéről ismert. Newton ellenzett minden olyan kompromisszumot, amely csorbítaná az egyetemi autonómiát, és meggyőzte a delegációt, hogy elvi álláspontot képviseljenek. Ennek eredményeként az egyetem rektorhelyettesét eltávolították hivatalából, de a király kívánsága nem teljesült. Ezekben az években Newton egyik levelében felvázolta politikai elveit:

Minden becsületes ember, Isten és ember törvényei szerint, köteles engedelmeskedni a király törvényes parancsainak. De ha őfelségének azt tanácsolják, hogy olyasmit követeljen, amit a törvény nem tehet meg, akkor senki ne szenvedjen, ha az ilyen követelést figyelmen kívül hagyják.

1689-ben, II. Jakab király megdöntése után Newtont először a Cambridge-i Egyetem parlamentjébe választották, és alig több mint egy évig ült ott. A második választásra 1701-1702-ben került sor. Egy népszerű anekdota szerint csak egyszer vette át a szót az alsóházban, és kérte, hogy zárják be az ablakot a huzat elkerülése érdekében. Valójában Newton ugyanolyan lelkiismeretességgel látta el parlamenti feladatait, mint minden ügyét.

1691 körül Newton súlyosan megbetegedett (valószínűleg kémiai kísérletek során mérgezték meg, bár vannak más változatok is - túlmunka, tűz utáni sokk, ami fontos eredmények elvesztéséhez vezetett, és életkorral összefüggő betegségek). A hozzá közel állók féltették józan eszét; néhány fennmaradt levele ebből az időszakból valóban mentális zavarra utal. Newton egészsége csak 1693 végén állt teljesen helyre.

1679-ben Newton Trinityben találkozott egy 18 éves arisztokratával, a tudomány és az alkímia szerelmese, Charles Montaguval (1661-1715). Newton valószínűleg erős benyomást tett Montagura, mert 1696-ban, miután Lord Halifax, a Royal Society elnöke és a pénzügyminiszter (vagyis Anglia pénzügyminisztere) lett, Montagu azt javasolta a királynak, hogy nevezze ki Newtont őrzőnek. a pénzverde. A király beleegyezését adta, és 1696-ban Newton elfoglalta ezt a pozíciót, elhagyta Cambridge-et és Londonba költözött.

Először is Newton alaposan tanulmányozta az érmegyártás technológiáját, rendbe tette a papírmunkát, és újraírta a könyvelést az elmúlt 30 évben. Ugyanakkor Newton energikusan és ügyesen hozzájárult Montagu monetáris reformjához, helyreállítva az angol pénzrendszerbe vetett bizalmat, amelyet elődei alaposan elhanyagoltak. Angliában ezekben az években szinte kizárólag alsóbbrendű érmék voltak forgalomban, és jelentős mennyiségben hamis pénzérmék voltak forgalomban. Az ezüstérmék éleinek kivágása elterjedt, az új pénzverés érméi pedig a forgalomba kerülésükkor eltűntek, hiszen tömegesen öntötték újra, külföldre exportálták és ládákba rejtették. Ebben a helyzetben Montagu arra a következtetésre jutott, hogy a helyzeten csak az Angliában forgalomban lévő összes érme újraverésével és a levágott érmék forgalomba hozatalának betiltásával lehet változtatni, ami a királyi pénzverde termelékenységének erőteljes növelését követeli meg. Ehhez hozzáértő adminisztrátorra volt szükség, és Newton is pont ilyen ember lett, aki 1696 márciusában a pénzverde vezetői posztját vette át.

Newton 1696-os lendületes tevékenységének köszönhetően létrejött a pénzverde fiókhálózata Anglia városaiban, különösen Chesterben, ahol Newton barátját, Halley-t nevezte ki fiókigazgatónak, ami lehetővé tette az ezüstérmék termelésének növelését. 8 alkalommal. Newton bevezette az érmeverési technológiába a feliratos él használatát, ami után a fém bűnözői csiszolása szinte lehetetlenné vált. 2 év leforgása alatt a régi, gyengébb minőségű ezüstpénzt teljesen kivonták a forgalomból és újra verték, az igényeknek megfelelően megnőtt az új érmék gyártása, minőségük javult. Korábban az ilyen reformok során a lakosságnak súly szerint kellett régi pénzt váltania, ezt követően a készpénz mennyisége mind a magánszemélyek (magán és jogi), mind pedig országszerte csökkent, de a kamat- és hitelkötelezettségek változatlanok maradtak, ezért a gazdaság stagnálás kezdődött. Newton a nominális pénzváltást javasolta, ami megelőzte ezeket a problémákat, és az ezt követő elkerülhetetlen forráshiányt más országokból (leginkább Hollandiából) felvett hitelekkel pótolták, az infláció meredeken csökkent, de a külső államadósság kb. század közepén Anglia történetében példátlan méretekre. De ezalatt az idő alatt érezhető gazdasági növekedés következett be, emiatt nőttek a kincstári adóbefizetések (amely nagyságrendileg megegyezik Franciaországéval, annak ellenére, hogy Franciaországban 2,5-szer többen laktak), ennek köszönhető az államadósság. fokozatosan kifizetődött.

1699-ben befejeződött az érmék pénzverése, és nyilvánvalóan szolgálatai jutalmaként ebben az évben Newtont nevezték ki a pénzverde vezetőjévé („mesterévé”). Egy becsületes és hozzáértő személy azonban a pénzverde élén nem mindenkinek felelt meg. Az első napoktól kezdve panaszok és feljelentések záporoztak Newtonra, és folyamatosan megjelentek az ellenőrző bizottságok. Mint kiderült, sok feljelentés érkezett a hamisítóktól, akiket felbosszantottak Newton reformjai. Newton általában közömbös volt a rágalmazással szemben, de soha nem bocsátotta meg, ha az érintette becsületét és hírnevét. Személyesen több tucat nyomozásban vett részt, több mint 100 pénzhamisítót sikerült felkutatni és elítélni; súlyosbító körülmények hiányában leggyakrabban észak-amerikai gyarmatokra küldték őket, de több vezetőt kivégeztek. Jelentősen csökkent a hamis érmék száma Angliában. Montagu emlékirataiban nagyra értékelte Newton rendkívüli adminisztratív képességeit, és biztosította a reform sikerét. A tudós által végrehajtott reformok tehát nemcsak a gazdasági válságot akadályozták meg, hanem évtizedek után az ország jólétének jelentős növekedéséhez is vezettek.

1698 áprilisában I. Péter orosz cár a „Nagy Követség” idején háromszor járt a pénzverdében; Sajnos látogatásának és Newtonnal való kommunikációjának részleteit nem őrizték meg. Ismeretes azonban, hogy 1700-ban Oroszországban az angolhoz hasonló pénzreformot hajtottak végre. 1713-ban pedig Newton elküldte a Principia 2. kiadásának első hat nyomtatott példányát Péter cárnak Oroszországba.

Newton tudományos diadalát 1699-ben két esemény is jelképezte: Cambridge-ben (1704-től Oxfordban) megkezdődött Newton világrendszerének oktatása, a párizsi Tudományos Akadémia, karteziánus ellenfelei fellegvára pedig külföldi taggá választotta. Newton mindvégig a Trinity College tagjaként és professzoraként szerepelt, de 1701 decemberében hivatalosan is lemondott cambridge-i tisztségeiről.

1703-ban meghalt a Királyi Társaság elnöke, Lord John Somers, aki elnöksége 5 éve alatt mindössze kétszer vett részt a Társaság ülésein. Novemberben Newtont választották utódjának, és élete hátralévő részében – több mint húsz évig – irányította a Társaságot. Elődeivel ellentétben személyesen jelen volt minden ülésen, és mindent megtett annak érdekében, hogy a Brit Királyi Társaság megtisztelő helyet foglaljon el a tudományos világban. A Társaság létszáma nőtt (közülük Halley mellett kiemelhető Denis Papin, Abraham de Moivre, Roger Coates, Brooke Taylor), érdekes kísérleteket végeztek, tárgyaltak, jelentősen javult a folyóiratcikkek minősége, az anyagi gondokat enyhítették. A társaság fizetett titkárokat és saját lakhelyet szerzett (a Fleet Streeten), Newton saját zsebéből fizette a költözés költségeit. Ezekben az években Newtont gyakran hívták meg tanácsadónak különböző kormányzati bizottságokba, és Caroline hercegnő, Nagy-Britannia leendő királynői hitvese órákon át beszélgetett vele a palotában filozófiai és vallási témákról.

Utóbbi évek

1704-ben megjelent az „Optika” monográfia (először angolul), amely a 19. század elejéig meghatározta e tudomány fejlődését. Tartalmaz egy függeléket „A görbék kvadratúrájáról” - a matematikai elemzés Newton-féle változatának első és meglehetősen teljes bemutatását. Valójában ez Newton utolsó munkája a természettudományokkal kapcsolatban, bár több mint 20 évig élt. Az általa hátrahagyott könyvtár katalógusa főleg történelemről és teológiáról tartalmazott könyveket, és Newton élete hátralévő részét ennek a törekvésnek szentelte. Newton maradt a pénzverde menedzsere, mivel ez a poszt a felügyelői pozíciótól eltérően nem igényelt tőle sok tevékenységet. Hetente kétszer elment a pénzverdébe, hetente egyszer a Royal Society ülésére. Newton soha nem utazott Anglián kívülre.

1705-ben Anna királynő lovaggá ütötte Newtont. Mostantól ő Sir Isaac Newton. Az angol történelemben először adományozták a lovagi címet tudományos érdemekért; a következő alkalom több mint egy évszázaddal később történt (1819-ben, Humphry Davyra hivatkozva). Egyes életrajzírók azonban úgy vélik, hogy a királynőt nem tudományos, hanem politikai indítékok vezérelték. Newton saját címert és nem túl megbízható törzskönyvet szerzett.

1707-ben megjelent Newton algebráról szóló előadásainak gyűjteménye, „Universal Aithmetic” néven. A benne bemutatott numerikus módszerek egy új, ígéretes tudományág – a numerikus elemzés – megszületését jelentették.

1708-ban nyílt elsőbbségi vita kezdődött Leibnizzel, amelyben még az uralkodó személyek is érintettek. Ez a veszekedés két zseni között nagyon sokba került a tudománynak – az angol matematikai iskola hamarosan egy egész évszázadra csökkentette az aktivitást, az európai iskola pedig figyelmen kívül hagyta Newton számos kiemelkedő ötletét, és sokkal később fedezte fel újra. Még Leibniz halála (1716) sem oltotta ki a konfliktust.

A Newton's Principia első kiadása már régóta elkelt. Newton sokéves munkáját a 2., átdolgozott és bővített kiadás előkészítésében 1710-ben siker koronázta, amikor megjelent az új kiadás első kötete (az utolsó, harmadik - 1713-ban). A kezdeti példányszám (700 példány) egyértelműen elégtelennek bizonyult, 1714-ben és 1723-ban további nyomatok jelentek meg. A második kötet befejezésekor Newtonnak kivételesen vissza kellett térnie a fizikához, hogy megmagyarázza az elmélet és a kísérleti adatok közötti eltérést, és azonnal jelentős felfedezést tett - a sugár hidrodinamikus összenyomását. Az elmélet most jól megegyezett a kísérlettel. Newton a könyv végét egy Utasítással egészítette ki az „örvényelmélet” éles kritikájával, amellyel karteziánus ellenfelei megpróbálták megmagyarázni a bolygók mozgását. A természetes kérdésre, hogy „hogy is van ez valójában?” a könyv a híres és őszinte választ követi: „Még mindig nem sikerült a jelenségekből következtetni a gravitációs erő tulajdonságainak okára, és nem én állítok fel hipotéziseket.”

1714 áprilisában Newton összefoglalta a pénzügyi szabályozással kapcsolatos tapasztalatait, és „Az arany és ezüst értékével kapcsolatos észrevételek” című cikkét benyújtotta a Pénzügyminisztériumnak. A cikk konkrét javaslatokat tartalmazott a nemesfémek árának kiigazítására. Ezeket a javaslatokat részben elfogadták, és ez jótékony hatással volt a brit gazdaságra.

Nem sokkal halála előtt Newton a kormány által támogatott nagy kereskedelmi vállalat, a South Sea Company által elkövetett pénzügyi átverés egyik áldozata lett. Nagy összegért vásárolta meg a cég értékpapírjait, és ragaszkodott ahhoz is, hogy a Royal Society megszerezze azokat. 1720. szeptember 24-én a cégbank csődöt mondott. Catherine unokahúga feljegyzéseiben felidézte, hogy Newton több mint 20 000 kilót fogyott, ami után kijelentette, hogy ki tudja számítani az égitestek mozgását, de a tömeg őrültségi fokát nem. Sok életrajzíró azonban úgy véli, hogy Catherine nem valódi veszteséget jelentett, hanem azt, hogy nem kapja meg a várt nyereséget. A cég csődje után Newton felajánlotta, hogy saját zsebéből kompenzálja a Royal Society veszteségeit, de ajánlatát elutasították.

Newton élete utolsó éveit az Ancient Kingdoms Chronology of Ancient Kingdoms megírásának szentelte, amelyen körülbelül 40 évig dolgozott, valamint a Principia harmadik kiadásának előkészítésére, amely 1726-ban jelent meg. A másodikkal ellentétben a harmadik kiadásban a változtatások csekélyek voltak – főként új csillagászati ​​megfigyelések eredményei, köztük egy meglehetősen átfogó útmutató a 14. század óta megfigyelt üstökösökről. Bemutatták többek között a Halley-üstökös számított pályáját, amelynek a jelzett időpontban (1758-ban) történő újbóli megjelenése egyértelműen megerősítette az (akkor már elhunyt) Newton és Halley elméleti számításait. Az akkori tudományos publikációhoz készült könyv példányszáma óriásinak mondható: 1250 példány.

1725-ben Newton egészségi állapota érezhetően romlani kezdett, és Londontól nem messze Kensingtonba költözött, ahol 1727. március 20-án (31-én) éjszaka, álmában meghalt. Írásbeli végrendeletet nem hagyott hátra, de megtette. nem hagyja nem sokkal halála előtt nagy vagyonának jelentős részét legközelebbi rokonainak. A Westminster Abbeyben temették el. Fernando Savater Voltaire levelei szerint a következőképpen írja le Newton temetését:

Egész London részt vett ezeken. A holttestet először egy csodálatos halottaskocsiban, hatalmas lámpákkal körülvéve állították a nyilvánosság elé, majd a Westminster Abbey-be szállították, ahol Newtont királyok és prominens államférfiak közé temették. A temetési menet élén a főkancellár állt, őt követte az összes királyi miniszter.

Személyes tulajdonságok

Jellemvonások

Nehéz elkészíteni Newton pszichológiai portréját, mivel még a vele szimpatizáló emberek is gyakran különféle tulajdonságokat tulajdonítanak Newtonnak. Figyelembe kell vennünk az angliai Newton-kultuszt is, amely arra kényszerítette az emlékiratok szerzőit, hogy a nagy tudóst minden elképzelhető erénnyel ruházzák fel, figyelmen kívül hagyva a természetében rejlő valódi ellentmondásokat. Ezenkívül Newton karaktere élete végére olyan tulajdonságokat szerzett, mint a jó természet, a leereszkedés és a társaságiság, amelyek korábban nem voltak jellemzőek rá.

Kinézetre Newton alacsony, erős testalkatú, hullámos hajú volt. Szinte soha nem volt beteg, idős koráig megőrizte sűrű haját (40 éves kora óta már teljesen ősz) és egy kivételével minden fogát. Soha (más források szerint szinte soha) nem használtam szemüveget, bár kissé rövidlátó voltam. Szinte soha nem nevetett vagy ingerült, szó sincs tréfáiról vagy humorérzékének egyéb megnyilvánulásairól. A pénzügyi tranzakciókban óvatos és takarékos volt, de nem fukar. Sosem házasodott. Általában mély belső koncentráltságban volt, ezért gyakran mutatott is szórakozottságot: egyszer például, miután vendégeket hívott, elment a kamrába borért, de aztán felötlött benne valami tudományos ötlet, rohant. az irodába és soha nem tért vissza a vendégekhez . Közömbös volt a sport, a zene, a művészet, a színház és az utazás iránt, bár jól tudott rajzolni. Asszisztense így emlékezett vissza: „Nem engedett magának semmiféle pihenést vagy haladékot... elveszettnek tartott minden órát, amit nem [tudománynak] szenteltek... Azt hiszem, eléggé elszomorította, hogy evésre és alvásra kell időt pazarolnia. ” Az elmondottakkal együtt Newton képes volt egyesíteni a mindennapi gyakorlatiasságot és a józan észt, ami egyértelműen megnyilvánult a pénzverde és a Royal Society sikeres irányításában.

A puritán hagyományokban nevelkedett Newton számos szigorú elvet és önmegtartóztatást határozott meg magának. És nem volt hajlandó megbocsátani másoknak, amit nem bocsátott volna meg magának; Sok konfliktusának ez a gyökere. Rokonaival és sok kollégájával melegen bánt, de nem voltak közeli barátai, nem kereste mások társaságát, tartózkodó maradt. Ugyanakkor Newton nem volt szívtelen és közömbös mások sorsa iránt. Amikor féltestvére Anna halála után gyermekei eltartás nélkül maradtak, Newton pótlékot rendelt a kiskorú gyermekekhez, majd Anna lányát, Katherine-t vette gondjaiba. Folyamatosan segített más rokonoknak. „Takarékos és körültekintő volt, ugyanakkor nagyon szabad volt a pénzzel, és mindig kész volt segíteni egy rászoruló barátján anélkül, hogy tolakodó lett volna. Különösen nemes a fiatalokkal szemben.” Számos híres angol tudós – Stirling, Maclaurin, James Pound csillagász és mások – mély hálával emlékezett vissza Newton segítségére tudományos pályafutása kezdetén.

Konfliktusok

Newton és Hooke

1675-ben Newton elküldte a Társaságnak tanulmányát a fény természetével kapcsolatos új kutatásokról és spekulációkról. Robert Hooke a találkozón kijelentette, hogy minden, ami értékes az értekezésben, már elérhető Hooke korábban megjelent „Mikrográfia” című könyvében. Magánbeszélgetésekben plágiummal vádolta Newtont: „Megmutattam, hogy Mr. Newton felhasználta az impulzusokkal és hullámokkal kapcsolatos hipotéziseimet” (Hooke naplójából). Hooke vitatta Newton összes felfedezésének elsőbbségét az optika területén, kivéve azokat, amelyekkel nem értett egyet. Oldenburg azonnal értesítette Newtont ezekről a vádakról, és ő célzásoknak tekintette őket. Ezúttal a konfliktus megoldódott, és a tudósok békéltető levelet váltottak (1676). Ettől a pillanattól kezdve azonban Hooke haláláig (1703) Newton nem publikált semmilyen optikával kapcsolatos munkát, bár hatalmas mennyiségű anyagot halmozott fel, amelyet az „Optika” (1704) klasszikus monográfiában rendszerezett.

Egy másik kiemelt vita a gravitáció törvényének felfedezéséhez kapcsolódott. Hooke még 1666-ban arra a következtetésre jutott, hogy a bolygók mozgása a Naphoz való vonzóerő hatására a Napra esés, valamint a bolygó pályáját érintő tehetetlenségi mozgás szuperpozíciója. Véleménye szerint ez a mozgásszuperpozíció határozza meg a bolygó Nap körüli pályájának elliptikus alakját. Ezt azonban matematikailag nem tudta bizonyítani, és 1679-ben levelet küldött Newtonnak, ahol felajánlotta együttműködését a probléma megoldásában. Ez a levél azt a feltételezést is megfogalmazta, hogy a Nap vonzási ereje a távolság négyzetével fordított arányban csökken. Válaszul Newton megjegyezte, hogy korábban már dolgozott a bolygómozgás problémáján, de felhagyott ezzel a vizsgálattal. Valójában, amint azt a későbbiekben talált dokumentumok mutatják, Newton már 1665-1669-ben foglalkozott a bolygómozgás problémájával, amikor a Kepler III. törvénye alapján megállapította, hogy „a bolygók tendenciája, hogy távolodjanak a Naptól, fordítottan fog alakulni. arányos a Naptól való távolságuk négyzetével." Ezekben az években azonban még nem dolgozta ki teljesen a bolygó keringésének elképzelését, amely kizárólag a Naphoz való vonzóerő és a centrifugális erő egyenlőségének eredménye.

Ezt követően a levelezés Hooke és Newton között megszakadt. Hooke visszatért ahhoz a kísérlethez, hogy a bolygó pályáját a fordított négyzettörvény szerint csökkenő erő hatására megkonstruálja. Azonban ezek a próbálkozások sem jártak sikerrel. Eközben Newton visszatért a bolygómozgás tanulmányozásához, és megoldotta ezt a problémát.

Amikor Newton a Principiáját publikálásra készítette elő, Hooke követelte Newtontól, hogy az előszóban rögzítse Hooke elsőbbségét a gravitáció törvényével kapcsolatban. Newton ellenezte, hogy Bulliald, Christopher Wren és maga Newton egymástól függetlenül és Hooke előtt jutott el ugyanarra a képletre. Konfliktus tört ki, amely mindkét tudós életét alaposan megmérgezte.

A modern szerzők tisztelegnek Newton és Hooke előtt. Hooke prioritása annak a problémának a megfogalmazása, hogy a bolygó Napra esésének szuperpozíciója és a tehetetlenségi mozgás szerint a bolygó pályája megszerkeszthető legyen. Az is lehetséges, hogy Hooke levele közvetlenül késztette Newtont arra, hogy befejezze a probléma megoldását. Maga Hooke azonban nem oldotta meg a problémát, és nem is sejtette a gravitáció egyetemességét. S. I. Vavilov szerint

Ha egybe foglaljuk Hooke összes feltételezését és gondolatát a bolygók mozgásáról és a gravitációról, amelyeket közel 20 éven át kifejtett, akkor Newton „elveinek” szinte minden fő következtetésével találkozunk, amelyek csak bizonytalan és kevés bizonyítékban fejeződnek ki. -alapú forma. A probléma megoldása nélkül Hooke megtalálta a választ. Ugyanakkor, ami előttünk áll, az egyáltalán nem véletlenszerű gondolat, hanem kétségtelenül sok éves munka gyümölcse. Hooke briliáns sejtése volt egy kísérleti fizikusnak, aki a tények labirintusában felismerte a természet valódi összefüggéseit és törvényeit. Hasonló ritka intuícióval találkozunk egy kísérletező faraday tudománytörténetében, de Hooke és Faraday nem voltak matematikusok. Munkájukat Newton és Maxwell fejezte be.A Newtonnal folytatott céltalan küzdelem az elsőbbségért árnyékot vet Hooke dicsőséges nevére, de itt az ideje, hogy a történelem csaknem három évszázad után megadja a magáét. Hooke nem tudta követni Newton „Matematika alapelvei” egyenes, kifogástalan útját, de körútjaival, amelyeknek nyomait már nem találjuk, odaérkezett.

Ezt követően Newton és Hooke kapcsolata feszült maradt. Például, amikor Newton bemutatta a Társaságnak egy szextáns új dizájnját, Hooke azonnal kijelentette, hogy több mint 30 évvel ezelőtt talált fel egy ilyen eszközt (bár soha nem épített szextánst). Ennek ellenére Newton tisztában volt Hooke felfedezésének tudományos értékével, és „Optikájában” többször is megemlítette már elhunyt ellenfelét.

Newtonon kívül Hooke-nak számos más angol és kontinentális tudóssal is voltak elsőbbségi vitái, köztük Robert Boyle-lal, akit a légszivattyú fejlesztésének kisajátításával vádolt, valamint az Oldenburgi Királyi Társaság titkárával, azt állítva, hogy Oldenburg segítségével. Huygens ellopta Hooke spirálrugós ötletóráját.

Az alábbiakban tárgyaljuk azt a mítoszt, hogy Newton állítólag elrendelte Hooke egyetlen portréjának megsemmisítését.

Newton és Flamsteed

John Flamsteed, a kiváló angol csillagász Cambridge-ben találkozott Newtonnal (1670), amikor Flamsteed még diák volt, Newton pedig mester. Azonban már 1673-ban, Newtonnal szinte egyidejűleg, Flamsteed is híres lett - kiváló minőségű csillagászati ​​táblázatokat adott ki, amelyekért a király személyes közönséget és „Királyi csillagász” címet adományozott neki. Sőt, a király elrendelte, hogy a London melletti Greenwichben építsenek egy csillagvizsgálót, és helyezzék át Flamsteedbe. A király azonban felesleges kiadásnak ítélte a csillagvizsgáló berendezésére fordított pénzt, és a Flamsteed szinte teljes bevételét műszerek építésére és az obszervatórium gazdasági szükségleteire fordította.

Newton és Flamsteed kapcsolata eleinte szívélyes volt. Newton a Principia második kiadását készítette elő, és égető szüksége volt a Hold pontos megfigyelésére, hogy megépítse és (ahogy remélte) megerősítse elméletét a mozgásáról; Az első kiadásban a Hold és az üstökösök mozgásának elmélete nem volt kielégítő. Ez fontos volt Newton gravitációs elméletének megalapozásához is, amelyet a karteziánusok élesen bíráltak a kontinensen. Flamsteed készségesen megadta neki a kért adatokat, és 1694-ben Newton büszkén tájékoztatta Flamsteedet, hogy a számított és a kísérleti adatok összehasonlítása gyakorlati egyetértést mutatott. Egyes levelekben Flamsteed sürgősen kérte Newtont, ha megfigyeléseket használ, határozza meg Flamsteed elsőbbségét; ez elsősorban Halley-re vonatkozott, akit Flamsteed nem szeretett, és tudományos tisztességtelenséggel gyanúsított, de jelentheti magának Newtonnak a bizalmatlanságát is. Flamsteed levelei kezdenek haragot mutatni:

Egyetértek: a drót drágább, mint az arany, amelyből készült. Ezt az aranyat azonban összeszedtem, megtisztítottam, kimostam, és nem merem gondolni, hogy ilyen kevésre becsülöd a segítségemet csak azért, mert olyan könnyen megkaptad.

A nyílt konfliktus Flamsteed levelével kezdődött, amelyben bocsánatkérően beszámolt arról, hogy számos szisztematikus hibát fedezett fel a Newtonnak átadott adatok némelyikében. Ez veszélyeztette Newton Hold-elméletét, és a számítások újbóli elvégzésére kényszerítette, és a megmaradt adatokba vetett bizalom is megrendült. Newton, aki gyűlölte a becstelenséget, rendkívül ingerült volt, sőt azt gyanította, hogy a hibákat szándékosan vezette be Flamsteed.

1704-ben Newton felkereste Flamsteedet, aki ekkorra már új, rendkívül pontos megfigyelési adatokat kapott, és felkérte, hogy továbbítsa ezeket az adatokat; cserébe Newton megígérte, hogy segít Flamsteednek fő művének, a Great Star Catalognak a kiadásában. Flamsteed azonban két okból kezdett késlekedni: a katalógus még nem készült el teljesen, és már nem bízott Newtonban, és félt felbecsülhetetlen értékű megfigyelései ellopásától. Flamsteed a rendelkezésére bocsátott tapasztalt számológépekkel fejezte be a munkát a csillagok helyzetének kiszámításához, míg Newtont elsősorban a Hold, a bolygók és az üstökösök érdekelték. Végül, 1706-ban megkezdődött a könyv nyomtatása, de Flamsteed gyötrelmes köszvénytől szenvedve és egyre gyanakvóbbá válva követelte Newtontól, hogy ne nyissa ki a lepecsételt példányt, amíg a nyomtatás be nem fejeződik; Newton, akinek sürgősen szüksége volt az adatokra, figyelmen kívül hagyta ezt a tilalmat, és felírta a szükséges értékeket. A feszültség nőtt. Flamsteed szembeszállt Newtonnal, mert megpróbálta személyesen kijavítani a kisebb hibákat. A könyv nyomtatása rendkívül lassú volt.

Pénzügyi nehézségek miatt Flamsteed nem fizette be tagdíját, és kizárták a Royal Societyből; új csapást mért a királynő, aki nyilvánvalóan Newton kérésére átruházta az obszervatórium irányítási feladatait a Társaságra. Newton ultimátumot adott Flamsteednek:

Ön egy tökéletlen katalógust mutatott be, amelyből sok hiányzik, nem adta meg a kívánt csillagok pozícióit, és úgy hallottam, hogy a nyomtatás most leállt, mert nem biztosították őket. Ezért elvárják, hogy vagy küldje el a katalógusa végét Dr. Arbuthnot-nak, vagy legalább küldje el neki a befejezéséhez szükséges észrevételeket, hogy a nyomtatás folytatódhasson.

Newton azzal is megfenyegetett, hogy a további késlekedést Őfelsége parancsaival szembeni engedetlenségnek tekintik. 1710 márciusában Flamsteed az igazságtalanságról és az ellenséges mesterkedésekről szóló heves panaszok után mégis átadta katalógusának utolsó lapjait, és 1712 elején megjelent az első kötet „Mennyei történelem” címmel. Minden adatot tartalmazott, amire Newtonnak szüksége volt, és egy évvel később a Principia átdolgozott kiadása is gyorsan megjelent, a Holdról sokkal pontosabb elmélettel. A bosszúálló Newton a Flamsteed iránti köszönetet nem foglalta bele a kiadásba, és áthúzott minden rá utalást, amely az első kiadásban szerepelt. Válaszul Flamsteed a katalógus mind a 300 eladatlan példányát elégette a kandallójában, és megkezdte a második kiadás elkészítését, ezúttal saját ízlése szerint. 1719-ben halt meg, de felesége és barátai erőfeszítései révén 1725-ben megjelent ez a csodálatos kiadvány, az angol csillagászat büszkesége.

Newton és Leibniz

Fennmaradt dokumentumokból a tudománytörténészek rájöttek, hogy Newton 1665-1666-ban alkotott differenciál- és integrálszámítást, de csak 1704-ben publikálta. Leibniz önállóan dolgozta ki a kalkulus változatát (1675-től), bár gondolatának kezdeti lendületét valószínűleg azok a pletykák adták, amelyek szerint Newtonnak már volt ilyen számítása, valamint az angliai tudományos beszélgetések és a Newtonnal folytatott levelezés. Newtonnal ellentétben Leibniz azonnal közzétette változatát, majd később Jacobbal és Johann Bernoullival széles körben terjesztette Európa-szerte ezt a korszakalkotó felfedezést. A kontinens legtöbb tudósának nem volt kétsége afelől, hogy Leibniz felfedezte az elemzést.

Figyelembe véve a hazaszeretetére hivatkozó barátok rábeszélését, Newton „Elvek” (1687) 2. könyvében ezt mondta:

Levelekben, amelyeket körülbelül tíz éve váltottam a nagyon ügyes matematikus úrral, Leibniz úrral, arról tájékoztattam, hogy van egy módszerem maximumok és minimumok meghatározására, érintők rajzolására és hasonló kérdések megoldására, amelyek egyaránt alkalmazhatók racionális és racionális kifejezésekre egyaránt. egyeseket, és a módszert a következő mondat betűinek átrendezésével rejtettem el: „ha adott egy egyenlet, amely tetszőleges számú árammennyiséget tartalmaz, keresse meg a fluxusokat és fordítva.” A leghíresebb férfi azt válaszolta, hogy ő is támadott egy ilyen módszert, és elmesélte a módszerét, amiről kiderült, hogy alig különbözik az enyémtől, és akkor is csak a képletekben és a képletekben.

Wallisunk az imént megjelent „algebrájához” hozzáfűzte néhány levelemet, amelyeket valamikor neked írtam. Egyúttal követelte, hogy nyíltan mondjam ki azt a módszert, amelyet annak idején a betűk átrendezésével titkoltam ön elől; Olyan rövidre készítettem, amennyire csak tudtam. Remélem, nem írtam olyat, ami kellemetlen lenne számodra, de ha ez megtörtént, akkor kérlek jelezd, mert a barátok kedvesebbek számomra, mint a matematikai felfedezések.

Miután Newton elemzésének első részletes publikációja (az Optika matematikai melléklete, 1704) megjelent Leibniz Acta eruditorum folyóiratában, egy névtelen áttekintés jelent meg Newtonra sértő utalásokkal. Az áttekintés egyértelműen jelezte, hogy az új kalkulus szerzője Leibniz volt. Leibniz maga határozottan tagadta, hogy ő írta volna a recenziót, de a történészek találtak egy kézzel írt tervezetet. Newton figyelmen kívül hagyta Leibniz dolgozatát, de tanítványai felháborodva válaszoltak, ami után páneurópai prioritásháború tört ki, „a matematika egész történetének legszégyenletesebb civakodása”.

1713. január 31-én a Royal Society levelet kapott Leibniztől, amely egy egyeztető megfogalmazást tartalmazott: egyetértett azzal, hogy Newton önállóan, „a miénkhez hasonló általános elvek alapján” érkezett az elemzéshez. Egy dühös Newton egy nemzetközi bizottság létrehozását követelte a prioritás tisztázására. A bizottságnak nem kellett sok idő: másfél hónap elteltével, miután áttanulmányozta Newton levelezését Oldenburggal és más dokumentumokkal, egyöntetűen elismerte Newton elsőbbségét, és ez alkalommal Leibnizre nézve sértő volt. A bizottság határozatát az összes igazoló dokumentummal együtt közzétették az Egyesület eljárásában. Válaszul 1713 nyarától Európát elárasztották a névtelen röpiratok, amelyek Leibniz elsőbbségét védték, és azzal érveltek, hogy "Newton önmagának ruházza fel azt a megtiszteltetést, amely másé". A füzetek azzal is vádolták Newtont, hogy ellopta Hooke és Flamsteed eredményeit. Newton barátai a maguk részéről magát Leibnizt vádolták plágiummal; Változatuk szerint londoni tartózkodása alatt (1676) Leibniz a Királyi Társaságnál megismerkedett Newton kiadatlan műveivel és leveleivel, majd Leibniz közzétette az ott megfogalmazott gondolatokat, és sajátjaként adta át azokat.

A háború töretlenül folytatódott egészen 1716 decemberéig, amikor is Conti apát ( Antonio Schinella Conti) közölte Newtonnal: "Leibniz meghalt - a vita véget ért."

Tudományos tevékenység

A fizikában és a matematikában új korszak társul Newton munkásságához. Befejezte a Galilei által megkezdett elméleti fizika megalkotását, amely egyrészt kísérleti adatokon, másrészt a természet kvantitatív és matematikai leírásán alapult. Hatékony analitikai módszerek vannak kialakulóban a matematikában. A fizikában a természet tanulmányozásának fő módszere a természeti folyamatok megfelelő matematikai modelljeinek felépítése és e modellek intenzív kutatása az új matematikai apparátus teljes erejének szisztematikus felhasználásával. Az ezt követő évszázadok bebizonyították ennek a megközelítésnek a kivételes termékenységét.

Filozófia és tudományos módszer

Newton határozottan elutasította Descartes és kartéziánus követőinek a 17. század végén népszerű megközelítését, amely előírta, hogy a tudományos elmélet felépítése során először az „elme megkülönböztető képességét” kell használni, hogy megtaláljuk a „kiváltó okokat”. vizsgált jelenség. A gyakorlatban ez a megközelítés gyakran vezetett „anyagokról” és „rejtett tulajdonságokról” szóló, távoli hipotézisek megfogalmazásához, amelyek nem voltak alkalmasak kísérleti igazolásra. Newton úgy vélte, hogy a „természetfilozófiában” (vagyis a fizikában) csak olyan feltevések megengedettek („princípiumok”, most inkább a „természettörvények”), amelyek közvetlenül következnek megbízható kísérletekből, és általánosítják azok eredményeit; A hipotéziseket olyan feltételezéseknek nevezte, amelyeket kísérletekkel nem támasztottak alá kellőképpen. „Mindent... ami nem jelenségekből következik, hipotézisnek kell nevezni; A metafizikai, fizikai, mechanikai, rejtett tulajdonságok hipotéziseinek nincs helye a kísérleti filozófiában.” Az elvekre példa a gravitáció törvénye és a mechanika 3 törvénye Principiában; az "elvek" szó ( Principia Mathematica, amelyet hagyományosan „matematikai elveknek” fordítanak) főkönyvének címe is tartalmazza.

Newton Pardiznak írt levelében megfogalmazta a „tudomány aranyszabályát”:

A filozófia legjobb és legbiztonságosabb módszere szerintem az, ha először szorgalmasan tanulmányozzuk a dolgok tulajdonságait, és kísérletekkel megállapítjuk ezeket a tulajdonságokat, majd fokozatosan haladunk az ezeket a tulajdonságokat magyarázó hipotézisekhez. A hipotézisek csak a dolgok tulajdonságainak magyarázatában lehetnek hasznosak, de nem kell őket azzal a felelősséggel terhelni, hogy meghatározzák ezeket a tulajdonságokat a kísérlet által feltárt határokon túl... elvégre sok hipotézis kitalálható bármilyen új nehézség magyarázatára.

Ez a megközelítés nemcsak a spekulatív fantáziákat a tudományon kívülre helyezte (például a karteziánusok érvelését a „finom anyagok” tulajdonságairól, amelyek állítólag megmagyarázzák az elektromágneses jelenségeket), hanem rugalmasabb és gyümölcsözőbb is volt, mert lehetővé tette olyan jelenségek matematikai modellezését, amelyek gyökere. az okokat még nem fedezték fel. Ez történt a gravitációval és a fényelmélettel – természetük jóval később derült ki, ami nem akadályozta a newtoni modellek évszázados sikeres alkalmazását.

A híres kifejezés: „Nem találok ki hipotéziseket” (lat. Hypotheses non fingo) természetesen nem jelenti azt, hogy Newton alábecsülte volna az „első okok” megtalálásának fontosságát, ha azokat a tapasztalat egyértelműen megerősíti. A kísérletből nyert általános elveket és az azokból származó következményeket is kísérleti tesztelésnek kell alávetni, ami az elvek kiigazítását vagy akár megváltoztatását is eredményezheti. "A fizika egész nehézsége abban áll, hogy felismeri a természeti erőket a mozgás jelenségeiből, majd ezeket az erőket más jelenségek magyarázatára használja."

Newton, akárcsak Galilei, úgy vélte, hogy a mechanikai mozgás minden természetes folyamat mögött áll:

Kívánatos lenne a mechanika alapelveiből és más természeti jelenségekből következtetni... mert sok minden arra késztet engem, hogy ezeket a jelenségeket bizonyos erők határozzák meg, amelyekkel a testek részecskéi eddig ismeretlen okokból vagy hajlamosak egymásra. más és szabályos figurákba záródnak, vagy kölcsönösen taszítják és távolodnak egymástól. Mivel ezek az erők ismeretlenek, a filozófusok természeti jelenségek magyarázatára tett kísérletei mindeddig eredménytelenek maradtak.

Newton az „Optika” című könyvében fogalmazta meg tudományos módszerét:

Ahogyan a matematikában, úgy a természet tesztelésében, a nehéz kérdések vizsgálatában is az analitikus módszernek meg kell előznie a szintetikust. Ez az elemzés abból áll, hogy indukciós kísérletekből és megfigyelésekből általános következtetéseket vonunk le, és nem engedünk meg ellenük olyan kifogásokat, amelyek nem kísérletekből vagy más megbízható igazságokból származnak. A kísérleti filozófia ugyanis nem veszi figyelembe a hipotéziseket. Bár a kísérletekből és megfigyelésekből származó indukciós eredmények még nem szolgálhatnak egyetemes következtetések bizonyítékául, mégis ez a legjobb módszer a következtetések levonására, amit a dolgok természete lehetővé tesz.

Az Elemek 3. könyvében (a 2. kiadástól kezdve) Newton számos módszertani szabályt helyezett el a karteziánusok ellen; Az első közülük az Occam borotvájának egy változata:

Szabály I. Nem szabad elfogadni más okokat a természetben, mint azokat, amelyek igazak és elégségesek a jelenségek magyarázatára... a természet semmit sem tesz hiába, és hiábavaló lenne sokaknak azt tenni, amit kevesebben megtehetnek. A természet egyszerű és nem luxus a dolgok felesleges okaival...

szabály IV. A kísérleti fizikában az indukció útján előforduló jelenségekből levezetett állításokat, a velük ellentétes feltevések lehetősége ellenére, akár pontosan, akár hozzávetőlegesen igaznak kell tekinteni mindaddig, amíg az ilyen jelenségekre nem derül fény, hogy azokat tovább finomítják vagy kivételek alá esnek.

Newton mechanisztikus nézetei tévesnek bizonyultak – nem minden természeti jelenség származik mechanikus mozgásból. Tudományos módszere azonban meghonosodott a tudományban. A modern fizika sikeresen tárja fel és alkalmazza azokat a jelenségeket, amelyek természete még nem tisztázott (például elemi részecskék). Newton óta a természettudomány azzal a szilárd meggyőződéssel fejlődött, hogy a világ megismerhető, mert a természet egyszerű matematikai elvek szerint szerveződik. Ez a magabiztosság lett a tudomány és a technológia óriási fejlődésének filozófiai alapja.

Matematika

Newton még diákéveiben tette meg első matematikai felfedezéseit: a 3. rendű algebrai görbék osztályozását (a 2. rendű görbéket Fermat tanulmányozta) és egy tetszőleges (nem feltétlenül egész) fokozat binomiális kiterjesztését, amelyből a Newton elmélet A végtelen sorozat kezdete – az elemzés új és hatékony eszköze. Newton a függvényelemzés fő és általános módszerének a sorozatbővítést tartotta, és ebben a kérdésben a mesteri magasságokig jutott. Sorozatokat használt táblázatok kiszámításához, egyenletek megoldásához (beleértve a differenciálisakat is), valamint a függvények viselkedésének tanulmányozására. Newton minden olyan funkcióhoz tudott bővítést szerezni, amely akkoriban szabványos volt.

Newton G. Leibnizzel egyidejűleg (kicsit korábban) és tőle függetlenül fejlesztette ki a differenciál- és integrálszámítást. Newton előtt a végtelen kicsinyekkel végzett műveletek nem kapcsolódnak egyetlen elmélethez, és izolált zseniális technikák jellegével bírtak. A rendszerszintű matematikai elemzés elkészítése a releváns problémák megoldását nagymértékben technikai szintre redukálja. Fogalmak, műveletek és szimbólumok komplexuma jelent meg, amely a matematika további fejlődésének kiindulópontja lett. A következő évszázad, a 18. század az elemzési módszerek gyors és rendkívül sikeres fejlődésének évszázada volt.

Talán Newton a különbségi módszereken keresztül jutott el az elemzés gondolatához, amelyet sokat és mélyen tanulmányozott. Igaz, Newton „Elveiben” szinte nem használt infinitezimálisokat, ragaszkodva az ősi (geometriai) bizonyítási módszerekhez, de más munkákban szabadon alkalmazta azokat.

A differenciál- és integrálszámítás kiindulópontja Cavalieri és különösen Fermat munkái voltak, akik már tudták (algebrai görbék esetében) az érintők rajzolását, a szélsőségek, az inflexiós pontok és a görbületek meghatározását, valamint a szakaszának területének kiszámítását. . Más elődök mellett maga Newton Wallist, Barrow-t és James Gregory skót tudóst nevezte el. Függvényfogalom még nem volt, minden görbét kinematikailag egy mozgó pont trajektóriájaként értelmezett.

Newton már diákként rájött, hogy a differenciálás és az integráció kölcsönösen fordított műveletek. Az elemzésnek ez az alapvető tétele többé-kevésbé világosan megjelent már Torricelli, Gregory és Barrow munkáiban, de csak Newton ismerte fel, hogy ezen az alapon nemcsak egyedi felfedezéseket lehet elérni, hanem az algebrához hasonló erőteljes rendszerszámítást is. világos szabályokkal és gigantikus lehetőségekkel.

Newton csaknem 30 évig nem foglalkozott azzal, hogy publikálja az elemzés saját verzióját, bár leveleiben (különösen Leibniznek) szívesen megosztotta az elért eredményeit. Eközben Leibniz változata 1676 óta széles körben és nyíltan terjedt Európa-szerte. Csak 1693-ban jelent meg Newton változatának első bemutatása – Wallis algebráról szóló traktátusának melléklete formájában. El kell ismernünk, hogy Newton terminológiája és szimbolikája meglehetősen esetlen Leibnizéhez képest: fluxus (származék), fluente (antiderivált), nagyságnyomaték (differenciál) stb. Csak Newton jelölése „őrzött meg a matematikában”. o» végtelenül kicsinek dt(ezt a betűt azonban korábban Gregory is használta ugyanebben az értelemben), és a betű feletti pontot is az időbeli származék szimbólumaként.

Newton csak az „Optika” monográfiájához csatolt „A görbék kvadratúrájáról” című művében (1704) tett közzé meglehetősen teljes kijelentést az elemzési elvekről. Szinte az összes bemutatott anyag készen állt az 1670-1680-as években, de Gregory és Halley csak most vették rá Newtont a munka kiadására, amely 40 év elteltével Newton első nyomtatott elemzési munkája lett. Itt Newton bevezette a magasabb rendű származékokat, megtalálta a különböző racionális és irracionális függvények integráljainak értékeit, és példákat adott az elsőrendű differenciálegyenletek megoldására.

1707-ben megjelent az „Univerzális aritmetika” című könyv. Számos numerikus módszert mutat be. Newton mindig is nagy figyelmet fordított az egyenletek közelítő megoldására. Newton híres módszere lehetővé tette, hogy korábban elképzelhetetlen gyorsasággal és pontossággal megtalálják az egyenletek gyökereit (megjelent Wallis Algebrája, 1685). Newton iteratív módszerének modern formáját Joseph Raphson (1690) adta.

1711-ben, 40 év után végre megjelent az Elemzés egyenletek alapján végtelen számú taggal. Ebben a munkában Newton az algebrai és a „mechanikai” görbéket (cikloid, kvadratrix) egyaránt könnyedén feltárja. Megjelennek a részleges származékok. Ugyanebben az évben megjelent a „Különbségek módszere”, ahol Newton interpolációs képletet javasolt. (n+1) adatpontok a polinom egyenlő távolságú vagy nem egyenlő távolságú abszcisszáival n-edik sorrend. Ez a Taylor-képlet különbségi analógja.

1736-ban posztumusz adták ki az utolsó munkát, a „Fluxusok módszere és a végtelen sorozat”, amely jelentősen előrehaladott az „Egyenletek elemzéséhez” képest. Számos példát mutat be szélsőségek, érintők és normálok meghatározására, sugarak és görbületi középpontok derékszögű és poláris koordinátákban történő kiszámítására, inflexiós pontok megtalálására stb.

Meg kell jegyezni, hogy Newton nemcsak teljesen kidolgozta az elemzést, hanem kísérletet tett annak elveinek szigorú alátámasztására is. Ha Leibniz hajlott a tényleges infinitezimálok gondolatára, akkor Newton (a Principiában) egy általános elméletet javasolt a korlátokhoz való áthaladásról, amelyet kissé virágosan az „első és utolsó viszonyok módszerének” nevezett. A modern „limit” (latin limes) kifejezést használják, bár ennek a kifejezésnek a lényegére nincs egyértelmű leírása, ami intuitív megértést jelent. A határok elmélete az Elemek I. könyvében található 11 lemmában; egy lemma a II. könyvben is szerepel. Nincs határszámítás, nincs bizonyíték a határ egyediségére, és az infinitezimálisokkal való kapcsolata sem derült ki. Newton azonban helyesen mutat rá ennek a megközelítésnek az oszthatatlanok „durva” módszeréhez képest nagyobb szigorára. Mindazonáltal a II. könyvben a „pillanatok” (differenciálok) bevezetésével Newton ismét összekeveri a dolgot, valójában infinitezimálisnak tekinti őket.

Figyelemre méltó, hogy Newtont egyáltalán nem érdekelte a számelmélet. Nyilvánvalóan a fizika sokkal közelebb állt hozzá a matematikához.

Mechanika

Newton érdeme két alapvető probléma megoldásában rejlik.

• A mechanika axiomatikus alapjainak megteremtése, amely ezt a tudományt tulajdonképpen a szigorú matematikai elméletek kategóriájába helyezte át.
• Dinamika létrehozása, amely összekapcsolja a test viselkedését a rá ható külső hatások (erők) jellemzőivel.

Ráadásul Newton végre eltemette azt az ősidők óta gyökerező gondolatot, hogy a földi és az égi testek mozgási törvényei teljesen eltérőek. Az ő világmodelljében az egész Univerzum egységes, matematikailag megfogalmazható törvényeknek van kitéve.

Newton axiomatikája három törvényből állt, amelyeket ő maga a következőképpen fogalmazott meg.

1. Minden test nyugalmi állapotban vagy egyenletes és egyenes vonalú mozgásban marad mindaddig, amíg az alkalmazott erők rá nem kényszerítik ezen állapot megváltoztatására.
2. Az impulzus változása arányos a kifejtett erővel, és annak az egyenesnek az irányában következik be, amely mentén ez az erő hat.
3. Egy cselekvésnek mindig van egyforma és ellentétes reakciója, ellenkező esetben két test egymásra ható kölcsönhatása egyenlő és ellentétes irányú.

Eredeti szöveg(lat.)

LEX I
Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quantenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.

LEX II
Mutationem motusproporcionalem esse vi motrici impressae et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.

Actioni contrariam semper et aequalem esse responseem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi.

- Spassky B.I. A fizika története. - T. 1. - P. 139.

Az első törvényt (a tehetetlenség törvényét), kevésbé világos formában, Galilei tette közzé. Megjegyzendő, hogy Galilei nem csak egyenes vonalban, hanem körben is szabad mozgást engedett meg (nyilván csillagászati ​​okokból). Galilei megfogalmazta a legfontosabb relativitáselvet is, amelyet Newton nem vett fel axiomatikájába, mert a mechanikai folyamatok esetében ez az elv a dinamika egyenletek egyenes következménye (V. következmény a Principiában). Ezenkívül Newton a teret és az időt abszolút fogalmaknak tekintette, amelyek az egész Univerzumra jellemzőek, és ezt egyértelműen jelezte Principiájában.

Newton szigorú definíciókat adott olyan fizikai fogalmakra is, mint lendület(Descartes nem egészen egyértelműen használta) és Kényszerítés. Bevezette a fizikába a tömeg fogalmát, mint a tehetetlenség és egyben a gravitációs tulajdonságok mértékét. Korábban a fizikusok használták ezt a fogalmat súly, azonban egy test súlya nemcsak magától a testtől függ, hanem a környezetétől is (például a Föld középpontjának távolságától), ezért új, változatlan jellemzőre volt szükség.

Euler és Lagrange befejezte a mechanika matematizálását.

Univerzális gravitáció és csillagászat

Arisztotelész és hívei a gravitációt a „sublunáris világ” testeinek természetes helyükre való vágyának tekintették. Néhány más ókori filozófus (köztük Empedoklész, Platón) úgy vélte, hogy a gravitáció a rokon testek egyesülési vágya. A 16. században ezt az álláspontot támogatta Nicolaus Kopernikusz, akinek heliocentrikus rendszerében a Földet csak az egyik bolygónak tekintették. Giordano Bruno és Galileo Galilei hasonló nézeteket vallott. Johannes Kepler úgy vélte, hogy a testek lezuhanásának oka nem a belső törekvéseik, hanem a Föld vonzási ereje, és nemcsak a Föld vonzza a követ, hanem a kő is vonzza a Földet. Véleménye szerint a gravitáció legalább a Holdig kiterjed. Későbbi munkáiban annak a véleményének adott hangot, hogy a gravitációs erő a távolsággal csökken, és a Naprendszer minden teste kölcsönös vonzásnak van kitéve. Rene Descartes, Gilles Roberval, Christian Huygens és más 17. századi tudósok próbálták megfejteni a gravitáció fizikai természetét.

Ugyanez a Kepler volt az első, aki felvetette, hogy a bolygók mozgását a Napból kiinduló erők irányítják. Elméletében három ilyen erő létezett: az egyik, kör alakú, a bolygót a pályáján löki, érintőlegesen hat a pályára (ennek az erőnek köszönhetően mozog a bolygó), a másik vonzza vagy taszítja a bolygót a Naptól (ennek köszönhetően). a bolygó pályája ellipszis), a harmadik pedig az ekliptika síkján hat (ami miatt a bolygó pályája ugyanabban a síkban fekszik). Úgy vélte, hogy a körkörös erő a Naptól való távolsággal fordított arányban csökken. E három erő közül egyiket sem azonosították a gravitációval. A Kepleri elméletet a 17. század közepének vezető elméleti csillagásza, Ismael Bulliald elutasította, aki szerint egyrészt a bolygók nem a Nap körüli erők hatására, hanem belső vágy hatására mozognak a Nap körül. , ha létezne egy körkörös erő, akkor az a távolság második fokára csökkenne vissza, és nem az elsőre, ahogy Kepler hitte. Descartes úgy gondolta, hogy a bolygókat óriási örvények hordozzák a Nap körül.

Jeremy Horrocks fogalmazta meg azt a feltételezést, hogy létezik egy, a Napból kiáramló erő, amely a bolygók mozgását szabályozza. Giovanni Alfonso Borelli szerint három erő árad ki a Napból: az egyik mozgatja a bolygót a pályáján, a másik vonzza a bolygót a Naphoz, a harmadik (centrifugális) pedig éppen ellenkezőleg, eltolja a bolygót. A bolygó elliptikus pályája az utóbbi kettő közötti konfrontáció eredménye. 1666-ban Robert Hooke azt javasolta, hogy a Nap felé ható gravitációs erő önmagában elégséges a bolygók mozgásának magyarázatához, egyszerűen fel kell tételezni, hogy a bolygópálya a Napra esés kombinációjának (szuperpozíciójának) eredménye. (a gravitációs erő hatására) és a tehetetlenség miatti mozgás (a nehézségi erő hatására). a bolygó pályájának érintője). Véleménye szerint ez a mozgások szuperpozíciója határozza meg a bolygó Nap körüli pályájának elliptikus alakját. Christopher Wren is hasonló nézeteket fogalmazott meg, de meglehetősen homályos formában. Hooke és Wren arra tippeltek, hogy a gravitációs erő a Nap távolságának négyzetével fordított arányban csökken.

Newton előtt azonban senki sem tudta egyértelműen és matematikailag végérvényesen összekapcsolni a gravitáció törvényét (a távolság négyzetével fordítottan arányos erő) és a bolygómozgás törvényeit (Kepler-törvények). Ráadásul Newton volt az, aki először kitalálta, hogy a gravitáció az Univerzum bármely két teste között hat; A leeső alma mozgását és a Hold forgását a Föld körül ugyanaz az erő szabályozza. Végül Newton nemcsak közzétette az egyetemes gravitáció törvényének feltételezett képletét, hanem valójában egy holisztikus matematikai modellt is javasolt:

• a gravitáció törvénye;
• mozgástörvény (Newton második törvénye);
• a matematikai kutatás módszerrendszere (matematikai elemzés).

Összességében ez a triász elegendő az égitestek legbonyolultabb mozgásainak teljes tanulmányozására, ezáltal megteremtve az égi mechanika alapjait. Így csak Newton munkáival kezdődik a dinamika tudománya, beleértve az égitestek mozgását is. A relativitáselmélet és a kvantummechanika megalkotása előtt nem volt szükség alapvető módosításokra ezen a modellen, bár a matematikai apparátus jelentős fejlesztéséhez szükségesnek bizonyult.

Az első érv a newtoni modell mellett a Kepler-féle empirikus törvények szigorú levezetése volt az alapján. A következő lépés az üstökösök és a Hold mozgásának elmélete volt, amelyet az „Elvek” tartalmaznak. Később a newtoni gravitáció segítségével az égitestek minden megfigyelt mozgását nagy pontossággal megmagyarázták; Ez Euler, Clairaut és Laplace nagy érdeme, akik erre fejlesztették ki a perturbációelméletet. Ennek az elméletnek az alapjait Newton rakta le, aki a Hold mozgását a szokásos sorozattágítási módszerrel elemezte; ezen az úton fedezte fel az akkor ismert szabálytalanságok okait ( egyenlőtlenségek) a Hold mozgásában.

A gravitáció törvénye nemcsak az égi mechanika problémáinak megoldását tette lehetővé, hanem számos fizikai és asztrofizikai problémát is. Newton módszert mutatott be a Nap és a bolygók tömegének meghatározására. Felfedezte az árapály okát: a Hold gravitációját (az árapályt még Galilei is centrifugális hatásnak tekintette). Sőt, miután sok évnyi adatot feldolgozott az árapály magasságáról, jó pontossággal kiszámította a Hold tömegét. A gravitáció másik következménye a Föld tengelyének precessziója volt. Newton kiderítette, hogy a Föld pólusokon való meglapultsága miatt a Hold és a Nap vonzása hatására a Föld tengelye 26 000 éves időtartamú, állandó lassú elmozduláson megy keresztül. Így a „napéjegyenlőségek várakozásának” ősi problémája (először Hipparkhosz jegyezte meg) tudományos magyarázatot talált.

Newton gravitációs elmélete sok éves vitát és kritikát váltott ki a benne elfogadott hosszú távú cselekvés koncepciójával kapcsolatban. Az égi mechanika 18. századi kiemelkedő sikerei azonban megerősítették a newtoni modell megfelelőségéről alkotott véleményt. Az első megfigyelt eltéréseket Newton elméletétől a csillagászatban (eltolódás a Merkúr perihéliumában) csak 200 évvel később fedezték fel. Ezeket az eltéréseket hamar megmagyarázta az általános relativitáselmélet (GR); Newton elmélete ennek hozzávetőleges változatának bizonyult. Az általános relativitáselmélet a gravitáció elméletét is fizikai tartalommal töltötte meg, jelezve a vonzási erő anyagi hordozóját - a téridő mérőszámát, és lehetővé tette a hosszú távú cselekvéstől való megszabadulást.

Optika és fényelmélet

Newton alapvető felfedezéseket tett az optikában. Ő építette meg az első tükörteleszkópot (reflektort), amelyben a tisztán lencsés teleszkópokkal ellentétben nem volt kromatikus aberráció. Részletesen tanulmányozta a fény diszperzióját is, bemutatva, hogy amikor a fehér fény áthalad egy átlátszó prizmán, az a különböző színű sugarak eltérő törése miatt különböző színű sugarak folytonos sorozatára bomlik, ezzel Newton lefektette a fénysugarak alapjait. helyes színelmélet. Newton megalkotta a Hooke által felfedezett interferenciagyűrűk matematikai elméletét, amelyeket azóta Newton gyűrűinek neveznek. Flamsteednek írt levelében részletesen felvázolta a csillagászati ​​fénytörés elméletét. Legfőbb eredménye azonban a fizikai (nem csak a geometriai) optika mint tudomány alapjainak megteremtése és matematikai alapjainak fejlesztése, a fényelmélet átalakítása egy rendszertelen tényhalmazból gazdag minőségi és mennyiségi tudományokká. tartalmú, kísérletileg jól alátámasztott. Newton optikai kísérletei évtizedekre a mélyfizikai kutatások modelljévé váltak.

Ebben az időszakban számos spekulatív elmélet született a fényről és a színről; Alapvetően Arisztotelész ("a különböző színek a fény és a sötétség különböző arányú keveréke") és Descartes ("különböző színek jönnek létre, ha a fényrészecskék különböző sebességgel forognak") nézőpontjai között harcoltak. Hooke Micrographiájában (1665) az arisztotelészi nézetek egy változatát javasolta. Sokan úgy gondolták, hogy a szín nem a fény, hanem a megvilágított tárgy attribútuma. Az általános ellentmondást a 17. századi felfedezések sorozata súlyosbította: diffrakció (1665, Grimaldi), interferencia (1665, Hooke), kettős fénytörés (1670, Erasmus Bartholin, Huygens tanulmányozása), fénysebesség becslése (1675). , Roemer). Mindezekkel a tényekkel nem volt összeegyeztethető fényelmélet.

Könnyű diszperzió
(Newton kísérlete)

A Királyi Társaságnak mondott beszédében Newton megcáfolta Arisztotelészt és Descartes-t is, és meggyőzően bebizonyította, hogy a fehér fény nem elsődleges, hanem különböző „törési fokú” színes komponensekből áll. Ezek az alkatrészek elsődlegesek – Newton semmilyen trükkel nem tudta megváltoztatni a színüket. Így a szubjektív színérzékelés szilárd objektív alapot kapott - a modern szóhasználattal a fény hullámhosszát, amelyet a fénytörés mértéke alapján lehetett megítélni.

1689-ben Newton abbahagyta a publikálást az optika területén (bár folytatta a kutatást) – egy széles körben elterjedt legenda szerint megfogadta, hogy Hooke életében nem publikál semmit ezen a területen. Mindenesetre 1704-ben, a Hooke halála utáni évben megjelent az „Optika” című monográfia (angol nyelven). Az előszó egyértelműen utal a Hooke-kal való konfliktusra: „Nem akarván, hogy vitákba keveredjek különféle kérdésekben, elhalasztottam a megjelenést, és tovább halogattam volna, ha nem a barátaim kitartása.” A szerző élete során az Optika a Principiához hasonlóan három kiadáson (1704, 1717, 1721) és számos fordításon ment keresztül, köztük három latin nyelven.

• Első könyv: a geometriai optika alapelvei, a fényszórás és a fehér szín összetételének tanulmányozása különféle alkalmazásokkal, beleértve a szivárvány elméletét is.
• Második könyv: fény interferencia vékony lemezekben.
• Harmadik könyv: a fény diffrakciója és polarizációja.

A történészek a fény természetére vonatkozó akkori hipotézisek két csoportját különböztetik meg.

• Emissziós (korpuszkuláris): a fény kis részecskékből (testek) áll, amelyeket világító test bocsát ki. Ezt a véleményt támasztotta alá a fényterjedés egyenessége, amelyen a geometriai optika alapul, de ebbe az elméletbe nem illett jól a diffrakció és az interferencia.
• Hullám: a fény egy hullám a láthatatlan világéterben. Newton ellenfeleit (Hooke, Huygens) gyakran a hullámelmélet támogatóinak nevezik, de figyelembe kell venni, hogy hullám alatt nem periodikus rezgést értek, mint a modern elméletben, hanem egyetlen impulzust; emiatt a fényjelenségekkel kapcsolatos magyarázataik aligha voltak hihetőek, és nem vehették fel a versenyt Newtonival (Huygens még a diffrakciót is megpróbálta cáfolni). A kifejlesztett hullámoptika csak a 19. század elején jelent meg.

Newtont gyakran a fény korpuszkuláris elméletének hívének tartják; Valójában, mint általában, „nem talált ki hipotéziseket”, és készséggel elismerte, hogy a fény az éterben lévő hullámokkal is kapcsolatba hozható. A Királyi Társaságnak 1675-ben bemutatott értekezésében azt írja, hogy a fény nem lehet egyszerűen az éter rezgése, hiszen akkor például egy íves csövön keresztül tud haladni, ahogy a hang is. Másrészt azonban azt sugallja, hogy a fény terjedése rezgéseket gerjeszt az éterben, ami diffrakciót és más hullámhatásokat okoz. Lényegében Newton, tisztában lévén mindkét megközelítés előnyeivel és hátrányaival, a fény kompromisszumos, részecskehullám-elméletét terjeszti elő. Newton műveiben részletesen leírta a fényjelenségek matematikai modelljét, figyelmen kívül hagyva a fény fizikai hordozójának kérdését: „Az én tanításom a fény és a színek töréséről kizárólag abból áll, hogy megállapítom a fény bizonyos tulajdonságait anélkül, hogy feltevések merülnének fel az eredetével kapcsolatban. .” A hullámoptika, amikor megjelent, nem utasította el Newton modelljeit, hanem elnyelte és új alapokra terjesztette ki őket.

Annak ellenére, hogy nem szereti a hipotéziseket, Newton az Optika végén felsorolta a megoldatlan problémákat és a lehetséges válaszokat. Ezekben az években azonban már megengedhette magának ezt - Newton tekintélye a „Principia” után vitathatatlanná vált, és kevesen merték kifogásokkal zavarni. Számos hipotézis prófétainak bizonyult. Pontosabban Newton megjósolta:

• a fény eltérítése a gravitációs térben;
• a fény polarizációjának jelensége;
• a fény és az anyag kölcsönös átalakulása.

Egyéb művek a fizikából

Newton volt az első, aki a Boyle-Mariotte törvény alapján meghatározta a hangsebességet egy gázban. Felvetette a viszkózus súrlódás törvényének létezését, és leírta a sugár hidrodinamikus összenyomását. Képletet javasolt a test ellenállásának törvényére ritkított közegben (Newton-képlet), és ennek alapján az egyik első problémának tekintette az áramvonalas test legkedvezőbb alakját (Newton aerodinamikai problémája). Az „Elvek”-ben azt a helyes feltevést fejezte ki és érvelt, hogy az üstökösnek szilárd magja van, aminek a naphő hatására történő párolgása kiterjedt farkot képez, amely mindig a Nappal ellentétes irányba van irányítva. Newton hőátadási kérdésekkel is foglalkozott, az egyik eredményt Newton-Richmann törvénynek nevezik.

Newton megjósolta a Föld laposodását a sarkoknál, körülbelül 1:230-ra becsülte. Ugyanakkor Newton homogén folyadékmodellt használt a Föld leírására, alkalmazta az egyetemes gravitáció törvényét és figyelembe vette a centrifugális erőt. Ugyanakkor hasonló számításokat végzett Huygens is, aki nem hitt a nagy hatótávolságú gravitációs erőben, és tisztán kinematikusan közelítette meg a problémát. Ennek megfelelően Huygens a Newton-féle 1:576-nál kisebb kompressziót jósolt. Sőt, Cassini és más karteziánusok azzal érveltek, hogy a Föld nem összenyomódott, hanem a pólusoknál megnyúlik, mint a citrom. Ezt követően, bár nem azonnal (az első mérések pontatlanok voltak), a közvetlen mérések (Clerot, 1743) megerősítették Newton helyességét; A tényleges tömörítés 1:298. Ez az érték azért különbözik attól, amit Newton javasolt a Huygens-féle javára, mert a homogén folyadék modellje még mindig nem teljesen pontos (a sűrűség a mélységgel észrevehetően növekszik). Pontosabb elmélet, amely kifejezetten figyelembe vette a sűrűség mélységtől való függőségét, csak a 19. században alakult ki.

Diákok

Szigorúan véve Newtonnak nem voltak közvetlen tanítványai. Azonban angol tudósok egész generációja nőtt fel a könyveinek olvasásával és vele való kommunikációjával, így ők maguk Newton tanítványainak tekintették magukat. Közülük a leghíresebbek:

• Edmund Halley
• Roger Cotes
• Colin Maclaurin
• Abraham de Moivre
• James Stirling
• Brooke Taylor
• William Whiston

Egyéb tevékenységi területek

Kémia és alkímia

A jelenlegi tudományos (fizikai és matematikai) hagyományt megalapozó kutatásokkal párhuzamosan Newton sok időt szentelt az alkímiának, valamint a teológiának. Az alkímiáról szóló könyvek a könyvtárának egytizedét tették ki. Nem publikált kémiáról vagy alkímiáról szóló művet, és ennek a hosszú távú hobbinak az egyetlen ismert eredménye Newton 1691-es súlyos megmérgezése volt. Amikor Newton holttestét exhumálták, veszélyes mennyiségű higanyt találtak a testében.

Stukeley emlékeztet arra, hogy Newton értekezést írt a kémiáról, „kísérleti és matematikai bizonyítékokkal magyarázva el ennek a titokzatos művészetnek az alapelveit”, de a kéziratot sajnos tűz pusztította el, és Newton meg sem próbálta helyreállítani. Fennmaradt levelek és feljegyzések azt sugallják, hogy Newton a fizika és a kémia törvényeinek valamiféle egységes világrendszerré való egyesítésének lehetőségén gondolkodott; Erről a témáról több hipotézist is felállított az Optika végén.

B. G. Kuznyecov úgy véli, hogy Newton alkímiai tanulmányai kísérletek voltak az anyag és más típusú anyagok (például fény, hő, mágnesesség) atomi szerkezetének feltárására. Newton érdeklődése az alkímia iránt érdektelen és meglehetősen elméleti volt:

Atomizmusa a testtestek hierarchiáján alapul, amelyeket az alkatrészek közötti, egyre kevésbé intenzív kölcsönös vonzási erők alkotnak. Az anyag diszkrét részecskéinek végtelen hierarchiájának ez az elképzelése az anyag egységének gondolatához kapcsolódik. Newton nem hitt olyan elemek létezésében, amelyek nem képesek átalakulni egymásba. Ellenkezőleg, azt feltételezte, hogy a részecskék felbonthatatlanságának és ennek megfelelően az elemek közötti minőségi különbségeknek a gondolata a kísérleti technológia történelmileg korlátozott lehetőségeivel függ össze.

Ezt a feltevést megerősíti Newton saját kijelentése is: „Az alkímia nem foglalkozik fémekkel, ahogy a tudatlanok hiszik. Ez a filozófia nem tartozik azok közé, amelyek a hiúságot és a megtévesztést szolgálják, hanem inkább a hasznot és az építkezést szolgálja, és itt a fő dolog Isten ismerete.”

Teológia

Mélyen vallásos ember lévén, Newton racionalista álláspontból szemlélte a Bibliát (mint minden mást a világon). Az Isten Szentháromságának Newton általi elutasítása nyilvánvalóan ezzel a megközelítéssel függ össze. A legtöbb történész úgy véli, hogy Newton, aki sok éven át dolgozott a Trinity College-ban, maga nem hitt a Szentháromságban. Teológiai munkáinak kutatói azt találták, hogy Newton vallási nézetei közel álltak az eretnek arianizmushoz.

Azt, hogy Newton nézetei mennyire közel állnak az egyház által elítélt különféle eretnekekhez, eltérően értékelik. Fisenmayer német történész azt javasolta, hogy Newton elfogadja a Szentháromságot, de közelebb áll a keleti, ortodox felfogáshoz. Stephen Snobelen amerikai történész számos okirati bizonyítékra hivatkozva határozottan elutasította ezt az álláspontot, és Newtont a szociiniánusok közé sorolta.

Külsőleg azonban Newton lojális maradt az állami anglikán egyházhoz. Ennek jó oka volt: az 1697-es, „A istenkáromlás és istentelenség visszaszorításáról” szóló törvényhozás, amely a Szentháromság bármely személyétől megtagadta az állampolgári jogok elvesztését, a bűncselekmény megismétlődése esetén pedig börtönbüntetést. Például Newton barátját, William Whistont megfosztották professzori tisztétől, és 1710-ben kizárták a Cambridge-i Egyetemről, mert azt állította, hogy a korai egyház hitvallása az ariánus volt. A hasonló gondolkodásúaknak (Locke, Halley stb.) írt leveleiben azonban Newton egészen őszinte volt.

Az antitrinitarizmus mellett a deizmus elemei is láthatók Newton vallási világképében. Newton hitt Isten anyagi jelenlétében az Univerzum minden pontján, és a teret „Isten szenzoriumának” (lat. sensorium Dei) nevezte. Ez a panteista elképzelés egyetlen egésszé egyesíti Newton tudományos, filozófiai és teológiai nézeteit; „Newton érdeklődési köre, a természetfilozófiától az alkímiáig, különböző vetületeket és egyben különböző összefüggéseket képvisel a fölötte uralkodó központi gondolatnak”.

Newton élete késői szakaszában publikálta (részben) teológiai kutatásának eredményeit, de azok jóval korábban, legkésőbb 1673-ban kezdődtek. Newton saját változatát javasolta a bibliai kronológiának, otthagyta a bibliai hermeneutikával kapcsolatos munkát, és kommentárt írt az Apokalipszishez. Tanulmányozta a héber nyelvet, tudományos módszerekkel tanulmányozta a Bibliát, álláspontja alátámasztására napfogyatkozáshoz kapcsolódó csillagászati ​​számításokat, nyelvi elemzéseket stb.. Számításai szerint legkorábban 2060-ban jön el a világvége.

Newton teológiai kéziratait jelenleg Jeruzsálemben, a Nemzeti Könyvtárban őrzik.

Értékelések

Newton sírján a következő felirat olvasható:

Itt fekszik Sir Isaac Newton, aki szinte isteni értelem erejével, matematikai módszerével elsőként magyarázta meg a bolygók mozgását és alakját, az üstökösök útját és az óceánok dagályát.

Ő volt az, aki feltárta a fénysugarak különbségeit és a színek ebből adódó eltérő tulajdonságait, amit korábban senki sem sejtett. A természet, az ókor és a Szentírás szorgalmas, ravasz és hű értelmezője, filozófiájával megerősítette a mindenható teremtő nagyságát, kedélyében pedig az evangélium által megkövetelt egyszerűséget oltotta.

Örüljenek a halandók, hogy az emberi faj ilyen ékessége élt közöttük.

Eredeti szöveg(lat.)

H. S. E. ISAACUS NEWTON Eques Auratus,

Qui, animi vi prope divinâ,
Planetarum Motus, Figuras,
Cometarum semitas, Oceanique Aestus. Suâ Mathesi facem praeferente
Primus demonstravit:
Radiorum Lucis dissimilitudines,
Colorumque inde nascentium proprietates,
Quas nemo antea vel suspicatus erat, pervestigavit.
Naturae, Antiquitatis, S. Scripturae,
Sedulus, sagax, fidus Interpres
Dei O. M. Majestatem Philosophiâ asseruit,
Evangelij Simplicitatem Moribus expressit.
Sibi gratulentur Mortales,
Tale tantumque exstitisse
HUMANI GENERIS DECUS.
NAT XXV DEC. HIRDETÉS. MDCXLII. OBIIT. XX. MAR. MDCCXXVI

Isaac Newton munkája összetett volt – egyszerre több tudományterületen dolgozott. Newton munkásságának fontos állomása volt matematikája, amely lehetővé tette a számítási rendszer fejlesztését mások keretein belül. Newton fontos felfedezése az elemzés alapvető tétele volt. Lehetővé tette annak bizonyítását, hogy a differenciálszámítás az integrálszámítás inverze és fordítva. Az algebra fejlődésében szintén fontos szerepet játszott Newton felfedezése a számok binomiális bővítésének lehetőségéről. Newton módszere, amellyel az egyenletekből gyököket von ki, szintén fontos gyakorlati szerepet játszott, ami nagyban leegyszerűsítette az ilyen számításokat.

Newtoni mechanika

Newton tette a legjelentősebb felfedezéseket. Valójában a fizika egy olyan ágát hozta létre, mint a mechanikát. A mechanikának három axiómáját alkotta meg, amelyeket Newton törvényeinek neveztek. Az első törvény, más néven törvény kimondja, hogy bármely test nyugalmi vagy mozgási állapotban van, amíg bármilyen erőt nem fejtenek ki rá. Newton második törvénye megvilágítja a differenciális mozgás problémáját, és azt mondja, hogy a test gyorsulása egyenesen arányos a testre ható eredő erőkkel és fordítottan arányos a test tömegével. A harmadik törvény a testek egymás közötti kölcsönhatását írja le. Newton úgy fogalmazta meg, hogy minden cselekvésre egyenlő és ellentétes reakció van.

Newton törvényei lettek a klasszikus mechanika alapjai.

Newton leghíresebb felfedezése azonban az egyetemes gravitáció törvénye volt. Azt is be tudta bizonyítani, hogy a gravitációs erők nem csak a földi, hanem az égitestekre is vonatkoznak. Ezeket a törvényeket 1687-ben írták le, miután Newton publikálta a matematikai módszerek alkalmazását a fizikában.

Newton gravitációs törvénye lett az első a később megjelent számos gravitációs elmélet közül.

Optika

Newton sok időt szentelt a fizika olyan ágának, mint az optika. Olyan fontos jelenséget fedezett fel, mint a színek spektrális bomlása – egy lencse segítségével megtanulta a fehér fényt más színekre törni. Newtonnak köszönhetően rendszeresítették az optika ismereteit. Megalkotta a legfontosabb eszközt - egy tükröző távcsövet, amely javította az égbolt megfigyelésének minőségét.

Meg kell jegyezni, hogy Newton felfedezései után az optika nagyon gyorsan fejlődésnek indult. Képes volt általánosítani elődei olyan felfedezéseit, mint a diffrakció, a sugár kettős fénytörése és a fénysebesség meghatározása.