Головна праця Ньютона називалася. Ісаак ньютон - біографія, інформація, особисте життя

Сер Ісаак Ньютон(англ. Sir Isaac Newton, 25 грудня 1642 - 20 березня 1727 року за юліанським календарем, що діяв в Англії до 1752 року; або 4 січня 1643 - 31 березня 1727 року за григоріанським календарем) - англійський фізик, математик і астроном, один із творців класичної фізики. Автор фундаментальної праці «Математичні засади натуральної філософії», в якій він виклав закон всесвітнього тяготіннята три закони механіки, що стали основою класичної механіки. Розробив диференціальне та інтегральне обчислення, теорію кольору та багато інших математичних та фізичних теорій.

Біографія

Ранні роки

Вулсторп. Будинок, де народився Ньютон.

Ісаак Ньютон, син дрібного, але заможного фермера, народився селі Вулсторп (англ. Woolsthorpe, графство Лінкольншир), у рік смерті Галілея та напередодні громадянської війни. Батько Ньютона не дожив до народження сина. Хлопчик народився передчасно, був болючим, тому його довго не наважувалися хрестити. І все ж таки він вижив, був хрещений (1 січня), і названий Ісааком на честь покійного батька. Факт народження під Різдво Ньютон вважав особливим знаком долі. Незважаючи на слабке здоров'я у дитинстві, він прожив 84 роки.

У січні 1646 мати Ньютона, Анна Ейскоу (англ. Hannah Ayscough) знову вийшла заміж; від нового чоловіка, 63-річного вдівця, вона мала трьох дітей, вона почала приділяти мало уваги Ісааку. Покровителем хлопчика став його дядько по матері Вільям Ейскоу. У дитинстві Ньютон, за відгуками сучасників, був мовчазний, замкнутий і відокремлений, любив читати і майструвати технічні іграшки: сонячний і водяний годинник, млин тощо. Усе життя він почував себе самотнім.

Батьківщина померла в 1653 році, частина його спадщини перейшла до матері Ньютона і була відразу ж оформлена нею на Ісаака. Мати повернулася додому, проте основну увагу приділяла трьом молодшим дітям та великому господарству; Ісаак, як і раніше, був наданий сам собі.

В 1655 Ньютона віддали вчитися в розташовану неподалік школи в Ґрентемі, де він жив у будинку аптекаря Кларка. Незабаром хлопчик показав неабиякі здібності, проте в 1659 мати Ганна повернула його в маєток і спробувала покласти на 16-річного сина частину справ з управління господарством. Спроба не мала успіху - Ісаак вважав за краще всім іншим заняттям читання книг та конструювання різних механізмів. У цей час до Анни звернувся шкільний вчитель Ньютона Стокс і почав умовляти її продовжити навчання надзвичайно обдарованого сина; до цього прохання приєдналися дядько Вільям та ґрентемський знайомий Ісаака (родич аптекаря Кларка) Хемфрі Бабінгтон, член кембриджського Трініті-коледжу. Об'єднаними зусиллями вони, зрештою, досягли свого. У 1661 Ньютон успішно закінчив школу і вирушив продовжити освіту в Кембриджський університет.

Трініті-коледж (1661-1664)

Трініті-коледж, годинна вежа

У червні 1661 року 19-річний Ньютон приїхав до Кембриджу. Згідно зі статутом, йому влаштували іспит на знання латинської мови, після чого повідомили, що його прийнято до Трініті-коледжу (Колледж святої Трійці) Кембриджського університету. З цим навчальним закладом пов'язані понад 30 років життя Ньютона.

Коледж, як і весь університет, переживав важкий час. Щойно (1660) в Англії було відновлено монархію, король Карл II часто затримував покладені університету виплати, звільнив значну частину викладацького складу, призначену в роки революції. Загалом у Трініті-коледжі проживало 400 осіб, включаючи студентів, слуг та 20 жебраків, яким за статутом коледж мав видавати милостиню. Навчальний процес перебував у жалюгідному стані.

Ньютона зарахували до розряду студентів-«сайзерів» (англ. sizar), з яких не брали плати за навчання (ймовірно, за рекомендацією Бабінгтона). Документальних свідчень та спогадів про цей період його життя збереглося дуже мало. У ці роки остаточно склався характер Ньютона - наукова скрупульозність, прагнення дійти до суті, нетерпимість до обману, наклеп і гноблення, байдужість до суспільної слави. У нього, як і раніше, не було друзів.

У квітні 1664 року Ньютон, склавши іспити, перейшов у вищу студентську категорію «сколерів» ( scholars), що дало йому право на стипендію та продовження навчання у коледжі.

Незважаючи на відкриття Галілея, природознавство та філософію в Кембриджі, як і раніше, викладали за Аристотелем. Однак у зошитах, що збереглися, Ньютона вже згадуються Галілей, Коперник, картезіанство, Кеплер і атомістична теорія Гассенді. Зважаючи на ці зошити, він продовжував майструвати (в основному, наукові інструменти), захоплено займався оптикою, астрономією, математикою, фонетикою, теорією музики. Згідно спогадів сусіда по кімнаті, Ньютон беззавітно вдавався до навчання, забуваючи про їжу і сон; мабуть, незважаючи на всі труднощі, це був саме той спосіб життя, якого він сам хотів.

Ісаак Барроу. Статуя у Трініті-коледжі.

1664 в житті Ньютона був багатий і іншими подіями. Ньютон пережив творчий підйом, розпочав самостійну наукову діяльність і склав масштабний список (із 45 пунктів) невирішених проблем у природі та людському житті ( Запитальник, Лат. Questiones quaedam philosophicae ). Надалі подібні списки неодноразово з'являються у його робочих зошитах. У березні цього ж року на нещодавно заснованій (1663) кафедрі математики коледжу розпочалися лекції нового викладача, 34-річного Ісаака Барроу, великого математика, майбутнього друга та вчителя Ньютона. Інтерес Ньютона до математики різко зріс. Він зробив перше значне математичне відкриття: біноміальне розкладання для довільного раціонального показника (включаючи негативні), а через неї прийшов до свого головного математичного методу – розкладання функції у нескінченний ряд. Нарешті, наприкінці року Ньютон став бакалавром.

Науковою опорою та натхненниками творчості Ньютона найбільшою мірою були фізики: Галілей, Декарт та Кеплер. Ньютон завершив їхню працю, об'єднавши в універсальну систему світу. Найменший, але суттєвий вплив зробили інші математики та фізики: Евклід, Ферма, Гюйгенс, Валліс та його безпосередній вчитель Барроу. У студентській записнику Ньютона є програмна фраза:

У філософії не може бути государя, крім істини… Ми повинні поставити пам'ятники із золота Кеплеру, Галілею, Декарту і на кожному написати: «Платон – друг, Аристотель – друг, але головний друг – істина»

"Чумні роки" (1665-1667)

Напередодні Різдва 1664 на лондонських будинках стали з'являтися червоні хрести - перші мітки Великої епідемії чуми. На літо смертоносна епідемія значно розширилася. 8 серпня 1665 року заняття в Трініті-коледжі було припинено і персонал розпущений до закінчення епідемії. Ньютон поїхав додому до Вулсторпа, захопивши з собою основні книги, зошити та інструменти.

Це були лихоліття для Англії - спустошлива чума (тільки в Лондоні загинула п'ята частина населення), руйнівна війна з Голландією, Велика лондонська пожежа. Але істотну частину своїх наукових відкриттів Ньютон зробив на самоті «чумних років». З збережених нотаток видно, що 23-річний Ньютон вже вільно володів базовими методами диференціального та інтегрального обчислень, включаючи розкладання функцій у ряди і те, що згодом було названо формулою Ньютона-Лейбніца. Провівши ряд дотепних оптичних експериментів, він довів, що білий колір є сумішшю квітів. Пізніше Ньютон згадував про ці роки:

На початку 1665 року я знайшов метод наближених рядів і правило перетворення будь-якого ступеня двочлена на такий ряд... у листопаді отримав прямий метод флюксій [диференційне числення]; в січні наступного року я отримав теорію квітів, а в травні приступив до зворотного методу флюксій [інтегральне числення] ... У цей час я переживав кращу пору своєї юності і більше цікавився математикою та філософією, ніж будь-коли згодом.

Але найзначнішим його відкриттям у роки став закон всесвітнього тяготіння. Пізніше, 1686 року, Ньютон писав Галлею:

У паперах, написаних понад 15 років тому (точно навести дату я не можу, але принаймні це було перед початком моєї листування з Ольденбургом), я висловив зворотну квадратичну пропорційність тяжіння планет до Сонця залежно від відстані та обчислив правильне відношення земної тяжкості і conatus recedendi [прагнення] Місяця до центру Землі, хоч і не зовсім точно.

Шановний нащадок «Яблуні Ньютона». Кембридж, Ботанічний сад.

Неточність, згадана Ньютоном, викликана тим, що розміри Землі та величину прискорення вільного падіння Ньютон взяв із «Механіки» Галілея, де вони наведені зі значною похибкою. Пізніше Ньютон отримав точніші дані Пікара і остаточно переконався в істинності своєї теорії.

Загальновідома легенда, що закон тяжіння Ньютон відкрив, спостерігаючи падіння яблука з гілки дерева. Вперше «яблуко Ньютона» миттєво згадав біограф Ньютона Вільям Стьюклі, а популярна ця легенда стала завдяки Вольтеру. Інший біограф, Генрі Пембертон, наводить міркування Ньютона (без згадки яблука) докладніше: «порівняючи періоди кількох планет та його відстані до Сонця, він виявив, що… ця сила має знижуватися у квадратичній пропорційності зі збільшенням відстані». Іншими словами, Ньютон виявив, що з третього закону Кеплера, що пов'язує періоди звернення планет з відстанню до Сонця, слідує саме «формула зворотних квадратів» для закону тяжіння (у наближенні кругових орбіт). Остаточне формулювання закону тяжіння, що увійшло до підручників, Ньютон виписав пізніше, після того, як йому стали зрозумілі закони механіки.

Ці відкриття, а також багато пізніших, були опубліковані на 20-40 років пізніше, ніж були зроблені. Ньютон не гнався за славою. У 1670 році він писав Джону Коллінзу: «Я не бачу нічого бажаного у славі, навіть якби я був здатний заслужити її. Це, можливо, збільшило б кількість моїх знайомих, але це якраз те, чого я найбільше намагаюся уникати». Свій перший науковий працю (жовтень 1666), який викладав основи аналізу, не став публікувати; його знайшли лише через 300 років.

Початок наукової популярності (1667-1684)

Ньютон у молодості

У березні-червні 1666 Ньютон відвідав Кембридж. Сміливці, що залишилися в коледжі, як виявилося, не постраждали ні від чуми, ні навіть від популярних тоді протичумних ліків (що включали кору ясена, міцний оцет, спиртні напої і строгу дієту). Проте влітку нова хвиля чуми змусила його знову виїхати додому. Нарешті, на початку 1667 року епідемія закінчилася, і у квітні Ньютон повернувся до Кембриджу. 1 жовтня він був обраний членом Трініті-коледжу, а в 1668 став магістром. Йому виділили простору окрему кімнату для житла, призначили непоганий оклад та передали групу студентів, з якими він кілька годин на тиждень сумлінно займався стандартними навчальними предметами. Втім, ні тоді, ні пізніше Ньютон не прославився як викладач, його лекції відвідували погано.

Зміцнивши своє становище, Ньютон здійснив подорож до Лондона, де незадовго до того, в 1660 році, було створено Лондонське королівське суспільство - авторитетна організація видатних науковців, одна з перших Академій наук. Друкованим органом Королівського товариства був журнал "Філософські праці" (лат. Philosophical Transactions).

У 1669 року у Європі почали з'являтися математичні роботи, використовують розкладання в нескінченні ряди. Хоча по глибині ці відкриття не йшли в жодне порівняння з ньютонівськими, Барроу наполягав на тому, щоб його учень зафіксував свій пріоритет у цьому питанні. Ньютон написав короткий, але досить повний конспект цієї частини своїх відкриттів, який назвав "Аналіз за допомогою рівнянь із нескінченним числом членів". Барроу переслав цей трактат до Лондона. Ньютон просив Барроу не розкривати ім'я автора роботи (але той все ж таки проговорився). «Аналіз» поширився серед фахівців і отримав певну популярність в Англії та за її межами.

У цьому року Барроу прийняв запрошення короля стати придворним капеланом і залишив викладання. 29 жовтня 1669 Ньютон був обраний його наступником, професором математики та оптики Трініті-коледжу. Барроу залишив Ньютону велику алхімічну лабораторію; у цей період Ньютон серйозно захопився алхімією, провів масу хімічних дослідів.

Рефлектор Ньютона

Одночасно він продовжив експерименти з оптики та теорії кольору. Ньютон досліджував сферичну та хроматичну аберацію. Щоб звести їх до мінімуму, він побудував змішаний телескоп-рефлектор: лінза та увігнуте сферичне дзеркало, яке зробив та відполірував сам. Проект такого телескопа вперше запропонував Джеймс Грегорі (1663), проте цей задум так і не було реалізовано. Перша конструкція Ньютона (1668) виявилася невдалою, але вже наступна, з ретельно відполірованим дзеркалом, незважаючи на невеликі розміри, давала 40-кратне збільшення чудової якості.

Чутки про новий інструмент швидко дійшли до Лондона, і Ньютона запросили показати свій винахід наукового загалу. Наприкінці 1671 – на початку 1672 року пройшла демонстрація рефлектора перед королем, а потім – у Королівському товаристві. Апарат викликав загальні захоплені відгуки. Ньютон став знаменитий і в січні 1672 був обраний членом Королівського товариства. Пізніше вдосконалені рефлектори стали основними інструментами астрономів, з допомогою були відкриті планета Уран, інші галактики, червоне усунення.

Спочатку Ньютон дорожив спілкуванням з колегами з Королівського товариства, де перебували, крім Барроу, Джеймс Грегорі, Джон Валліс, Роберт Гук, Роберт Бойль, Крістофер Рен та інші відомі діячі англійської науки. Однак невдовзі почалися стомлюючі конфлікти, яких Ньютон дуже не любив. Зокрема, спалахнула галаслива полеміка з приводу природи світла. Вже у лютому 1672 року Ньютон опублікував у «Philosophical Transactions» докладний опис своїх класичних дослідів із призмами та свою теорію кольору. Гук, який опублікував власну теорію, заявив, що результати Ньютона його переконали; його підтримав Гюйгенс з тієї підстави, що теорія Ньютона «суперечить загальноприйнятим поглядам». Ньютон відповів на їхню критику лише через півроку, але до цього часу кількість критиків значно збільшилася. Особливу активність виявив хтось Лінус із Льєжа, який атакував Суспільство листами із абсолютно абсурдними запереченнями проти результатів Ньютона.

Лавина некомпетентних нападок викликала у Ньютона роздратування та депресію. Він пошкодував, що довірливо оприлюднив свої відкриття перед побратимами з науки. Ньютон попросив секретаря Товариства Ольденбурга більше не надсилати йому критичних листів і дав зарок на майбутнє: не вплутуватися в наукові суперечки. У листах він скаржиться, що він поставлений перед вибором: або не публікувати свої відкриття, або витрачати весь час і всі сили на відображення недружньої дилетантської критики. Зрештою, він вибрав перший варіант і зробив заяву про вихід з Королівського товариства (8 березня 1673 року). Ольденбург не без зусиль умовив його залишитися. Проте наукові контакти із Товариством тепер зведено до мінімуму.

У 1673 відбулися дві важливі події. Перше: королівським указом у Трініті повернувся старий друг і покровитель Ньютона, Ісаак Барроу, тепер як керівник («майстри»). Друге: математичними відкриттями Ньютона зацікавився Лейбніц, відомий на той момент як філософ та винахідник. Отримавши працю Ньютона 1669 по нескінченних рядах і глибоко його вивчивши, він далі самостійно починає розвивати свою версію аналізу. У 1676 році Ньютон і Лейбніц обмінялися листами, в яких Ньютон роз'яснив ряд своїх методів, відповів на питання Лейбніца і натякнув на існування ще більш загальних методів, поки що не опублікованих (малося на увазі загальне диференціальне та інтегральне числення). Секретар Королівського товариства Генрі Ольденбург наполегливо просив Ньютона на славу Англії опублікувати свої математичні відкриття з аналізу, але Ньютон відповів, що вже п'ять років займається іншою темою і не хоче відволікатися. На чергового листа Лейбніца Ньютон не відповів. Перша коротка публікація за ньютонівським варіантом аналізу з'явилася тільки в 1693 році, коли варіант Лейбніца вже широко поширився Європою.

Кінець 1670-х був сумний для Ньютона. У травні 1677 року несподівано помер 47-річний Барроу. Взимку цього ж року в будинку Ньютона виникла сильна пожежа, і частина рукописного архіву Ньютона згоріла. У 1678 році помер секретар Королівського Товариства Ольденбург, що благоволив Ньютону, і новим секретарем став Гук, що ставився до Ньютона неприязно. 1679 року важко захворіла мати Ганна; Ньютон приїхав до неї, брав активну участь у догляді за хворою, але стан матері швидко погіршувався, і вона померла. Мати і Барроу були серед небагатьох людей, які прикрашали самотність Ньютона.

«Математичні засади натуральної філософії» (1684 -1686)

Титульний лист «Початок» Ньютона

Історія створення цієї праці, поряд з «Початками» Евкліда, одного з найзнаменитіших в історії науки, почалася в 1682, коли проходження комети Галлея викликало підйом інтересу до небесної механіки. Едмонд Галлей намагався вмовити Ньютона опублікувати його «загальну теорію руху», про яку вже давно ходили чутки в науковій спільноті. Ньютон відмовився. Він взагалі неохоче відволікався від своїх досліджень заради копіткої справи видання наукових праць.

Торішнього серпня 1684 року Галлей приїхав у Кембридж і розповів Ньютону, що з Реном і Гуком обговорювали, як із формули закону тяжіння вивести еліптичність орбіти планет, але з знали, як підступитися до рішення. Ньютон повідомив, що він уже має такий доказ, і в листопаді надіслав Галлею готовий рукопис. Той одразу оцінив значення результату та методу, негайно знову відвідав Ньютона і цього разу зумів умовити його опублікувати свої відкриття. 10 грудня 1684 року у протоколах Королівського товаристваз'явився історичний запис:

Пан Галлей... нещодавно бачив у Кембриджі м-ра Ньютона, і той показав йому цікавий трактат "De motu" [Про рух]. Згідно з бажанням пана Галлея, Ньютон обіцяв надіслати згаданий трактат до Товариства.

Робота над книгою йшла у 1684 –1686 роках. За спогадами Хемфрі Ньютона, родича вченого та його помічника в ці роки, спочатку Ньютон писав «Початки» у перервах між алхімічними дослідами, яким приділяв основну увагу, потім поступово захопився і з натхненням присвятив себе роботі над головною книгою свого життя.

Публікацію передбачалося здійснити коштом Королівського суспільства, але на початку 1686 року Суспільство видало трактат з історії риб, що не знайшов попиту, і тим самим виснажило свій бюджет. Тоді Галлей оголосив, що він бере видатки виданню він. Суспільство з вдячністю прийняло цю великодушну пропозицію і як часткову компенсацію безкоштовно надала Галлею 50 екземплярів трактату з історії риб.

Праця Ньютона - можливо, за аналогією з «Початками філософії» Декарта (1644) - отримала назву «Математичні засади натуральної філософії» (лат. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ), тобто, сучасною мовою, «Математичні основи фізики».

28 квітня 1686 року перший том «Математичних засад» був представлений Королівському товариству. Всі три томи, після деякої авторської правки, вийшли 1687 року. Тираж (близько 300 екземплярів) було розпродано за 4 роки – для того часу дуже швидко.

Сторінка з «Початок» Ньютона (3-тє вид., 1726)

Як фізичний, і математичний рівень праці Ньютона абсолютно непорівнянні з роботами його попередників. У ньому відсутня аристотелева чи декартова метафізика, з її туманними міркуваннями і неясно сформульованими, часто надуманими «першопричинами» природних явищ. Ньютон, наприклад, не проголошує, що у природі діє закон тяжіння, він суворо доводитьцей факт, виходячи з картини руху планет і їх супутників. Метод Ньютона - створення моделі явища, «не вигадуючи гіпотез», а потім уже, якщо даних достатньо, пошук його причин. Такий підхід, започаткований Галілеєм, означав кінець старої фізики. Якісний опис природи поступився місцем кількісному - значну частину книги займають розрахунки, креслення та таблиці.

У своїй книзі Ньютон ясно визначив базові поняття механіки, причому запровадив кілька нових, включаючи такі найважливіші фізичні величини, як маса, зовнішня сила та кількість руху. Сформульовано три закони механіки. Наведено суворий висновок із закону тяжіння всіх трьох законів Кеплера. Зазначимо, що було описано і невідомі Кеплеру гіперболічні та параболічні орбіти небесних тіл. Істинність геліоцентричної системиКоперника Ньютон прямо не обговорює, але має на увазі; він навіть оцінює відхилення Сонця від центру мас Сонячної системи. Іншими словами, Сонце в системі Ньютона, на відміну від кеплерівської, не спочиває, а підпорядковується загальним законам руху. У загальну систему включено і комети, вид орбіт яких викликав тоді великі розбіжності.

Слабким місцем теорії тяжіння Ньютона, на думку багатьох тодішніх вчених, було пояснення природи цієї сили. Ньютон виклав лише математичний апарат, залишивши відкритими питання причини тяжіння і його матеріальному носії. Для наукової громадськості, вихованої на філософії Декарта, це був незвичний і зухвалий підхід, і лише тріумфальний успіх небесної механіки у XVIII столітті змусив фізиків тимчасово примиритися з ньютонівською теорією. Фізичні основи тяжіння прояснилися лише більш ніж через два століття, з появою Загальної теорії відносності.

Математичний апарат та загальну структуру книги Ньютон побудував максимально близькими до тодішнього стандарту наукової суворості – «Початків» Евкліда. Математичний аналіз він свідомо майже ніде не використовував - застосування нових, незвичних методів поставило під загрозу довіру до викладених результатів. Ця обережність, однак, знецінила ньютонівський метод викладу для наступних поколінь читачів. Книга Ньютона була першою роботою з нової фізики і водночас однією з останніх серйозних праць, які використовують старі методи математичного дослідження. Усі послідовники Ньютона вже використали створені ним потужні методи математичного аналізу. Найбільшими безпосередніми продовжувачами справи Ньютона стали Д'Аламбер, Ейлер, Лаплас, Клеро та Лагранж.

1687-1703 роки

1687 ознаменувався не тільки виходом великої книги, а й конфліктом Ньютона з королем Яковом II. У лютому король, послідовно проводячи свою лінію на реставрацію католицизму в Англії, наказав Кембриджському університету дати ступінь магістра католицькому ченцю Альбану Френсісу. Керівництво університету вагалося, не бажаючи дратувати короля; невдовзі делегацію вчених, зокрема Ньютона, викликали для розправи до відомого своєю грубістю і жорстокістю судді Джеффрісу (англ. George Jeffreys). Ньютон виступив проти будь-якого компромісу, що обмежує університетську автономію, і переконав делегацію зайняти принципову позицію. У результаті віце-канцлера університету усунули з посади, але бажання короля так і не було виконано. В одному з цих листів Ньютон виклав свої політичні принципи:

Будь-яка чесна людина за законами Божими і людськими зобов'язана підкорятися законним наказам короля. Але якщо Його Величності радять вимагати щось таке, чого не можна зробити за законом, то ніхто не повинен постраждати, якщо знехтує такою вимогою.

У 1689 року, після повалення короля Якова II, Ньютон був уперше обраний парламент від Кембриджського університету і засідав там трохи більше року. Друге обрання відбулося у 1701-1702 роках. Існує популярний анекдот про те, що він узяв слово для виступу в палаті громад лише один раз, попросивши зачинити вікно, щоб уникнути протягу. Насправді Ньютон виконував свої парламентські обов'язки з тією ж сумлінністю, з якою він ставився до всіх своїх справ.

Близько 1691 Ньютон серйозно захворів (швидше за все, отруївся в ході хімічних дослідів, хоча є й інші версії - перевтома, потрясіння після пожежі, що спричинило втрату важливих результатів, і вікові недуги). Близькі побоювалися за його свідомість; кілька листів цього періоду, що збереглися, дійсно свідчать про душевний розлад. Тільки наприкінці 1693 здоров'я Ньютона повністю відновилося.

У 1679 Ньютон познайомився в Трініті з 18-річним аристократом, любителем науки і алхімії, Чарльзом Монтегю (1661 -1715). Ймовірно, Ньютон справив на Монтегю сильне враження, тому що в 1696, став лордом Галіфаксом, президентом Королівського товариства і канцлером Казначейства (тобто міністром фінансів Англії), Монтегю запропонував королю призначити Ньютона доглядачем Монетного двору. Король дав свою згоду, і в 1696 Ньютон обійняв цю посаду, покинув Кембридж і переїхав до Лондона. З 1699 він став керуючим («майстром») Монетного двору.

Проте чесна та компетентна людина на чолі Монетного двору влаштовувала не всіх. З перших днів на Ньютона посипалися скарги і доноси, постійно з'являлися комісії з перевірки. Як з'ясувалося, багато доносів надходили від фальшивомонетників, роздратованих ньютонівськими реформами. Ньютон, як правило, байдуже ставився до лихослів'я, але ніколи не прощав, якщо воно торкалося його честі та репутації. Він особисто брав участь у десятках розслідувань, і понад 100 фальшивомонетників було вистежено та засуджено; за відсутності обтяжуючих обставин їх найчастіше висилали до північноамериканських колоній, але кілька ватажків були страчені. Число фальшивих монет у Англії значно скоротилося. Монтегю у своїх мемуарах високо оцінив неабиякі здібності адміністратора, виявлені Ньютоном і забезпечили успіх реформи.

У квітні 1698 Монетний двір в ході «Великого посольства» тричі відвідав російський цар Петро I; на жаль, подробиці його візиту та спілкування з Ньютоном не збереглися. Відомо, проте, що у 1700 року у Росії було проведено монетна реформа, подібна до англійської. А в 1713 перші шість друкованих примірників 2-го видання «Почав» Ньютон вислав цареві Петру в Росію.

Символом наукового тріумфу Ньютона стали дві події 1699: почалося викладання системи світу Ньютона в Кембриджі (з 1704 - і в Оксфорді), а Паризька академія наук, Оплот його опонентів-картезіанців, обрала його своїм іноземним членом. Весь цей час Ньютон ще вважався членом і професором Трініті-коледжу, але в грудні 1701 він офіційно пішов у відставку з усіх своїх постів у Кембриджі.

У 1703 році помер президент Королівського товариства лорд Джон Сомерс, який за 5 років свого президентства відвідав засідання Товариства лише двічі. У листопаді Ньютон був обраний його наступником і керував Суспільством до кінця життя – понад двадцять років. На відміну від своїх попередників, він особисто був присутнім на всіх засіданнях і зробив усе для того, щоб британське Королівське товариство посіло почесне місце у науковому світі. Число членів Товариства зростало (серед них, крім Галлея, можна виділити Дені Папена, Абрахама де Муавра, Роджера Котса, Брука Тейлора), проводилися та обговорювалися цікаві експерименти, якість журнальних статей значно покращилася, фінансові проблеми були пом'якшені. Суспільство обзавелося платними секретарями та власною резиденцією (на Фліт-стріт), витрати на переїзд Ньютон сплатив зі своєї кишені. У ці роки Ньютона часто запрошували як консультанта до різних урядових комісій, а принцеса Кароліна, майбутня королева Великобританії, годинами вела з ним у палаці бесіди на філософські та релігійні теми.

Останні роки

Один із останніх портретів Ньютона (1712, Торнхілл)

У 1704 році побачила світ (спочатку англійською мовою) монографія «Оптика», що визначала розвиток цієї науки до початку XIX століття. Вона містила додаток «Про квадратур кривих» - перший і досить повний виклад ньютонівської версії математичного аналізу. Фактично це остання праця Ньютона з природничих наук, хоча він прожив ще понад 20 років. Каталог залишеної ним бібліотеки містив книги переважно з історії та теології, і саме цим заняттям Ньютон присвятив решту життя. Ньютон залишався управителем Монетного двору, оскільки цей пост, на відміну посади наглядача, не вимагав від нього особливої активності. Двічі на тиждень він їздив на Монетний двір, раз на тиждень – на засідання Королівського товариства. Ньютон так ніколи і не здійснив подорожі за межі Англії.

В 1705 королева Анна звела Ньютона в лицарське гідність. Відтепер він сер Ісаак Ньютон. Вперше в англійській історії звання лицаря було надано за наукові заслуги; Наступного разу це сталося більш ніж через століття (1819, щодо Гемфрі Деві). Проте частина біографів вважає, що королева керувалася не науковими, а політичними мотивами. Ньютон обзавівся власним гербом і не дуже достовірним родоводом.

В 1707 вийшла збірка математичних робіт Ньютона «Універсальна арифметика». Наведені в ній чисельні методи ознаменували народження нової перспективної дисципліни. чисельного аналізу.

У 1708 році розпочалася відкрита пріоритетна суперечка з Лейбніцем (див. нижче), до якої були залучені навіть царюючі особи. Ця суперечка двох геніїв дорого обійшлася науці - англійська математична школа незабаром зів'яла на ціле століття, а європейська - проігнорувала багато видатних ідей Ньютона, перевідкривши їх м

Ранні роки

Ісаак Ньютон, син дрібного, але заможного фермера, народився селі Вулсторп (англ. Woolsthorpe, графство Лінкольншир), напередодні громадянської війни. Батько Ньютона не дожив до народження сина. Хлопчик народився передчасно, був болючим, тому його довго не наважувалися хрестити. І все ж таки він вижив, був хрещений (1 січня), і названий Ісааком на честь покійного батька. Факт народження під Різдво Ньютон вважав особливим знаком долі. Незважаючи на слабке здоров'я у дитинстві, він прожив 84 роки.

Ньютон щиро вважав, що його рід перегукується з шотландським дворянам XV століття, проте історики виявили, що у 1524 року його предки були бідними селянами. До кінця XVI століття сім'я розбагатіла і перейшла до розряду йоменів (землевласників). Батько Ньютона залишив у спадок велику на той час суму в 500 фунтів стерлінгів і кілька сотень акрів родючої землі, зайнятої полями та лісами.

У січні 1646 мати Ньютона, Анна Ейскоу (англ. Hannah Ayscough) знову вийшла заміж. Від нового чоловіка, 63-річного вдівця, вона мала трьох дітей, і вона стала приділяти мало уваги Ісааку. Покровителем хлопчика став його дядько по матері Вільям Ейскоу. У дитинстві Ньютон, за відгуками сучасників, був мовчазний, замкнутий і відокремлений, любив читати і майструвати технічні іграшки: сонячний і водяний годинник, млин тощо. Усе життя він почував себе самотнім.

У 1655 році 12-річного Ньютона віддали навчатися в розташовану неподалік школи в Грентемі, де він жив у будинку аптекаря Кларка. Незабаром хлопчик показав неабиякі здібності, проте в 1659 мати Ганна повернула його в маєток і спробувала покласти на 16-річного сина частину справ з управління господарством. Спроба не мала успіху - Ісаак вважав за краще всім іншим заняттям читання книг, віршування і особливо конструювання різних механізмів. У цей час до Анни звернувся Стокс, шкільний вчитель Ньютона, і почав умовляти її продовжити навчання надзвичайно обдарованого сина; до цього прохання приєдналися дядько Вільям та ґрентемський знайомий Ісаака (родич аптекаря Кларка) Хемфрі Бабінгтон, член Кембриджського Трініті-коледжу. Об'єднаними зусиллями вони, зрештою, досягли свого. У 1661 Ньютон успішно закінчив школу і вирушив продовжувати освіту в Кембриджський університет.

Трініті-коледж (1661-1664)

У червні 1661 року 18-річний Ньютон приїхав до Кембриджу. Згідно зі статутом, йому влаштували іспит на знання латинської мови, після чого повідомили, що його прийнято до Трініті-коледжу (Колледж святої Трійці) Кембриджського університету. З цим навчальним закладом пов'язані понад 30 років життя Ньютона.

Коледж, як і весь університет, переживав важкий час. Щойно (1660) в Англії було відновлено монархію, король Карл II часто затримував покладені університету виплати, звільнив значну частину викладацького складу, призначену у роки революції. Загалом у Трініті-коледжі проживало 400 осіб, включаючи студентів, слуг та 20 жебраків, яким за статутом коледж мав видавати милостиню. Навчальний процес перебував у жалюгідному стані.

Ньютона зарахували до розряду студентів-«сайзерів» (англ. sizar), з яких не брали плати за навчання (ймовірно, за рекомендацією Бабінгтона). Документальних свідчень та спогадів про цей період його життя збереглося дуже мало. У ці роки остаточно склався характер Ньютона - прагнення дійти до суті, нетерпимість до обману, наклепу та гноблення, байдужість до суспільної слави. У нього, як і раніше, не було друзів.

У квітні 1664 року Ньютон, склавши іспити, перейшов у вищу студентську категорію «школярів» (scholars), що дало йому право на стипендію та продовження навчання у коледжі.

1664 в житті Ньютона був багатий і іншими подіями. Ньютон пережив творчий підйом, розпочав самостійну наукову діяльність і склав масштабний список (з 45 пунктів) невирішених проблем у природі та людському житті (Питання, лат. Questiones quaedam philosophicae). Надалі подібні списки неодноразово з'являються у його робочих зошитах. У березні цього ж року на нещодавно заснованій (1663) кафедрі математики коледжу розпочалися лекції нового викладача, 34-річного Ісаака Барроу, великого математика, майбутнього друга та вчителя Ньютона. Інтерес Ньютона до математики різко зріс. Він зробив перше значне математичне відкриття: біноміальне розкладання для довільного раціонального показника (включаючи негативні), а через неї прийшов до свого головного математичного методу – розкладання функції у нескінченний ряд. Нарешті, наприкінці року Ньютон став бакалавром.

"Чумні роки" (1665-1667)

Це були лихоліття для Англії - спустошлива чума (тільки в Лондоні загинула п'ята частина населення), руйнівна війна з Голландією, Велика лондонська пожежа. Але істотну частину своїх наукових відкриттів Ньютон зробив на самоті «чумних років». З збережених нотаток видно, що 23-річний Ньютон вже вільно володів базовими методами диференціального та інтегрального обчислень, включаючи розкладання функцій до лав і те, що згодом було названо формулою Ньютона-Лейбніца. Провівши ряд дотепних оптичних експериментів, він довів, що білий колір є сумішшю кольорів спектру. Пізніше Ньютон згадував про ці роки:

Але найзначнішим його відкриттям у роки став закон всесвітнього тяжіння. Пізніше, 1686 року, Ньютон писав Галлею:

Популярною легенда стала завдяки Вольтерові. Насправді, як видно з робочих зошитах Ньютона, його теорія загального тяжіння розвивалася поступово. Інший біограф, Генрі Пембертон, наводить міркування Ньютона (без згадки яблука) докладніше: «порівняючи періоди кількох планет та його відстані до Сонця, він виявив, що… ця сила має знижуватися у квадратичній пропорційності зі збільшенням відстані». Іншими словами, Ньютон виявив, що з третього закону Кеплера, що пов'язує періоди звернення планет з відстанню до Сонця, випливає саме «формула зворотних квадратів» для закону тяжіння (у наближенні кругових орбіт). Остаточне формулювання закону тяжіння, що увійшло до підручників, Ньютон виписав пізніше, після того, як йому стали зрозумілі закони механіки.

Ці відкриття, а також багато пізніших, були опубліковані на 20-40 років пізніше, ніж були зроблені. Ньютон не гнався за славою. У 1670 році він писав Джону Коллінзу: «Я не бачу нічого бажаного у славі, навіть якби я був здатний заслужити її. Це, можливо, збільшило б кількість моїх знайомих, але це саме те, чого я найбільше намагаюся уникати». Свій перший науковий працю (жовтень 1666), який викладав основи аналізу, не став публікувати; його знайшли лише через 300 років.

Початок наукової популярності (1667-1684)

У березні-червні 1666 Ньютон відвідав Кембридж. Проте влітку нова хвиля чуми змусила його знову виїхати додому. Нарешті, на початку 1667 року епідемія затихла, і у квітні Ньютон повернувся до Кембриджу. 1 жовтня його було обрано членом Трініті-коледжу, а 1668 року став магістром. Йому виділили простору окрему кімнату для житла, призначили оклад (2 фунти на рік) та передали групу студентів, з якими він кілька годин на тиждень сумлінно займався стандартними навчальними предметами. Втім, ні тоді, ні пізніше Ньютон не прославився як викладач, його лекції відвідували погано.

У цьому року Барроу прийняв запрошення короля стати придворним капеланом і залишив викладання. 29 жовтня 1669 року 26-річний Ньютон був обраний його наступником, професором математики та оптики Трініті-коледжу, з високим окладом 100 фунтів на рік. Барроу залишив Ньютону велику алхімічну лабораторію; у цей період Ньютон серйозно захопився алхімією, провів масу хімічних дослідів.

Одночасно Ньютон продовжив експерименти з оптики та теорії кольору. Ньютон досліджував сферичну та хроматичну аберацію. Щоб звести їх до мінімуму, він побудував змішаний телескоп-рефлектор: лінза та увігнуте сферичне дзеркало, яке зробив та відполірував сам. Проект такого телескопа вперше запропонував Джеймс Грегорі (1663), проте цей задум так і не було реалізовано. Перша конструкція Ньютона (1668) виявилася невдалою, але вже наступна, з ретельно відполірованим дзеркалом, незважаючи на невеликі розміри, давала 40-кратне збільшення чудової якості.

Чутки про новий інструмент швидко дійшли до Лондона, і Ньютона запросили показати свій винахід наукового загалу. Наприкінці 1671 – на початку 1672 року пройшла демонстрація рефлектора перед королем, а потім – у Королівському товаристві. Апарат викликав загальні захоплені відгуки. Ймовірно, зіграла роль і практична важливість винаходу: астрономічні спостереження служили точного визначення часу, що у своє чергу необхідно навігації на море. Ньютон став знаменитий і в січні 1672 був обраний членом Королівського товариства. Пізніше вдосконалені рефлектори стали основними інструментами астрономів, з допомогою були відкриті планета Уран, інші галактики, червоне усунення.

Спочатку Ньютон дорожив спілкуванням з колегами з Королівського товариства, де перебували, крім Барроу, Джеймс Грегорі, Джон Валліс, Роберт Гук, Роберт Бойль, Крістофер Рен та інші відомі діячі англійської науки. Однак невдовзі почалися стомлюючі конфлікти, яких Ньютон дуже не любив. Зокрема, спалахнула галаслива полеміка з приводу природи світла. Почалося вона з того, що в лютому 1672 Ньютон опублікував в «Philosophical Transactions» докладний опис своїх класичних дослідів з призмами і свою теорію кольору. Гук, який раніше опублікував власну теорію, заявив, що результати Ньютона його переконали; його підтримав Гюйгенс з тієї підстави, що теорія Ньютона «суперечить загальноприйнятим поглядам». Ньютон відповів на їхню критику лише через півроку, але до цього часу кількість критиків значно збільшилася.

Кінець 1670-х був сумний для Ньютона. У травні 1677 року несподівано помер 47-річний Барроу. Взимку цього ж року в будинку Ньютона виникла сильна пожежа, і частина рукописного архіву Ньютона згоріла. У вересні 1677 року помер секретар Королівського Товариства Ольденбург, що благоволив Ньютону, і новим секретарем став Гук, що ставився до Ньютона неприязно. 1679 року важко захворіла мати Ганна; Ньютон, залишивши всі справи, приїхав до неї, брав активну участь у догляді за хворою, але стан матері швидко погіршувався, і вона померла. Мати і Барроу були серед небагатьох людей, які прикрашали самотність Ньютона.

«Математичні засади натуральної філософії» (1684-1686)

Робота над книгою йшла у 1684–1686 роках. За спогадами Хемфрі Ньютона, родича вченого та його помічника в ці роки, спочатку Ньютон писав «Початки» у перервах між алхімічними дослідами, яким приділяв основну увагу, потім поступово захопився і з натхненням присвятив себе роботі над головною книгою свого життя.

Праця Ньютона – можливо, за аналогією з «Початками філософії» Декарта (1644) – отримала назву «Математичні засади натуральної філософії» (лат. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), тобто, сучасною мовою, «Математичні основи фізики».

Як фізичний, і математичний рівень праці Ньютона абсолютно непорівнянні з роботами його попередників. У ньому відсутня аристотелева чи декартова метафізика, з її туманними міркуваннями і неясно сформульованими, часто надуманими «першопричинами» природних явищ. Ньютон, наприклад, не проголошує, що в природі діє закон тяжіння, він суворо доводить цей факт, виходячи із картини руху планет і їх супутників. Метод Ньютона - створення моделі явища, «не вигадуючи гіпотез», а потім уже, якщо даних достатньо, пошук його причин. Такий підхід, започаткований Галілеєм, означав кінець старої фізики. Якісний опис природи поступився місцем кількісному - значну частину книги займають розрахунки, креслення та таблиці.

У книзі Ньютон ясно визначив базові поняття механіки, причому ввів кілька нових, включаючи такі найважливіші фізичні величини, як маса, зовнішня сила і кількість руху. Сформульовано три закони механіки. Наведено суворий висновок із закону тяжіння всіх трьох законів Кеплера. Зазначимо, що було описано і невідомі Кеплеру гіперболічні та параболічні орбіти небесних тіл. Істинність геліоцентричної системи Коперника Ньютон прямо не обговорює, але має на увазі; він навіть оцінює відхилення Сонця від центру мас Сонячної системи. Іншими словами, Сонце в системі Ньютона, на відміну від кеплерівської, не спочиває, а підпорядковується загальним законам руху. У загальну систему включено і комети, вид орбіт яких викликав тоді великі розбіжності.

Адміністративна діяльність (1687-1703)

1687 ознаменувався не тільки виходом великої книги, а й конфліктом Ньютона з королем Яковом II. У лютому король, послідовно проводячи свою лінію на реставрацію католицизму в Англії, наказав Кембриджському університету дати ступінь магістра католицькому ченцю Альбану Френсісу. Керівництво університету вагалося, не бажаючи дратувати короля; невдовзі делегацію вчених, зокрема Ньютона, викликали для розправи до відомого своєю грубістю і жорстокістю Лорду-верховному судді Джорджу Джеффрісу (англ. George Jeffreys). Ньютон виступив проти будь-якого компромісу, що обмежує університетську автономію, і переконав делегацію зайняти принципову позицію. У результаті віце-канцлера університету усунули з посади, але бажання короля так і не було виконано. В одному з цих листів Ньютон виклав свої політичні принципи:

У 1679 Ньютон познайомився в Трініті з 18-річним аристократом, любителем науки і алхімії, Чарльзом Монтегю (1661-1715). Ймовірно, Ньютон справив на Монтегю сильне враження, тому що в 1696, став лордом Галіфаксом, президентом Королівського товариства і канцлером Казначейства (тобто міністром фінансів Англії), Монтегю запропонував королю призначити Ньютона доглядачем Монетного двору. Король дав свою згоду, і в 1696 Ньютон обійняв цю посаду, покинув Кембридж і переїхав до Лондона. З 1699 він став керуючим («майстром») Монетного двору.

Для початку Ньютон досконально вивчив технологію монетного виробництва, упорядкував документообіг, переробив облік за останні 30 років. Одночасно Ньютон енергійно і кваліфіковано сприяв грошовій реформі, що проводилася Монтегю, відновивши довіру до ґрунтовно запущеної його попередниками монетної системи Англії. В Англії цих років мали ходіння майже виключно неповноважні, а в чималій кількості і фальшиві монети. Широкого поширення набула обрізка країв срібних монет. Тепер монету почали виробляти на спеціальних верстатах і по обідку їх йшов напис, так що злочинне сточування металу стало неможливим. Стару, неповноважну срібну монету за 2 роки було повністю вилучено з обігу та перекарбовано, випуск нових монет зріс, щоб встигати за потребою в них, якість їх покращилася. Раніше під час подібних реформ старі гроші населення мало змінювати за вагою, після цього обсяг готівки зменшувався як в осіб (приватних та юридичних), так і в усій країні, але відсотки та зобов'язання за кредитами залишалися колишніми, через що в економіці починалася стагнація. Ньютон же запропонував обмінювати гроші за номіналом, що запобігало зазначеним проблемам, а неминучий після такого дефіцит коштів заповнювався взяттям кредитів в інших країн (найбільше - у Нідерландів), інфляція різко знизилася, але зовнішній державний борг зріс до середини століття до безпрецедентних в історії Агнлії розмірів. Але протягом цього часу відбувалося помітне економічне зростання, через нього зросли податкові відрахування до скарбниці (порівнялися за розміром із французькими, незважаючи на те, що Францію населяли у 2,5 рази більше людей), за рахунок цього держборг поступово виплачувався.

Символом наукового тріумфу Ньютона стали дві події 1699: почалося викладання системи світу Ньютона в Кембриджі (з 1704 - і в Оксфорді), а Паризька академія наук, оплот його опонентів-картезіанців, обрала його своїм іноземним членом. Весь цей час Ньютон ще вважався членом і професором Трініті-коледжу, але в грудні 1701 він офіційно пішов у відставку з усіх своїх постів у Кембриджі.

Останні роки

В 1705 королева Анна звела Ньютона в лицарське гідність. Відтепер він сер Ісаак Ньютон. Вперше в англійській історії звання лицаря було надано за наукові заслуги; Наступного разу це сталося більш ніж через століття (1819, щодо Хемфрі Деві). Проте частина біографів вважає, що королева керувалася не науковими, а політичними мотивами. Ньютон обзавівся власним гербом і не дуже достовірним родоводом.

В 1707 вийшла збірка математичних робіт Ньютона «Універсальна арифметика». Наведені у ній чисельні методи ознаменували народження нової перспективної дисципліни – чисельного аналізу.

Перше видання "Початок" Ньютона давно було розкуплено. Багаторічна праця Ньютона з підготовки 2-го видання, уточненого та доповненого, увінчалася успіхом у 1710 році, коли вийшов перший том нового видання (останній, третій – у 1713 році). Початковий тираж (700 примірників) виявився явно недостатнім, у 1714 та 1723 роках була додруківка. При доопрацюванні другого тому Ньютону, як виняток, довелося повернутися до фізики, щоб пояснити розбіжність теорії з досвідченими даними, і він відразу ж зробив велике відкриття - гідродинамічний стиск струменя. Тепер теорія добре узгоджувалась із експериментом. Ньютон додав у кінець книги «Повчання» із нищівною критикою «теорії вихорів», за допомогою якої його опоненти-картезіанці намагалися пояснити рух планет. На природне запитання «а як насправді?» у книзі слідує знаменита і чесна відповідь: «Причину… властивостей сили тяжіння я досі не міг вивести з явищ, гіпотез же я не вигадую».

У квітні 1714 року Ньютон узагальнив свій досвід фінансового регулювання та передав у казначейство свою статтю «Спостереження щодо цінності золота та срібла». У статті були конкретні пропозиції щодо коригування вартості дорогоцінних металів. Ці пропозиції були частково прийняті, і це сприятливо позначилося на англійській економіці.

Незадовго до смерті Ньютон став однією з жертв фінансової афери великої торгової «Компанії Південних морів», яка мала підтримку уряду. Він придбав на велику суму цінні папери компанії, а також наполягав на їхньому придбанні Королівським товариством. 24 вересня 1720 року банк компанії оголосив себе банкрутом. Племінниця Кетрін згадувала у своїх записках, що Ньютон втратив понад 20 000 фунтів, після чого заявив, що може розрахувати рух небесних тіл, але не ступінь божевілля натовпу. Втім, багато біографів вважають, що Кетрін мала на увазі не реальну втрату, а неотримання очікуваного прибутку. Після банкрутства компанії Ньютон запропонував Королівському товариству компенсувати втрати зі своєї кишені, але його пропозиція була відхилена.

Останні роки життя Ньютон присвятив написанню «Хронології стародавніх царств», якою займався близько 40 років, та підготовкою третього видання «Початок». Третє видання вийшло 1726 року; На відміну від другого, зміни в ньому були невеликі - в основному результати нових астрономічних спостережень, включаючи досить повний довідник з комет, що спостерігалися з XIV століття. Серед інших була представлена розрахована орбіта комети Галлея, нова поява якої у вказаний час (1758) наочно підтвердила теоретичні розрахунки (на той час вже покійних) Ньютона і Галлея. Тираж книги для наукового видання тих років міг вважатися величезним: 1250 екземплярів.

У 1725 році здоров'я Ньютона почало помітно погіршуватися, і він переселився в Кенсінгтон неподалік Лондона, де й помер вночі, уві сні, 20 (31) березня 1727 року. Письмового заповіту він не залишив, але значну частину свого великого стану незадовго до смерті передав найближчим родичам. За указом короля похований у Вестмінстерському абатстві.

Особисті якості

Риси характеру

Скласти психологічний портрет Ньютона важко, оскільки навіть люди, що симпатизують йому, нерідко приписують Ньютону різні якості. Доводиться враховувати і культ Ньютона в Англії, який змушував авторів спогадів наділяти великого вченого всіма мислимими чеснотами, і реальні протиріччя його натурі. Крім того, до кінця життя в характері Ньютона з'явилися такі риси, як добродушність, поблажливість та товариськість, раніше йому не властиві.

Зовні Ньютон був невисокий, міцної статури, з хвилястим волоссям. Він майже не хворів, до старості зберіг густе волосся (вже з 40 років зовсім сиве) і всі зуби, крім одного. Ніколи (за іншими відомостями, майже ніколи) не користувався окулярами, хоча був трохи короткозорим. Майже ніколи не сміявся і не дратувався, немає згадок про його жарти чи інші прояви почуття гумору. У грошових розрахунках був акуратний і ощадливий, але не скупий. Ніколи не був одружений. Зазвичай перебував у стані глибокої внутрішньої зосередженості, через що нерідко виявляв неуважність: наприклад, одного разу, запросивши гостей, він пішов у комору за вином, але тут його осяяла якась наукова ідея, він помчав до кабінету і до гостей вже не повернувся. . Був байдужий до спорту, музики, мистецтва, театру, подорожей, хоча добре вмів малювати. Його помічник згадував: «Він не дозволяв собі ніякого відпочинку та перепочинку… вважав загубленим щогодини, не присвячений заняттям [наукою]… Думаю, його чимало засмучувала необхідність витрачати час на їжу та сон.» З усім сказаним Ньютон зумів поєднати життєву практичність і розсудливість, що яскраво виявилися в його успішному управлінні Монетним двором та Королівським товариством.

Вихований у пуританських традиціях, Ньютон встановив собі низку жорстких принципів і самообмеження. І він не схильний був прощати іншим те, що не пробачив би собі; у цьому коріння багатьох його конфліктів (див. нижче). Тепло ставився до родичів та багатьох колег, але близьких друзів не мав, не шукав товариства інших людей, тримався відсторонено. Водночас Ньютон не був безсердечним та байдужим до чужої долі. Коли після смерті своєї зведеної сестри Анни її діти залишилися без засобів для існування, Ньютон призначив неповнолітнім дітям посібник, і потім дочка Анни, Кетрін, взяв себе виховання. Постійно допомагав іншим родичам. «Будучи економним і розважливим, він водночас дуже вільно поводився з грошима і був завжди готовий допомогти другові в злиднях, не виявляючи при цьому нав'язливості. Особливо благородний він до молоді.» Багато відомих англійських учених - Стірлінг, Маклорен, астроном Джеймс Паунд та інші - з глибокою вдячністю згадували допомогу, надану Ньютоном на початку їхньої наукової кар'єри.

Конфлікти

В історії науки Роберт Гук відзначений не лише чудовими відкриттями та винаходами, а й постійними пріоритетними суперечками. Свого першого покровителя Роберта Бойля він звинуватив у тому, що той присвоїв собі вдосконалення повітряного насоса, придумані Гуком. З секретарем Товариства Ольденбург він посварився, заявивши, що за допомогою Ольденбурга Гюйгенс вкрав у Гука ідею годинника зі спіральною пружиною. Його друг і біограф Річард Уоллер писав у передмові до посмертної збірки праць Гука: «Характер його був меланхолійним, недовірливим і ревнивим, що з роками ставало все помітнішим». С. І. Вавілов пише:

У 1675 році Ньютон надіслав Товариству свій трактат з новими дослідженнями та міркуваннями про природу світла. Гук на засіданні заявив, що все, що є цінним у трактаті, вже є в раніше опублікованій книзі Гука «Мікрографія». У приватних розмовах він звинувачував Ньютона в плагіаті: «Я показав, що пан Ньютон використовував мої гіпотези про імпульси та хвилі» (із щоденника Гука). Гук заперечував пріоритет усіх відкриттів Ньютона в області оптики, крім тих, з якими він не погоджувався. Ольденбург відразу повідомив Ньютона про ці звинувачення, і той розцінив їх як інсинуації. Цього разу конфлікт вдалося погасити, і вчені обмінялися примирливими листами (1676). Однак з цього моменту і аж до смерті Гука (1703) Ньютон ніяких робіт з оптики не публікував, хоча в нього накопичився величезний матеріал, систематизований ним у класичній монографії «Оптика» (1704).

Коли Ньютон готував до публікації свої «Початки», Гук зажадав, щоб Ньютон у передмові обмовив пріоритет Гука щодо закону тяжіння. Ньютон заперечив, що Булліальд, Крістофер Рен і сам Ньютон дійшли тієї ж формули незалежно і раніше Гука. Розгорівся конфлікт, який чимало отруїв життя обом ученим. С. І. Вавілов пише:

Надалі відносини Ньютона з Гуком залишалися напруженими. Наприклад, коли Ньютон представив Суспільству придуману їм нову конструкцію секстанта, Гук відразу заявив, що винайшов такий прилад більше 30 років тому (хоча ніколи секстантів не будував). Все ж таки Ньютон усвідомлював наукову цінність відкриттів Гука і в своїй «Оптиці» кілька разів згадав свого, вже покійного, опонента.

Іноді Ньютона звинувачують у знищенні єдиного портрета Гука, який колись зберігався у Королівському товаристві. Насправді немає жодного свідчення на користь такого звинувачення.

Джон Флемстід, видатний англійський астроном, познайомився з Ньютоном у Кембриджі (1670), коли Флемстід був ще студентом, а Ньютон – магістром. Проте вже в 1673 році, майже одночасно з Ньютоном, Флемстід теж став знаменитим - він опублікував чудові за якістю астрономічні таблиці, за які король удостоїв його особисту аудієнцію та звання «Королівський астроном». Понад те, король розпорядився побудувати у Грінвічі поблизу Лондона обсерваторію і передати їх у розпорядження Флемстида. Однак гроші на оснащення обсерваторії король вважав зайвими витратами, і майже всі доходи Флемстіда йшли на будівництво інструментів та господарські потреби обсерваторії.

Спочатку відносини Ньютона та Флемстіда були добросердими. Ньютон готував друге видання «Почав» і потребував точних спостереженнях Місяця для побудови і (як сподівався) підтвердження своєї теорії її руху; у першому виданні теорія руху Місяця та комет була незадовільною. Це було важливо і для затвердження ньютонівської теорії тяжіння, що піддавалася на континенті різкій критиці картезіанців. Флемстид охоче передавав йому запитані дані, й у 1694 року Ньютон з гордістю повідомив Флемстида, що порівняння розрахункових і досвідчених даних показав їхній практичний збіг. У деяких листах Флемстід наполегливо просив Ньютона у разі використання спостережень обумовити його, Флемстіда, пріоритет; це в першу чергу стосувалося Галлея, якого Флемстід не любив і підозрював у науковій нечесності, але могло означати і недовіру до самого Ньютона. У листах Флемстіда починає прозивати образа:

Початок відкритого конфлікту поклав лист Флемстіда, в якому він з вибаченнями повідомляв, що виявив у частині даних Ньютону даних низку систематичних помилок. Це ставило під загрозу ньютонівську теорію Місяця і змушувало переробити розрахунки, причому довіра до інших даних також була похитнута. Ньютон, який не міг терпіти несумлінності, був вкрай роздратований і навіть запідозрив, що помилки було внесено Флемстидом свідомо.

У 1704 Ньютон відвідав Флемстіда, який до цього часу отримав нові, надзвичайно точні дані спостережень, і просив його передати ці дані; натомість Ньютон обіцяв допомогти Флемстиду у виданні його основної праці – Великого зоряного каталогу. Флемстід, однак, почав тягти час з двох причин: каталог був ще не цілком готовий, а Ньютону він більше не довіряв і боявся крадіжки своїх безцінних спостережень. Наданих йому завершення праці досвідчених обчислювачів Флемстид використовував до розрахунку положень зірок, тоді як Ньютона цікавили насамперед Місяць, планети і комети. Нарешті, в 1706 році друк книги почалася, але Флемстід, який страждав від болісної подагри і ставав все більш підозрілим, зажадав, щоб Ньютон не розкривав запечатаний друкарський екземпляр до закінчення друку; Ньютон, якому дані були терміново потрібні, знехтував цією забороною і виписав потрібні величини. Напруга зростала. Флемстід влаштував Ньютону скандал за спробу особисто зробити дрібні коректури помилок. Друк книги йшов дуже повільно.

Через фінансові труднощі Флемстід не сплатив членський внесок і був виключений із Королівського товариства; нового удару завдала королева, яка, мабуть, за клопотанням Ньютона, передала Товариству контрольні функції над обсерваторією. Ньютон пред'явив Флемстід ультиматум:

Ньютон також пригрозив, що подальші затримки будуть розглядатися як непокора наказу Її Величності. У березні 1710 року Флемстід, після гарячих скарг на несправедливість і підступи ворогів, все ж таки передав завершальні листи свого каталогу, і на початку 1712 року перший том під назвою «Небесна історія» вийшов у світ. У ньому були всі дані, потрібні Ньютону, і через рік перероблене видання «Початок», з набагато точнішою теорією Місяця, також не забарилося з'явитися. Злопам'ятний Ньютон не включив у видання подяки Флемстіду і викреслив усі згадки про нього, що були присутні у першому виданні. У відповідь Флемстід спалив усі не розпродані 300 екземплярів каталогу у своєму каміні і став готувати друге його видання, вже на власний смак. В 1719 він помер, але зусиллями дружини і друзів це чудове видання, гордість англійської астрономії, було опубліковано в 1725 році.

З документів, що збереглися, історики науки з'ясували, що диференціальне та інтегральне числення Ньютон відкрив ще в 1665-1666 роки, проте не публікував його до 1704 року. Лейбніц розробив свій варіант аналізу незалежно (з 1675 року), хоча початковий поштовх, ймовірно, його думка отримала зі чуток про те, що таке літочислення Ньютона вже є, а також завдяки науковим бесідам в Англії і листуванні з Ньютоном. На відміну від Ньютона, Лейбніц одразу опублікував свою версію, і надалі разом з Якобом та Йоганном Бернуллі широко пропагував це епохальне відкриття по всій Європі. Більшість вчених на континенті не сумнівалися, що аналіз відкрив Лейбніц.

Послухавши вмовляння друзів, що закликали до його патріотизму, Ньютон у 2-й книзі своїх «Почав» (1687) повідомив:

Після появи першої докладної публікації ньютонового аналізу (математичний додаток до «Оптики», 1704) у журналі Лейбніца «Acta eruditorum» з'явилася анонімна рецензія з образливими натяками на адресу Ньютона. Рецензія ясно вказувала, що автором нового обчислення є Лейбніц. Сам Лейбніц рішуче заперечував, що рецензія складена ним, але історики зуміли знайти чернетку, написану її почерком. Ньютон проігнорував статтю Лейбніца, та його учні обурено відповіли, після чого розгорілася загальноєвропейська пріоритетна війна, «найбільш ганебна сварка у всій історії математики».

31 січня 1713 року Королівське суспільство отримало листа від Лейбніца, що містить примирливе формулювання: він згоден, що Ньютон прийшов до аналізу самостійно, «на загальних принципах, подібних до наших». Розгніваний Ньютон зажадав створити міжнародну комісію для прояснення пріоритету. Комісії не знадобилося багато часу: через півтора місяці, вивчивши листування Ньютона з Ольденбургом та інші документи, вона одноголосно визнала пріоритет Ньютона, причому у формулюванні цього разу образливою щодо Лейбніца. Рішення комісії було надруковано у працях Товариства з додатком усіх документів, що підтверджують. У відповідь з літа 1713 року Європу наповнили анонімні брошури, які відстоювали пріоритет Лейбніца і стверджували, що Ньютон присвоює собі честь, що належить іншому. Брошури також звинувачували Ньютона у крадіжці результатів Гука та Флемстіда. Друзі Ньютона, зі свого боку, звинуватили у плагіаті самого Лейбніца; за їхньою версією, під час перебування в Лондоні (1676) Лейбніц у Королівському товаристві ознайомився з неопублікованими роботами та листами Ньютона, після чого викладені там ідеї Лейбніц опублікував і видав за свої.

Війна не слабшала до грудня 1716, коли абат Конті повідомив Ньютону: «Лейбніц помер - диспут закінчено».

Наукова діяльність

З роботами Ньютона пов'язана нова епоха у фізиці та математиці. Він завершив розпочате Галілеєм створення теоретичної фізики, заснованої, з одного боку, на досвідчених даних, з другого - на кількісно-математичному описі природи. У математиці виникають сильні аналітичні способи. У фізиці основним методом дослідження природи стає побудова адекватних математичних моделей природних процесів та інтенсивне дослідження цих моделей із систематичним залученням усієї сили нового математичного апарату. Наступні віки довели виняткову плідність такого підходу.

Філософія та науковий метод

Ньютон рішуче відкинув популярний наприкінці XVII століття підхід Декарта та її послідовників-картезіанців, який наказував при побудові наукової теорії спочатку «проникливістю розуму» знайти «першопричини» досліджуваного явища. На практиці цей підхід часто приводив до висування надуманих гіпотез про «субстанції» і «приховані властивості», які не піддаються дослідній перевірці. Ньютон вважав, що в «натуральній філософії» (тобто фізиці) припустимі лише такі припущення («принципи», зараз віддають перевагу назві «закони природи»), які прямо випливають із надійних експериментів, узагальнюють їх результати; гіпотезами він називав припущення, недостатньо обгрунтовані дослідами. «Все…, що виводиться з явищ, має називатися гіпотезою; гіпотезам ж метафізичним, фізичним, механічним, прихованим властивостям не місце в експериментальній філософії». Прикладами принципів є закон тяжіння і 3 закони механіки в «Початках»; слово «принципи» (Principia Mathematica, що традиційно перекладається як «математичні засади») міститься і в назві його головної книги.

У листі до Пардіза Ньютон сформулював «золоте правило науки»:

Такий підхід не тільки ставив поза наукою умоглядні фантазії (наприклад, міркування картезіанців про властивості «тонких матерій», що нібито пояснюють електромагнітні явища), але був гнучкішим і плідним, тому що допускав математичне моделювання явищ, для яких першопричини ще не виявлено. Це і сталося з тяжінням і теорією світла - їхня природа прояснилася набагато пізніше, що не заважало успішному багатовіковому застосуванню ньютонівських моделей.

Знаменита фраза «гіпотез не вигадую» (лат. Hypotheses non fingo), звичайно, не означає, що Ньютон недооцінював важливість знаходження «першопричин», якщо вони однозначно підтверджуються на досвіді. Отримані з експерименту загальні принципи та наслідки з них повинні також пройти дослідну перевірку, яка може призвести до коригування або зміни принципів. «Вся складність фізики ... полягає в тому, щоб за явищами руху розпізнати сили природи, а потім по цих силах пояснити інші явища».

Ньютон, як і Галілей, вважав, що у основі всіх процесів природи лежить механічне рух:

Свій науковий метод Ньютон сформулював у книзі «Оптика»:

У 3-й книзі «Почав» (починаючи з 2-го видання) Ньютон помістив ряд методичних правил, спрямованих проти картезіанців; перший з них – варіант «бритви Оккама»:

Механістичні погляди Ньютона виявилися невірними - не всі явища природи випливають із механічного руху. Проте його науковий метод утвердився у науці. Сучасна фізика успішно досліджує та застосовує явища, природа яких ще не з'ясована (наприклад, елементарні частки). Починаючи з Ньютона, природознавство розвивається, твердо упевнене в тому, що світ пізнаний, тому що природа влаштована за простими математичними принципами. Ця впевненість стала філософською базою для грандіозного прогресу науки та технології.

Математика

Перші математичні відкриття Ньютон зробив ще в студентські роки: класифікація кривих алгебраїчних 3-го порядку (криві 2-го порядку досліджував Ферма) і біноміальне розкладання довільного (не обов'язково цілого) ступеня, з якого починається ньютонівська теорія нескінченних рядів - нового і потужного інструменту . Розклад у ряд Ньютон вважав основним і загальним методом аналізу функцій, і в цій справі досяг вершин майстерності. Він використовував ряди для обчислення таблиць, розв'язання рівнянь (у тому числі диференціальних), дослідження поведінки функцій. Ньютон зумів отримати розкладання всім стандартних на той момент функцій.

Ньютон розробив диференціальне та інтегральне числення одночасно з Г. Лейбніцем (трохи раніше) і незалежно від нього. До Ньютона події з нескінченно малими були ув'язані у єдину теорію і мали характер розрізнених дотепних прийомів (див. Метод неподільних). Створення системного математичного аналізу зводить рішення відповідних завдань, значною мірою, до рівня. З'явився комплекс понять, операцій та символів, що став відправною базою для подальшого розвитку математики. Наступне, XVIII століття, стало століттям бурхливого та надзвичайно успішного розвитку аналітичних методів.

Можливо, Ньютон дійшов ідеї аналізу через різницеві методи, якими багато і глибоко займався. Щоправда, у «Початках» Ньютон майже використовував нескінченно малих, дотримуючись античних (геометричних) прийомів докази, але у інших працях застосовував їх вільно.

Відправною точкою для диференціального та інтегрального обчислення були роботи Кавальєрі і особливо Ферма, який уже вмів (для кривих алгебри) проводити дотичні, знаходити екстремуми, точки перегину і кривизну кривої, обчислювати площу її сегмента. З інших попередників сам Ньютон називав Валліса, Барроу та шотландського вченого Джеймса Грегорі. Поняття функції ще не було, всі криві він трактував кінематично як траєкторії точки, що рухається.

Вже студентом, Ньютон зрозумів, що диференціювання та інтегрування - взаємно зворотні операції. Ця основна теорема аналізу вже більш-менш ясно вимальовувалась у роботах Торрічеллі, Грегорі та Барроу, проте лише Ньютон зрозумів, що на цій основі можна отримати не лише окремі відкриття, але потужне системне обчислення, подібне до алгебри, з чіткими правилами та гігантськими можливостями.

Ньютон майже 30 років не дбав про публікацію свого варіанту аналізу, хоча у листах (зокрема, до Лейбниці) охоче ділиться багатьом із досягнутого. Тим часом варіант Лейбніца широко і відкрито поширюється Європою з 1676 року. Лише 1693 року з'являється перший виклад варіанта Ньютона - як додатку до «Трактату з алгебри» Валліса. Доводиться визнати, що термінологія і символіка Ньютона порівняно з лейбніцевською досить незграбні: флюксія (похідна), флюента (первоподібна), момент величини (диференціал) тощо. , цю літеру в тому ж сенсі використовував раніше Грегорі), та ще й крапка над літерою як символ похідної за часом.

Досить повний виклад принципів аналізу Ньютон опублікував лише у роботі «Про квадратур кривих» (1704), прикладеної для його монографії «Оптика». Майже весь викладений матеріал був готовий ще в 1670-1680-х роках, але лише тепер Грегорі і Галлей умовили Ньютона видати роботу, яка, із запізненням на 40 років, стала першою друкованою працею Ньютона з аналізу. Тут у Ньютона виникають похідні вищих систем, знайдені значення інтегралів різноманітних оптимальних і ірраціональних функцій, наведено приклади розв'язання диференціальних рівнянь 1-го порядку.

1707 року вийшла книга «Універсальна арифметика». У ній наведено різноманітні чисельні методи. Ньютон завжди приділяв велику увагу наближеному рішенню рівнянь. Знаменитий метод Ньютона дозволяв знаходити коріння рівнянь із немислимою раніше швидкістю і точністю (опублікований в «Алгебрі» Валліса, 1685). Сучасний вигляд ітераційний метод Ньютона надав Джозеф Рафсон (1690).

В 1711 нарешті був надрукований, через 40 років, «Аналіз за допомогою рівнянь з нескінченним числом членів». У цьому праці Ньютон з однаковою легкістю досліджує як алгебраїчні, і «механічні» криві (циклоїду, квадратрису). З'являються приватні похідні. У цьому ж році виходить «Метод різниць», де Ньютон запропонував інтерполяційну формулу для проведення через (n + 1) дані точки з рівновіддаленими або нерівновіддаленими абсцисами багаточлена n-го порядку. Це різницевий аналог формули Тейлора.

У 1736 року посмертно видано підсумковий працю «Метод флюксій і нескінченних рядів», істотно просунутий проти «Аналізом з допомогою рівнянь». У ньому наводяться численні приклади відшукання екстремумів, дотичних і нормалей, обчислення радіусів і центрів кривизни в декартових і полярних координатах, відшукання точок перегину і т. п. У цьому ж творі зроблені квадратури та випрямлення різноманітних кривих.

Слід зазначити, що Ньютон як повно розробив аналіз, а й зробив спробу суворо обгрунтувати його принципи. Якщо Лейбніц схилявся до ідеї актуальних нескінченно малих, то Ньютон запропонував (в «Початках») загальну теорію граничних переходів, яку дещо витіювато назвав «метод перших та останніх відносин». Використовується саме сучасний термін «межа» (лат. limes), хоча виразний опис сутності цього терміна відсутня, маючи на увазі інтуїтивне розуміння. Теорія меж викладена у 11 леммах книги I «Початок»; одна лема є також у книзі ІІ. Арифметика меж відсутня, немає доказу єдиності межі, не виявлено його зв'язок із нескінченно малими. Проте Ньютон справедливо вказує на більшу суворість такого підходу в порівнянні з «грубим» методом неподільних. Проте в книзі II, запровадивши «моменти» (диференціали), Ньютон знову заплутує справу, фактично розглядаючи їх як актуальні нескінченно малі.

Примітно, що теорією чисел Ньютон не цікавився. Очевидно, фізика йому була набагато ближче математики.

Механіка

Заслугою Ньютона є вирішення двох фундаментальних завдань.

Створення для механіки аксіоматичної основи, яка фактично перевела цю науку до розряду суворих математичних теорій.
Створення динаміки, що пов'язує поведінку тіла з характеристиками зовнішніх впливів нею (сил).

Крім того, Ньютон остаточно поховав укорінене з античних часів уявлення, що закони руху земних і небесних тіл зовсім різні. У його моделі світу весь Всесвіт підпорядкований єдиним законам, що допускають математичне формулювання.

Аксіоматика Ньютона складалася з трьох законів, які він сформулював у такому вигляді.

Перший закон (закон інерції), у менш точній формі, опублікував ще Галілей. Слід зазначити, що Галілей допускав вільний рух як з прямої, а й у колу (мабуть, з астрономічних міркувань). Галілей також сформулював найважливіший принцип відносності, який Ньютон не включив у свою аксіоматику, тому що для механічних процесів цей принцип є прямим наслідком рівнянь динаміки (наслідок V у «Початках»). Крім того, Ньютон вважав простір і час абсолютними поняттями, єдиними для всього Всесвіту, і явно вказав на це у своїх «Початках».

Ньютон також дав суворі визначення таких фізичних понять, як кількість руху (не цілком ясно використане у Декарта) та сила. Він увів у фізику поняття маси як міри інерції та, водночас, гравітаційних властивостей. Раніше фізики користувалися поняттям вага, однак вага тіла залежить не тільки від самого тіла, а й від його оточення (наприклад, від відстані до центру Землі), тому знадобилася нова інваріантна характеристика.

Завершили математизацію механіки Ейлер та Лагранж.

Всесвітнє тяжіння

Сама ідея загальної сили тяжіння неодноразово висловлювалася до Ньютона. Раніше про неї міркували Епікур, Гассенді, Кеплер, Бореллі, Декарт, Роберваль, Гюйгенс та інші. Кеплер вважав, що тяжіння обернено пропорційно відстані до Сонця і поширюється тільки в площині екліптики; Декарт вважав його результатом вихорів в ефірі. Були, втім, припущення з правильною залежністю від відстані; Ньютон згадує в «Початках» Буліальда, Рена та Гука. Але до Ньютона ніхто не зміг ясно і математично доказово пов'язати закон тяжіння (силу, обернено пропорційну квадрату відстані) та закони руху планет (закони Кеплера). Тільки з праць Ньютона починається наука динаміка, у тому числі у застосуванні до руху небесних тіл.

закон тяжіння;
закон руху (другий закон Ньютона);
система методів для математичного дослідження (математичний аналіз)

У сукупності ця тріада є достатньою для повного дослідження найскладніших рухів небесних тіл, тим самим створюючи основи небесної механіки. До Ейнштейна жодних важливих поправок до зазначеної моделі не знадобилося, хоча математичний апарат виявилося необхідним значно розвинути.

Першим аргументом на користь ньютонівської моделі послужив суворий висновок на її основі емпіричних законів Кеплера. Наступним кроком стала теорія руху комет та Місяця, викладена у «Початках». Пізніше за допомогою ньютоновського тяжіння були з високою точністю пояснені всі рухи небесних тіл, що спостерігаються; у цьому велика заслуга Ейлера, Клеро та Лапласа, які розробили для цього теорію обурень. Фундамент цієї теорії був закладений ще Ньютоном, який провів аналіз руху Місяця, використовуючи свій звичайний метод розкладання до ряду; на цьому шляху він відкрив причини відомих тоді нерегулярностей (нерівностей) у русі Місяця.

Закон тяжіння дозволив вирішити не лише проблеми небесної механіки, а й низку фізичних та астрофізичних завдань. Ньютон вказав метод визначення маси Сонця та планет. Він відкрив причину припливів: тяжіння Місяця (навіть Галілей вважав припливи відцентровим ефектом). Більше того, опрацювавши багаторічні дані про висоту припливів, він з доброю точністю вирахував масу Місяця. Ще одним наслідком тяжіння виявилася прецесія земної осі. Ньютон з'ясував, що через сплюснутість Землі біля полюсів земна вісь робить під дією тяжіння Місяця та Сонця постійне повільне усунення з періодом 26000 років. Тим самим давня проблема «попередження рівнодення» (вперше відзначена Гіппархом) знайшла наукове пояснення.

Ньютонівська теорія тяжіння викликала багаторічні дебати та критику прийнятої в ній концепції далекодії. Однак видатні успіхи небесної механіки у XVIII столітті затвердили думку про адекватність ньютонівської моделі. Перші відхилення від теорії Ньютона в астрономії (зміщення перигелія Меркурія) були виявлені лише через 200 років. Невдовзі це відхилення пояснила загальна теорія відносності (ОТО); Ньютонівська теорія виявилася її наближеним варіантом. ОТО також наповнила теорію тяжіння фізичним змістом, вказавши матеріальний носій сили тяжіння - метрику простору-часу, і дозволила позбутися далекодії.

Оптика та теорія світла

Ньютону належать фундаментальні відкриття у давній науці оптики. Він побудував перший дзеркальний телескоп (рефлектор), у якому, на відміну чисто лінзових телескопів, була відсутня хроматична аберація. Він також детально досліджував дисперсію світла, показав, що біле світло розкладається на кольори веселки внаслідок різного спотворення променів різних кольорів при проходженні через призму, і заклав основи правильної теорії кольорів. Ньютон створив математичну теорію відкритих Гуком інтерференційних кілець, які відтоді отримали назву «кільця Ньютона». У листі до Флемстіда він виклав докладну теорію астрономічної рефракції. Але його головне досягнення - створення основ фізичної (не тільки геометричної) оптики як науки та розробка її математичної бази, перетворення теорії світла з безсистемного набору фактів у науку з багатим якісним та кількісним змістом, експериментально добре обґрунтованим. Оптичні досліди Ньютона на десятиліття стали взірцем глибокого фізичного дослідження.

У цей період було безліч спекулятивних теорій світла та кольоровості; в основному боролися погляд Аристотеля («різні кольори є змішання світла і темряви в різних пропорціях») і Декарта («різні кольори створюються при обертанні світлових частинок з різною швидкістю»). Гук у своїй «Мікрографії» (1665) пропонував варіант арістотелівських поглядів. Багато хто вважав, що колір є атрибутом не світла, а освітленого предмета. Загальний розлад посилив каскад відкриттів XVII століття: дифракція (1665, Грімальді), інтерференція (1665, Гук), подвійне променезаломлення (1670, Еразм Бартолін (Rasmus Bartholin), вивчене Гюйгенсом), оцінка швидкості світла (1675, Р. М.). Теорії світла, сумісної з усіма цими фактами, немає.

У своєму виступі перед Королівським товариством Ньютон спростував як Арістотеля, так і Декарта, і переконливо довів, що біле світло не первинне, а складається з кольорових компонентів з різними кутами заломлення. Ці складові і первинні - ніякими хитрощами Ньютон не зміг змінити їх колір. Тим самим було суб'єктивне відчуття кольору отримувало міцну об'єктивну базу - показник заломлення.

У 1689 Ньютон припинив публікації в області оптики (хоча продовжував дослідження) - за поширеною легендою, заприсягся нічого не друкувати в цій галузі за життя Гука. Принаймні, в 1704 році, наступного року після смерті Гука, виходить у світ (англійською мовою) монографія «Оптика». У передмові до неї міститься явний натяк на конфлікт із Гуком: «Не бажаючи бути втягнутим у диспути з різних питань, я відтягував це видання і затримав би його й надалі, якби не наполегливість моїх друзів». За життя автора «Оптика», як і «Початку», витримала три видання (1704, 1717, 1721) та безліч перекладів, у тому числі три латинською мовою.

Книга перша: принципи геометричної оптики, вчення про дисперсію світла та склад білого кольору з різними додатками, включаючи теорію веселки.
Книга друга: інтерференція світла у тонких платівках.
Книга третя: дифракція та поляризація світла.

Історики виділяють дві групи тодішніх гіпотез про природу світла.

Емісійна (корпускулярна): світло складається з дрібних частинок (корпускул), що випромінюються тілом, що світиться. На користь цієї думки говорила прямолінійність поширення світла, на якій засновано геометричну оптику, проте дифракція та інтерференція погано вкладалися в цю теорію.
Хвильова: світло є хвилю в невидимому світовому ефірі. Опонентів Ньютона (Гука, Гюйгенса) нерідко називають прихильниками хвильової теорії, проте треба пам'ятати, що під хвилею вони розуміли не періодичне коливання, як і сучасної теорії, а одиночний імпульс; з цієї причини їх пояснення світлових явищ були мало правдоподібними і не могли скласти конкуренцію ньютонівським (Гюйгенс навіть намагався спростувати дифракцію). Розвинена хвильова оптика з'явилася лише на початку ХІХ століття.

Ньютона часто вважають прихильником корпускулярної теорії світла; насправді він, за своїм звичаєм, «гіпотез не вигадував» і охоче припускав, що світло може бути пов'язане і з хвилями в ефірі. У трактаті, представленому в Королівське суспільство в 1675 році, він пише, що світло не може бути просто коливаннями ефіру, тому що тоді він, наприклад, міг би поширюватися вигнутою трубою, як це робить звук. Але, з іншого боку, він пропонує вважати, що поширення світла збуджує коливання в ефірі, що породжує дифракцію та інші хвильові ефекти. Фактично, Ньютон, ясно усвідомлюючи переваги і недоліки обох підходів, висуває компромісну, корпускулярно-хвильову теорію світла. У своїх роботах Ньютон детально описав математичну модель світлових явищ, залишаючи осторонь питання про фізичний носій світла: «Вчення моє про заломлення світла і кольори полягає єдино у встановленні деяких властивостей світла без жодних гіпотез про його походження». Хвильова оптика, коли вона з'явилася, не відкинула моделі Ньютона, а увібрала їх у себе та розширила на новій основі.

Незважаючи на свою нелюбов до гіпотез, Ньютон помістив наприкінці «Оптики» список невирішених проблем та можливих відповідей на них. Втім, у ці роки він уже міг собі таке дозволити - авторитет Ньютона після "Початків" став незаперечним, і докучати йому запереченнями вже мало хто наважувався. Ряд гіпотез виявилися пророчими. Зокрема, Ньютон передбачив:

відхилення світла у полі тяжіння;
явище поляризації світла;
взаємоперетворення світла та речовини.

Інші роботи з фізики

Ньютон належить перший висновок швидкості звуку в газі, заснований на законі Бойля-Маріотта. Він відкрив закон в'язкого тертя та гідродинамічний стиск струменя. У «Початках» він висловив і аргументував вірне припущення, що комета має тверде ядро, випаровування якого під впливом сонячного тепла утворює великий хвіст, спрямований убік, протилежний Сонцю.

Ньютон передбачив сплюснутість Землі біля полюсів, оцінивши її приблизно як 1:230. При цьому Ньютон використовував для опису Землі модель однорідної рідини, застосував закон всесвітнього тяжіння та врахував відцентрову силу. Одночасно аналогічні розрахунки виконав Гюйгенс, який не вірив у далекодійну силу тяжіння та підійшов до проблеми суто кінематично. Відповідно Гюйгенс передбачив більш ніж удвічі менший стиск, ніж Ньютон, 1:576. Більше того, Кассіні та інші картезіанці доводили, що Земля не стиснута, а випукла біля полюсів на кшталт лимона. Згодом, хоч і не відразу (перші виміри були неточні), прямі виміри (Клеро, 1743) підтвердили правоту Ньютона; реальне стиск дорівнює 1:298. Причина відмінності цього значення від запропонованого Ньютоном у бік Гюйгенсовського полягає в тому, що модель однорідної рідини все ж таки не цілком точна (щільність помітно зростає з глибиною). Більш точна теорія, яка явно враховує залежність щільності від глибини, була розроблена лише в XIX столітті.

Учні

Прямих учнів, строго кажучи, Ньютон не мав. Однак ціле покоління англійських вчених виросло на його книгах і в спілкуванні з ним, тому вважали себе учнями Ньютона. Серед них найбільш відомі:

Едмунд Галлей
Роджер Котс
Колін Маклорен
Абрахам де Муавр
Джеймс Стірлінг
Брук Тейлор

Інші сфери діяльності

Хімія та алхімія

Паралельно з дослідженнями, що закладали фундамент нинішньої наукової (фізичної та математичної) традиції, Ньютон (як і багато його колег) багато часу віддавав алхімії, а також богослов'ю. Книги з алхімії складали десяту частину його бібліотеки. Жодних праць з хімії або алхімії він не публікував, і єдиним відомим результатом цього багаторічного захоплення стало серйозне отруєння Ньютона в 1691 році. При ексгумації тіла Ньютона у його організмі виявили небезпечне здоров'я вміст ртуті.

Стьюклі згадує, що Ньютон написав трактат з хімії, «який пояснює принципи цього таємничого мистецтва виходячи з експериментальних і математичних доказів», але рукопис, на жаль, згорів під час пожежі, і Ньютон не робив спроб відновити. Листа і нотатки, що збереглися, наводять на думку, що Ньютон розмірковував над можливістю якогось об'єднання законів фізики та хімії в єдину систему світу; кілька гіпотез на цю тему він помістив у кінці оптики.

Б. Г. Кузнєцов вважає, що алхімічні дослідження Ньютона були спробами розкрити атомістичну структуру речовини та інших видів матерії (наприклад, світла, теплоти, магнетизму):

Це припущення підтверджується висловлюванням самого Ньютона: «Алхімія має справу не з металами, як вважають невігласи. Філософія ця – не з тих, що служать марнославству та обману, вона служить скоріше користі та навчанню, причому головне тут – пізнання Бога».

Богослов'я

Будучи глибоко віруючою людиною, Ньютон розглядав Біблію (як і все у світі) з раціоналістичних позицій. З цим підходом, певне, пов'язане й неприйняття Ньютоном Троїчності Бога. Більшість істориків вважає, що Ньютон, який багато років працював у Коледжі святої Трійці, сам у Трійцю не вірив. Дослідники його богословських робіт виявили, що релігійні погляди Ньютона були близькими до єретичного аріанства (див. статтю Ньютона «Історичне простеження двох помітних спотворень Святого Письма»).

Ступінь близькості поглядів Ньютона до різних брехень, засуджених церквою, оцінюють по-різному. Німецький історик Фізенмайєр припустив, що Ньютон приймав Трійцю, але ближче до східного, православного її розуміння. Американський історик Стівен Снобелен, навівши низку документальних свідчень, рішуче відкинув цю думку і відніс Ньютона до социнианам.

Зовні, однак, Ньютон залишався лояльним до державної англіканської церкви. На те була вагома причина: законодавчий акт 1698 «Про придушення богохульства і нечестя» за заперечення будь-якого з осіб Трійці передбачав поразку в цивільних правах, а при повторенні даного злочину - тюремне . Наприклад, друг Ньютона Вільям Уїстон у 1710 році був позбавлений професорського звання та вигнаний з Кембриджського університету за свої твердження про те, що віросповіданням ранньої Церкви було аріанство. Однак у листах однодумцям (Локк, Галлей та ін.) Ньютон був досить відвертим. Крім антитринітаризму, у релігійному світогляді Ньютона вбачаються елементи деїзму. Ньютон вірив у матеріальну присутність Бога у кожній точці Всесвіту і називав простір «почуттям Бога» (лат. sensorium Dei).

Ньютон опублікував (частково) результати своїх теологічних досліджень наприкінці життя, проте почалися набагато раніше, пізніше 1673 року. Ньютон запропонував свій варіант біблійної хронології, залишив роботи з біблійної герменевтики, написав коментар на Апокаліпсис. Він вивчив давньоєврейську мову, досліджував Біблію за науковою методикою, залучаючи для обґрунтування свого погляду астрономічні розрахунки, пов'язані з сонячними затемненнями, лінгвістичний аналіз тощо. За його розрахунками, кінець світу настане не раніше 2060 року.

Теологічні рукописи Ньютона нині зберігаються у Єрусалимі, у Національній Бібліотеці.

Оцінки

Напис на могилі Ньютона говорить:

На статуї, спорудженій Ньютону в 1755 р. у Трініті-коледжі, висічені вірші з Лукреція:

Сам Ньютон оцінював свої досягнення скромніше:

Лагранж говорив: «Ньютон був найщасливішим зі смертних, бо існує лише одна Всесвіт, і Ньютон відкрив її закони».

Старорусское вимова прізвища Ньютона - «Невтон». Його разом із Платоном шанобливо згадує М. В. Ломоносов у своїх віршах:

За словами А. Ейнштейна, «Ньютон був першим, хто спробував сформулювати елементарні закони, які визначають тимчасовий перебіг широкого класу процесів у природі з високим ступенем повноти і точності» і «... вплинув на весь світ на весь світогляд в цілому».

На честь Ньютона названо:

одиниця сили у системі СІ;
безліч наукових законів, теорем та понять, див. Список об'єктів, названих на честь Ісаака Ньютона;
кратери на Місяці та на Марсі.

На рубежі 1942-1943 років, найдраматичніші дні Сталінградської битви, в СРСР широко відзначили 300-річний ювілей Ньютона. Було випущено збірник статей та біографічна книга С. І. Вавілова. На знак вдячності радянському народу Королівське товариство Великобританії подарувало Академії наук СРСР рідкісний екземпляр першого видання ньютонівських «Математичних засад» (1687) і чернетку листа Ньютона Олександру Меншикову, яким останньому повідомлялося про обрання його членом Лондонського Королівського Товариства.
Існує поширена легенда про те, що Ньютон проробив у своїх дверях два отвори - одне побільше, інше поменше, щоб дві його кішки, велика і маленька, могли самостійно заходити до будинку. Насправді Ньютон ніколи не тримав ні кішок, ні інших свійських тварин.
Іноді Ньютон приписують інтерес до астрології. Якщо він і був, то швидко змінився на розчарування.

Праці

«Нова теорія світла та квітів», 1672 (повідомлення Королівському товариству)
"Рух тіл по орбіті" (лат. De Motu Corporum in Gyrum), 1684
«Математичні засади натуральної філософії» (лат. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), 1687
«Оптика або трактат про відображення, заломлення, згинання і кольори світла» (англ. Opticks or a treatise of the reflections, refractions, inflections and colours of light), 1704
- «Про квадратур кривих» (лат. Tractatus de quadratura curvarum), додаток до «Оптики»
- "Перерахування ліній третього порядку" (лат. Enumeratio linearum tertii ordinis), додаток до "Оптики"
"Універсальна арифметика" (лат. Arithmetica Universalis), 1707
"Аналіз за допомогою рівнянь з нескінченним числом членів" (лат. De analysi per aequationes numero terminorum infinitas), 1711
«Метод різниць», 1711

Опубліковано посмертно

"Лекції з оптики" (англ. Optical Lectures), 1728
"Система світу" (лат. De mundi systemate), 1728
"Хронологія древніх царств" (англ. The Chronology of Ancient Kingdoms), 1728
«Зауваження на книгу пророка Даниїла та Апокаліпсис св. Іоанна» (англ. Observations Upon the Prophecies of Daniel і the Apocalypse of St. John), 1733, написано близько 1690 року
"Метод флюксій" (лат. Methodus fluxionum, англ. Method of Fluxions), 1736, написаний в 1671 році
«Історичне простеження двох помітних спотворень Святого Письма» (англ. An Historical Account of Two Notable Corruptions of Scripture), 1754, написано 1690 року

Канонічні видання

Класичне повне видання праць Ньютона в 5 томах мовою оригіналу:

Isaaci Newtoni. Opera quae existant omnia. - Commentariis illustravit Samuel Horsley. - Лондіні, 1779-1785.

Вибране листування у 7 томах:

Turnbull, H. W. (Ed.), The Correspondence of Sir Isaac Newton. - Cambridge: Cambr. Univ. Press, 1959-1977.

Переклади російською мовою

Ньютон І. Зауваження на книгу пророка Данила та Апокаліпсис св. Іоанна. - Петроград: Новий час, 1915.
Ньютон І. Виправлена хронологія древніх царств. – М.: РІМІС, 2007. – 656 с. - ISBN 5-9650-0034-0

Ісаак Ньютон – великий англійський вчений-теоретик. Роки життя Ньютона – 1642-1727. Життя не щадило великого генія. Багато горя, болю та самотності випало на долю вченого. Фінансові проблеми, тиск суспільства, неприйняття ідей, смерть матері, розумовий розлад. Все пережив великий Ньютон і подарував світові свої геніальні ідеї будови світу та Всесвіту. Коротка біографія вченогопредставлена у цій статті.

Дитинство юного вченого

Ньютон народився у фермерській сім'ї з невеликим статком. За кілька місяців до народження його батько помер. Дитина народилася дуже слабкою і недоношеною. Усі родичі вважали, що він не виживе. Дитяча смертність у роки була просто жахливою. Немовля було настільки мале, що містилося в рукавичці з вовни. З цієї злощасної рукавички хлопчик випадав двічі на підлогу і вдарявся головою.

У трирічному віці хлопчик залишається під опікою дідуся та бабусі, бо мати вдруге виходить заміж і їде. Пізніше він возз'єднається з мамою.

Ісаак ріс дуже кволою, хворобливою дитиною. Це була абсолютно інтровертивна особистість- «річ у собі». Дитина була дуже допитливою, майструвала різні предмети: паперових зміїв, візки з педалями, млина тощо. Дуже рано прокинувся інтерес до читання. Він часто усамітнювався в саду з книгою і міг годинами вивчати матеріал.

У 1660 році Ісаак вступив до Кембриджського університету. Він ставився до незабезпечених студентів, тому крім навчання у його обов'язки входило прислужувати персоналу університету.

Вивчення оптичних явищ

У 1665 Ньютону присвоїли ступінь магістра мистецтв. У цьому року в Англії починається епідемія чуми. Ісаак оселяється у Вулсторпі. Саме тут він починає вивчати оптику, щоби розуміти природу світла. Він вивчає хроматичну абераціюставить сотні дослідів, які стали класикою і використовуються в навчальних закладах досі.

Вивчаючи оптику, вчений спочатку сповідував хвильову природу світла. Світло у вигляді хвиль рухається в ефірі. Потім він відмовився від цієї теорії, розуміючи, що ефір повинен мати певний рівень в'язкості, яка б перешкоджала руху космічних тіл, чого не відбувається насправді.

Згодом вчений приходить до думки про корпускулярну природу світла. Він ставить експерименти з заломлення світла, процесів відображення та поглинання спектра.

Закони механіки

Поступово з дослідів зі світлом починає вимальовуватися уявлення вченого про фізику навколишнього світу. Воно стане головним дітищем І. Ньютона. Ньютон вивчає матерію та закони її руху у просторі:

Завдяки дослідженням руху, він приходить до думки, що якщо на об'єкт немає жодних істотних впливів, то він у просторі рухатиметься рівномірно та прямолінійно. Цей висновок називають першим законом Ньютона.
Другий говорить, що рухомі тіла можуть набувати прискорення під дією сил, прикладених до цих тіл. Прискорення прямо пропорційно силам, прикладеним до тіла, і обернено пропорційно масі. Саме з наслідків цього закону виходить розуміння проблем прикладених сил: що це за сили, як вони діють, як виникають.
Ну і, нарешті, третій закон – закон протидії. Сила дії дорівнює силі протидії. З якою силою я натискаю на стіну, з такою ж силою вона тисне на мене.

Закон всесвітнього тяготіння

Одна з головних заслуг Ньютона полягає у відкритті закону всесвітнього тяжіння. Є міф про те, що вчений сидів під яблунею в саду, і йому на голову впало яблуко. Це осяяло вченого: всі тіла тягнуться одне до одного. Почалися прорахунки на папері, нескінченні формули і, нарешті, результат - сила тяжіння між тілами пропорційна їх масі і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Ця формула пояснювала рух планет та космічних тіл. Багато фізиків зустріли цю теорію в багнети, оскільки її застосування здавалося дуже сумнівним.

Робота в Кембриджі

Після того, як епідемія чуми пішла на спад, Ньютон повертається до Кембриджу і надходить працювати на кафедру математики в 1668 році. До цього часу він уже був відомий у вузьких колах як автор бінома, теорії флюксій – інтегрального обчислення.

Працюючи викладачем, він займається удосконаленням телескопа – створює відбивний телескоп. Винахід оцінили представники Лондонського королівського товариства. Ньютон отримує запрошення стати його членом. Однак він відмовляється під приводом того, що йому нема чим платити членські внески. Йому було дозволено бути членом клубу безкоштовно.

У 1869 році мати Ньютона серйозно захворіла на тиф і була прикута до ліжка. Ньютон дуже любив свою матір і проводив добу безперервно біля ліжка хворої. Він сам готував їй ліки, доглядав її. Проте хвороба прогресувала, і невдовзі мати померла.

Членство у суспільстві було болісним для Ньютона. Його ідеї часто сприймалися дуже опозиційно, що дуже засмучувало вченого. Це також позначилося на його здоров'ї. Постійний стрес і переживання вилилися у психічний розлад. У 1692 році сталася пожежа і всі його рукописи та напрацювання згоріли.

Цього ж року Ньютон серйозно захворів. Два роки він страждав на розумовий розлад. Він перестав розуміти власні праці.

Постійна потреба в грошах і самотність також спричинили його хворобу.

У 1699 Ньютона призначають доглядачем і директором монетного двору. Це поправило матеріальне становище вченого. А з 1703 його обирають президентом Лондонського королівського товариства з присвоєнням лицарського звання.

Опубліковані праці

Перерахуємо основні праці вченого, які були опубліковані:

«Математичні засади натуральної філософії»;
"Оптика".

Особисте життя Ньютона

Все своє життя Ньютон провів на самоті. Не збереглося згадок про його партнерів та супутників життя. Вважається, що Ісаак все життя був самотнім. Це, звичайно ж, впливало на його сублімоване перемикання сексуальної енергії на творчий потенціал. Але цей факт служив основою його емоційних розладів.

У зрілі роки вчений мав великий грошовий достаток і дуже щедро роздавав свої гроші нужденним. Він казав: якщо не допомагати людям за життя, то це означатиме, що ти нікому ніколи не допоміг. Він підтримував усіх своїх далеких родичів, жертвував гроші приходу, в якому він деякий час виховувався, призначав індивідуальні стипендії для талановитих та здібних студентів (наприклад, Маклорену – знаменитому математику).

Все своє життя Ісаак Ньютон відрізнявся надзвичайно скромністю та сором'язливістю. Він довгий час не публікував свою працю з цієї причини. Маючи чин директора Монетного двору, він був дуже поблажливий зі службовцями. Ніколи не грубіянив студентам і не принижував їх. Хоча останні часто кепкували з професора.

За життя Ісаак Ньютон фото не робив, тому що в той час фотографування ще не було винайдено, але є безліч портретів вченого.

З 1725 Ньютон, будучи вже в похилому віці, перестав працювати. У 1727 році у Великій Британії почалася нова хвиля епідемії чуми. Ньютон хворіє на цю страшну хворобу і вмирає. В Англії влаштовують жалобу на честь великого вченого. Він похований у Вестмінстерському абатстві. На його надгробній плиті є напис: «Нехай ті, хто нині живе, радіють, що в їхньому світі була така краса людського роду».

Напевно, немає жодної людини на світі, яка б не знала, хто такий Ісаак Ньютон. Один з найвидатніших світових учених, який зробив відкриття відразу в кількох галузях науки, що дав початок науковим напрямкам у математиці, оптиці, астрономії, один із батьків-засновниківкласичної фізики Отже, хто такий Ісаак Ньютон. Сьогодні широко відома коротка біографія та її відкриття.

Вконтакте

Історія вченого та дослідника

Про нього можна було сказати словами поета Миколи Тихонова: «Цвяхи б робити з цих людей. Міцніше б не було у світі цвяхів». Народившись раніше належного терміну, дуже маленьким і слабким, він прожив 84 роки в повному здоров'ї, до глибокої старості, присвятивши всього себе розвитку наукита займаючись державними справами. Протягом усього свого життя вчений дотримувався твердих моральних принципів, був взірцем чесності, не прагнув публічності та слави. Не зламала його навіть воля короля Якова ІІ.

Дитинство

Своє народження напередодні католицького Різдва вчений вважав за особливий знак провидіння. Адже йому вдалося зробити свої величезні відкриття. Немов нова Віфлеємська зірка, він висвітлив багато напрямів, якими надалі розвивалася наука. Багато відкриття було зроблено завдяки наміченомуїм шляхи.

Батько Ньютона, який здавався сучасникам дивакуватою і дивною людиною, так і не дізнався про народження сина. Успішний фермер і добрий господар, який кілька місяців не дожив до появи сина світ, залишив сім'ї значне господарство і кошти.

З юнацьких років, все своє життя відчуває ніжну прихильність до матері, Ісаак не міг пробачити їй рішення залишити його на піклування бабусі та дідуся, після того, як та вийшла заміж вдруге. Автобіографія, складена ним ще в підлітковому віці, розповідає про пориви відчаю та дитячі плани помсти матері та вітчиму. Винятково папері зміг він довірити розповідь про свої душевні переживання, за життя знаменитий учений був замкнутий, не мав близьких друзіві ніколи не був одружений.

У 12 років він був визначений до Грентемської школи. Замкнутий і нетовариський характер, і навіть внутрішня зосередженість, налаштували проти нього однолітків. З самого дитинства майбутній учений віддав перевагу хлопчачим проказам заняття природничими науками. Він багато читав, захоплювався конструюванням механічних іграшок, вирішував математичні завдання. Конфліктна ситуація з однокласниками спонукала самолюбного Ньютона стати найкращим учнем школи.

Навчання у Кембриджі

Овдовівши, мати Ньютона дуже розраховувала на те, що 16-річний син почне допомагати їй у веденні фермерських справ. Але спільними зусиллями шкільного вчителя, дядька хлопчика і особливо Хемфрі Бабінгтона, члена Трініті-коледжу, вдалося переконати її у необхідності подальшого навчання. У 1661 році Ньютон складає іспит з латинської мови і вступає до Коледжу Св.Трійціпри Кембриджському університеті Саме в цій установі протягом 30 років він вивчав науки, проводив досліди та здійснював світові відкриття.

Замість оплати за навчання в коледжі, де юнак спочатку жив студентом-сайзером, йому доводилося виконувати деякі доручення багатших студентів та інші господарські роботи по університету. Вже через 3 роки, у 1664 році, Ньютон складає іспити з відзнакою та отримує підвищену учнівську категорію, а також право не лише на безкоштовне навчання, а й на стипендію.

Навчання так захоплювало і надихало його, що, за спогадами однокурсників, він міг забути про сон і їжу. Як і раніше займався механікою та конструював різні речі та інструменти, захоплювався математичними розрахунками, астрономічними спостереженнями, дослідженнями в галузі оптики, філософією, навіть теорією музики та історією.

Вирішивши присвятити свої роки життя науці, він відмовляється від любові та планів щодо створення сім'ї. Юна вихованка аптекаря Кларка, у якого у шкільні роки він жив, теж не вийшла заміж і на все життя зберегла ніжну пам'ять про Ньютона.

Перші кроки у науковій діяльності

1664 став надихаючим для молодого вченого. Він складає «Питання» з 45 наукових завдань і ставить за мету всі їх вирішити.

Завдяки лекціям відомого математика І. Барроу Ньютон зробив своє перше відкриття біномінального розкладання, що дозволило йому згодом вивести метод диференціального обчислення, який застосовується сьогодні у вищій математиці. Він успішно складає іспит і отримує ступінь бакалавра.

Навіть епідемія чуми 1665 - 1667 років не змогла зупинити цей допитливий розум і змусити його сидіти без діла. На час розгулу хвороби Ньютон їде додому, де продовжує займатися науковою діяльністю. Тут, у домашньому усамітненні, робить більшу частину своїх великих відкриттів:

засновує базові методики видів обчислень - інтегрального та диференціального;
виводить теорію кольору та дає початок розвитку оптичної науки;
знаходить метод пошуку коренів квадратних рівнянь;
виводить формулу розкладання довільного натурального ступеня двочлену.

Важливо!Знаменита яблуня, спостереження за якою допомогли у відкритті, була збережена як пам'ятна лава вченого.

Найважливіші відкриття

Ісаак Ньютон - коротка характеристика його діяльності. Це був не просто геній, відомий вчений, а людина з різнобічними інтересами у багатьох галузях науки та техніки. Чим він відомий і що відкрив. Захоплений математик і фізик однаково добре знався як на точних науках, і у гуманітарних. Економіка, алхімія, філософія, музика та історія – у всіх цих напрямках попрацював геній його таланту. Ось лише короткий опис великих відкриттів Ісаака Ньютона:

вивів теорію руху небесних тіл - визначив, що планети обертаються навколо;
сформулював три важливі закони механіки;
вивів теорію світла та колірних відтінків;
побудував перший у світі дзеркальний;
відкрив Закон Тяжіннязавдяки якому прославився.

За легендою, Ньютон відкрив знаменитий закон, спостерігаючи у своєму саду падіння яблук з яблуні. Біограф знаменитого вченого Вільям Стьюклі описує цей момент у книзі, присвяченій спогадам про Ньютона, яка була видана у 1752 році. За розповіддю Стьюклі, саме яблуко, що впало з дерева, навело його на думку про тяжіння космічних тіл та гравітації.

"Чому яблука падають перпендикулярно до землі?" - подумав Ньютон і, розмірковуючи, вивів новий закон. У саду Кембриджського університету студенти шанують і дбайливо доглядають дерево, яке вважається нащадком тієї самої «яблуні Ньютона».

Падіння яблука послужило лише поштовхом до знаменитого відкриття. Ньютон йшов до нього довгі роки, вивчаючи праці Галілея, Буліальда, Гука, інших астрономів та фізиків. Ще одним імпульсом вчений вважав "Третій Закон Келлера". Щоправда, сучасне трактування Закону Всесвітнього Тяжіння він становив дещо пізніше, коли вивчив закони механіки.

Інші наукові розробки

В основу класичної механіки закладено Закони Ньютона, найважливіші в галузі механіки, були сформульовані в науковій праці з математики засад філософії, виданому 1687 року:

перший Закон рівномірного руху по прямій лінії, якщо на тіло не діє жодних інших сил;
другий Закон – , у диференціальній формі описує вплив діючих зусиль на прискорення;
Третій Закон – про силу взаємодії двох тіл на певній відстані.

В даний час ці закони Ньютона є аксіомою.

Астрономія

Наприкінці 1669 року вчений отримує в Трініті-коледжі одну з найпрестижніших у світі посад, іменну профессуру лукасовську математики та оптики. Крім окладу в 100 фунтів, бонусів та стипендій, з'являється можливість приділяти більше часу власної наукової дослідницькоїдіяльності. Займаючись дослідами та експериментами з оптики та теорії світла, Ньютон створює свій перший телескоп-рефлектор.

Важливо!Удосконалений телескоп став основним інструментом для астрономів та навігаторів-мореплавців того часу. З його допомогою було відкрито планету Уран, виявлено інші галактики.

Вивчаючи небесні світила через власний рефлектор, учений вивів теорію небесних тіл, визначив рух планет навколо Сонця. Користуючись обчисленнями свого рефлектора та застосовуючи до вивчення Біблії науковий підхід, зробив власне повідомлення про кінець світу. Згідно з його розрахунками, ця подія відбудеться 2060 року.

Державна діяльність

1696 рік. Великий учений обіймає посаду охоронця Монетного Двору, переїхав до Лондона, де мешкав до 1726 року. Провівши фінансовий облік та встановивши порядок у документації, стає співавтором Монтегю з проведення грошової реформи.

У період його діяльності створюється мережа філій Монетного Двору, в кілька разів збільшується випуск срібної монети. Ньютон впроваджує технологію, що дозволяє позбутися фальшивомонетників.

1699 рік. Стає керуючим Монетного Двору. На цій посаді продовжує боротися із фальшивомонетниками. Його дії на посаді управителя були такими ж блискучими, як і під час наукової діяльності. Завдяки проведеним реформам в Англії була запобігла економічна криза.

1698 рік. було представлено доповідь про економічну реформу Ньютона. Будучи в Англії цар Петро тричі зустрічався зі знаменитим професором. У 1700 року у Росії було проведено грошова реформа, аналогічна англійської.

1689 –1690 роки. Був представником Кембриджського університету у складі парламенту країни. З 1703 по 1725 займав посаду президента Королівського Товариства.

Увага!У 1705 році королева Великої Британії Анна присвятила Ісаака Ньютона у лицарі. То справді був єдиний випадок історія Англії, коли лицарство присвоювалося за наукові досягнення.

Біографія Ньютона, його відкриття

Життя великого вченого Ісака Ньютона

Завершення життєвого шляху

Останні місяці свого життя професор жив у Кенсінгтоні. Великого вченого не стало 20 березня 1727 року. Він помер уві сні і був похований на території Вестмінстерського абатства в усипальниці королів та найвидатніших людей Англії. Попрощатися зі знаменитим сучасником прийшли усі городяни. Похоронну процесію очолював сам лорд-канцлер, за яким у траурній ході йшли міністри Великобританії

Ісаак Ньютон з'явився на світ 4 січня 1643 року в невеликому британському селі Вулсторп, яке розташовувалося на території графства Лінкольншир. Хилий хлопчик, який передчасно залишив лоно матері, прийшов у цей світ напередодні Англійської громадянської війни, незабаром після смерті свого батька і незадовго до святкування Різдва.

Дитина була настільки слабкою, що протягом довгого часу її навіть не хрестили. Але маленький Ісаак Ньютон, названий так на честь свого батька, вижив і прожив дуже довге для сімнадцятого століття життя - 84 роки.

Батько майбутнього геніального вченого був дрібним фермером, проте досить успішним та заможним. Після смерті Ньютона-старшого його сім'я отримала кілька сотень акрів полів та лісових угідь із родючим ґрунтом та значну суму розміром у 500 фунтів стерлінгів.

Мати Ісаака, Ганна Ейскоу, незабаром знову вийшла заміж і народила своєму новому чоловікові трьох дітей. Ганна приділяла більше уваги молодшим синам, а вихованням її первістка спочатку займалася бабуся Ісаака, та був його дядько Вільям Эйскоу.

У дитинстві Ньютон захоплювався живописом, поезією, самозабутньо винаходив водяний годинник, вітряк, майстрував паперових зміїв. При цьому він, як і раніше, був дуже болючим, а також вкрай нетовариським: веселим іграм з однолітками Ісаак вважав за краще власні захоплення.

Фізик у молодості

Коли дитину відправили до школи, її фізична слабкість і погані комунікативні навички одного разу навіть стали причиною того, що хлопчика побили до непритомності. Це приниження Ньютон стерпіти було. Але, звичайно, відразу придбати атлетичну фізичну форму він не міг, тому хлопчик вирішив тішити свою самоповагу інакше.

Якщо до цього випадку він досить погано вчився і явно не був улюбленцем вчителів, то потім почав серйозно вирізнятися за успішністю серед своїх однокласників. Поступово він став кращим учнем, а ще серйозніше, ніж раніше, почав цікавитися технікою, математикою і дивовижними, незрозумілими явищами природи.

Коли Ісааку виповнилося 16 років, мати забрала його назад у маєток і спробувала покласти на старшого сина, що подорослішав, частину турбот з господарювання (другий чоловік Ганни Ейскоу на той час теж помер). Однак хлопець тільки й займався тим, що конструював хитромудрі механізми, «ковтав» численні книги та писав вірші.

Шкільний вчитель молодої людини, містер Стокс, а також його дядько Вільям Ейскоу та знайомий Хемфрі Бабінгтон (за сумісництвом – член Кембриджського Трініті-коледжу) з Ґрентема, де майбутній всесвітньо відомий учений відвідував школу, умовили Ганну Ейську дозволити обдарованому синові. В результаті колективних умовлянь у 1661 році Ісаак завершив навчання у школі, після чого успішно витримав вступні іспити до Кембриджського університету.

Початок наукової кар'єри

Як студент Ньютон мав статус "sizar". Це означало, що він не платив за свою освіту, проте мав виконувати в університеті різнопланові роботи, або надавати послуги багатшим студентам. Ісаак мужньо витримав це випробування, хоча, як і раніше, вкрай не любив почуватися пригніченим, був нелюдимий і не вмів заводити друзів.

У той час філософію і природознавство в знаменитому на весь світ Кембриджі викладали по, хоча на той момент світу вже були продемонстровані відкриття Галілея, атомістична теорія Гассенді, сміливі праці Коперника, Кеплера та інших видатних учених. Ісаак Ньютон жадібно поглинав всю можливу інформацію з математики, астрономії, оптики, фонетики і навіть теорії музики, яку тільки міг знайти. При цьому він нерідко забував про їжу та сон.

Ісаак Ньютон вивчає заломлення світла

Самостійну наукову діяльність дослідник розпочав у 1664 році, склавши перелік із 45 проблем у людському житті та природі, які поки що не були вирішені. Тоді доля звела студента з обдарованим математиком Ісааком Барроу, який почав працювати на математичній кафедрі коледжу. Згодом Барроу став його учителем, а також одним із небагатьох друзів.

Ще сильніше зацікавившись математикою завдяки обдарованому викладачеві, Ньютон виконав біномне розкладання для довільного раціонального показника, яке стало його першим блискучим відкриттям математичної області. Того ж року Ісаак отримав звання бакалавра.

У 1665-1667 роках, коли Англією прокотилася чума, Велика Лондонська пожежа і вкрай затратна війна з Голландією, Ньютон ненадовго осів у Вусторпі. У роки він направив свою основну діяльність для відкриття оптичних таємниць. Намагаючись з'ясувати, як позбавити лінзові телескопи від хроматичної аберації, учений дійшов дослідження дисперсії. Суть експериментів, які ставив Ісаак, була у прагненні пізнати фізичну природу світла, і багато хто з них досі проводять у закладах освіти.

В результаті Ньютон прийшов до корпускулярної моделі світла, вирішивши, що його можна розглядати як потік частинок, які вилітають із деякого джерела світла та здійснюють прямолінійний рух до найближчої перешкоди. Така модель хоч і не може претендувати на граничну об'єктивність, проте стала однією з основ класичної фізики, без якої не з'явилися б і сучасніші уявлення про фізичні явища.

Серед любителів збирати цікаві факти давно існує помилка про те, що цей ключовий закон класичної механіки Ньютон відкрив після того, як йому на голову впало яблуко. Насправді Ісаак планомірно йшов свого відкриття, що з його численних записів. Легенду про яблуко популяризував авторитетний на той час філософ Вольтер.

Наукова популярність

Наприкінці 1660-х років Ісаак Ньютон повернувся до Кембриджу, де отримав статус магістра, власну кімнату для життя і навіть групу юних студентів, у яких учений став викладачем. Втім, викладання явно не було «ковзаном» обдарованого дослідника, і відвідуваність його лекцій помітно кульгала. Тоді ж учений винайшов телескоп-рефлектор, який прославив його та дозволив Ньютону вступити до Лондонського королівського товариства. За допомогою цього пристрою було зроблено безліч приголомшливих астрономічних відкриттів.

У 1687 році Ньютон опублікував, мабуть, найважливішу свою роботу – працю під назвою «Математичні засади натуральної філософії». Дослідник і раніше видавав свої праці, але це мав першорядне значення: він став основний раціональної механіки і всього математичного природознавства. Тут містився добре всім відомий закон всесвітнього тяжіння, три відомі досі закони механіки, без яких немислима класична фізика, вводилися ключові фізичні поняття, не піддавалася сумнівам геліоцентрична система Коперника.

За математичним та фізичним рівнем «Математичні засади натуральної філософії» були на порядок вищими, ніж дослідження всіх учених, які працювали над цією проблемою до Ісаака Ньютона. Тут не було недоведеної метафізики з розлогими міркуваннями, безпідставними законами та неясними формулюваннями, якою так грішили роботи Аристотеля та Декарта.

У 1699 році, коли Ньютон працював на адміністративних посадах, в Кембриджському університеті почали викладати його систему світу.

Особисте життя

Жінки ні тоді, ні з роками не виявляли особливої симпатії до Ньютона, і за все своє життя він жодного разу не одружився.

Смерть великого вченого настала у 1727 році, причому на його похорон зібрався практично весь Лондон.

Закони Ньютона

Перший закон механіки: всяке тіло спочиває чи залишається у стані рівномірного поступального руху, доки цей стан не буде скориговано додатком зовнішніх сил.
Другий закон механіки: зміна імпульсу пропорційно доданій силі та здійснюється за напрямом її впливу.
Третій закон механіки: матеріальні точки взаємодіють один з одним по прямій, що їх з'єднує, з рівними за модулем і протилежними у напрямку силами.
Закон всесвітнього тяжіння: сила гравітаційного тяжіння між двома матеріальними точками пропорційна добутку їх мас, помноженому на постійну гравітаційну, і назад пропорційна квадрату відстані між цими точками.