Ісаак Ньютон ідеї. Що відкрив Ісаак Ньютон? Особисте життя Ісаака Ньютона

Ісаак Ньютон народився у сім'ї фермера у селі Вілсторп графства Лінкольншир на сході Англії, біля берегів Північного моря. Успішно закінчивши школу в місті Грентеме, юнак вступив до Трініті-коледжу Кембриджського університету. Серед знаменитих випускників коледжу – філософ Френсіс Бекон, лорд Байрон, письменник Володимир Набоков, королі Англії Едуард VII та Георг VI, принц Уельський Чарльз. Цікаво, що Ньютон став бакалавром у 1664 році, вже зробивши своє перше відкриття. З початком епідемії чуми молодий учений поїхав додому, але в 1667 повернувся до Кембриджу, а в 1668 став магістром Трініті-коледжу. Наступного року 26-річний Ньютон став професором математики та оптики, змінивши на цій посаді свого вчителя Барроу, який був призначений королівським капеланом. В 1696 король Вільгельм III Оранський призначив Ньютона доглядачем Монетного двору, а через три роки - керуючим. На цій посаді вчений активно боровся з фальшивомонетниками та провів кілька реформ, які через десятиліття призвели до зростання добробуту країни. В 1714 Ньютон написав статтю «Спостереження щодо цінності золота і срібла», тим самим узагальнивши свій досвід фінансового регулювання на державній посаді.
факт
Ісаак Ньютон ніколи не був одружений.

14 головних відкриттів Ісаака Ньютона

1. Біном Ньютона.Перше математичне відкриття Ньютон зробив 21 рік. Як студент, він вивів формулу бінома. Біном Ньютона - формула розкладання в многочлен довільного натурального ступеня двочлена (а + b) n. Кожен сьогодні знає формулу квадрата суми а+в, але щоб не помилитися з визначенням коефіцієнтів зі збільшенням показника ступеня, застосовується формула бінома Ньютона. Через це відкриття вчений прийшов до свого іншого важливого відкриття - розкладання функції в нескінченний ряд, названому пізніше формулою Ньютона-Лейбніца.
2. Алгебраїчна крива 3-го порядку.Ньютон довів, що для будь-якої кубики (алгебраїчної кривої) можна підібрати систему координат, в якій вона матиме один із зазначених ним видів, а також поділив криві на класи, пологи та типи.
3. Диференційне та інтегральне числення.Основним аналітичним досягненням Ньютона було розкладання всіляких функцій у статечні ряди. Крім того, він створив таблицю первісних (інтегралів), вона увійшла майже у незміненому вигляді до всіх сучасних підручників математичного аналізу. Винахід давав змогу вченому, за його словами, порівнювати площі будь-яких фігур «за половину чверті години».
4. Метод Ньютона.Алгоритм Ньютона (також відомий як метод дотичних) – це чисельний ітераційний метод знаходження кореня (нуля) заданої функції.

5. Теорія кольору.У 22 роки, за словами самого вченого, він «отримав теорію кольорів». Саме Ньютон уперше безперервний спектр розбив на сім кольорів: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий. Природа кольору та досліди з розкладанням білого кольору на 7 складових кольорів, описані в «Оптиці» Ньютона, лягли в основу розвитку сучасної оптики.

6. Закон всесвітнього тяжіння.У 1686 Ньютон відкрив закон всесвітнього тяжіння. Ідея сили тяжіння висловлювалася і раніше (наприклад, Епікуром та Декартом), але до Ньютона ніхто не зумів математично пов'язати закон тяжіння (силу, пропорційну квадрату відстані) та закони руху планет (тобто закони Кеплера). Ньютон першим здогадався, що гравітація діє між двома будь-якими тілами у Всесвіті, що рухом падаючого яблука і обертанням Місяця навколо Землі керує та сама сила. Тим самим було відкриття Ньютона лягло основою ще однієї науки – небесної механіки.

7. Перший закон Ньютона: Закон інерції.Перший із трьох законів, що лежать в основі класичної механіки. Інерція – властивість тіла зберігати свою швидкість руху незмінною за величиною та напрямом, коли на нього не діють жодні сили.

8. Другий закон Ньютона: Диференціальний закон руху.Закон описує взаємозв'язок між прикладеною до тіла (матеріальною точкою) сили та наступною за цим прискоренням.

9. Третій закон Ньютона.Закон визначає, як взаємодіють дві матеріальні точки, і стверджує, що сила дії протилежна у напрямку силі взаємодії. Крім того, сила завжди є результатом взаємодії тіл. І як би тіла не взаємодіяли один з одним за допомогою сил, вони не можуть змінити свій сумарний імпульс: звідси випливає Закон збереження імпульсу. Динаміка, заснована на законах Ньютона, називається класичною динамікою і описує рухи об'єктів зі швидкостями від часток міліметрів за секунду до кілометрів за секунду.

10. Телескоп-рефлектор.Оптичний телескоп, де як світлозбиральний елемент використовується дзеркало, незважаючи на невеликі розміри, давав 40-кратне збільшення високої якості. Завдяки своєму винаходу 1668 Ньютон отримав славу і став членом Королівського товариства. Пізніше удосконалені рефлектори стали основними інструментами астрономів, з їх допомогою, зокрема, було відкрито планету Уран.
11. Маса.Маса як науковий термін була введена Ньютоном як міра кількості речовини: до цього дослідники оперували з поняттям ваги.
12. Маятник Ньютона.Механічна система з декількох кульок, підвішених на нитках в одній площині, що коливаються в цій площині і вдаряються одна з одною, вигадана для демонстрації перетворення енергії різних видів один в одного: кінетичної в потенційну або навпаки. Винахід увійшов в історію як «Колиска Ньютона».
13. Інтерполяційні формули.Формули обчислювальної математики використовуються для знаходження проміжних значень величини наявного дискретного (переривчастого) набору відомих значень.
14. "Універсальна арифметика".У 1707 Ньютон опублікував монографію, присвячену алгебрі, і таким чином зробив великий внесок у розвиток цього розділу математики. Серед відкриттів праці Ньютона: одне з перших формулювань основної теореми алгебри та узагальнення теореми Декарта.

Одне з найвідоміших філософських висловів Ньютона:

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

Діяльність Ісаака Ньютона була комплексною - він працював одночасно в кількох галузях знання. Важливим етапом діяльності Ньютона стали його математичні, які дозволили покращити систему розрахунку у межах інших. p align="justify"> Важливим відкриттям Ньютона стала основна теорема аналізу. Вона дозволила довести, що диференціальне обчислення обернено інтегральному і навпаки. Важливу роль розвитку алгебри зіграло і відкриття Ньютоном можливості биномиального розкладання чисел. Також важливу практичну роль відіграв метод Ньютона із вилучення коренів із рівнянь, який значно спростив подібні обчислення.

Ньютонівська механіка

Найбільш значні відкриття Ньютон зробив. Фактично створив такий розділ фізики, як механіка. Ним було сформовано 3 аксіоми механіки, названі законами Ньютона. Перший закон, інакше званий законом, говорить, що будь-яке тіло перебуватиме у стані спокою чи руху, доки до нього не будуть докладені будь-які сили. Другий закон Ньютона висвітлює проблему диференціального руху і говорить про те, що прискорення тіла прямо пропорційно рівнодіє прикладених до тіла сил і обернено пропорційно масі тіла. Третій закон описує взаємодію тіл між собою. Ньютон формулював його як той факт, що для дії існує рівна протидія.

Закони Ньютона стали основою класичної механіки.

Але найвідомішим відкриттям Ньютона став закон всесвітнього тяжіння. Також він зміг довести, що сили гравітації поширюються як на земні, а й у небесні тіла. Ці закони були описані в 1687 після видання Ньютона, присвяченої використанню математичних методів у фізиці.

Закон тяжіння Ньютона став першою з численних теорій гравітації, що виникли згодом.

Оптика

Ньютон багато часу присвятив такому розділу фізики, як оптика. Він відкрив такий важливий феномен, як спектральне розкладання квітів – за допомогою лінзи він навчився заломлювати біле світло на інші кольори. Завдяки Ньютон знання в оптиці були систематизовані. Він створив найважливіший пристрій – дзеркальний телескоп, який підвищив якість спостережень за небом.

Слід зазначити, що після відкриттів Ньютона оптика почала розвиватись дуже швидко. Він зумів узагальнити такі відкриття своїх попередників, як дифракція, подвійне заломлення променя та визначення швидкості світла.

Відомий кожному школяру великий англійський вчений з'явився на світ 24 грудня 1642 року за старим стилем або 4 січня 1643 року за нині діючим біографія якого бере свій початок у містечку Вулсторп, графство Лінкольншир, народився настільки слабким, що його довгий час не наважувалися хрестити. Однак хлопчик вижив і, незважаючи на слабке здоров'я в дитячі роки, зумів дожити до похилого віку.

Дитинство

Батько Ісаака помер ще до його народження. Мати, Ганна Ейскоу, рано овдовівши, вийшла заміж ще раз, народивши ще трьох дітей від нового чоловіка. Вона мало приділяла уваги старшому синові. Ньютон, біографія якого у дитячі роки зовні начебто була благополучна, дуже страждав від самотності та відсутності уваги з боку матері.

Про хлопчика більше дбав його дядько, брат Анни Ейскоу. У дитинстві Ісаак був замкненою мовчазною дитиною, зі схильністю майструвати різні технічні вироби, такі, наприклад, як і сонячний годинник.

Шкільні роки

У 1955 році у віці 12 років Ісаак Ньютон був відданий до школи. Незадовго до цього

вмирає його вітчим, і мати успадковує його стан, відразу переоформляючи його на старшого сина. Школа знаходилася в Ґрентемі, і Ньютон жив у місцевого аптекаря Кларка. Під час навчання розкрилися його неабиякі здібності, але мати через чотири роки повернула 16-річного юнака додому з метою покласти на нього обов'язки з управління фермою.

Але сільське господарство – це була не його справа. Читання книг, віршування, конструювання складних механізмів - у цьому був весь Ньютон. Біографія його саме в цей момент визначила свій напрямок у бік науки. Шкільний вчитель Стокс, дядько Вільям і член Трініті-коледжу при Кембриджському університеті Хемфрі Бабінгтон об'єднаними зусиллями досягли продовження навчання Ісаака Ньютона.

Університети

У Кембриджі коротка біографія Ньютона виглядає так:

• 1661 - вступ до Трініті-коледж при університеті на безкоштовне навчання в якості студента-«сайзера».
• 1664 рік - успішна складання іспитів та переведення на наступний ступінь навчання як студент-школяр, що дало йому право на отримання стипендії та можливість продовжувати навчання далі.

У цей же час Ньютон, біографія якого зафіксувала творчий підйом і початок самостійної знайомиться з Ісааком Барроу, новим викладачем-математиком, який дуже вплинув на захоплення

Загалом Трініті-коледжу був відданий великий відрізок життя (30 років) і математика, але саме тут він зробив свої перші відкриття (біноміальне розкладання для довільного раціонального показника та розкладання функції в нескінченний ряд) і створив, спираючись на вчення Галілея, Декарта та Кеплера, універсальна система світу.

Роки великих досягнень та слави

З початком епідемії чуми в 1665 році заняття в коледжі припинилися, і Ньютон поїхав у свій маєток у Вулсторп, де і були досконалі найістотніші відкриття - оптичні експерименти з кольорами спектру,

У 1667 році вчений повертається до Трініті-коледжу, де продовжує свої дослідження в галузі фізики, математики, оптики. Створений ним телескоп викликав захоплення в Королівському товаристві.

В 1705 Ньютон, фото якого сьогодні можна знайти в кожному підручнику, першим був удостоєний звання лицаря саме за наукові досягнення. Кількість відкриттів у різних галузях науки дуже велика. Монументальні праці з математики, основ механіки в галузі астрономії, оптики, фізики перевернули уявлення вчених про світ.

Швидше за все, про Ньютона ви знаєте історію, пов'язану з падінням яблука йому на голову. Насправді він досяг у науці значно більшого. На його могилі у Вестмінстері написано, що він був найбільшою людиною з усіх, що колись жили на планеті. Якщо вам здається, що це занадто смілива заява, вам варто просто познайомитися із досягненнями Ньютона ближче. Він був справжнім генієм – знавцем астрономії, хімії, математики, фізики, теології. Його нескінченна цікавість допомагала йому вирішувати проблеми різного масштабу. Його знахідки, теорії, закони зробили вченого справжньою легендою. Давайте познайомимося з найбільшими його досягненнями - у цьому допоможе топ-10.

Космічна гармата

Дивно, що головною легендою про Ньютон стала історія з яблуком - адже вона досить нудна! Насправді уявлення Ньютона про гравітацію були набагато захоплюючі. Описуючи закон гравітації, Ньютон уявляв гору такої величини, що її вершина досягала космосу, і там мав величезну гармату. Ні, він не планував боротися з прибульцями. Космічна гармата - це умоглядний експеримент, який описує, як запустити об'єкт на орбіту. Якщо використовувати занадто мало або занадто багато пороху, ядро ​​просто впаде на Землю або полетить у космос. Якщо ж розрахувати все правильно, ядро ​​літатиме навколо планети по орбіті. Опубліковані в 1687 р. роботи Ньютона розповідали про те, що всі частинки зазнають впливу гравітації, і що сама гравітація схильна до впливу маси і відстані. Ейнштейн пізніше доповнив ці уявлення, але саме Ньютон заклав серйозну основу для сучасних уявлень про гравітацію.

Двері для котів

Коли вчений був зайнятий роботою над питаннями Всесвіту, він займався іншими проблемами - наприклад, вигадував, як змусити котів перестати дряпати двері. У Ньютона ніколи не було дружини, друзів теж було небагато, але вихованці були. У різних джерелах є різні дані щодо цього. Дехто вважає, що він дуже любив тварин, а якісь, навпаки, містять дивні історії про собаку на прізвисько Даймонд. Так чи інакше, є історія про те, як у Кембриджському університеті Ньютону постійно заважали коти, які шкрябнулися у двері. В результаті він викликав тесляра і наказав йому зробити дві дірки у двері: велику для великої кішки та маленьку для кошенят. Звичайно, кошенята просто ходили за кішкою, так що маленька дірка виявилася марною. Може, цього й не було, але двері в Кембриджі збереглися досі. Якщо припустити, що ці отвори зробили не за наказом Ньютона, виходить, що університетом колись блукала людина з дивним хобі просвердлювання дірок.

Три закони руху

Може, історії про тварин і не надто правдиві, зате абсолютно точно, що у фізиці відкриття здійснено саме Ньютоном. Він не просто описав гравітацію, а й вивів три закони руху. Згідно з першим, об'єкт залишається у спокої, якщо на нього не впливає стороння сила. Другий говорить, що рух об'єкта змінюється залежно від дії сили. Третій повідомляє, що для будь-якої дії існує протидія. На основі цих простих законів з'явилися складніші сучасні формулювання, які є фундаментальною концепцією. До Ньютона описати процес настільки чітко не вдавалося нікому, хоча питанням займалися і грецькі мислителі, і французькі філософи.

Філософський камінь

Жага знань Ньютона привела його не лише до наукових відкриттів, а й до оригінальних алхімічних розвідок. Наприклад, він шукав знаменитий філософський камінь. Його описують як камінь або розчин, здатний викликати перетворення різних речовин на золото, лікувати захворювання і навіть перетворювати корову без голови на рій бджіл! У часи Ньютона наукова революція лише зароджувалася, отже алхімія зберігала своє місце серед наук. Він хотів відкрити безмежну владу над природою та всіляко експериментував, намагаючись створити філософський камінь. Втім, усі спроби виявилися безплідними.

Арифметика

Ньютон швидко виявив, що алгебра, що існує в його часи, просто не задовольняє потреби вчених. Наприклад, на той час математики могли підрахувати швидкість корабля, та його прискорення їм було невідомо. Коли Ньютон 18 місяців провів на самоті під час епідемії чуми, він перетворив систему числення і створив напрочуд зручний інструмент, який до цього часу використовується фізиками, економістами та іншими фахівцями.

Заломлення світла

У 1704 Ньютон написав книгу про заломлення світла, що розповідає неймовірну для тих часів інформацію про природу світла та кольору. До вченого ніхто не знав, чому веселка така різнокольорова. Люди думали, що вода якимось чином забарвлює сонячне проміння. За допомогою лампи та призми Ньютон продемонстрував заломлення світла та пояснив принцип появи веселки!

Дзеркальний телескоп

За часів Ньютона використовувалися лише телескопи зі скляними лінзами, що збільшують зображення. Вчений першим запропонував використовувати в телескопах систему дзеркал, що відбивають. Таким чином зображення виходить чіткішим, крім того, телескоп може бути меншого розміру. Ньютон особисто створив прототип телескопа та представив його науковій спільноті. У більшості сучасних обсерваторій використовують моделі, розроблені тоді Ньютоном.

Ідеальна монета

Винахідник дійсно був зайнятий безліччю тем відразу - наприклад, він хотів перемогти фальшивомонетників. У 17 столітті англійська система переживала кризу. Монети були срібними, причому срібло коштувало іноді більше, ніж означав номінал зробленої монети. У результаті люди розплавляли монети на продаж у Франції. У ході були монетки різного розміру і настільки різного виду, що іноді важко було навіть зрозуміти, чи це справді британські гроші - все це теж полегшувало роботу фальшивомонетникам. Ньютон створив якісні монети єдиного розміру, які важко було підробити. В результаті проблема фальшивомонетників пішла на спад. Помічали колись насічки по краях монет? Їх запропонував саме Ньютон!

Охолодження

Ньютону було цікаво, як відбувається охолодження. Він провів безліч експериментів з розпеченими до червоних кульками. Він зазначив, що швидкість втрати тепла була пропорційна різниці температур між атмосферою та предметом. Так він розробив закон охолодження. Його робота стала основою для багатьох подальших відкриттів, включаючи принцип роботи ядерного реактора та правила безпеки подорожей до космосу.

Апокаліпсис

Люди завжди боялися апокаліпсису, але не в правилах Ньютона було прийняти страшну історію на віру, не замислюючись про неї. Коли на початку вісімнадцятого століття в суспільстві почали нагнітати істерію з приводу кінця світу, вчений засів за книги і вирішив дослідити детально. Він добре розумівся на теології, так що цілком зміг розшифрувати біблійні вірші. Він був упевнений, що в Біблії ховається стара мудрість, яку може розпізнати вчена людина. У результаті Ньютон дійшов висновку, що кінець світу не настане раніше 2060 року. Така інформація дозволила дещо знизити рівень паніки у суспільстві. Своїм дослідженням Ньютон поставив на місце людей, які розповсюджують страшні чутки, і дозволив усім переконатися, що побоюватися загалом нічого.

Ісака Ньютона називають одним із творців класичної фізики. Його відкриття пояснюють багато явищ, причину яких до нього не вдалося розгадати нікому.

Принципи класичної механіки формувалися протягом багато часу. Багато століть вчені намагалися створити закони руху матеріальних тіл. І лише Ньютон узагальнив усі накопичені на той час знання рух фізичних тіл з погляду класичної механіки. У 1867 р. їм була опублікована робота «Математичні засади натуральної філософії». У цій роботі Ньютон систематизував усі знання про рух та силу, підготовлені до нього Галілеєм, Гюгенсом та іншими вченими, а також знання, відомі йому самому. На основі всіх цих знань їм було відкрито відомі закони механіки та закон всесвітнього тяжіння. У цих законах встановлюються кількісні залежності між характером руху тіл та силами, що діють на них.

Закон всесвітнього тяготіння

Існує легенда, що до відкриття закону тяжіння Ньютона підштовхнуло спостереження яблука, що падає з дерева. Принаймні про це згадує Вільям Стьюклі, біограф Ньютона. Говорять, що ще в молодості Ньютон замислювався над тим, чому яблуко падає вниз, а не вбік. Але вирішити це завдання йому вдалося набагато пізніше. Ньютон встановив, що рух усіх предметів підпорядковується загальному закону всесвітнього тяжіння, що діє між усіма тілами.

«Всі тіла притягуються один до одного з силою, прямо пропорційною їх масам і обернено пропорційною квадрату відстані між ними».

Яблуко падає на землю під впливом сили, з якою Земля впливає нею силою свого гравітаційного тяжіння. А яке прискорення воно отримує, Ньютон пояснив за допомогою трьох законів.

Перший закон Ньютона

Сам великий Ньютон сформулював цей закон так: «Будь-яке тіло продовжує утримуватися в стані спокою або рівномірного і прямолінійного руху, поки і оскільки воно не спонукається докладеними силами змінити цей стан».

Тобто, якщо тіло нерухоме, воно так і залишиться в такому стані доти, поки на нього не почне діяти якась зовнішня сила. І, відповідно, якщо тіло рухається рівномірно і прямолінійно, воно продовжуватиме свій рух до початку впливу зовнішньої сили.

Перший закон Ньютона називають Законом інерції. Інерція – це збереження тілом швидкості руху, коли не надають дію ніякі сили.

Другий закон Ньютона

Якщо перший закон Ньютона описує, як веде себе тіло, якщо на нього не діють сили, то другий закон допомагає зрозуміти, що відбувається з тілом, коли сила починає діяти.

Величина сили, що діє на тіло, дорівнює добутку маси тіла на прискорення, яке отримує тіло, коли на нього починає діяти сила.

У математичному вигляді цей закон виглядав так:

Де F- Сила, що діє на тіло;

m- маса тіла;

a– прискорення, яке отримує тіло під впливом прикладеної сили.

З цього рівняння видно, що більше величина сили, що впливає на тіло, тим більше прискорення воно отримає. І що більше маса тіла, яке впливає ця сила, тим менше прискорить свій рух тіло.

Третій закон Ньютона

Закон говорить, що якщо тіло А впливає на тіло В з якоюсь силою, то і тіло В впливає з такою ж силою на тіло А. Іншими словами сила дії дорівнює силі протидії.

Наприклад, ядро, що вилітає з гармати, діє на гармату з силою, що дорівнює силі, з якою гармата виштовхує ядро. Внаслідок дії цієї сили після пострілу гармата відкочується назад.

Зі своїх загальних законів руху Ньютон вивів безліч наслідків, які дозволили зробити теоретичну механіку практично досконалою. Відкритий ним закон всесвітнього тяжіння пов'язав усі планети, що знаходяться на великій відстані одна від одної, в єдину систему і започаткував небесну механіку, яка вивчає рух планет.

З моменту створення Ньютоном його законів минуло багато часу. Але всі ці закони є актуальними досі.