Исаак Ньютон - один из величайших ученых в истории человечества. Его открытия в области механики, математики и оптики навсегда изменили наши представления о Вселенной.
1. Детство и юность
Исаак Ньютон родился 4 января 1643 года в деревне Вулсторп в Англии. Его отец, фермер Исаак Ньютон, умер за три месяца до рождения сына. Мальчик рос слабым и болезненным, предпочитал уединение, чтение книг и мастерил разные механизмы. В 12 лет Ньютона отдали учиться в школу в Грэнтеме. Уже тогда проявились его незаурядные способности к наукам.
В 1661 году в 18-летнем возрасте Ньютон поступил в Кембриджский университет. Учился он небогато, в категории студентов-сайзеров, частично оплачивавших свое обучение разными работами. Однако вскоре проявил себя как один из лучших студентов, особенно в области математики. В 1664 году Ньютон сделал свое первое крупное математическое открытие - биномиальное разложение для произвольной степени. Это открытие стало основой его метода анализа функций с помощью бесконечных рядов.
2. Научные открытия и достижения
Наибольшее количество своих открытий Ньютон сделал в годы эпидемии чумы 1665-1667 годов, когда занятия в Кембридже были прекращены и он уединился в своем поместье Вулсторп. За эти два года 23-летний Ньютон не только изобрел дифференциальное и интегральное исчисление, но и сформулировал свой знаменитый закон всемирного тяготения.
В бумагах, написанных более 15 лет тому назад... я выразил обратную квадратичную пропорциональность тяготения планет к Солнцу в зависимости от расстояния и вычислил правильное отношение земной тяжести и conatus recedendi [стремление] Луны к центру Земли, - писал Ньютон в 1686 году.
Другими словами, Ньютон не только сформулировал математически закон тяготения, обратно пропорциональный квадрату расстояния, но и теоретически доказал, что Луна движется под действием той же самой силы, что и падающие на Земле тела. Это был первый шаг к пониманию единства законов природы.
В области оптики Ньютону принадлежат не менее фундаментальные открытия. Он впервые показал, что белый цвет состоит из спектра разных цветов. С помощью изобретенного им рефлектора Ньютон открыл явление дисперсии света. Он дал математическое объяснение дифракции, интерференции и другим оптическим эффектам.
Огромен вклад Ньютона и в чистую математику. Еще будучи студентом, он классифицировал кривые третьего порядка, обобщил бином Ньютона на дробные и отрицательные показатели, что позволило разлагать в ряд произвольные функции. Этот метод анализа с помощью бесконечных рядов Ньютон считал универсальным в математике. Позднее он разработал основы дифференциального и интегрального исчисления независимо от Лейбница.
3. Признание и научные споры
Первая крупная работа Ньютона по анализу бесконечных рядов, отправленная в Королевское общество в 1669 году, получила известность в научных кругах. В 1671 году его пригласили в Лондон продемонстрировать сконструированный им телескоп-рефлектор, который произвел сенсацию своим качеством. В 1972 году Ньютона избрали членом Королевского общества в возрасте 30 лет.
Однако вскоре Ньютон вступил в конфликты с другими учеными, которые обвиняли его в плагиате и не признавали приоритет в открытиях. Особенно известна его многолетняя полемика с Робертом Гуком по поводу природы света и цвета. В итоге Ньютон на десятилетия прекратил публиковать свои оптические работы.
Не менее громкий скандал разразился в 1713 году после выхода в свет трудов Ньютона по анализу. Лейбниц обвинил его в плагиате, после чего завязалась европейская "война" за приоритет в создании дифференциального исчисления. Лишь после смерти Лейбница в 1716 году конфликт поутих.
4. Работа на государственной службе
В 1696 году по протекции лорда Галифакса Ньютон был назначен на должность смотрителя Королевского монетного двора. Это было неожиданное назначение для ученого, однако Ньютон с энтузиазмом взялся за административную работу.
Английская монетная система в то время пришла в упадок - ходили в основном фальшивые и обрезанные монеты. Ньютон организовал перечеканку всех монет, внедрил защиту монет от обрезки. Благодаря его усилиям денежное обращение было стабилизировано. В 1699 году Ньютона назначили управляющим Монетного двора.
В 1703 году Ньютон был избран президентом Королевского общества и возглавлял его на протяжении 24 лет до конца жизни. Он много сделал для превращения Общества в авторитетную научную организацию Европы. Ньютон также дважды избирался депутатом парламента от Кембриджского университета.
5. Последние годы жизни
После отставки со всех постов в Кембридже в 1701 году Ньютон посвятил себя завершению научного наследия и религиозно-философским изысканиям. В 1713 году он опубликовал второе, значительно дополненное, издание своих "Математических начал натуральной философии". В 1704 году вышел в свет его труд "Оптика".
Ньютон оставил после себя обширное богословское наследие, в том числе труды по толкованию Библии и Апокалипсиса. Он глубоко интересовался древнееврейским языком и историей. Религиозные воззрения Исаака Ньютона были близки к антитринитаризму и деизму.
Кто такой Ньютон в прямом смысле слова? Безусловно, это человек энциклопедических знаний и колоссальной работоспособности, в жизни строгий, педантичный, честный и принципиальный. Он не заводил друзей, предпочитал уединение, всецело посвятив себя науке. При этом Ньютон обладал редкой интуицией, прозревал в корень вещей и умел доводить начатое до совершенства.
6. Значение открытий Ньютона
С именем этого великого физика и мыслителя связан новый этап в истории науки. Ньютон завершил создание теоретической физики, тесно связав ее с математикой. Он сформулировал основные законы классической механики. Его труд "Математические начала натуральной философии" стал эталоном научной работы на два века вперед.
Закон всемирного тяготения Ньютона позволил в дальнейшем описать движение планет, Луны, комет и других небесных тел с невиданной ранее точностью. Открытие принципов дисперсии и интерференции света заложило фундамент оптики как науки.
Не меньшую роль сыграл Ньютон в становлении математического анализа. Его метод бесконечных рядов и разработанное им дифференциальное исчисление дали мощный толчок всей математике Нового времени.
7. Память о Ньютоне
При жизни Ньютон удостоился высочайших почестей и наград. В 1705 году королева Анна посвятила его в рыцарское достоинство за научные заслуги. Это был первый в истории Англии случай, когда ученый стал сэром. После смерти Ньютона ему был устроен грандиозный траур с участием королевских особ и всех министров.
Научное сообщество также осознало эпохальное значение деяний этого человека. Лагранж писал: "Ньютон был счастливейшим из смертных, ибо существует только одна Вселенная, и Ньютон открыл ее законы". Для Эйнштейна Ньютон был "первым, кто попытался сформулировать элементарные законы, которые определяют временной ход широкого класса процессов в природе".
8. Мифы о Ньютоне
Вокруг личности такого масштаба, как Ньютон, всегда рождается множество легенд и вымыслов. Один из самых известных мифов связан с яблоком, упавшим ему на голову. Хотя на самом деле никаких яблок не было, это прекрасная метафора внезапного озарения гениальной мысли.
Другой популярный миф приписывает Ньютону создание «Математического моста» в Кембридже. На самом деле этот шедевр инженерного искусства был построен уже после смерти великого ученого.
9. Актуальность идей Ньютона
Хотя многие конкретные теории и модели Ньютона потребовали пересмотра, его подход к изучению природы и научный метод не потеряли актуальности. Как отмечал Эйнштейн, "этот метод состоит в том, чтобы искать в природе простейшие и яснейшие элементарные законы, из которых путем строгой логики можно вывести законы более сложных явлений".
Такой редукционистский подход и сегодня лежит в основе естествознания. А вера Ньютона в постижимость мира, его научная честность и принципиальность по-прежнему вдохновляют новые поколения ученых.
10. Кто он для нас сегодня
Кто такой Ньютон для нас сегодня, спустя почти четыре века после его рождения? Без сомнения, это одна из величайших личностей в истории человечества, сделавшая переворот в науке и изменившая ход цивилизации. Его именем названы законы физики, которые мы изучаем в школе.
Но Ньютон для нас не только и не столько конкретные формулы или теоремы. Это прежде всего образец человека, целиком посвятившего себя постижению истины. Кто такой Ньютон? Гений, сумевший проникнуть вглубь природы и раскрыть ее фундаментальные законы, задавший вектор всей последующей науке.
