Kendt af ethvert skolebarn, den store engelske videnskabsmand blev født den 24. december 1642 efter den gamle stil, eller den 4. januar 1643 efter den nuværende stil, hvis biografi stammer fra byen Woolsthorpe, Lincolnshire, blev født så svag, at for længe turde de ikke døbe ham. Drengen overlevede dog, og trods dårligt helbred i sin barndom lykkedes det at leve til en alderdom.

Barndom

Isaks far døde før han blev født. Moderen, Anna Ayscough, blev enke i en tidlig alder og giftede sig igen og fødte yderligere tre børn fra sin nye mand. Hun var lidt opmærksom på sin ældste søn. Newton, hvis biografi i barndommen syntes at være ydre velstående, led meget af ensomhed og mangel på opmærksomhed fra sin mor.

Hans onkel, Anna Ayscoughs bror, tog sig mere af drengen. Som barn var Isaac et indadvendt, tavst barn, med hang til at lave forskellige tekniske håndværk, såsom et solur.

Skoleår

I 1955, i en alder af 12, blev Isaac Newton sendt i skole. Kort før dette

hans stedfar dør, og hans mor arver hans formue og overfører den straks til hendes ældste søn. Skolen lå i Grantham, og Newton boede hos den lokale farmaceut, Clarke. Under hans studier blev hans ekstraordinære evner afsløret, men fire år senere vendte hans mor den 16-årige dreng hjem med det mål at betro ham ansvaret for at administrere gården.

Men landbrug var ikke hans sag. At læse bøger, skrive poesi, konstruere komplekse mekanismer - det hele var Newton. Det var i dette øjeblik, at hans biografi bestemte sin retning mod videnskaben. Skolelærer Stokes, onkel William og medlem af Trinity College Cambridge University, Humphrey Babington, arbejdede sammen for at sikre, at Isaac Newton fortsatte sine studier.

Universiteter

I Cambridge kort biografi Newton ser sådan ud:

• 1661 - optagelse på Trinity College ved universitetet gratis træning som studerende "sizer".
• 1664 - vellykket afslutning eksamener og overflytning til næste uddannelsesniveau som studerende, hvilket gav ham ret til at modtage et legat og mulighed for at studere videre.

På samme tid, Newton, hvis biografi registrerede hans kreative fremgang og begyndelsen på hans uafhængige bekendtskab med Isaac Barrow, en ny matematiklærer, der havde en stærk indflydelse på hans hobby

I alt fik Trinity College en lang levetid (30 år) og matematik, men det var her, han gjorde sine første opdagelser (binomial udvidelse for en vilkårlig rationel eksponent og udvidelse af en funktion i en uendelig række) og skabte, baseret på læren fra Galileo, Descartes og Kepler, verdens universelle system.

År med store præstationer og ære

Med udbruddet af pestepidemien i 1665 ophørte undervisningen på kollegiet, og Newton tog til sin ejendom i Woolsthorpe, hvor de mest betydningsfulde opdagelser blev gjort - optiske eksperimenter med spektrets farver,

I 1667 vendte videnskabsmanden tilbage til Trinity College, hvor han fortsatte sin forskning inden for fysik, matematik og optik. Teleskopet, han skabte, modtog strålende anmeldelser fra Royal Society.

I 1705 var Newton, hvis foto kan findes i enhver lærebog i dag, den første til at blive tildelt titlen som ridder netop for videnskabelige resultater. Antallet af opdagelser inden for forskellige videnskabsområder er meget stort. Monumentale værker om matematik, grundlæggende principper for mekanik, astronomi, optik og fysik revolutionerede videnskabsmænds ideer om verden.

Sir Isaac Newton (25. december 1642 – 20. marts 1727) var den mest berømte engelske matematiker, fysiker og astronom i hele verden. Han betragtes som grundlæggeren og forfaderen til klassisk fysik, da Newton i et af hans værker - "Matematiske principper for naturfilosofi" - skitserede mekanikkens tre love og beviste loven om universel tyngdekraft, som hjalp den klassiske mekanik med at komme langt frem.

Barndom

Isaac Newton blev født den 25. december i den lille by Woolsthorpe, der ligger i grevskabet Lincolnshire. Hans far var en gennemsnitlig, men meget succesrig landmand, der ikke levede til sin egen søns fødsel og døde et par måneder før denne begivenhed af en alvorlig form for forbrug.

Det var til ære for faderen, at barnet hed Isaac Newton. Dette var beslutningen fra moderen, som sørgede over sin afdøde mand i lang tid og håbede, at hendes søn ikke ville gentage sin tragiske skæbne.

På trods af at Isaac blev født på sin termin, var drengen meget syg og svag. Ifølge nogle optegnelser var det netop derfor, at de ikke turde døbe ham, men da barnet blev lidt ældre og stærkere, fandt dåben alligevel sted.

Der var to versioner om Newtons oprindelse. Tidligere var bibliografer sikre på, at hans forfædre var adelige, der boede i England i disse fjerne tider.

Teorien blev dog tilbagevist senere, da manuskripter blev fundet i en af ​​de lokale bosættelser, hvoraf følgende konklusion blev draget: Newton havde absolut ingen aristokratiske rødder, tværtimod kom han fra den fattigste del af bønderne.

Manuskripterne sagde, at hans forfædre arbejdede for velhavende jordejere og senere, efter at have akkumuleret nok penge, købte lille område jord, bliver yeomen (fulde jordejere). Derfor, da Newtons far blev født, var hans forfædres position lidt bedre end før.

I vinteren 1646 gifter Newtons mor, Anna Ayscough sig for anden gang med en enkemand, og yderligere tre børn bliver født. Da stedfaren kommunikerer lidt med Isaac og praktisk talt ikke bemærker ham, kan en lignende holdning til barnet allerede efter en måned skelnes hos hans mor.

Hun bliver også kold over for sin egen søn, hvorfor den i forvejen mutte og lukkede dreng bliver endnu mere fremmedgjort, ikke kun i familien, men også med klassekammeraterne og vennerne omkring sig.

I 1653 dør Isaacs stedfar og overlader hele sin formue til sin nyfundne familie og børn. Det ser ud til, at nu skulle moderen begynde at bruge meget mere tid på barnet, men det sker ikke. Tværtimod er hele hendes mands husstand nu i hendes hænder, såvel som børn, der kræver omsorg. Og på trods af at en del af formuen stadig går til Newton, får han som før ikke opmærksomhed.

Ungdom

I 1655 går Isaac Newton på Grantham School, der ligger tæt på hans hjem. Da han stort set ikke har noget forhold til sin mor i denne periode, bliver han tæt på den lokale farmaceut Clark og flytter ind hos ham. Men han har ikke lov til roligt at studere og pille ved forskellige mekanismer i sin fritid (det var i øvrigt Isaks eneste passion). Seks måneder senere tager hans mor ham med tvang fra skole, returnerer ham til ejendommen og forsøger at overføre nogle af hendes egne ansvarsområder for husholdningen til ham.

Hun troede, at hun på denne måde ikke kun kunne give sin søn en anstændig fremtid, men også gøre sit eget liv meget lettere. Men forsøget var en fiasko - ledelse var ikke interessant for den unge mand. På godset læste han kun, opfandt nye mekanismer og forsøgte at digte, hvilket med hele sit udseende viste, at han ikke ville blande sig i gården. Da moderen indså, at hun ikke behøver at vente på hjælp fra sin søn, tillader moderen ham at fortsætte sine studier.

I 1661, efter at have afsluttet sine studier på Grantham School, gik Newton ind i Cambridge og bestod med succes adgangsprøver, hvorefter han bliver indskrevet på Trinity College som "sizer" (en studerende, der ikke betaler for sin undervisning, men tjener den ved at levere tjenester til selve uddannelsesinstitutionen eller dens rigere studerende).

Man ved ret lidt om Isaacs universitetsuddannelse, så det har været ekstremt svært for videnskabsmænd at rekonstruere denne periode af hans liv. Hvad man ved er, at den ustabile politiske situation havde en negativ indvirkning på universitetet: lærere blev fyret, studerendes betalinger blev forsinket, og uddannelsesprocessen var delvist fraværende.

Begyndelsen af ​​videnskabelig aktivitet

Indtil 1664, Newton, ifølge sine egne noter i arbejdsbøger og personlig dagbog, ser ingen fordele eller udsigter i sin universitetsuddannelse. Det var dog 1664, der blev et vendepunkt for ham. Først kompilerer Isaac en liste over problemer i den omgivende verden, bestående af 45 punkter (forresten vil lignende lister dukke op mere end én gang i fremtiden på siderne i hans manuskripter).

Så møder han en ny matematiklærer (og efterfølgende bedste ven) Isaac Barrow, takket være hvem han udvikler en særlig kærlighed til matematisk videnskab. Samtidig gør han sin første opdagelse - han skaber en binomial udvidelse for en vilkårlig rationel eksponent, ved hjælp af hvilken han beviser eksistensen af ​​en udvidelse af en funktion i en uendelig række.

I 1686 skabte Newton teorien om universel gravitation, som senere, takket være Voltaire, fik en vis mystisk og lidt humoristisk karakter. Isaac var på venskabelig fod med Voltaire og delte næsten alle sine teorier med ham. En dag sad de efter frokost i parken under et træ og talte om universets essens. Og i netop dette øjeblik indrømmer Newton pludselig over for en ven, at teorien om universel gravitation kom til ham i nøjagtig samme øjeblik - under hvile.

”Eftermiddagsvejret var så varmt og godt, at jeg bestemt ville ud i den friske luft, under æbletræerne. Og i det øjeblik, da jeg sad, helt fordybet i mine tanker, faldt et stort æble ned fra en af ​​grenene. Og jeg undrede mig over, hvorfor alle genstande falder lodret ned?".

Isaac Newtons videre videnskabelige arbejde var mere end blot frugtbart. Han var i konstant korrespondance med mange berømte videnskabsmænd, matematikere, astronomer, biologer og fysikere. Han forfattede værker som "A New Theory of Light and Colors" (1672), "Motion of Bodies in Orbit" (1684), "Optics or a Treatise on Reflections, Refractions, Bendings and Colors of Light" (1704), " Opregning af den tredje ordens linier" (1707), "Analyse ved hjælp af ligninger med et uendeligt antal led" (1711), "Forskelles metode" (1711) og mange andre.

En kort biografi om den engelske fysiker, astronom og matematiker, Isaac Newton. Læs om de store opdagelser, der bragte succes til den berømte fysiker i dagens artikel.

Isaac Newton: kort biografi og hans opdagelser

Blev født Isaac Newton 25. december (4. januar til gregoriansk kalender ) 1624 i den lille landsby Woolsthorpe, Lincolnshire, Royal England før borgerkrigen. Drengens far var en almindelig landmand, der forsøgte at brødføde sin familie. Isak blev født for tidligt juleaften. Efterfølgende betragtede han i lang tid ejendommelighederne ved sin fødsel som et tegn på succes. På trods af den sygdom og det skrøbelige helbred, som ikke havde forladt ham siden barndommen, blev han 84 år gammel.

I en alder af 3 blev Isaac opdraget af sin bedstemor.. Som barn var den unge Newton afsides, mere drømmende end aktiv og omgængelig. I en alder af 12 gik han i skole i Grantham. Newton studerede dårligere end andre skolebørn på grund af dårligt helbred og karaktertræk, så han anstrengte sig dobbelt så meget. Lærerne lagde mærke til den unge mands seriøse interesse for matematik. Som 17-årig kom han ind på Cambridge University på social sikring. Groft sagt betalte han ikke for sine studier, men han burde "hjælpe" sine overordnede studerende på alle mulige måder. I 1665 fik han graden Bachelor of Fine Arts– et grundlæggende, bestået certifikat for videreuddannelse i de dage.

Han havde en chance for at forlade væggene i sin oprindelige uddannelsesinstitution i 1664 . Juleaften brød pesten ud som markerede perioden med den store epidemi (fra 1664 til 1667) - 5 af befolkningen i England døde. Til alt andet kom krigen med Holland. Isaac Newton tilbragte disse år i hjemby, afsondret fra resten af ​​verden. Den svære periode blev til virkelige opdagelser for den unge videnskabsmand.

• Newton-Leibniz formlen er den første skitse af udvidelsen af ​​funktioner af differential- og integralregning til serier (fluxionsmetode).
• Optiske eksperimenter - nedbrydning af hvid til 7 spektralfarver.
• Loven om universel gravitation.

Fra bogen "Memoirs of the Life of Newton" af William Stukeley, 1752: ”Efter frokost var vejret varmt, og vi gik ud i haven for at drikke te i skyggen af ​​æbletræerne. Newton viste mig, at ideen om tyngdekraft kom til ham under det samme træ. Mens han tænkte, faldt et af æblerne pludselig ned fra grenen. Newton tænkte: "Hvorfor falder æbler altid vinkelret på jorden?"

I 1668 vendte Newton tilbage til Cambridge for at modtage sin mastergrad. Senere tog han den lucasiske stol for matematik - professor I. Barrow gav stedet til det unge geni, så Isaac ville have penge nok til at leve. Ledelsen af ​​afdelingen varede indtil 1701. I 1672 blev Isaac Newton inviteret til at blive medlem af Royal Society of London.

I 1686 blev værkerne af "The Mathematical Principle of Natural Philosophy" skabt og sendt ud.- en revolutionerende opdagelse, der lagde grundlaget for den klassiske fysiks system og gav grundlag for forskning inden for matematik, astronomi og optik.

1695 fik han Stilling ved Mønten uden at forlade sin stilling som Cambridge-professor. Denne begivenhed forbedrede endelig videnskabsmandens økonomiske situation. I 1699 blev han direktør og flyttede til London og fortsatte med at holde stillingen indtil sin død. I 1703 blev han præsident for Royal Society, og to år senere blev han tildelt en ridder.. I 1725 forlod han tjenesten. Død 31. marts 1727 i London, da England igen blev fejet af pesten. Begravet i Westminster Abbey.

Isaac Newtons opdagelser:

• Forstørrelseslinse af et spejlteleskop (40 tættere på);
• De simpleste former for bevægelse af stof;
• Doktriner om masse, kraft, tiltrækning, rum;
• Klassisk mekanik;
• Fysiske teorier om farve;
• Hypoteser om lysafbøjning, polarisering, interkonvertering af lys og stof;

(Ingen vurderinger endnu)

Den store engelske fysiker, matematiker og astronom. Forfatteren til det grundlæggende værk "Mathematical Principles of Natural Philosophy" (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), hvori han beskrev loven om universel gravitation og de såkaldte Newtons love, som lagde grunden til klassisk mekanik. Han udviklede differential- og integralregning, farveteori og mange andre matematiske og fysiske teorier.

Isaac Newton, søn af en lille, men velstående landmand, blev født i landsbyen Woolsthorpe (Lincolnshire), i året for Galileos død og på tærsklen til borgerkrigen. Newtons far levede ikke for at se sin søn blive født. Drengen blev født sygelig, for tidligt, men overlevede stadig og levede i 84 år. Newton betragtede det faktum at blive født til jul som et særligt tegn på skæbnen.

Drengens protektor var hans morbror, William Ayscough. Efter at have afsluttet skolen (1661), gik Newton ind på Trinity College (College of the Holy Trinity) ved University of Cambridge. Allerede dengang tog hans magtfulde karakter form - videnskabelig omhyggelighed, ønsket om at komme til bunds i tingene, intolerance over for bedrag og undertrykkelse, ligegyldighed over for offentlig berømmelse. Som barn var Newton ifølge samtiden tilbagetrukket og isoleret, elsket at læse og lave teknisk legetøj: et ur, en mølle osv.

Tilsyneladende var den videnskabelige støtte og inspiratorerne for Newtons arbejde i høj grad fysikerne: Galileo, Descartes og Kepler. Newton fuldendte deres arbejde ved at kombinere dem til et universelt verdenssystem. Andre matematikere og fysikere havde en mindre, men betydelig indflydelse: Euklid, Fermat, Huygens, Mercator, Wallis. Selvfølgelig kan hans nærmeste lærer Barrows enorme indflydelse ikke undervurderes.

Det ser ud til, at Newton gjorde en betydelig del af sine matematiske opdagelser, mens han stadig var studerende, i "pestårene" 1664-1666. I en alder af 23 var han allerede flydende i metoderne til differential- og integralregning, herunder serieudvidelse af funktioner og det, der senere blev kaldt Newton-Leibniz-formlen. Samtidig opdagede han ifølge ham loven om universel gravitation, eller rettere, han blev overbevist om, at denne lov følger af Keplers tredje lov. Derudover beviste Newton i disse år, at hvid farve er en blanding af farver, afledte formlen for "Newtons binomiale" for en vilkårlig rationel eksponent (inklusive negative) osv.

1667: Pesten aftager, og Newton vender tilbage til Cambridge. Valgt til stipendiat ved Trinity College, og i 1668 blev han mester.

I 1669 blev Newton valgt til professor i matematik, Barrows efterfølger. Barrow videresendte til London Newtons "Analysis by Equations of Infinite Number of Terms", som indeholdt en fortættet oversigt over nogle af hans vigtigste opdagelser i analyse. Det fik en vis berømmelse i England og i udlandet. Newton er ved at forberede en komplet version af dette værk, men er stadig ikke i stand til at finde en udgiver. Den blev først udgivet i 1711.

Eksperimenter i optik og farveteori fortsætter. Newton studerer sfærisk og kromatisk aberration. For at reducere dem til et minimum bygger han et blandet reflekterende teleskop (en linse og et konkavt sfærisk spejl, der polerer sig selv). Han er seriøst interesseret i alkymi og udfører en masse kemiske eksperimenter.

1672: Demonstration af reflektoren i London - universelt rosende anmeldelser. Newton bliver berømt og bliver valgt til medlem af Royal Society (British Academy of Sciences). Senere blev forbedrede reflektorer af dette design astronomernes vigtigste værktøjer, med deres hjælp blev andre galakser, røde skift osv. opdaget.

En kontrovers bryder ud om lysets natur med Hooke, Huygens og andre. Newton aflægger et løfte for fremtiden: ikke at blive involveret i videnskabelige stridigheder.

1680: Newton modtager et brev fra Hooke med formuleringen af ​​loven om universel tyngdekraft, som ifølge førstnævnte tjente som årsag til hans arbejde med at bestemme planetbevægelser (dog derefter udskudt i nogen tid), som udgjorde emnet for Principia. Efterfølgende ønsker Newton, af en eller anden grund, måske at mistænke Hooke for ulovligt at låne nogle tidligere resultater af Newton selv, ikke at anerkende nogen af ​​Hookes fordele her, men indvilliger så i at gøre det, selvom det er ret modvilligt og ikke fuldstændigt.

1684-1686: værk om "Naturfilosofiens matematiske principper" (hele trebindsværket blev udgivet i 1687). Cartesianerne opnåede verdensomspændende berømmelse og voldsom kritik: loven om universel tyngdekraft introducerer langtrækkende handling, der er uforenelig med Descartes principper.

1696: Ved kongelig anordning blev Newton udnævnt til møntfoged (fra 1699 - direktør). Han forfølger energisk monetære reformer og genopretter tilliden til det britiske monetære system, som var blevet grundigt forsømt af hans forgængere.

1699: begyndelsen på en åben prioritetsstrid med Leibniz, hvor selv de regerende personer var involveret. Denne absurde strid mellem to genier kostede videnskaben dyrt - den engelske matematiske skole visnede hurtigt i et helt århundrede, og den europæiske skole ignorerede mange af Newtons fremragende ideer og genopdagede dem meget senere. På kontinentet blev Newton anklaget for at stjæle resultaterne af Hooke, Leibniz og astronomen Flamsteed, samt for kætteri. Selv Leibniz' død (1716) slukkede ikke konflikten.

1703: Newton bliver valgt til præsident for Royal Society, som han regerer i tyve år.

1705: Dronning Anne ridder Newton. Fra nu af er han Sir Isaac Newton. For første gang i engelsk historie blev titlen ridder tildelt for videnskabelige meritter.

Newton viede de sidste år af sit liv til at skrive Chronology of Ancient Kingdoms, som han arbejdede på i omkring 40 år, og forberede den tredje udgave af Elements.

I 1725 begyndte Newtons helbred at forværres mærkbart (stensygdom), og han flyttede til Kensington nær London, hvor han døde om natten i søvne den 20. marts (31), 1727.

Indskriften på hans grav lyder:

Her ligger Sir Isaac Newton, adelsmanden, der med et næsten guddommeligt sind var den første til at bevise med matematikkens fakkel planeternes bevægelse, kometernes stier og havenes tidevand.

Han undersøgte forskellen i lysstråler og de forskellige egenskaber ved farver, der optrådte på samme tid, hvilket ingen tidligere havde haft mistanke om. En flittig, klog og trofast fortolker af naturen, oldtiden og den hellige skrift bekræftede han med sin filosofi den almægtige Guds storhed, og med sit gemyt udtrykte han evangelisk enkelhed.

Lad dødelige glæde sig over, at en sådan udsmykning af den menneskelige race eksisterede.

Opkaldt efter Newton:

kratere på Månen og Mars;

SI kraftenhed.

Statuen rejst til Newton i 1755 på Trinity College er indskrevet med vers fra Lucretius:

Qui genus humanum ingenio superavit (Han var overlegen i forhold til menneskeheden med hensyn til intelligens)

Videnskabelige aktiviteter

En ny æra inden for fysik og matematik er forbundet med Newtons arbejde. Kraftfulde analytiske metoder dukker op i matematik, og der er en stigning i udviklingen af ​​analyse og matematisk fysik. I fysik er hovedmetoden til at studere naturen konstruktionen af ​​passende matematiske modeller af naturlige processer og intensiv forskning af disse modeller med systematisk brug af det nye matematiske apparats fulde kraft. Efterfølgende århundreder har bevist den usædvanlige frugtbarhed af denne tilgang.

Ifølge A. Einstein var "Newton den første, der forsøgte at formulere elementære love, der bestemmer tidsforløbet for en bred klasse af processer i naturen med en høj grad af fuldstændighed og nøjagtighed" og "... havde med sine værker en dyb og stærk indflydelse på hele verdensbilledet som helhed.”

Matematisk analyse

Newton udviklede differential- og integralregning samtidigt med G. Leibniz (lidt tidligere) og uafhængigt af ham.

Før Newton var operationer med infinitesimaler ikke koblet sammen til en enkelt teori og havde karakter af isolerede geniale teknikker (se metode for udelelige), iflg. i hvert fald, var der ingen offentliggjort systematisk formulering og analytiske teknikkers magt til at adressere sådanne komplekse opgaver, som problemer med himmelmekanikken i deres helhed. Skabelsen af ​​matematisk analyse reducerer løsningen af ​​relevante problemer i vid udstrækning til et teknisk niveau. Et kompleks af begreber, operationer og symboler dukkede op, som blev udgangspunktet for videreudviklingen af ​​matematikken. Det næste århundrede, det 18. århundrede, var et århundrede med hurtig og yderst vellykket udvikling af analytiske metoder.

Tilsyneladende kom Newton til idéen om analyse gennem forskellige metoder, som han studerede grundigt og dybt. Sandt nok brugte Newton næsten ikke infinitesimals i sine "principper", idet han holdt sig til gamle (geometriske) bevismetoder, men i andre værker brugte han dem frit.

Udgangspunktet for differential- og integralregning var værker af Cavalieri og især Fermat, som allerede vidste, hvordan man (for algebraiske kurver) tegnede tangenter, finder ekstrema, bøjningspunkter og krumning af en kurve og beregner arealet af dens segment . Blandt andre forgængere navngav Newton selv Wallis, Barrow og den skotske astronom James Gregory. Der var endnu ikke noget begreb om en funktion, han fortolkede alle kurver kinematisk som baner for et bevægeligt punkt.

Allerede som studerende indså Newton, at differentiering og integration er gensidigt omvendte operationer (tilsyneladende tilhører det første publicerede værk, der indeholder dette resultat i form af en detaljeret analyse af arealproblemets dualitet og tangentproblemet, Newtons lærer Barrow).

I næsten 30 år gad Newton ikke offentliggøre sin version af analysen, selvom han i breve (især til Leibniz) villigt delte meget af det, han havde opnået. I mellemtiden var Leibniz' version blevet spredt bredt og åbent i hele Europa siden 1676. Først i 1693 udkom den første præsentation af Newtons version - i form af et appendiks til Wallis' Afhandling om Algebra. Vi må indrømme, at Newtons terminologi og symbolik er ret klodset sammenlignet med Leibniz: fluxion (afledt), fluenta (antiderivativ), størrelsesmoment (differentiel) osv. Kun Newtons notation "o" for en infinitesimal dt er blevet bevaret i matematikken (dette bogstav blev dog tidligere brugt af Gregory i samme betydning), og endda en prik over bogstavet som et symbol på den afledte med hensyn til tid.

Newton offentliggjorde kun en ret komplet redegørelse for analyseprincipperne i værket "On the Quadrature of Curves" (1704), et appendiks til hans monografi "Optics". Næsten alt det præsenterede materiale var klar tilbage i 1670-1680'erne, men først nu fik Gregory og Halley overtalt Newton til at udgive værket, som 40 år for sent blev Newtons første trykte værk om analyse. Her introducerede Newton afledte af højere ordener, fandt værdierne af integralerne af forskellige rationelle og irrationelle funktioner og gav eksempler på løsning af 1. ordens differentialligninger.

1711: "Analyse ved ligninger med et uendeligt antal udtryk" udkommer endelig efter 40 år. Newton udforsker både algebraiske og "mekaniske" kurver (cykloid, quadratrix) lige så let. Partielle afledte vises, men af ​​en eller anden grund er der ingen regel for differentiering af brøker og kompleks funktion, skønt Newton kendte dem; Leibniz havde dog allerede på det tidspunkt udgivet dem.

Samme år udkom "The Method of Differences", hvor Newton foreslog en interpolationsformel til at trække gennem (n + 1) givne punkter med lige adskilte eller ulige adskilte abscisser af en parabolsk kurve af n'te orden. Dette er en forskelsanalog af Taylors formel.

1736: Det endelige værk, "The Method of Fluxions and Infinite Series," udgives posthumt, betydeligt fremskreden sammenlignet med "Analysis by Equations." Der gives talrige eksempler på at finde ekstrema, tangenter og normaler, beregne radier og krumningscentre i kartesiske og polære koordinater, finde bøjningspunkter osv. I samme arbejde blev der udført kvadraturer og opretninger af forskellige kurver.

Det skal bemærkes, at Newton ikke kun udviklede analysen ganske fuldt ud, men også gjorde et forsøg på strengt at underbygge dens principper. Hvis Leibniz var tilbøjelig til ideen om faktiske infinitesimals, så foreslog Newton (i Principia) en generel teori om passage til grænser, som han lidt blomstrende kaldte "metoden for første og sidste relationer." Det moderne udtryk "limes" bruges, selvom der ikke er nogen klar beskrivelse af essensen af ​​dette udtryk, hvilket indebærer en intuitiv forståelse.

Teorien om grænser er opstillet i 11 lemmaer i Elementernes Bog I; et lemma er også i bog II. Der er ingen aritmetik af grænser, der er intet bevis for grænsens unikke karakter, og dens forbindelse med infinitesimals er ikke blevet afsløret. Newton påpeger dog med rette den større stringens ved denne tilgang sammenlignet med den "grove" metode med udelelige.

Ikke desto mindre forvirrer Newton i anden bog, ved at introducere momenter (differentialer), igen sagen og betragter dem faktisk som faktiske infinitesimals.

Andre matematiske præstationer

Newton gjorde sine første matematiske opdagelser tilbage i studieår: klassificering af algebraiske kurver af 3. orden (kurver af 2. orden blev undersøgt af Fermat) og binomial udvidelse af en vilkårlig (ikke nødvendigvis heltal) grad, hvorfra Newtons teori om uendelige rækker begynder - et nyt og kraftfuldt analyseværktøj. Newton anså serieudvidelse for at være den grundlæggende og generel metode analyse af funktioner, og nåede i denne sag beherskelsens højder. Han brugte serier til at beregne tabeller, løse ligninger (inklusive differentialligninger) og studere funktioners adfærd. Newton var i stand til at få udvidelser til alle de funktioner, der var standard på det tidspunkt.

I 1707 udkom bogen "Universal Arithmetic". Den præsenterer en række numeriske metoder.

Newton var altid meget opmærksom på den omtrentlige løsning af ligninger. Newtons berømte metode gjorde det muligt at finde ligningernes rødder med tidligere ufattelig hastighed og nøjagtighed (publiceret i Wallis' Algebra, 1685). Moderne look Newtons iterative metode blev introduceret af Joseph Raphson (1690).

Det er bemærkelsesværdigt, at Newton slet ikke var interesseret i talteori. Tilsyneladende var fysik meget tættere på matematik for ham.

Teori om tyngdekraft

Selve ideen om den universelle tyngdekraft blev gentagne gange udtrykt før Newton. Tidligere tænkte Epicurus, Kepler, Descartes, Huygens, Hooke og andre over det. Kepler mente, at tyngdekraften er omvendt proportional med afstanden til Solen og kun strækker sig i det ekliptiske plan; Descartes betragtede det som et resultat af hvirvler i æteren. Der var dog gæt med den korrekte formel (Bulliald, Wren, Hooke), og endda ganske seriøst underbygget (ved at bruge korrelationen af ​​Huygens' formel for centrifugalkraft og Keplers tredje lov for cirkulære baner). Men før Newton var ingen i stand til klart og matematisk endegyldigt at forbinde tyngdeloven (en kraft omvendt proportional med kvadratet af afstanden) og lovene for planetbevægelse (Keplers love).

Det er vigtigt at bemærke, at Newton ikke blot udgav en foreslået formel for loven om universel gravitation, men faktisk foreslog en komplet matematisk model i sammenhæng med en veludviklet, komplet, eksplicit og systematisk tilgang til mekanik:

gravitationsloven;

bevægelseslov (Newtons 2. lov);

system af metoder til matematisk forskning (matematisk analyse).

Tilsammen er denne treklang tilstrækkelig til fuld forskning de mest komplekse bevægelser af himmellegemer, og skaber derved grundlaget for himmelmekanikken. Før Einstein var der ingen grundlæggende ændringer til denne model nødvendige, selvom det matematiske apparat var meget betydeligt udviklet.

Newtons teori om tyngdekraft udløste mange års debat og kritik af begrebet handling på afstand.

Det første argument til fordel for den newtonske model var den strenge udledning af Keplers empiriske love på dens grundlag. Det næste trin var teorien om bevægelsen af ​​kometer og Månen, som er beskrevet i "Principlerne". Senere, ved hjælp af Newtons tyngdekraft, blev alle observerede bevægelser af himmellegemer forklaret med høj nøjagtighed; Dette er en stor fortjeneste for Clairaut og Laplace.

De første observerbare rettelser til Newtons teori inden for astronomi (forklaret ved generel relativitetsteori) blev først opdaget mere end 200 år senere (forskydning af Merkurs perihelium). Men de er også meget små i solsystemet.

Newton opdagede også årsagen til tidevandet: Månens tyngdekraft (selv Galileo anså tidevand for at være en centrifugaleffekt). Desuden, efter at have behandlet mange års data om tidevandets højde, beregnede han Månens masse med god nøjagtighed.

En anden konsekvens af tyngdekraften var præcession af jordens akse. Newton fandt ud af, at på grund af Jordens oblatitet ved polerne, gennemgår jordens akse en konstant langsom forskydning med en periode på 26.000 år under indflydelse af Månens og Solens tiltrækning. Således fandt det gamle problem med "forventning af jævndøgn" (først bemærket af Hipparchus) en videnskabelig forklaring.

Optik og teori om lys

Newton gjorde fundamentale opdagelser inden for optik. Han byggede det første spejlteleskop (reflektor), hvori der i modsætning til rene linseteleskoper ikke var nogen kromatisk aberration. Han opdagede også spredningen af ​​lys, viste, at hvidt lys nedbrydes til regnbuens farver på grund af den forskellige brydning af stråler af forskellige farver, når de passerer gennem et prisme, og lagde grundlaget for den korrekte teori om farver.

I denne periode var der mange spekulative teorier om lys og farve; kæmpede hovedsageligt imod Aristoteles' synspunkt (" forskellige farver der er en blanding af lys og mørke i forskellige proportioner") og Descartes ("forskellige farver skabes, når lyspartikler roterer med ved forskellige hastigheder"). Hooke foreslog i sin Micrographia (1665) en variant af aristoteliske synspunkter. Mange troede, at farve ikke er en egenskab af lys, men af ​​et oplyst objekt. Den generelle uenighed blev forværret af en kaskade af opdagelser i det 17. århundrede: diffraktion (1665, Grimaldi), interferens (1665, Hooke), dobbelt brydning (1670, Erasmus Bartholin, studeret af Huygens), estimering af lysets hastighed (1675) , Roemer), betydelige forbedringer i teleskoper. Der var ingen teori om lys, der var kompatibel med alle disse fakta.

I sin tale til Royal Society tilbageviste Newton både Aristoteles og Descartes og beviste overbevisende, at hvidt lys ikke er primært, men består af farvede komponenter med forskellige brydningsvinkler. Disse komponenter er primære - Newton kunne ikke ændre deres farve med nogen tricks. Således modtog den subjektive fornemmelse af farve et solidt objektivt grundlag - brydningsindekset.

Newton skabte den matematiske teori om interferensringe opdaget af Hooke, som siden er blevet kaldt "Newtons ringe."

I 1689 stoppede Newton forskningen inden for optik - ifølge en udbredt legende lovede han ikke at offentliggøre noget på dette område i løbet af Hookes liv, som konstant plagede Newton med kritik, der var smertefuld for sidstnævnte. Under alle omstændigheder blev monografien "Optics" offentliggjort i 1704, det næste år efter Hookes død. I løbet af forfatterens levetid gennemgik "Optik", ligesom "Principles", tre udgaver og mange oversættelser.

Bog en af ​​monografien indeholdt principperne for geometrisk optik, doktrinen om lysspredning og sammensætningen af ​​hvid farve med forskellige anvendelser.

Bog to: interferens af lys i tynde plader.

Bog tre: diffraktion og polarisering af lys. Newton forklarede polarisering under dobbeltbrydning tættere på sandheden end Huygens (en tilhænger af lysets bølgenatur), selvom forklaringen af ​​selve fænomenet var mislykket, i ånden fra emissionsteorien om lys.

Newton betragtes ofte som en fortaler for den korpuskulære teori om lys; faktisk som sædvanlig "opfandt han ikke hypoteser" og indrømmede uden videre, at lys også kunne forbindes med bølger i æteren. I sin monografi beskrev Newton i detaljer den matematiske model af lysfænomener, idet man ser bort fra spørgsmålet om lysets fysiske bærer.

Andre værker inden for fysik

Newton var den første til at udlede lydens hastighed i en gas, baseret på Boyle-Mariottes lov.

Han forudsagde Jordens oblatitet ved polerne, cirka 1:230. Samtidig brugte Newton en homogen væskemodel til at beskrive Jorden, anvendte loven om universel gravitation og tog højde for centrifugalkraften. Samtidig udførte Huygens lignende beregninger på lignende grunde, han betragtede tyngdekraften, som om dens kilde var i planetens centrum, da han tilsyneladende ikke troede på tyngdekraftens universelle natur, det vil sige i sidste ende; han tog ikke hensyn til tyngdekraften af ​​planetens deforme overfladelag. Følgelig forudsagde Huygens en kompression mindre end halvdelen af ​​Newtons, 1:576. Desuden hævdede Cassini og andre kartesere, at Jorden ikke er komprimeret, men buler ved polerne som en citron. Efterfølgende, selvom ikke umiddelbart (de første målinger var unøjagtige), bekræftede direkte målinger (Clerot, 1743) Newtons rigtighed; faktisk komprimering er 1:298. Grunden til, at denne værdi adskiller sig fra den, Newton har foreslået til fordel for Huygens, er, at modellen for en homogen væske stadig ikke er helt nøjagtig (densiteten øges mærkbart med dybden). En mere præcis teori, der eksplicit tager højde for tæthedens afhængighed af dybden, blev først udviklet i det 19. århundrede.

Andre værker

Sideløbende med den forskning, der lagde grundlaget for den nuværende videnskabelige (fysiske og matematiske) tradition, viede Newton megen tid til alkymi såvel som teologi. Han udgav ingen værker om alkymi, og det eneste kendte resultat af denne langsigtede hobby var den alvorlige forgiftning af Newton i 1691.

Det er paradoksalt, at Newton, som arbejdede i mange år på College of the Holy Trinity, tilsyneladende ikke selv troede på Treenigheden. Forskere af hans teologiske værker, såsom L. More, mener, at Newtons religiøse synspunkter var tæt på arianismen.

Newton foreslog sin egen version af bibelsk kronologi og efterlod sig betydeligt beløb manuskripter om disse spørgsmål. Derudover skrev han en kommentar til Apokalypsen. Newtons teologiske manuskripter opbevares nu i Jerusalem, i Nationalbiblioteket.

Isaac Newtons hemmelige værker

Som det er kendt, tilbageviste Isaac kort før slutningen af ​​sit liv alle de teorier, han selv havde fremsat og brændte de dokumenter, der indeholdt hemmeligheden bag deres gendrivelse: nogle var ikke i tvivl om, at alt var præcis sådan, mens andre mener, at sådanne handlinger ville simpelthen være absurd og hævde, at arkivet er komplet med dokumenter, men kun tilhører nogle få udvalgte...

Wikipedia har artikler om andre personer med dette efternavn, se Newton.

Isaac Newton
Isaac Newton
Portræt af Kneller (1689)
Fødselsdato:	4. januar 1643 (((padleft:1643|4|0))-((padleft:1|2|0))-((padleft:4|2|0)))
Fødested:	Woolsthorpe, Lincolnshire, England
Dødsdato:	31. marts 1727 (((padleft:1727|4|0))-((padleft:3|2|0))-((padleft:31|2|0))) (84 år gammel)
Dødssted:	Kensington, Middlesex, England, Storbritannien
Land:	Kongeriget England
Videnskabeligt område:	fysik, mekanik, matematik, astronomi
Akademisk grad:	professor
Alma mater:	University of Cambridge (Trinity College)
Videnskabelig vejleder:	I. Barrow da: Benjamin Pulleyn
Signatur:
Isaac Newton på Wikimedia Commons

Hr Isaac Newton(eller Newton) (engelsk) Sir Isaac Newton, 25. december 1642 - 20. marts 1727 efter den julianske kalender, som var gældende i England indtil 1752; eller 4. januar 1643 - 31. marts 1727 ifølge den gregorianske kalender) - engelsk fysiker, matematiker, mekaniker og astronom, en af ​​grundlæggerne af klassisk fysik. Forfatteren til det grundlæggende værk "Mathematical Principles of Natural Philosophy", hvori han skitserede loven om universel gravitation og mekanikkens tre love, som blev grundlaget for klassisk mekanik. Han udviklede differential- og integralregning, farveteori, lagde grundlaget for moderne fysisk optik og skabte mange andre matematiske og fysiske teorier.

Biografi

Tidlige år

Woolsthorpe. Huset hvor Newton blev født.

Isaac Newton blev født i landsbyen Woolsthorpe. Woolsthorpe, Lincolnshire) på tærsklen til borgerkrigen. Newtons far, en lille, men succesrig landmand Isaac Newton (1606-1642), levede ikke for at se sin søns fødsel. Drengen blev født for tidligt og var syg, så de turde ikke døbe ham i lang tid. Og alligevel overlevede han, blev døbt (1. januar) og kaldte Isak til minde om sin far. Newton betragtede det faktum at blive født til jul som et særligt tegn på skæbnen. På trods af dårligt helbred i spædbarnet, blev han 84 år gammel.

Newton mente oprigtigt, at hans familie gik tilbage til de skotske adelsmænd i det 15. århundrede, men historikere opdagede, at hans forfædre i 1524 var fattige bønder. I slutningen af ​​det 16. århundrede blev familien rig og blev yeomen (godsejere). Newtons far efterlod en arv på en stor sum af 500 pund sterling på det tidspunkt og flere hundrede hektar frugtbar jord besat af marker og skove.

I januar 1646, Newtons mor, Anne Ayscough Hannah Ayscough) (1623-1679) gift igen. Hun fik tre børn med sin nye mand, en 63-årig enkemand, og begyndte at være lidt opmærksom på Isaac. Drengens protektor var hans morbror, William Ayscough. Som barn var Newton ifølge samtiden tavs, tilbagetrukket og isoleret, elskede at læse og lave teknisk legetøj: et solur og vandur, en mølle osv. Hele sit liv følte han sig ensom.

Hans stedfar døde i 1653, en del af hans arv gik til Newtons mor og blev straks registreret af hende i Isaacs navn. Moderen vendte hjem, men fokuserede det meste af sin opmærksomhed på de tre yngste børn og den omfattende husholdning; Isaac var stadig overladt til sig selv.

I 1655 blev 12-årige Newton sendt for at studere på en nærliggende skole i Grantham, hvor han boede i farmaceuten Clarks hus. Snart viste drengen ekstraordinære evner, men i 1659 vendte hans mor Anna ham tilbage til godset og forsøgte at overlade en del af ledelsen af ​​husstanden til sin 16-årige søn. Forsøget lykkedes ikke - Isaac foretrak at læse bøger, skrive poesi og især designe forskellige mekanismer til alle andre aktiviteter. På dette tidspunkt henvendte Stokes, Newtons skolelærer sig, til Anna og begyndte at overtale hende til at fortsætte uddannelsen af ​​sin usædvanligt begavede søn; Denne anmodning fik følgeskab af onkel William og Isaacs Grantham bekendtskab (slægtning til farmaceuten Clark) Humphrey Babington, medlem af Trinity College Cambridge. Med deres samlede indsats nåede de til sidst deres mål. I 1661 dimitterede Newton med succes fra skolen og fortsatte sin uddannelse ved Cambridge University.

Trinity College (1661-1664)

Trinity College Clock Tower

I juni 1661 ankom 18-årige Newton til Cambridge. Ifølge charteret fik han en videnstest latinsk sprog, hvorefter det blev rapporteret, at han var blevet optaget på Trinity College (Holy Trinity College) ved University of Cambridge. Mere end 30 år af Newtons liv er forbundet med denne uddannelsesinstitution.

Kollegiet, ligesom hele universitetet, gik igennem en svær tid. Monarkiet var netop blevet genoprettet i England (1660), kong Charles II forsinkede ofte betalinger på grund af universitetet og afskedigede en betydelig del af det lærerpersonale, der blev udpeget i revolutionsårene. I alt boede 400 mennesker på Trinity College, herunder studerende, tjenere og 20 tiggere, som kollegiet ifølge charteret var forpligtet til at give almisse. Uddannelsesprocessen var i en beklagelig tilstand.

Newton blev klassificeret som en "sizer"-elev. sizar), fra hvem der ikke blev opkrævet studieafgifter (sandsynligvis efter Babingtons anbefaling). Efter datidens normer var sizer forpligtet til at betale for sin uddannelse pr forskellige værker på universitetet eller ved at levere tjenester til rigere studerende. Meget få dokumentariske beviser og minder fra denne periode af hans liv har overlevet. I løbet af disse år blev Newtons karakter endelig dannet - ønsket om at komme til bunds, intolerance over for bedrag, bagtalelse og undertrykkelse, ligegyldighed over for offentlig berømmelse. Han havde stadig ingen venner.

I april 1664 flyttede Newton, efter at have bestået eksamenerne, til en højere elevkategori af "studerende" ( lærde), hvilket gjorde ham berettiget til et stipendium for at fortsætte sine studier på college.

På trods af Galileos opdagelser blev der stadig undervist i videnskab og filosofi i Cambridge ifølge Aristoteles. Imidlertid nævner Newtons overlevende notesbøger allerede Galileo, Copernicus, Cartesianism, Kepler og Gassendis atomteori. At dømme efter disse notesbøger fortsatte han med at fremstille (hovedsageligt videnskabelige instrumenter) og var entusiastisk engageret i optik, astronomi, matematik, fonetik og musikteori. Ifølge hans værelseskammerats erindringer, helligede Newton sig helhjertet til sine studier og glemte alt om mad og søvn; sikkert, trods alle vanskelighederne, var det netop den levevis, han selv ønskede.

Isaac Barrow. Statue på Trinity College.

Året 1664 i Newtons liv var rigt på andre begivenheder. Newton oplevede en kreativ stigning, begyndte uafhængig videnskabelig aktivitet og udarbejdede en storstilet liste (på 45 point) over uløste problemer i naturen og menneskelivet ( Spørgeskema, lat. Spørgsmål quaedam philosophicae ). I fremtiden optræder lignende lister mere end én gang i hans arbejdsbøger. I marts samme år begyndte forelæsninger på højskolens nystiftede (1663) matematikafdeling af en ny lærer, 34-årige Isaac Barrow, en stor matematiker, Newtons fremtidige ven og lærer. Newtons interesse for matematik steg kraftigt. Han gjorde den første betydelige matematiske opdagelse: binomial udvidelse for en vilkårlig rationel eksponent (inklusive negative), og gennem den kom han til sin matematiske hovedmetode - udvidelsen af ​​en funktion til en uendelig række. I slutningen af ​​året blev Newton ungkarl.

Den videnskabelige støtte og inspiration til Newtons arbejde var fysikerne: Galileo, Descartes og Kepler. Newton fuldendte deres arbejde ved at kombinere dem til et universelt verdenssystem. Andre matematikere og fysikere havde en mindre, men betydelig indflydelse: Euclid, Fermat, Huygens, Wallis og hans nærmeste lærer Barrow. I Newtons elevnotesbog er der en programsætning:

I filosofien kan der ikke være nogen suveræn undtagen sandhed... Vi skal rejse guldmonumenter over Kepler, Galileo, Descartes og skrive på hver enkelt: “Platon er en ven, Aristoteles er en ven, men hovedven- sandheden."

"Pesten" (1665-1667)

Juleaften 1664 begyndte røde kors at dukke op på Londons huse - de første mærker af den store pestepidemi. Om sommeren var den dødelige epidemi udvidet betydeligt. Den 8. august 1665 blev undervisningen på Trinity College suspenderet, og personalet opløst indtil epidemiens afslutning. Newton tog hjem til Woolsthorpe og tog de vigtigste bøger, notesbøger og instrumenter med sig.

Det var katastrofale år for England - en ødelæggende pest (en femtedel af befolkningen døde alene i London), en ødelæggende krig med Holland og den store brand i London. Men Newton gjorde en betydelig del af sine videnskabelige opdagelser i ensomheden i "pestårene". Fra de overlevende noter er det klart, at den 23-årige Newton allerede var flydende i de grundlæggende metoder til differential- og integralregning, herunder serieudvidelse af funktioner og det, der senere blev kaldt Newton-Leibniz-formlen. Efter at have udført en række geniale optiske eksperimenter beviste han, at hvid farve er en blanding af spektrets farver. Newton huskede senere disse år:

I begyndelsen af ​​1665 fandt jeg metoden med omtrentlige rækker og reglen for at omdanne enhver potens af et binomium til en sådan række... i november modtog jeg den direkte metode med fluxioner [differentialregning]; i januar det følgende år modtog jeg teorien om farver, og i maj begyndte jeg den omvendte metode til fluksioner [integralregning] ... På dette tidspunkt oplevede jeg den bedste tid i min ungdom og var mere interesseret i matematik og [ naturlig] filosofi end på noget tidspunkt senere.

Men hans vigtigste opdagelse i disse år var loven om universel gravitation. Senere, i 1686, skrev Newton til Halley:

I papirer skrevet for mere end 15 år siden (jeg kan ikke give den nøjagtige dato, men under alle omstændigheder var det før begyndelsen af ​​min korrespondance med Oldenburg), udtrykte jeg den omvendte kvadratiske proportionalitet af planeternes gravitationstræk mod Solen afhængigt af afstanden og beregnet det korrekte forhold terrestrisk tyngdekraft og conatus recedendi [stræben] af Månen mod Jordens centrum, selvom det ikke er helt nøjagtigt.

Ærede efterkommer af "Newtons æbletræ". Cambridge, Botanisk Have.

Unøjagtigheden nævnt af Newton skyldtes, at Jordens størrelse og accelerationens størrelse frit fald Newton tog dem fra Galileo's Mechanics, hvor de blev præsenteret for en væsentlig fejl. Senere modtog Newton mere nøjagtige data fra Picard og blev endelig overbevist om sandheden i hans teori.

Der er en velkendt legende, at Newton opdagede tyngdeloven ved at observere et æble falde ned fra en trægren. For første gang blev "Newtons æble" kort omtalt af Newtons biograf William Stukeley (bogen "Memoirs of the Life of Newton", 1752):

Efter frokost blev vejret varmt, vi gik ud i haven og drak te i skyggen af ​​æbletræerne. Han [Newton] fortalte mig, at tanken om tyngdekraft kom til ham, mens han sad under et træ på samme måde. Han var i et kontemplativt humør, da et æble pludselig faldt ned fra en gren. "Hvorfor falder æbler altid vinkelret på jorden?" - tænkte han.

Legenden blev populær takket være Voltaire. Faktisk, som det kan ses af Newtons arbejdsbøger, udviklede hans teori om universel gravitation sig gradvist. En anden biograf, Henry Pemberton, giver Newtons ræsonnement (uden at nævne æblet) mere detaljeret: "ved at sammenligne perioderne for de adskillige planeter og deres afstande fra solen, fandt han ud af, at ... denne kraft må falde i kvadratisk proportion som afstanden øges." Med andre ord opdagede Newton, at fra Keplers tredje lov, som relaterer planeternes omløbsperioder til afstanden til Solen, følger den netop den "omvendte kvadratiske formel" for tyngdeloven (ved tilnærmelse af cirkulære baner). Newton skrev den endelige formulering af gravitationsloven, som blev inkluderet i lærebøger, senere, efter at mekanikkens love blev klare for ham.

Disse opdagelser, såvel som mange af de senere, blev offentliggjort 20-40 år senere, end de blev gjort. Newton forfulgte ikke berømmelse. I 1670 skrev han til John Collins: "Jeg ser intet ønskeligt i berømmelse, selvom jeg kunne fortjene det. Det ville måske øge antallet af mine bekendte, men det er præcis det, jeg prøver mest at undgå.” Han udgav ikke sit første videnskabelige arbejde (oktober 1666), som skitserede analysens grundlæggende principper; den blev fundet kun 300 år senere.

Begyndelsen af ​​videnskabelig berømmelse (1667-1684)

Newton i sin ungdom

I marts-juni 1666 besøgte Newton Cambridge. Men om sommeren tvang en ny pestbølge ham til at tage hjem igen. Til sidst, tidligt i 1667, aftog epidemien, og Newton vendte tilbage til Cambridge i april. Den 1. oktober blev han valgt til stipendiat ved Trinity College, og i 1668 blev han mester. Han fik tildelt et rummeligt separat værelse at bo i, tildelt en løn (2 pund om året) og fik en gruppe studerende, som han samvittighedsfuldt studerede akademiske standardfag i flere timer om ugen. Men hverken dengang eller senere blev Newton berømt som lærer, hans foredrag var dårligt besøgt.

Efter at have styrket sin position rejste Newton til London, hvor kort før, i 1660, Royal Society of London blev oprettet - en autoritativ organisation af fremtrædende videnskabelige personer, et af de første videnskabsakademier. Udgivelsen af ​​Royal Society var tidsskriftet Philosophical Transactions. Filosofiske transaktioner).

I 1669 begyndte matematiske værker at bruge udvidelser i uendelige rækker at dukke op i Europa. Selvom dybden af ​​disse opdagelser ikke kunne sammenlignes med Newtons, insisterede Barrow på, at hans elev skulle prioritere hans prioritet i denne sag. Newton skrev et kort, men ret fuldstændigt resumé af denne del af sine opdagelser, som han kaldte "Analyse ved ligninger med et uendeligt antal udtryk." Barrow sendte denne afhandling til London. Newton bad Barrow om ikke at afsløre navnet på forfatteren til værket (men han lod det stadig glide). "Analyse" spredte sig blandt specialister og opnåede en vis berømmelse i England og i udlandet.

Samme år tog Barrow imod kongens invitation til at blive hofpræst og forlod undervisningen. Den 29. oktober 1669 blev den 26-årige Newton valgt som hans efterfølger, professor i matematik og optik ved Trinity College, med en høj løn på £100 om året. Barrow efterlod Newton et omfattende alkymistisk laboratorium; I denne periode blev Newton for alvor interesseret i alkymi og udførte en masse kemiske eksperimenter.

Newton reflektor

Samtidig fortsatte Newton eksperimenter i optik og farvelære. Newton studerede sfærisk og kromatisk aberration. For at reducere dem til et minimum byggede han et blandet reflekterende teleskop: en linse og et konkavt sfærisk spejl, som han selv lavede og polerede. Projektet med et sådant teleskop blev først foreslået af James Gregory (1663), men denne plan blev aldrig realiseret. Newtons første design (1668) var mislykket, men det næste, med et mere omhyggeligt poleret spejl, gav trods sin lille størrelse en 40 gange forstørrelse af fremragende kvalitet.

Rygter om det nye instrument nåede hurtigt til London, og Newton blev inviteret til at vise sin opfindelse til det videnskabelige samfund. I slutningen af ​​1671 - begyndelsen af ​​1672 fandt en demonstration af reflektoren sted for kongen, og derefter i Royal Society. Enheden modtog universelle rosende anmeldelser. Den praktiske betydning af opfindelsen spillede formentlig også en rolle: astronomiske observationer tjente til nøjagtigt at bestemme tiden, hvilket igen var nødvendigt for sejlads til søs. Newton blev berømt og blev i januar 1672 valgt til medlem af Royal Society. Senere blev forbedrede reflektorer astronomernes vigtigste værktøjer, med deres hjælp blev planeten Uranus, andre galakser og rødt skift opdaget.

Til at begynde med værdsatte Newton sin kommunikation med kolleger fra Royal Society, som ud over Barrow omfattede James Gregory, John Wallis, Robert Hooke, Robert Boyle, Christopher Wren og andre berømte skikkelser inden for engelsk videnskab. Men snart begyndte kedelige konflikter, som Newton virkelig ikke kunne lide. Især udbrød en larmende polemik om lysets natur. Det begyndte, da Newton i februar 1672 offentliggjorde en detaljeret beskrivelse af sine klassiske eksperimenter med prismer og sin farveteori i de filosofiske transaktioner. Hooke, som tidligere havde offentliggjort sin egen teori, udtalte, at han ikke var overbevist af Newtons resultater; han blev støttet af Huygens med den begrundelse, at Newtons teori "modsiger generelt accepterede synspunkter." Newton reagerede på deres kritik kun seks måneder senere, men på dette tidspunkt var antallet af kritikere steget markant.

En lavine af inkompetente angreb efterlod Newton irriteret og deprimeret. Newton bad sekretæren for Oldenburg Society om ikke at sende ham flere kritiske breve og aflagde et løfte for fremtiden: ikke at blive involveret i videnskabelige stridigheder. I sine breve klager han over, at han står over for et valg: enten ikke at offentliggøre sine opdagelser eller at bruge al sin tid og energi på at afvise uvenlig amatørkritik. Til sidst valgte han den første mulighed og meddelte sin tilbagetræden fra Royal Society (8. marts 1673). Det var ikke uden besvær, at Oldenburg fik ham til at blive, men de videnskabelige kontakter med Selskabet blev i lang tid holdt på et minimum.

To vigtige begivenheder fandt sted i 1673. Først: vendt tilbage til Trinity ved kongelig anordning gammel ven og Newtons protektor, Isaac Barrow, nu som mester ("mester") for kollegiet. For det andet: Leibniz, kendt på det tidspunkt som filosof og opfinder, blev interesseret i Newtons matematiske opdagelser. Efter at have modtaget Newtons arbejde fra 1669 om uendelige serier og studeret det dybt, begyndte han derefter selvstændigt at udvikle sin egen version af analyse. I 1676 udvekslede Newton og Leibniz breve, hvor Newton forklarede en række af sine metoder, besvarede Leibniz' spørgsmål og antydede eksistensen af ​​endnu mere generelle metoder, som endnu ikke er offentliggjort (hvilket betyder generel differential- og integralregning). The Secretary of the Royal Society, Henry Oldenburg, bad vedvarende Newton om at offentliggøre sine matematiske opdagelser om analyse til Englands ære, men Newton svarede, at han havde arbejdet på et andet emne i fem år og ikke ønskede at blive distraheret. Newton svarede ikke på Leibniz' næste brev. Den første korte publikation om Newtons version af analyse udkom først i 1693, da Leibniz' version allerede havde spredt sig vidt omkring i Europa.

Slutningen af ​​1670'erne var trist for Newton. I maj 1677 døde 47-årige Barrow uventet. I vinteren samme år udbrød en stærk brand i Newtons hus, og en del af Newtons manuskriptarkiv brændte ned. I september 1677 døde sekretæren for Royal Society, Oldenburg, som favoriserede Newton, og Hooke, som var fjendtlig over for Newton, blev den nye sekretær. I 1679 blev moderen Anna alvorligt syg; Newton, der forlod alle sine anliggender, kom til hende, deltog aktivt i at tage sig af patienten, men moderens tilstand forværredes hurtigt, og hun døde. Mor og Barrow var blandt de få mennesker, der lyste op i Newtons ensomhed.

"Naturfilosofiens matematiske principper" (1684-1686)

Titelside af Newtons Principia

Hovedartikel: Matematiske principper for naturfilosofi

Historien om skabelsen af ​​dette værk, et af de mest berømte i videnskabens historie, begyndte i 1682, da passagen af ​​Halleys komet forårsagede en stigning i interessen for himmelmekanik. Edmond Halley forsøgte at overtale Newton til at offentliggøre sin "generelle teori om bevægelse", som længe havde været rygtet i det videnskabelige samfund. Newton, der ikke ønskede at blive draget ind i nye videnskabelige stridigheder og skænderier, nægtede.

I august 1684 kom Halley til Cambridge og fortalte Newton, at han, Wren og Hooke havde diskuteret, hvordan man kunne udlede ellipticiteten af ​​planetariske baner ud fra formlen for tyngdeloven, men ikke vidste, hvordan de skulle nærme sig løsningen. Newton rapporterede, at han allerede havde et sådant bevis, og i november sendte han Halley det færdige manuskript. Han satte straks pris på betydningen af ​​resultatet og metoden, besøgte straks Newton igen og formåede denne gang at overtale ham til at offentliggøre sine opdagelser. Den 10. december 1684 optrådte en historisk post i Royal Societys protokoller:

Mr. Halley... så for nylig Mr. Newton i Cambridge, og han viste ham en interessant afhandling "De motu" [On Motion]. Ifølge hr. Halleys ønsker lovede Newton at sende den nævnte afhandling til selskabet.

Arbejdet med bogen fandt sted i 1684-1686. Ifølge Humphrey Newtons erindringer, en slægtning til videnskabsmanden og hans assistent i disse år, skrev Newton først "Principia" i intervallerne mellem alkymistiske eksperimenter, som han lagde hovedvægten på, derefter blev han gradvist revet med og entusiastisk helligede sig arbejdet med sit livs hovedbog.

Udgivelsen skulle foregå med midler fra Det Kongelige Selskab, men Selskabet udgav i begyndelsen af ​​1686 en afhandling om fiskens historie, som ikke var efterspurgt, og tømte derved dets budget. Derefter meddelte Halley, at han selv ville afholde udgifterne til udgivelsen. Selskabet tog taknemmeligt imod dette generøse tilbud og forsynede Halley som delvis kompensation med 50 gratis eksemplarer af en afhandling om fiskens historie.

Newtons arbejde - måske i analogi med Descartes' "Principles of Philosophy" (1644) eller, ifølge nogle videnskabshistorikere, som en udfordring til cartesianerne - blev kaldt "Mathematical Principles of Natural Philosophy" (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ), det vil sige i moderne sprog "fysikkens matematiske grundlag".

Den 28. april 1686 blev første bind af "Mathematical Principles" præsenteret for Royal Society. Alle tre bind, efter nogen redigering af forfatteren, blev udgivet i 1687. Oplaget (ca. 300 eksemplarer) blev udsolgt på 4 år - meget hurtigt for dengang.

En side fra Newtons Principia (3. udgave, 1726)

Både det fysiske og matematiske niveau af Newtons arbejde er fuldstændig uforlignelige med hans forgængeres arbejde. Den mangler aristotelisk eller kartesisk metafysik, med dens vage ræsonnement og vagt formulerede, ofte vidtløftige "første årsager" til naturfænomener. Newton forkynder for eksempel ikke, at tyngdeloven virker i naturen, han beviser strengt dette faktum, baseret på det observerede billede af planeternes og deres satellitters bevægelse. Newtons metode er at skabe en model af et fænomen, "uden at opfinde hypoteser," og derefter, hvis der er nok data, søge efter dets årsager. Denne tilgang, som begyndte med Galileo, betød enden på gammel fysik. En kvalitativ naturbeskrivelse har givet plads til en kvantitativ - en væsentlig del af bogen er optaget af beregninger, tegninger og tabeller.

I sin bog definerede Newton klart de grundlæggende begreber inden for mekanik og introducerede flere nye, herunder så vigtige fysiske størrelser som masse, ydre kraft og mængden af ​​bevægelse. Tre love for mekanikken er formuleret. En streng afledning fra tyngdeloven for alle tre Kepler-love er givet. Bemærk, at hyperbolske og parabolske kredsløb af himmellegemer ukendt for Kepler også blev beskrevet. Sandheden om Copernicus' heliocentriske system er ikke direkte diskuteret af Newton, men underforstået; den estimerer endda Solens afvigelse fra solsystemets massecenter. Med andre ord er Solen i Newtons system, i modsætning til Keplerians, ikke i hvile, men adlyder de generelle bevægelseslove. Det generelle system omfattede også kometer, hvis type kredsløb skabte stor kontrovers på det tidspunkt.

Det svage punkt i Newtons teori om tyngdekraften var ifølge mange videnskabsmænd på den tid manglen på forklaring på arten af ​​denne kraft. Newton skitserede kun det matematiske apparat, der forlod åbne spørgsmål om årsagen til tyngdekraften og dens materialebærer. For det videnskabelige samfund, opdraget med Descartes filosofi, var dette en usædvanlig og udfordrende tilgang, og kun den triumferende succes for himmelmekanikken i det 18. århundrede tvang fysikerne til midlertidigt at forene sig med Newtons teori. Det fysiske grundlag for tyngdekraften blev klart kun mere end to århundreder senere, med fremkomsten af ​​den generelle relativitetsteori.

Newton byggede bogens matematiske apparat og generelle struktur så tæt som muligt på den daværende standard for videnskabelig stringens - Euklids elementer. Han brugte bevidst ikke matematisk analyse næsten overalt - brugen af ​​nye, usædvanlige metoder ville have sat troværdigheden af ​​de præsenterede resultater i fare. Denne forsigtighed devaluerede imidlertid Newtons præsentationsmetode for efterfølgende generationer af læsere. Newtons bog var det første værk om ny fysik og samtidig et af de sidste seriøse værker, der brugte gamle metoder til matematisk forskning. Alle Newtons tilhængere brugte allerede de kraftfulde metoder til matematisk analyse, han skabte. De største direkte efterfølgere af Newtons arbejde var D'Alembert, Euler, Laplace, Clairaut og Lagrange.

Administrative aktiviteter (1687-1703)

Året 1687 var ikke kun præget af udgivelsen af ​​den store bog, men også af Newtons konflikt med kong James II. I februar beordrede kongen, der konsekvent fortsatte sin linje med at genoprette katolicismen i England, University of Cambridge til at give en mastergrad til den katolske munk Alban Francis. Universitetsledelsen tøvede og ville hverken bryde loven eller irritere kongen; Snart blev en delegation af videnskabsmænd, inklusive Newton, indkaldt til repressalier til Lord Chief Justice, George Jeffreys, kendt for sin uhøflighed og grusomhed. George Jeffreys). Newton modsatte sig ethvert kompromis, der ville forringe universitetets autonomi og overtalte delegationen til at tage et principielt standpunkt. Som et resultat blev universitetets vicekansler fjernet fra embedet, men kongens ønske blev aldrig opfyldt. I et af sine breve i disse år skitserede Newton sine politiske principper:

Enhver ærlig person er i henhold til Guds og menneskers love forpligtet til at adlyde kongens lovlige ordrer. Men hvis Hans Majestæt rådes til at forlange noget, som ikke kan lade sig gøre ved lov, så skal ingen lide, hvis et sådant krav forsømmes.

I 1689, efter væltet af King James II, blev Newton først valgt til parlamentet fra Cambridge University og sad der i lidt mere end et år. Det andet valg fandt sted i 1701-1702. Der er en populær anekdote om, at han kun tog ordet i Underhuset én gang og bad om, at vinduet skulle lukkes for at undgå et udkast. Faktisk udførte Newton sine parlamentariske pligter med samme samvittighedsfuldhed, som han behandlede alle sine anliggender med.

Omkring 1691 blev Newton alvorligt syg (mest sandsynligt blev han forgiftet under kemiske eksperimenter, selvom der er andre versioner - overarbejde, chok efter en brand, som førte til tab af vigtige resultater, og aldersrelaterede lidelser). De nære ham frygtede for hans fornuft; de få bevarede breve fra denne periode tyder på psykisk lidelse. Først i slutningen af ​​1693 kom Newtons helbred fuldt ud.

I 1679 mødte Newton ved Trinity en 18-årig aristokrat, en elsker af videnskab og alkymi, Charles Montagu (1661-1715). Newton gjorde sandsynligvis et stærkt indtryk på Montagu, for i 1696, efter at være blevet Lord Halifax, præsident for Royal Society og finansminister (det vil sige ministeren for Englands finansminister), foreslog Montagu kongen, at Newton skulle udnævnes. Møntmester. Kongen gav sit samtykke, og i 1696 indtog Newton denne stilling, forlod Cambridge og flyttede til London. Fra 1699 blev han møntmester ("mester").

Til at begynde med studerede Newton møntproduktionsteknologien grundigt, fik styr på papirerne og lavede regnskabet om gennem de seneste 30 år. Samtidig bidrog Newton energisk og dygtigt til Montagus monetære reform og genoprettede tilliden til det engelske monetære system, som var blevet grundigt forsømt af hans forgængere. I England var der i disse år næsten udelukkende ringere mønter i omløb, og i betydelige mængder var falske mønter i omløb. Trimning af kanterne på sølvmønter blev udbredt. Nu begyndte mønterne at blive produceret på specielle maskiner og der var en inskription langs kanten, så kriminel slibning af metallet blev næsten umuligt. I løbet af 2 år blev den gamle, ringere sølvmønt helt taget ud af omløb og præget igen, produktionen af ​​nye mønter steg for at følge med behovet for dem, og kvaliteten blev forbedret. Tidligere, under sådanne reformer, måtte befolkningen skifte gamle penge efter vægt, hvorefter mængden af ​​kontanter faldt både blandt individer (private og juridiske) og i hele landet, men renter og låneforpligtelser forblev de samme, hvorfor økonomien begyndte stagnation. Newton foreslog at veksle penge til pari, hvilket forhindrede disse problemer, og den uundgåelige mangel på midler efter dette blev kompenseret ved at tage lån fra andre lande (mest af alt fra Holland), inflationen faldt kraftigt, men den eksterne offentlige gæld voksede med midten af ​​århundredet til niveauer uden fortilfælde i Englands historie størrelser. Men i løbet af denne tid var der mærkbar økonomisk vækst, på grund af hvilken skattebetalinger til statskassen steg (lige store med dem i Frankrig, på trods af at Frankrig var beboet af 2,5 gange flere mennesker), på grund af dette, statsgælden blev efterhånden betalt.

En ærlig og kompetent person i spidsen for Mønten passede dog ikke alle. Fra de allerførste dage regnede klager og fordømmelser ned over Newton, og inspektionskommissioner dukkede konstant op. Som det viste sig, kom mange fordømmelser fra falskmøntnere, irriterede over Newtons reformer. Newton var som regel ligeglad med bagvaskelse, men tilgav aldrig, hvis det påvirkede hans ære og omdømme. Han var personligt involveret i snesevis af undersøgelser, og mere end 100 falskmøntnere blev opsporet og dømt; i mangel af skærpende omstændigheder blev de oftest sendt til de nordamerikanske kolonier, men flere ledere blev henrettet. Antallet af falske mønter i England er faldet markant. Montagu satte i sine erindringer stor pris på de ekstraordinære administrative evner, som Newton viste og sikrede reformens succes. Således forhindrede videnskabsmandens reformer ikke kun en økonomisk krise, men førte også efter årtier til en betydelig stigning i landets velfærd.

I april 1698 besøgte den russiske zar Peter I mønten tre gange under "den store ambassade"; Desværre er detaljerne om hans besøg og kommunikation med Newton ikke blevet bevaret. Man ved dog, at der i 1700 blev gennemført en pengereform svarende til den engelske i Rusland. Og i 1713 sendte Newton de første seks trykte eksemplarer af 2. udgave af Principia til zar Peter i Rusland.

Newtons videnskabelige triumf blev symboliseret af to begivenheder i 1699: undervisningen i Newtons verdenssystem begyndte i Cambridge (fra 1704 i Oxford), og Paris Academy of Sciences, hans kartesiske modstanderes højborg, valgte ham som udenlandsk medlem. Hele denne tid var Newton stadig opført som medlem og professor ved Trinity College, men i december 1701 trak han sig officielt tilbage fra alle sine poster i Cambridge.

I 1703 døde præsidenten for Royal Society, Lord John Somers, efter kun at have deltaget i selskabets møder to gange i løbet af de 5 år af hans præsidentperiode. I november blev Newton valgt som hans efterfølger og regerede samfundet resten af ​​sit liv - mere end tyve år. I modsætning til sine forgængere var han personligt til stede ved alle møder og gjorde alt for at sikre, at British Royal Society fik en hæderlig plads i den videnskabelige verden. Antallet af medlemmer af Selskabet voksede (blandt dem kan man udover Halley fremhæve Denis Papin, Abraham de Moivre, Roger Coates, Brooke Taylor), interessante eksperimenter blev udført og diskuteret, kvaliteten af ​​tidsskriftsartikler blev væsentligt forbedret, økonomiske problemer blev afhjulpet. Samfundet skaffede sig lønnede sekretærer og sin egen bolig (på Fleet Street) betalte flytteudgifterne af sin egen lomme. I disse år blev Newton ofte inviteret som konsulent til forskellige regeringskommissioner, og prinsesse Caroline, den kommende dronning af Storbritannien, brugte timer på at tale med ham i paladset om filosofiske og religiøse emner.

Seneste år

Et af de sidste portrætter af Newton (1712, Thornhill)

I 1704 blev monografien "Optik" udgivet (først på engelsk), som bestemte udviklingen af ​​denne videnskab indtil begyndelsen af ​​det 19. århundrede. Den indeholdt et appendiks "Om kurvernes kvadratur" - den første og ret fuldstændige præsentation af Newtons version af matematisk analyse. Faktisk er dette Newtons sidste værk om naturvidenskab, selvom han levede i mere end 20 år. Kataloget over det bibliotek, han efterlod, indeholdt hovedsageligt bøger om historie og teologi, og det var til disse sysler, Newton viede resten af ​​sit liv. Newton forblev møntens leder, da denne stilling, i modsætning til stillingen som superintendent, ikke krævede megen aktivitet fra ham. To gange om ugen gik han til mønten, en gang om ugen til et møde i Royal Society. Newton rejste aldrig uden for England.

I 1705 slog dronning Anne Newton til ridder. Fra nu af Sir Isaac Newton. For første gang i engelsk historie blev titlen ridder tildelt for videnskabelig fortjeneste; næste gang det skete var mere end et århundrede senere (1819, med henvisning til Humphry Davy). Nogle biografer mener dog, at dronningen ikke blev styret af videnskabelige, men af ​​politiske motiver. Newton fik sit eget våbenskjold og en ikke særlig pålidelig stamtavle.

I 1707 blev en samling af Newtons forelæsninger om algebra, kaldet "Universal Arithmetic", udgivet. De numeriske metoder præsenteret i den markerede fødslen af ​​en ny lovende disciplin - numerisk analyse.

Newtons grav i Westminster Abbey

I 1708 begyndte en åben prioritetsstrid med Leibniz (se nedenfor), hvor selv de regerende personer var involveret. Denne strid mellem to genier kostede videnskaben dyrt - den engelske matematiske skole reducerede hurtigt aktiviteten i et helt århundrede, og den europæiske skole ignorerede mange af Newtons fremragende ideer og genopdagede dem meget senere. Selv Leibniz' død (1716) slukkede ikke konflikten.

Den første udgave af Newtons Principia er for længst udsolgt. Newtons mangeårige arbejde med at forberede 2. udgave, revideret og udvidet, blev kronet med succes i 1710, da første bind af den nye udgave udkom (det sidste, tredje - i 1713). Det oprindelige oplag (700 eksemplarer) viste sig at være klart utilstrækkeligt, der var yderligere tryk i 1714 og 1723. Da han færdiggjorde andet bind, måtte Newton, som en undtagelse, vende tilbage til fysikken for at forklare uoverensstemmelsen mellem teori og eksperimentelle data, og han gjorde straks en stor opdagelse - hydrodynamisk kompression af jetflyet. Teorien stemte nu godt overens med eksperimentet. Newton tilføjede en instruktion til slutningen af ​​bogen med en skarp kritik af "hvirvelteorien", hvormed hans kartesiske modstandere forsøgte at forklare planeternes bevægelse. Til det naturlige spørgsmål "hvordan er det egentlig?" bogen følger det berømte og ærlige svar: "Jeg har stadig ikke været i stand til at udlede årsagen ... til egenskaberne ved tyngdekraften ud fra fænomener, og jeg opfinder ikke hypoteser."

I april 1714 opsummerede Newton sine erfaringer med finansiel regulering og indsendte sin artikel "Observationer vedrørende værdien af ​​guld og sølv" til finansministeriet. Artiklen indeholdt konkrete forslag til justering af omkostningerne ved ædle metaller. Disse forslag blev delvist accepteret, og det havde en gavnlig effekt på den britiske økonomi.

Indignerede virksomhedsinvestorer Sydhavet satirisk fanget af Edward Matthew Ward

Kort før sin død blev Newton et af ofrene for en økonomisk fidus fra et stort handelsselskab, South Sea Company, som blev støttet af regeringen. Han købte selskabets værdipapirer for en stor sum, og insisterede også på deres erhvervelse af Royal Society. Den 24. september 1720 erklærede selskabsbanken sig selv konkurs. Niece Catherine mindede i sine notater om, at Newton tabte mere end 20.000 pund, hvorefter han erklærede, at han kunne beregne bevægelsen af ​​himmellegemer, men ikke graden af ​​vanvid i mængden. Imidlertid mener mange biografer, at Catherine ikke betød et reelt tab, men en manglende modtagelse af det forventede overskud. Efter virksomhedens konkurs tilbød Newton at kompensere Royal Society for tabene fra egen lomme, men hans tilbud blev afvist.

Newton viede de sidste år af sit liv til at skrive Chronology of Ancient Kingdoms, som han arbejdede på i omkring 40 år, samt at forberede den tredje udgave af Principia, som blev udgivet i 1726. I modsætning til den anden var ændringerne i den tredje udgave mindre – hovedsageligt resultaterne af nye astronomiske observationer, herunder en ret omfattende guide til kometer observeret siden det 14. århundrede. Blandt andet blev den beregnede bane for Halleys komet præsenteret, hvis genkomst på det angivne tidspunkt (1758) klart bekræftede de teoretiske beregninger af de (på den tid afdøde) Newton og Halley. Oplaget af bogen til en videnskabelig udgivelse af disse år kunne betragtes som enorm: 1250 eksemplarer.

I 1725 begyndte Newtons helbred at forværres mærkbart, og han flyttede til Kensington nær London, hvor han døde om natten, i søvne, den 20. marts (31), 1727. Han efterlod sig ikke et skriftligt testamente, men kort før sin død overdrog han en betydelig del af sin store formue til sine nærmeste. Begravet i Westminster Abbey.

Personlige egenskaber

Karaktertræk

Det er svært at tegne et psykologisk portræt af Newton, da selv folk, der sympatiserer med ham, ofte tillægger Newton forskellige kvaliteter. Vi er også nødt til at tage højde for kulten af ​​Newton i England, som tvang forfatterne af erindringer til at udstyre den store videnskabsmand med alle tænkelige dyder og ignorere de virkelige modsætninger i hans natur. Derudover fik Newtons karakter i slutningen af ​​sit liv sådanne træk som god natur, nedladenhed og omgængelighed, som tidligere ikke var karakteristiske for ham.

I udseende var Newton kort, stærkt bygget, med bølget hår. Han var næsten aldrig syg, og indtil alderdommen beholdt han sit tykke hår (allerede helt gråt siden han var 40) og alle sine tænder på nær én. Jeg brugte aldrig (ifølge andre kilder næsten aldrig) briller, selvom jeg var lidt nærsynet. Han lo næsten aldrig eller blev irriteret, der er ingen omtale af hans vittigheder eller andre manifestationer af hans sans for humor. I finansielle transaktioner var han forsigtig og sparsommelig, men ikke nærig. Aldrig gift. Han var normalt i en tilstand af dyb indre koncentration, hvorfor han ofte udviste fraværende sind: for eksempel, en gang efter at have inviteret gæster, gik han til spisekammeret for at hente vin, men så gik der en videnskabelig idé op for ham, han skyndte sig til kontoret og vendte aldrig tilbage til gæsterne. Han var ligeglad med sport, musik, kunst, teater og rejser, selvom han forstod at tegne godt. Hans assistent huskede: "Han tillod sig ikke noget hvile eller pusterum ... han anså hver time, der ikke var afsat til [videnskab] for at være tabt ... Jeg tror, ​​han var ret ked af behovet for at spilde tid på at spise og sove. ” Med alt det, der er blevet sagt, var Newton i stand til at kombinere hverdagspraktik og sund fornuft, tydeligt manifesteret i hans succesfulde ledelse af mønten og Royal Society.

Opdraget i puritanske traditioner etablerede Newton sig selv en række strenge principper og selvbeherskelser. Og han var ikke tilbøjelig til at tilgive andre, hvad han ikke selv ville tilgive; dette er roden til mange af hans konflikter (se nedenfor). Han behandlede sine slægtninge og mange kolleger varmt, men havde ingen nære venner, søgte ikke andre menneskers selskab og holdt sig på afstand. Samtidig var Newton ikke hjerteløs og ligeglad med andres skæbne. Da hendes børn efter sin halvsøster Annas død blev efterladt uden midler til forsørgelse, tildelte Newton en ydelse til de mindreårige børn og tog senere Annas datter, Katherine, i hans varetægt. Han hjalp konstant andre pårørende. ”Da han var økonomisk og forsigtig, var han samtidig meget fri med penge og var altid klar til at hjælpe en ven i nød, uden at være påtrængende. Han er især ædel over for unge mennesker.” Mange berømte engelske videnskabsmænd - Stirling, Maclaurin, astronomen James Pound og andre - mindede med dyb taknemmelighed om den hjælp, som Newton ydede i begyndelsen af ​​deres videnskabelige karriere.

Konflikter

Newton og Hooke

Robert Hooke. Rekonstruktion af udseende ud fra verbale beskrivelser af samtid.

I 1675 sendte Newton selskabet sin afhandling med ny forskning og spekulationer om lysets natur. Robert Hooke udtalte på mødet, at alt, hvad der er værdifuldt i afhandlingen, allerede er tilgængeligt i Hookes tidligere udgivne bog "Micrography". I private samtaler anklagede han Newton for plagiat: "Jeg viste, at Mr. Newton brugte mine hypoteser om impulser og bølger" (fra Hookes dagbog). Hooke anfægtede prioriteringen af ​​alle Newtons opdagelser inden for optik, undtagen dem, som han ikke var enig i. Oldenburg informerede straks Newton om disse anklager, og han betragtede dem som insinuationer. Denne gang blev konflikten løst, og videnskabsmændene udvekslede forligsbreve (1676). Fra det øjeblik og indtil Hookes død (1703) udgav Newton imidlertid ikke noget arbejde om optik, selvom han akkumulerede en enorm mængde materiale, som han systematiserede i den klassiske monografi "Optics" (1704).

En anden prioritetsstrid var relateret til opdagelsen af ​​tyngdeloven. Tilbage i 1666 kom Hooke til den konklusion, at planeternes bevægelse er en superposition af fald på Solen på grund af tiltrækningskraften til Solen og bevægelse ved inerti, der tangerer planetens bane. Efter hans mening bestemmer denne superposition af bevægelse den elliptiske form af planetens bane omkring Solen. Men han kunne ikke bevise dette matematisk og sendte et brev til Newton i 1679, hvor han tilbød samarbejde om at løse dette problem. Dette brev angav også antagelsen om, at tiltrækningskraften til Solen falder i omvendt proportion med kvadratet af afstanden. Som svar bemærkede Newton, at han tidligere havde arbejdet på problemet med planetarisk bevægelse, men opgav disse undersøgelser. Faktisk, som efterfølgende fundne dokumenter viser, behandlede Newton problemet med planetbevægelse tilbage i 1665-1669, da han på grundlag af Keplers III lov fastslog, at "planeternes tendens til at bevæge sig væk fra Solen vil være omvendt proportional med kvadraterne af deres afstande fra Solen." Men i disse år havde han endnu ikke fuldt ud udviklet ideen om planetens kredsløb som udelukkende et resultat af ligheden mellem tiltrækningskræfterne til Solen og centrifugalkraften.

Efterfølgende blev korrespondancen mellem Hooke og Newton afbrudt. Hooke vendte tilbage til forsøg på at konstruere planetens bane under påvirkning af en kraft, der falder i henhold til den omvendte kvadratlov. Disse forsøg var dog også mislykkede. I mellemtiden vendte Newton tilbage til studiet af planetarisk bevægelse og løste dette problem.

Da Newton forberedte sin Principia til udgivelse, krævede Hooke, at Newton i forordet skulle fastlægge Hookes prioritet med hensyn til gravitationsloven. Newton modsatte, at Bulliald, Christopher Wren og Newton selv nåede frem til den samme formel uafhængigt og før Hooke. En konflikt brød ud, som i høj grad forgiftede begge videnskabsmænds liv.

Moderne forfattere hylder både Newton og Hooke. Hookes prioritet er at formulere problemet med at konstruere planetens bane på grund af overlejringen af ​​dens fald på Solen i henhold til den omvendte kvadratlov og bevægelse ved inerti. Det er også muligt, at det var Hookes brev, der direkte skubbede Newton til at fuldføre løsningen på dette problem. Hooke selv løste dog ikke problemet og gættede heller ikke om tyngdekraftens universalitet. Ifølge S.I. Vavilov,

Hvis vi kombinerer alle Hookes antagelser og tanker om planeternes bevægelse og gravitation, udtrykt af ham gennem næsten 20 år, så vil vi støde på næsten alle hovedkonklusionerne i Newtons "principper", kun udtrykt i et usikkert og få bevis. -baseret form. Uden at løse problemet fandt Hooke svaret. Samtidig er det, vi har foran os, slet ikke en tilfældig tanke, men uden tvivl frugten af ​​mange års arbejde. Hooke havde det strålende gæt som en eksperimentel fysiker, der opdagede de sande forhold og naturens love i faktas labyrint. Vi støder på en lignende sjælden intuition som en eksperimentator i videnskabens historie i Faraday, men Hooke og Faraday var ikke matematikere. Deres arbejde blev afsluttet af Newton og Maxwell. Den formålsløse kamp med Newton om prioritet kaster en skygge af det herlige navn Hooke, men det er på tide, at historien efter næsten tre århundreder giver alle deres ret. Hooke kunne ikke følge den lige, upåklagelige vej i Newtons "Principles of Mathematics", men med sine rundkørselsstier, som vi ikke længere kan finde spor af, ankom han dertil.

Efterfølgende forblev Newtons forhold til Hooke anspændt. For eksempel, da Newton præsenterede Society for et nyt design til en sekstant, sagde Hooke straks, at han havde opfundet en sådan enhed for mere end 30 år siden (selvom han aldrig havde bygget en sekstant). Ikke desto mindre var Newton klar over den videnskabelige værdi af Hookes opdagelser og i sin "Optik" nævnte han sin nu afdøde modstander flere gange.

Ud over Newton havde Hooke prioriterede stridigheder med mange andre engelske og kontinentale videnskabsmænd, herunder Robert Boyle, som han beskyldte for at tilegne sig forbedringen af ​​luftpumpen, samt med sekretæren for Royal Society Oldenburg, idet han hævdede, at med Oldenburgs hjælp Huygens stjal Hookes idéur med en spiralfjeder.

Myten om, at Newton angiveligt beordrede ødelæggelsen af ​​Hookes eneste portræt, er ved at blive undersøgt.

Newton og Flamsteed

John Flamsteed.

John Flamsteed, en fremragende engelsk astronom, mødte Newton i Cambridge (1670), da Flamsteed stadig var studerende og Newton en mester. Men allerede i 1673, næsten samtidigt med Newton, blev Flamsteed også berømt - han udgav astronomiske tabeller af fremragende kvalitet, for hvilke kongen tildelte ham et personligt publikum og titlen "Royal Astronomer". Desuden beordrede kongen opførelsen af ​​et observatorium i Greenwich nær London og overføre det til Flamsteed. Men kongen anså pengene til at udstyre observatoriet for at være en unødvendig udgift, og næsten alle Flamsteeds indtægter gik til konstruktion af instrumenter og observatoriets økonomiske behov.

Greenwich Observatory, gammel bygning

I begyndelsen var Newton og Flamsteeds forhold hjerteligt. Newton var ved at forberede den anden udgave af Principia og havde et stærkt behov for nøjagtige observationer af Månen for at konstruere og (som han håbede) bekræfte sin teori om dens bevægelse; I den første udgave var teorien om Månens og kometernes bevægelse utilfredsstillende. Dette var også vigtigt for etableringen af ​​Newtons gravitationsteori, som blev skarpt kritiseret af kartesianerne på kontinentet. Flamsteed gav ham beredvilligt de ønskede data, og i 1694 informerede Newton stolt Flamsteed om, at en sammenligning af beregnede og eksperimentelle data viste deres praktiske overensstemmelse. I nogle breve bad Flamsteed indtrængende Newton, i tilfælde af brug af observationer, om at fastlægge hans, Flamsteeds, prioritet; det gjaldt først og fremmest Halley, som Flamsteed ikke brød sig om og mistænkte for videnskabelig uærlighed, men det kunne også betyde manglende tillid til Newton selv. Flamsteeds breve begynder at vise vrede:

Jeg er enig: ledningen er dyrere end guldet, den er lavet af. Jeg samlede dog dette guld, rensede og vaskede det, og jeg tør ikke tro, at du værdsætter min hjælp så lidt, bare fordi du modtog den så let.

Den åbne konflikt begyndte med et brev fra Flamsteed, hvori han undskyldende rapporterede, at han havde opdaget en række systematiske fejl i nogle af de data, der blev givet til Newton. Dette bragte Newtons teori om Månen i fare og tvang beregningerne til at blive lavet om, og tilliden til de resterende data blev også rystet. Newton, der hadede uærlighed, var ekstremt irriteret og havde endda mistanke om, at fejlene bevidst var introduceret af Flamsteed.

I 1704 besøgte Newton Flamsteed, som på dette tidspunkt havde modtaget nye, ekstremt nøjagtige observationsdata, og bad ham om at videregive disse data; til gengæld lovede Newton at hjælpe Flamsteed med at udgive hans hovedværk, Great Star Catalogue. Flamsteed begyndte dog at forsinke af to grunde: Kataloget var endnu ikke helt klar, og han stolede ikke længere på Newton og var bange for tyveri af sine uvurderlige observationer. Flamsteed brugte de erfarne regnemaskiner, som han fik til rådighed, til at fuldføre arbejdet med at beregne stjernernes positioner, mens Newton primært var interesseret i Månen, planeter og kometer. Endelig, i 1706, begyndte trykningen af ​​bogen, men Flamsteed, der led af smertefuld gigt og blev mere og mere mistænksom, krævede, at Newton ikke skulle åbne det forseglede eksemplar, før trykningen var afsluttet; Newton, som havde et presserende behov for dataene, ignorerede dette forbud og skrev de nødvendige værdier ned. Spændingen voksede. Flamsteed konfronterede Newton for at forsøge personligt at rette mindre fejl. Udskrivningen af ​​bogen var ekstremt langsom.

På grund af økonomiske vanskeligheder undlod Flamsteed at betale sit medlemskontingent og blev smidt ud af Royal Society; et nyt slag blev tildelt af dronningen, som tilsyneladende efter Newtons anmodning overdrog kontrolfunktioner over observatoriet til Selskabet. Newton gav Flamsteed et ultimatum:

Du har præsenteret et ufuldkomment katalog, hvori meget mangler, du har ikke givet de ønskede placeringer af stjernerne, og jeg har hørt, at trykningen nu er stoppet på grund af deres manglende levering af dem. Du forventes derfor enten at sende slutningen af ​​dit katalog til Dr. Arbuthnot eller i det mindste sende ham de nødvendige observationer for at færdiggøre det, så udskrivningen kan fortsætte.

Newton truede også med, at yderligere forsinkelser ville blive betragtet som ulydighed mod Hendes Majestæts ordrer. I marts 1710 afleverede Flamsteed, efter heftige klager over uretfærdighed og fjenders indspil, alligevel de sidste sider af sit katalog, og i begyndelsen af ​​1712 udkom det første bind med titlen "Himmelsk historie". Den indeholdt alle de data, Newton havde brug for, og et år senere dukkede en revideret udgave af Principia, med en meget mere præcis teori om Månen, også hurtigt op. Den hævngerrige Newton inkluderede ikke nogen taknemmelighed over for Flamsteed i udgaven og overstregede alle referencer til ham, der var til stede i den første udgave. Som svar brændte Flamsteed alle de usolgte 300 eksemplarer af kataloget i sin pejs og begyndte at forberede dens anden udgave, denne gang efter hans egen smag. Han døde i 1719, men gennem indsatsen fra hans kone og venner blev denne vidunderlige publikation, den engelske astronomis stolthed, udgivet i 1725.

Newton og Leibniz

Gottfried Leibniz

Fra overlevende dokumenter har videnskabshistorikere fundet ud af, at Newton opdagede differential- og integralregning tilbage i 1665-1666, men udgav den først i 1704. Leibniz udviklede sin version af kalkulationen uafhængigt (fra 1675), selvom den indledende drivkraft for hans tanke sandsynligvis kom fra rygter om, at Newton allerede havde en sådan kalkulus, samt gennem videnskabelige samtaler i England og korrespondance med Newton. I modsætning til Newton udgav Leibniz straks sin version og spredte senere sammen med Jacob og Johann Bernoulli denne epokegørende opdagelse bredt i hele Europa. De fleste videnskabsmænd på kontinentet var ikke i tvivl om, at Leibniz havde opdaget analyse.

Efter at have lyttet til overtalelsen fra venner, der appellerede til hans patriotisme, sagde Newton i den anden bog af hans "Principles" (1687):

I breve, som jeg udvekslede for omkring ti år siden med den meget dygtige matematiker Mr. Leibniz, informerede jeg ham om, at jeg havde en metode til at bestemme maksima og minima, tegne tangenter og løse lignende spørgsmål, lige så anvendelige til både rationelle og rationelle termer irrationelle, og jeg skjulte metoden ved at omarrangere bogstaverne i følgende sætning: "når der gives en ligning, der indeholder et hvilket som helst antal aktuelle mængder, så find fluksioner og omvendt." Den mest kendte mand svarede mig, at han også angreb en sådan metode og fortalte mig sin metode, som viste sig knap nok at være anderledes end min, og da kun i form og omrids af formler.

Vores Wallis tilføjede til sin "Algebra", som lige var dukket op, nogle af de breve, som jeg skrev til dig på et tidspunkt. Samtidig forlangte han af mig, at jeg åbenlyst skulle fremlægge den metode, som jeg dengang skjulte for dig ved at omarrangere bogstaverne; Jeg gjorde det så kort som jeg kunne. Jeg håber, at jeg ikke skrev noget, der ville være ubehageligt for dig, men hvis dette skete, så lad mig det vide, for venner er mig kærere end matematiske opdagelser.

Efter den første detaljerede udgivelse af Newtons analyse (matematisk appendiks til Optik, 1704) dukkede op i Leibniz' tidsskrift Acta eruditorum, dukkede en anonym anmeldelse op med fornærmende hentydninger til Newton. Gennemgangen indikerede klart, at forfatteren til den nye beregning var Leibniz. Leibniz selv benægtede kraftigt, at han havde skrevet anmeldelsen, men historikere var i stand til at finde et udkast skrevet med hans håndskrift. Newton ignorerede Leibniz' papir, men hans elever reagerede indigneret, hvorefter en paneuropæisk prioritetskrig brød ud, "den mest skammelige skænderi i hele matematikkens historie."

Den 31. januar 1713 modtog Royal Society et brev fra Leibniz, der indeholdt en forsonende formulering: han indvilligede i, at Newton nåede frem til analysen uafhængigt, "på generelle principper svarende til vores." En vred Newton krævede oprettelsen af ​​en international kommission for at afklare prioritet. Kommissionen behøvede ikke meget tid: efter halvanden måned, efter at have studeret Newtons korrespondance med Oldenburg og andre dokumenter, anerkendte den enstemmigt Newtons prioritet, og i en formulering, der denne gang var fornærmende for Leibniz. Kommissionens beslutning blev offentliggjort i Selskabets forhandlinger med alle støttedokumenter vedlagt. Som svar blev Europa fra sommeren 1713 oversvømmet med anonyme pamfletter, der forsvarede Leibniz' prioritet og argumenterede for, at "Newton tildrager sig selv den ære, der tilhører en anden." Pjecerne beskyldte også Newton for at stjæle resultaterne fra Hooke og Flamsteed. Newtons venner anklagede på deres side Leibniz selv for plagiat; Ifølge deres version blev Leibniz ved Royal Society under sit ophold i London (1676) bekendt med Newtons upublicerede værker og breve, hvorefter Leibniz offentliggjorde de der udtrykte ideer og udgav dem som sine egne.

Krigen fortsatte uformindsket indtil december 1716, hvor Abbé Conti informerede Newton: "Leibniz er død - striden er forbi."

Videnskabelige aktiviteter

En ny æra inden for fysik og matematik er forbundet med Newtons arbejde. Han afsluttede skabelsen af ​​teoretisk fysik, påbegyndt af Galileo, baseret på den ene side på eksperimentelle data og på den anden side på en kvantitativ og matematisk beskrivelse af naturen. Kraftfulde analytiske metoder dukker op i matematik. I fysik er hovedmetoden til at studere naturen konstruktionen af ​​passende matematiske modeller af naturlige processer og intensiv forskning af disse modeller med systematisk brug af det nye matematiske apparats fulde kraft. Efterfølgende århundreder har bevist den usædvanlige frugtbarhed af denne tilgang.

Filosofi og videnskabelig metode

Newton afviste resolut tilgangen fra Descartes og hans kartesianske tilhængere, populær i slutningen af ​​det 17. århundrede, som foreskrev, at når man konstruerer en videnskabelig teori, skal man først bruge "sindens dømmekraft" for at finde "grundårsagerne" til fænomen under undersøgelse. I praksis førte denne tilgang ofte til formuleringen af ​​vidtløftige hypoteser om "stoffer" og "skjulte egenskaber", som ikke var modtagelige for eksperimentel verifikation. Newton mente, at i "naturfilosofi" (det vil sige fysik) er det kun sådanne antagelser ("principper", som nu foretrækker navnet "naturlove"), der er tilladte, som direkte følger af pålidelige eksperimenter og generaliserer deres resultater; Han kaldte hypoteser for antagelser, der ikke var tilstrækkeligt underbygget af eksperimenter. “Alt ... der ikke udledes af fænomener, bør kaldes en hypotese; hypoteser om metafysiske, fysiske, mekaniske, skjulte egenskaber har ingen plads i eksperimentel filosofi." Eksempler på principper er tyngdeloven og mekanikkens 3 love i Principia; ordet "principper" ( Principia Mathematica, traditionelt oversat som "matematiske principper") er også indeholdt i titlen på hans hovedbog.

I et brev til Pardiz udtalte Newton: gyldne regel videnskab":

Den bedste og sikreste metode til at filosofere, forekommer det mig, burde være først flittigt at studere tingenes egenskaber og etablere disse egenskaber ved at eksperimentere og derefter gradvist gå videre til hypoteser, der forklarer disse egenskaber. Hypoteser kan kun være nyttige til at forklare tingenes egenskaber, men der er ingen grund til at belaste dem med ansvaret for at bestemme disse egenskaber ud over grænserne afsløret af eksperimentet ... trods alt kan mange hypoteser opfindes for at forklare eventuelle nye vanskeligheder.

Denne tilgang placerede ikke kun spekulative fantasier uden for videnskaben (f.eks. kartesianernes ræsonnement om egenskaberne ved "subtile sager", der angiveligt forklarede elektromagnetiske fænomener), men var mere fleksibel og frugtbar, fordi den tillod matematisk modellering af fænomener, som roden til. årsagerne var endnu ikke opdaget. Dette er, hvad der skete med tyngdekraften og teorien om lys - deres natur blev klart meget senere, hvilket ikke forstyrrede den succesrige århundreder gamle brug af Newtonske modeller.

Den berømte sætning "Jeg opfinder ikke hypoteser" (lat. Hypoteser non fingo), betyder selvfølgelig ikke, at Newton undervurderede vigtigheden af ​​at finde "første årsager", hvis de er klart bekræftet af erfaring. De overordnede principper, der er opnået ved forsøget, og konsekvenserne heraf, skal også gennemgå en eksperimentel afprøvning, hvilket kan føre til en justering eller endda en ændring af principperne. "Hele fysikkens vanskelighed... består i at genkende naturens kræfter fra bevægelsesfænomenerne og derefter bruge disse kræfter til at forklare andre fænomener."

Newton mente ligesom Galileo, at mekanisk bevægelse ligger til grund for alle naturlige processer:

Det ville være ønskeligt at udlede af principperne for mekanik og andre naturfænomener... for mange ting tvinger mig til at antage, at alle disse fænomener er bestemt af visse kræfter, som legemers partikler, på grund af endnu ukendte årsager, enten har tendens til til hinanden og griber ind i regulære figurer, eller gensidigt frastøder og bevæger sig væk fra hinanden. Siden disse kræfter er ukendte, har filosoffers forsøg på at forklare naturfænomener indtil nu været frugtesløse.

Newton formulerede sin videnskabelige metode i sin bog "Optics":

Som i matematik skal den analytiske metode gå forud for den syntetiske i naturens afprøvning, i undersøgelsen af ​​vanskelige spørgsmål. Denne analyse består i at drage generelle konklusioner fra eksperimenter og observationer ved induktion og ikke tillade nogen indvendinger mod dem, der ikke udspringer af eksperimenter eller andre pålidelige sandheder. For hypoteser betragtes ikke i eksperimentel filosofi. Selvom resultaterne opnået gennem induktion fra eksperimenter og observationer endnu ikke kan tjene som bevis for universelle konklusioner, er dette stadig den bedste måde at drage konklusioner på, som tingenes natur tillader.

I Elementernes 3. bog (startende fra 2. udgave) placerede Newton en række metodiske regler rettet mod kartesierne; Den første af dem er en variant af Occams barbermaskine:

Regel I. Man må ikke acceptere andre årsager i naturen end dem, der er sande og tilstrækkelige til at forklare fænomener... naturen gør intet forgæves, og det ville være forgæves for mange at gøre, hvad der kan gøres af færre. Naturen er enkel og overflødiggør ikke overflødige ting...

Regel IV. I eksperimentel fysik bør påstande afledt af forekommende fænomener ved hjælp af induktion, på trods af muligheden for antagelser i modstrid med dem, betragtes som sande enten nøjagtigt eller tilnærmelsesvis, indtil sådanne fænomener opdages, at de er yderligere forfinet eller er underlagt undtagelser.

Newtons mekanistiske synspunkter viste sig at være forkerte – ikke alle naturlige fænomener opstår fra mekanisk bevægelse. Imidlertid blev hans videnskabelige metode etableret i videnskaben. Moderne fysik udforsker og anvender succesfuldt fænomener, hvis natur endnu ikke er blevet afklaret (for eksempel elementarpartikler). Siden Newton har naturvidenskaben udviklet sig med den faste overbevisning om, at verden er til at kende, fordi naturen er organiseret efter simple matematiske principper. Denne tillid blev det filosofiske grundlag for videnskabens og teknologiens enorme fremskridt.

Matematik

Newton gjorde sine første matematiske opdagelser tilbage i sine studieår: klassificeringen af ​​algebraiske kurver af 3. orden (kurver af 2. orden blev studeret af Fermat) og den binomiale udvidelse af en vilkårlig (ikke nødvendigvis heltal) grad, hvorfra Newtons teori af uendelige serier begyndte - et nyt og kraftfuldt analyseværktøj. Newton anså serieudvidelse for at være den vigtigste og generelle metode til at analysere funktioner, og i denne sag nåede han mesterskabets højder. Han brugte serier til at beregne tabeller, løse ligninger (inklusive differentialligninger) og studere funktioners adfærd. Newton var i stand til at få udvidelser til alle de funktioner, der var standard på det tidspunkt.

Newton udviklede differential- og integralregning samtidigt med G. Leibniz (lidt tidligere) og uafhængigt af ham. Før Newton var handlinger med infinitesimals ikke forbundet til en enkelt teori og havde karakter af isolerede geniale teknikker (se Metode for udelelige). Oprettelsen af ​​en systemisk matematisk analyse reducerer løsningen af ​​relevante problemer i vid udstrækning til det tekniske niveau. Et kompleks af begreber, operationer og symboler dukkede op, som blev udgangspunktet for videreudviklingen af ​​matematikken. Det næste århundrede, det 18. århundrede, var et århundrede med hurtig og yderst vellykket udvikling af analytiske metoder.

Måske kom Newton til idéen om analyse gennem forskellige metoder, som han studerede meget og dybt. Sandt nok brugte Newton næsten ikke infinitesimals i sine "principper", idet han holdt sig til gamle (geometriske) bevismetoder, men i andre værker brugte han dem frit.

Udgangspunktet for differential- og integralregning var værker af Cavalieri og især Fermat, som allerede vidste, hvordan man (for algebraiske kurver) tegnede tangenter, finder ekstrema, bøjningspunkter og krumning af en kurve og beregner arealet af dens segment . Blandt andre forgængere navngav Newton selv Wallis, Barrow og den skotske videnskabsmand James Gregory. Der var endnu ikke noget begreb om en funktion, han fortolkede alle kurver kinematisk som baner for et bevægeligt punkt.

Allerede som studerende indså Newton, at differentiering og integration er gensidigt omvendte operationer. Denne grundlæggende analysesætning var allerede dukket mere eller mindre tydeligt op i Torricelli, Gregory og Barrows værker, men kun Newton indså, at det på dette grundlag var muligt at opnå ikke kun individuelle opdagelser, men en kraftfuld systemisk beregning, der ligner algebra, med klare regler og gigantiske muligheder.

I næsten 30 år gad Newton ikke offentliggøre sin version af analysen, selvom han i breve (især til Leibniz) villigt delte meget af det, han havde opnået. I mellemtiden var Leibniz' version blevet spredt bredt og åbent i hele Europa siden 1676. Først i 1693 udkom den første præsentation af Newtons version - i form af et appendiks til Wallis' Afhandling om Algebra. Vi må indrømme, at Newtons terminologi og symbolik er ret klodset i sammenligning med Leibniz: fluxion (afledt), fluente (antiafledt), størrelsesmoment (differentiel) osv. Kun Newtons notation " o»for uendeligt lille dt(dette bogstav blev dog tidligere brugt af Gregory i samme betydning), og også prikken over bogstavet som et symbol på den afledte med hensyn til tid.

Newton offentliggjorde kun en ret komplet erklæring om analyseprincipperne i værket "On the Quadrature of Curves" (1704), knyttet til hans monografi "Optics". Næsten alt det præsenterede materiale var klar tilbage i 1670-1680'erne, men først nu fik Gregory og Halley overtalt Newton til at udgive værket, som 40 år for sent blev Newtons første trykte værk om analyse. Her introducerede Newton afledte af højere ordener, fandt værdierne af integralerne af forskellige rationelle og irrationelle funktioner og gav eksempler på løsning af 1. ordens differentialligninger.

Newtons Universal Arithmetic, latinsk udgave (1707)

I 1707 udkom bogen "Universal Arithmetic". Den præsenterer en række numeriske metoder. Newton var altid meget opmærksom på den omtrentlige løsning af ligninger. Newtons berømte metode gjorde det muligt at finde ligningernes rødder med tidligere ufattelig hastighed og nøjagtighed (publiceret i Wallis' Algebra, 1685). Newtons iterative metode fik sin moderne form af Joseph Raphson (1690).

I 1711, efter 40 år, blev Analyse ved ligninger med et uendeligt antal udtryk endelig offentliggjort. I dette arbejde udforsker Newton både algebraiske og "mekaniske" kurver (cykloid, quadratrix) lige så let. Partielle derivater vises. Samme år udkom "Method of Differences", hvor Newton foreslog en interpolationsformel til at udføre (n+1) givne punkter med ækvidistante eller ulige adskilte abscisser af polynomiet n- orden. Dette er en forskelsanalog af Taylors formel.

I 1736 blev det endelige værk, "The Method of Fluxions and Infinite Series," udgivet posthumt, betydeligt fremskreden sammenlignet med "Analysis by Equations." Den giver talrige eksempler på at finde ekstrema, tangenter og normaler, beregne radier og krumningscentre i kartesiske og polære koordinater, finde bøjningspunkter osv. I samme arbejde blev der udført kvadraturer og opretninger af forskellige kurver.

Det skal bemærkes, at Newton ikke kun udviklede analysen ganske fuldt ud, men også gjorde et forsøg på strengt at underbygge dens principper. Hvis Leibniz var tilbøjelig til ideen om faktiske infinitesimals, så foreslog Newton (i Principia) en generel teori om passage til grænser, som han lidt blomstrende kaldte "metoden for første og sidste relationer." Det moderne udtryk "grænse" (lat. limefrugter), selvom der ikke er nogen klar beskrivelse af essensen af ​​dette udtryk, hvilket antyder en intuitiv forståelse. Teorien om grænser er opstillet i 11 lemmaer i Elementernes Bog I; et lemma er også i bog II. Der er ingen aritmetik af grænser, der er intet bevis for grænsens unikke karakter, og dens forbindelse med infinitesimals er ikke blevet afsløret. Newton påpeger dog med rette den større stringens ved denne tilgang sammenlignet med den "grove" metode med udelelige. Ikke desto mindre forvirrer Newton i Bog II, ved at introducere "øjeblikke" (differentialer), igen sagen, og betragter dem faktisk som faktiske infinitesimals.

Det er bemærkelsesværdigt, at Newton slet ikke var interesseret i talteori. Tilsyneladende var fysik meget tættere på matematik for ham.

Mekanik

Side af Newtons Principia med mekanikkens aksiomer

Newtons fortjeneste ligger i løsningen af ​​to grundlæggende problemer.

• Oprettelse af et aksiomatisk grundlag for mekanik, som faktisk overførte denne videnskab til kategorien strenge matematiske teorier.
• Oprettelse af dynamik, der forbinder kroppens adfærd med egenskaberne af ydre påvirkninger (kræfter) på den.

Derudover begravede Newton endelig ideen, der var rodfæstet siden oldtiden, om, at bevægelseslovene for jordiske og himmellegemer er helt forskellige. I hans model af verden er hele universet underlagt ensartede love, der kan formuleres matematisk.

Newtons aksiomatik bestod af tre love, som han selv formulerede som følger.

1. Ethvert legeme bliver ved med at blive holdt i en tilstand af hvile eller ensartet og retlinet bevægelse, indtil og medmindre det tvinges af påførte kræfter til at ændre denne tilstand. 2. Ændringen i momentum er proportional med den påførte kraft og sker i retning af den rette linje, langs hvilken denne kraft virker. 3. En handling har altid en lige og modsat reaktion, ellers er to legemers vekselvirkninger på hinanden ens og rettet i modsatte retninger. Original tekst(lat.) LEX I Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quantenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare. LEX II Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur. LEX III Actioni contrariam semper et aequalem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi. - Spassky B.I. Fysikkens historie. - T. 1. - S. 139.

Den første lov (loven om inerti), i en mindre klar form, blev udgivet af Galileo. Det skal bemærkes, at Galileo tillod fri bevægelighed ikke kun i en lige linje, men også i en cirkel (tilsyneladende af astronomiske årsager). Galileo formulerede også det vigtigste relativitetsprincip, som Newton ikke havde med i sin aksiomatik, pga. mekaniske processer dette princip er en direkte konsekvens af dynamikkens ligninger (Corollary V in the Principia). Derudover anså Newton rum og tid for at være absolutte begreber, fælles for hele universet, og indikerede dette klart i sin Principia.

Newton gav også strenge definitioner af sådanne fysiske begreber, Hvordan momentum(ikke helt tydeligt brugt af Descartes) og styrke. Han introducerede i fysikken begrebet masse som et mål for inerti og på samme tid gravitationsegenskaber. Tidligere brugte fysikere konceptet vægt, dog afhænger vægten af ​​et legeme ikke kun af kroppen selv, men også af dets miljø (for eksempel af afstanden til Jordens centrum), så en ny, invariant karakteristik var nødvendig.

Euler og Lagrange afsluttede matematiseringen af ​​mekanik.

Universal tyngdekraft

(Se også Gravity, Klassisk teori Newtons tyngdekraft).

Aristoteles og hans tilhængere betragtede tyngdekraften som ønsket af den "sublunære verdens" kroppe til deres naturlige steder. Nogle andre gamle filosoffer (bl.a. Empedokles, Platon) mente, at tyngdekraften var beslægtede kroppes ønske om at forene. I det 16. århundrede blev dette synspunkt støttet af Nicolaus Copernicus, i hvis heliocentriske system Jorden blev betragtet som kun en af ​​planeterne. Giordano Bruno og Galileo Galilei havde lignende synspunkter. Johannes Kepler mente, at årsagen til kroppens fald ikke er deres indre forhåbninger, men tiltrækningskraften fra Jorden, og ikke kun Jorden tiltrækker en sten, men stenen tiltrækker også Jorden. Efter hans mening strækker tyngdekraften sig i det mindste til Månen. I sine senere værker udtrykte han den opfattelse, at tyngdekraften aftager med afstanden, og at alle kroppe i solsystemet er genstand for gensidig tiltrækning. Rene Descartes, Gilles Roberval, Christian Huygens og andre videnskabsmænd fra det 17. århundrede forsøgte at optrevle tyngdekraftens fysiske natur.

Den samme Kepler var den første til at foreslå, at planeternes bevægelse styres af kræfter, der udgår fra Solen. I hans teori var der tre sådanne kræfter: den ene, cirkulær, skubber planeten i sin bane, virker tangentielt til banen (på grund af denne kraft bevæger planeten sig), den anden enten tiltrækker eller frastøder planeten fra Solen (på grund af det planetens bane er en ellipse), og den tredje virker på tværs af ekliptikkens plan (på grund af hvilken planetens bane ligger i samme plan). Han anså den cirkulære kraft for at falde i omvendt proportion til afstanden fra Solen. Ingen af ​​disse tre kræfter blev identificeret med tyngdekraften. Den Keplerske teori blev forkastet af den førende teoretiske astronom i midten af ​​det 17. århundrede, Ismael Bulliald, ifølge hvem planeterne for det første bevæger sig rundt om Solen ikke under indflydelse af kræfter, der udgår fra den, men på grund af internt ønske, og for det andet , hvis der eksisterede en cirkulær kraft, ville den falde tilbage til den anden grad af afstand, og ikke til den første, som Kepler troede. Descartes mente, at planeterne blev båret rundt om Solen af ​​gigantiske hvirvler.

Antagelsen om eksistensen af ​​en kraft, der udgår fra Solen, der styrer planeternes bevægelse, blev udtrykt af Jeremy Horrocks. Ifølge Giovanni Alfonso Borelli udgår tre kræfter fra Solen: Den ene driver planeten i sin bane, den anden tiltrækker planeten til Solen, og den tredje (centrifugal) skubber tværtimod planeten væk. Planetens elliptiske bane er resultatet af konfrontationen mellem de to sidstnævnte. I 1666 foreslog Robert Hooke, at tyngdekraften mod Solen alene var ganske tilstrækkelig til at forklare planeternes bevægelse, det var simpelthen nødvendigt at antage, at planetbanen var resultatet af en kombination (superposition) af fald på Solen (på grund af tyngdekraften) og bevægelse på grund af inerti (på grund af tyngdekraften tangerer planetens bane). Efter hans mening bestemmer denne superposition af bevægelser den elliptiske form af planetens bane omkring Solen. Christopher Wren udtrykte også lignende synspunkter, men i en ret vag form. Hooke og Wren gættede på, at tyngdekraften falder i omvendt proportion med kvadratet på afstanden til Solen.

Ingen før Newton var dog i stand til klart og matematisk endegyldigt at forbinde tyngdeloven (en kraft omvendt proportional med kvadratet af afstanden) og lovene for planetbevægelse (Keplers love). Desuden var det Newton, der først gættede, at tyngdekraften virker mellem to kroppe i universet; Bevægelsen af ​​et faldende æble og Månens rotation rundt om Jorden styres af den samme kraft. Endelig offentliggjorde Newton ikke kun den formodede formel for loven om universel gravitation, men foreslog faktisk en holistisk matematisk model:

• gravitationsloven;
• bevægelsesloven (Newtons anden lov);
• system af metoder til matematisk forskning (matematisk analyse).

Tilsammen er denne triade tilstrækkelig til en fuldstændig undersøgelse af de mest komplekse bevægelser af himmellegemer, og derved skabe grundlaget for himmelmekanikken. Kun med Newtons værker begynder videnskaben om dynamik således, også som anvendt på himmellegemers bevægelse. Før skabelsen af ​​relativitetsteorien og kvantemekanikken var der ingen grundlæggende ændringer til denne model nødvendige, selvom det matematiske apparat viste sig at være nødvendigt at udvikle sig betydeligt.

Det første argument til fordel for den newtonske model var den strenge udledning af Keplers empiriske love på dens grundlag. Det næste trin var teorien om bevægelsen af ​​kometer og Månen, som er beskrevet i "Principlerne". Senere, ved hjælp af Newtons tyngdekraft, blev alle observerede bevægelser af himmellegemer forklaret med høj nøjagtighed; Dette er en stor fortjeneste af Euler, Clairaut og Laplace, som udviklede forstyrrelsesteori til dette. Grundlaget for denne teori blev lagt af Newton, som analyserede Månens bevægelse ved hjælp af sin sædvanlige metode til serieudvidelse; på denne vej opdagede han årsagerne til de dengang kendte uregelmæssigheder ( uligheder) i Månens bevægelse.

Tyngdeloven gjorde det muligt at løse ikke kun problemer med himmelmekanik, men også en række fysiske og astrofysiske problemer. Newton angav en metode til at bestemme massen af ​​Solen og planeterne. Han opdagede årsagen til tidevandet: Månens tyngdekraft (selv Galileo anså tidevand for at være en centrifugal effekt). Desuden, efter at have behandlet mange års data om tidevandets højde, beregnede han Månens masse med god nøjagtighed. En anden konsekvens af tyngdekraften var præcession af jordens akse. Newton fandt ud af, at på grund af Jordens oblatitet ved polerne, gennemgår jordens akse en konstant langsom forskydning med en periode på 26.000 år under indflydelse af Månens og Solens tiltrækning. Således fandt det gamle problem med "forventning af jævndøgn" (først bemærket af Hipparchus) en videnskabelig forklaring.

Newtons teori om tyngdekraft forårsagede mange års debat og kritik af begrebet langdistancehandling, der blev vedtaget i den. Imidlertid bekræftede himmelmekanikkens enestående succeser i det 18. århundrede opfattelsen om tilstrækkeligheden af ​​den newtonske model. De første observerede afvigelser fra Newtons teori inden for astronomi (et skift i Merkurs perihelium) blev opdaget kun 200 år senere. Disse afvigelser blev hurtigt forklaret af den generelle relativitetsteori (GR); Newtons teori viste sig at være en omtrentlig version af den. Generel relativitetsteori fyldte også tyngdekraftsteorien med fysisk indhold, hvilket indikerede den materielle bærer af tiltrækningskraften - metrikken for rum-tid, og gjorde det muligt at slippe af med langrækkende handling.

Optik og teori om lys

Newton gjorde fundamentale opdagelser inden for optik. Han byggede det første spejlteleskop (reflektor), hvori der i modsætning til rene linseteleskoper ikke var nogen kromatisk aberration. Han studerede også spredningen af ​​lys i detaljer og viste, at når hvidt lys passerer gennem et gennemsigtigt prisme, nedbrydes det til en kontinuerlig række af stråler forskellige farver på grund af den forskellige brydning af stråler af forskellige farver, lagde Newton derved grundlaget for en korrekt teori om farver. Newton skabte den matematiske teori om interferensringe opdaget af Hooke, som siden er blevet kaldt "Newtons ringe." I et brev til Flamsteed skitserede han en detaljeret teori om astronomisk brydning. Men hans vigtigste præstation var skabelsen af ​​grundlaget for fysisk (ikke kun geometrisk) optik som en videnskab og udviklingen af ​​dens matematiske grundlag, transformationen af ​​teorien om lys fra et usystematisk sæt fakta til en videnskab med rige kvalitative og kvantitative indhold, velfunderet eksperimentelt. Newtons optiske eksperimenter blev en model for dyb fysisk forskning i årtier.

I denne periode var der mange spekulative teorier om lys og farve; Grundlæggende kæmpede de mellem Aristoteles' synspunkter ("forskellige farver er en blanding af lys og mørke i forskellige proportioner") og Descartes ("forskellige farver skabes, når lyspartikler roterer med forskellige hastigheder"). Hooke foreslog i sin Micrographia (1665) en variant af aristoteliske synspunkter. Mange troede, at farve ikke er en egenskab af lys, men af ​​et oplyst objekt. Den generelle uenighed blev forværret af en kaskade af opdagelser i det 17. århundrede: diffraktion (1665, Grimaldi), interferens (1665, Hooke), dobbelt brydning (1670, Erasmus Bartholin, studeret af Huygens), estimering af lysets hastighed (1675) , Rømer). Der var ingen teori om lys, der var kompatibel med alle disse fakta.

Lys spredning
(Newtons eksperiment)

I sin tale til Royal Society tilbageviste Newton både Aristoteles og Descartes og beviste overbevisende, at hvidt lys ikke er primært, men består af farvede komponenter med forskellige "brydningsgrader." Disse komponenter er primære - Newton kunne ikke ændre deres farve med nogen tricks. Således fik den subjektive fornemmelse af farve et solidt objektivt grundlag - i moderne terminologi, lysets bølgelængde, som kunne bedømmes ud fra graden af ​​brydning.

Titelside for Newtons Optik

I 1689 stoppede Newton med at udgive inden for optik (selvom han fortsatte forskningen) - ifølge en udbredt legende lovede han ikke at udgive noget inden for dette felt i Hookes levetid. Under alle omstændigheder, i 1704, året efter Hookes død, blev monografien "Optics" udgivet (på engelsk). Forordet til den indeholder en klar antydning af en konflikt med Hooke: "Da jeg ikke ønskede at blive trukket ind i tvister om forskellige spørgsmål, forsinkede jeg denne udgivelse og ville have forsinket den yderligere, hvis ikke for mine venners vedholdenhed." I løbet af forfatterens levetid gennemgik Optik ligesom Principia tre udgaver (1704, 1717, 1721) og mange oversættelser, herunder tre på latin.

• Bog et: principper for geometrisk optik, studiet af lysspredning og sammensætningen af ​​hvid farve med forskellige anvendelser, herunder teorien om regnbuen.
• Bog to: interferens af lys i tynde plader.
• Bog tre: diffraktion og polarisering af lys.

Historikere skelner mellem to grupper af dengang aktuelle hypoteser om lysets natur.

• Emissiv (korpuskulær): lys består af små partikler (korpuskler), der udsendes af et lysende legeme. Denne udtalelse blev understøttet af ligeheden af ​​lysudbredelse, som geometrisk optik er baseret på, men diffraktion og interferens passede ikke godt ind i denne teori.
• Bølge: lys er en bølge i den usynlige verdens æter. Newtons modstandere (Hooke, Huygens) kaldes ofte tilhængere af bølgeteorien, men man skal huske på, at de med bølge ikke mente en periodisk svingning, som i moderne teori, men en enkelt impuls; af denne grund var deres forklaringer af lysfænomener næppe plausible og kunne ikke konkurrere med Newtons (Huygens forsøgte endda at tilbagevise diffraktion). Udviklet bølgeoptik optrådte kun i tidlig XIXårhundrede.

Newton betragtes ofte som en fortaler for den korpuskulære teori om lys; faktisk som sædvanlig "opfandt han ikke hypoteser" og indrømmede uden videre, at lys også kunne forbindes med bølger i æteren. I en afhandling, der blev præsenteret for Royal Society i 1675, skriver han, at lys ikke blot kan være vibrationer af æteren, da det for eksempel kunne bevæge sig gennem et buet rør, som lyd gør. Men på den anden side foreslår han, at lysets udbredelse exciterer vibrationer i æteren, hvilket giver anledning til diffraktion og andre bølgeeffekter. I det væsentlige fremsætter Newton, klart klar over fordelene og ulemperne ved begge tilgange, en kompromis, partikelbølgeteori om lys. I sine værker beskrev Newton i detaljer den matematiske model for lysfænomener, idet man ser bort fra spørgsmålet om lysets fysiske bærer: "Min undervisning om lysets og farvers brydning består udelukkende i at etablere visse egenskaber ved lys uden nogen hypoteser om dets oprindelse. ." Bølgeoptik, da den dukkede op, afviste ikke Newtons modeller, men absorberede dem og udvidede dem på et nyt grundlag.

På trods af hans modvilje mod hypoteser inkluderede Newton i slutningen af ​​Optics en liste over uløste problemer og mulige svar på dem. Men i disse år havde han allerede råd til dette - Newtons autoritet efter "Principia" blev indiskutabel, og få mennesker turde genere ham med indvendinger. En række hypoteser viste sig at være profetiske. Specifikt forudsagde Newton:

• afbøjning af lys i et gravitationsfelt;
• fænomenet polarisering af lys;
• indbyrdes omdannelse af lys og stof.

Andre værker inden for fysik

Newton var den første til at udlede lydens hastighed i en gas, baseret på Boyle-Mariottes lov. Han foreslog eksistensen af ​​loven om viskøs friktion og beskrev den hydrodynamiske kompression af strålen. Han foreslog en formel for loven om et legemes modstand i et stivnet medium (Newtons formel) og betragtede på grundlag heraf et af de første problemer om den mest fordelagtige form af en strømlinet krop (Newtons aerodynamiske problem). I "Principles" udtrykte og argumenterede han for den korrekte antagelse, at en komet har en fast kerne, hvis fordampning under påvirkning af solvarme danner en omfattende hale, altid rettet i retning modsat Solen. Newton arbejdede også med varmeoverførselsspørgsmål, et af resultaterne kaldes Newton-Richmann-loven.

Newton forudsagde Jordens oblatitet ved polerne og estimerede den til at være cirka 1:230. Samtidig brugte Newton en homogen væskemodel til at beskrive Jorden, anvendte loven om universel gravitation og tog højde for centrifugalkraften. Samtidig blev lignende beregninger udført af Huygens, som ikke troede på langtrækkende tyngdekraft og nærmede sig problemet rent kinematisk. Følgelig forudsagde Huygens en kompression mindre end halvdelen af ​​Newtons, 1:576. Desuden hævdede Cassini og andre kartesere, at Jorden ikke er komprimeret, men langstrakt ved polerne som en citron. Efterfølgende, selvom ikke umiddelbart (de første målinger var unøjagtige), bekræftede direkte målinger (Clerot, 1743) Newtons rigtighed; faktisk komprimering er 1:298. Grunden til, at denne værdi adskiller sig fra den, Newton har foreslået til fordel for Huygens, er, at modellen for en homogen væske stadig ikke er helt nøjagtig (densiteten øges mærkbart med dybden). En mere præcis teori, der eksplicit tager højde for tæthedens afhængighed af dybden, blev først udviklet i det 19. århundrede.

studerende

Strengt taget havde Newton ingen direkte elever. Men en hel generation af engelske videnskabsmænd voksede op med at læse hans bøger og kommunikere med ham, så de betragtede sig selv som Newtons elever. Blandt dem er de mest berømte:

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

Andre aktivitetsområder

Kemi og alkymi

Parallelt med den forskning, der lagde grundlaget for den nuværende videnskabelige (fysiske og matematiske) tradition, viede Newton (ligesom mange af hans kolleger) meget tid til alkymi såvel som teologi. Bøger om alkymi udgjorde en tiendedel af hans bibliotek. Han udgav ingen værker om kemi eller alkymi, og det eneste kendte resultat af denne langsigtede hobby var den alvorlige forgiftning af Newton i 1691. Da Newtons lig blev gravet op, blev der fundet farlige niveauer af kviksølv i hans krop.

Stukeley minder om, at Newton skrev en afhandling om kemi, der "forklarede principperne for denne mystiske kunst ud fra eksperimentelle og matematiske beviser", men manuskriptet blev desværre ødelagt af brand, og Newton gjorde intet forsøg på at genoprette det. Efterladte breve og noter tyder på, at Newton overvejede muligheden for en form for forening af fysikkens og kemiens love til et enkelt verdenssystem; Han placerede flere hypoteser om dette emne i slutningen af ​​Optik.

B. G. Kuznetsov mener, at Newtons alkymistiske undersøgelser var forsøg på at afsløre den atomare struktur af stof og andre typer stof (for eksempel lys, varme, magnetisme):

Var Newton en alkymist? Han troede på muligheden for at omdanne et metal til et andet, og i tre årtier var han engageret i alkymistisk forskning og studerede middelalderens og antikkens alkymistiske værker... Selve kendsgerningen om overvægten af ​​teoretisk interesse og den fuldstændige mangel på interesse ved at opnå guld tager Newton ud over alkymien som et element i den middelalderlige kulturelle tradition... Kernen ligger hans atomisme i ideen om et hierarki af blodlegemer dannet af stadigt mindre intense kræfter gensidig tiltrækning dele. Denne idé om et uendeligt hierarki af diskrete partikler af stof er relateret til ideen om stoffets enhed. Newton troede ikke på eksistensen af ​​elementer, der ikke var i stand til at forvandle sig til hinanden. Tværtimod antog han, at ideen om partiklers uopløselighed og dermed de kvalitative forskelle mellem grundstoffer er forbundet med historisk handicap eksperimentel teknologi.

Denne antagelse bekræftes af Newtons eget udsagn: "Alkymi beskæftiger sig ikke med metaller, som de uvidende tror. Denne filosofi er ikke en af ​​dem, der tjener forfængelighed og bedrag, den tjener snarere gavn og opbyggelse, og det vigtigste her er kundskaben om Gud.

Teologi

"Forfinet kronologi af gamle kongeriger"

Som en dybt religiøs mand, betragtede Newton Bibelen (som alt i verden) fra en rationalistisk position. Newtons afvisning af Guds Treenighed er tilsyneladende forbundet med denne tilgang. De fleste historikere mener, at Newton, der arbejdede i mange år på Trinity College, ikke selv troede på Treenigheden. Forskere af hans teologiske værker har opdaget, at Newtons religiøse synspunkter var tæt på kættersk arianisme (se Newtons artikel " Historisk sporing af to bemærkelsesværdige forvanskninger af skriften»).

Graden af ​​nærhed af Newtons synspunkter til forskellige kætterier fordømt af kirken vurderes forskelligt. Den tyske historiker Fisenmayer foreslog, at Newton accepterede treenigheden, men tættere på den østlige, ortodokse forståelse af den. Den amerikanske historiker Stephen Snobelen, der citerede en række dokumentariske beviser, afviste bestemt dette synspunkt og klassificerede Newton som socinianer.

Udadtil forblev Newton dog loyal over for den statslige anglikanske kirke. Det var der en god grund til: Lovgivningen fra 1698 til undertrykkelse af blasfemi og ugudelighed. Loven til bekæmpelse af blasfemi og blasfemi ) for at nægte nogen af ​​personerne i Treenigheden forudsat tab af borgerlige rettigheder, og hvis denne forbrydelse blev gentaget - fængsling. For eksempel blev Newtons ven William Whiston frataget sit professorat og udvist fra Cambridge University i 1710 for hans påstande om, at den tidlige kirkes trosbekendelse var arianisme. Men i breve til ligesindede (Locke, Halley osv.) var Newton ret ærlig.

Ud over anti-trinitarisme ses elementer af deisme i Newtons religiøse verdensbillede. Newton troede på Guds materielle tilstedeværelse på ethvert punkt i universet og kaldte rummet "gudssansen" (lat. sensorium Dei). Denne panteistiske idé forener Newtons videnskabelige, filosofiske og teologiske synspunkter til en enkelt helhed "alle områder af Newtons interesser, fra naturfilosofi til alkymi, repræsenterer forskellige projektioner og på samme tid forskellige kontekster af denne centrale idé, der herskede over ham."

Newton offentliggjorde (delvis) resultaterne af sin teologiske forskning sent i sit liv, men den begyndte meget tidligere, ikke senere end 1673. Newton foreslog sin egen version af bibelsk kronologi, forlod arbejdet med bibelsk hermeneutik og skrev en kommentar til Apokalypsen. Han studerede det hebraiske sprog, studerede Bibelen ved hjælp af videnskabelige metoder, ved hjælp af astronomiske beregninger relateret til solformørkelser, sproglige analyser osv. for at underbygge sit synspunkt Ifølge hans beregninger kommer verdens undergang tidligst i 2060.

Newtons teologiske manuskripter opbevares nu i Jerusalem, i Nationalbiblioteket.

Bedømmelser

Newton-statue på Trinity College

Indskriften på Newtons grav lyder:

Her ligger Sir Isaac Newton, som med en nærmest guddommelig intellektskraft var den første, der ved sin matematiske metode forklarede planeternes bevægelser og former, kometernes stier og havenes tidevand.

Det var ham, der udforskede forskellene i lysstråler og de forskellige egenskaber af farver, der er resultatet af dem, som ingen tidligere havde haft mistanke om. En flittig, snedig og tro fortolker af naturen, oldtiden og den hellige skrift, stadfæstede han med sin filosofi den almægtige skabers storhed, og i sit gemyt indgydte han den enkelhed, som evangeliet kræver.

Lad de dødelige glæde sig over, at en sådan udsmykning af menneskeslægten boede iblandt dem.

Original tekst(lat.)

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