Izaoko Niutono biografija ir atradimas fizikoje. Didžiojo mokslininko gyvenimo metai: Izaokas Niutonas - trumpa biografija ir jo atradimai

>> Izaokas Niutonas

Izaoko Niutono (1642–1727) biografija

Trumpa biografija:

Išsilavinimas: Kembridžo universitetas

Gimimo vieta: Woolsthorpe, Linkolnšyras, Anglijos Karalystė

Mirties vieta: Kensingtonas, Middlesex, Anglija, Didžiosios Britanijos Karalystė

– Anglų astronomas, fizikas, matematikas: biografija su nuotraukomis, idėjomis ir klasikine Niutono fizika, visuotinės gravitacijos dėsnis, trys judėjimo dėsniai.

Seras buvo anglų fizikas ir matematikas iš neturtingos ūkininkų šeimos. Jo trumpa biografija prasidėjo 1642 m. gruodžio 25 d. Woolsthorpe netoli Grantham Linkolnšyre. Niutonas buvo neturtingas ūkininkas ir galiausiai buvo išsiųstas į Kembridžo universiteto Trejybės koledžą mokytis pamokslininko. Studijuodamas Kembridže Niutonas siekė savo asmeninių pomėgių ir studijavo filosofiją bei matematiką. Jis gavo bakalauro laipsnį 1665 m., o vėliau buvo priverstas palikti Kembridžą, nes jis buvo uždarytas dėl maro. Jis grįžo 1667 m. ir buvo priimtas į broliją. Isaacas Newtonas magistro laipsnį įgijo 1668 m.

Niutonas laikomas vienu didžiausių mokslininkų istorijoje. Per savo trumpą biografiją jis daug investavo į daugelį pramonės šakų šiuolaikiniai mokslai. Deja, garsioji Niutono ir obuolio istorija daugiausia paremta fantastika, o ne fantastika tikrų įvykių. Jo atradimai ir teorijos padėjo pagrindą tolesnei mokslo pažangai nuo tada. Niutonas buvo vienas iš matematikos šakos, vadinamos skaičiavimu, kūrėjų. Jis taip pat išsprendė šviesos ir optikos paslaptį, suformulavo tris judėjimo dėsnius ir jų pagalba sukūrė visuotinės traukos dėsnį. Niutono judėjimo dėsniai yra vieni iš pagrindinių klasikinės mechanikos gamtos dėsnių. 1686 m. Niutonas aprašė savo atradimus savo knygoje Principia Mathematica. Trys Niutono judėjimo dėsniai, kai jie sujungti, yra visų jėgos, materijos ir judėjimo sąveikų pagrindas, išskyrus reliatyvumo ir kvantinių efektų sąveiką.

Pirmasis Niutono judėjimo dėsnis yra inercijos dėsnis. Trumpai tariant, ramybės būsenoje esantis objektas linkęs išlikti tokioje būsenoje, nebent jam daro įtaką išorinė jėga.

Antrasis Niutono judėjimo dėsnis teigia, kad yra ryšys tarp nesubalansuotų jėgų, veikiančių tam tikrą objektą. Dėl to objektas įsibėgėja. (Kitaip tariant, jėga lygi masės ir pagreičio, arba F = ma).

Trečiasis Niutono judėjimo dėsnis, dar vadinamas veiksmo ir reakcijos principu, nusako, kad absoliučiai kiekvienam veiksmui yra lygiavertė reakcija. Po stipraus nervų suirimo 1693 m. Niutonas pasitraukė iš savo studijų ir siekė Londono gubernatoriaus posto. 1696 m. tapo Karališkosios monetų kalyklos rektoriumi. 1708 metais Niutonas buvo išrinktas karaliene Ana. Jis yra pirmasis mokslininkas, kuris taip gerbiamas už savo darbą. Nuo to laiko jis buvo žinomas kaip seras Isaacas Newtonas. Didžiąją laiko dalį mokslininkas skyrė teologijai. Jis parašė daugybę pranašysčių ir prognozių apie jam įdomias temas. 1703 m. jis buvo išrinktas Karališkosios draugijos prezidentu ir kasmet perrenkamas iki pat savo mirties 1727 m. kovo 20 d.

Seras Izaokas Niutonas(Anglų) Seras Izaokas Niutonas, 1642 12 25 – 1727 03 20 pagal Julijaus kalendorių, galiojusį Anglijoje iki 1752 m. arba 1643 m. sausio 4 d. – 1727 m. kovo 31 d. pagal Grigaliaus kalendorių) – anglų fizikas, matematikas ir astronomas, vienas iš klasikinės fizikos pradininkų. Pagrindinio darbo „Matematiniai principai“ autorius gamtos filosofija“, kuriame jis apibūdino visuotinės gravitacijos dėsnis ir trys mechanikos dėsniai, kurie tapo klasikinės mechanikos pagrindu. Jis sukūrė diferencialinį ir integralinį skaičiavimą, spalvų teoriją ir daugybę kitų matematinių ir fizikinių teorijų.

Biografija

Ankstyvieji metai

Woolsthorpe. Namas, kuriame gimė Niutonas.

Izaokas Niutonas, mažo, bet klestinčio ūkininko sūnus, gimė Vulsthorpo kaime. Woolsthorpe, Linkolnšyras), Galilėjaus mirties metais ir pilietinio karo išvakarėse. Niutono tėvas nesulaukė sūnaus gimimo. Berniukas gimė neišnešiotas ir sirgo, todėl ilgai nedrįso jo krikštyti. Tačiau jis išgyveno, buvo pakrikštytas (sausio 1 d.) ir velionio tėvo garbei pavadintas Izaoku. Gimimo per Kalėdas faktą Niutonas laikė ypatingu likimo ženklu. Nepaisant prastos sveikatos kūdikystėje, jis išgyveno 84 metus.

Niutonas nuoširdžiai tikėjo, kad jo šeima grįžo į Škotijos didikus XV amžiuje, tačiau istorikai išsiaiškino, kad 1524 m. jo protėviai buvo neturtingi valstiečiai. KAM pabaigos XVI amžiuje šeima praturtėjo ir tapo jeomenais (dvarininkais).

1646 m. ​​sausio mėn. Niutono motina Anne Ayscough Hannah Ayscough) vėl susituokė; Ji susilaukė trijų vaikų iš savo naujojo vyro, 63 metų našlio, ir pradėjo mažai dėmesio skirti Izaokui. Berniuko globėjas buvo jo dėdė iš motinos pusės William Ayscough. Vaikystėje Niutonas, pasak amžininkų, buvo tylus, uždaras ir izoliuotas, mėgo skaityti ir gaminti techninius žaislus: saulės laikrodį ir vandens laikrodį, malūną ir kt. Visą gyvenimą jautėsi vienišas.

Jo patėvis mirė 1653 m., dalis jo palikimo atiteko Niutono motinai ir ji buvo nedelsiant užregistruota Izaoko vardu. Motina grįžo namo, bet daugiausia dėmesio skyrė trims jauniausiems vaikams ir dideliam namų ūkiui; Izaokas vis dar buvo paliktas savieigai.

1655 metais Niutonas buvo išsiųstas mokytis į netoliese esančią mokyklą Grantame, kur gyveno vaistininko Klarko namuose. Netrukus vaikinas pademonstravo nepaprastus sugebėjimus, tačiau 1659 m. jo motina Ana grąžino jį į dvarą ir dalį namų ūkio bandė patikėti savo 16-mečiui sūnui. Bandymas buvo nesėkmingas – Izaokas pirmenybę teikė knygų skaitymui ir įvairių mechanizmų konstravimui, o ne visai kitai veiklai. Tuo metu Niutono mokyklos mokytojas Stoksas kreipėsi į Aną ir pradėjo įtikinėti ją tęsti savo neįprastai gabaus sūnaus mokslus; Prie šio prašymo prisijungė dėdė Williamas ir Isaac's Grantham pažįstamas (vaistininko Klarko giminaitis) Humphrey'us Babingtonas, Kembridžo narys. Trejybės koledžas. Bendromis pastangomis jie galiausiai pasiekė savo tikslą. 1661 m. Niutonas sėkmingai baigė mokyklą ir tęsė mokslus Kembridžo universitete.

Trejybės koledžas (1661–1664)

Trejybės koledžo laikrodžio bokštas

1661 m. birželį 19-metis Niutonas atvyko į Kembridžą. Pagal chartiją jam buvo atliktas lotynų kalbos žinių egzaminas, po kurio jis buvo informuotas, kad buvo priimtas į Kembridžo universiteto Trejybės koledžą (Šventosios Trejybės koledžą). Su šia mokymo įstaiga siejama daugiau nei 30 Niutono gyvenimo metų.

Kolegija, kaip ir visas universitetas, išgyveno sunkų laikotarpį. Anglijoje ką tik buvo atkurta monarchija (1660 m.), karalius Karolis II dažnai delsė mokėjimus dėl universiteto, atleisdavo didelę dalį revoliucijos metais paskirtų dėstytojų. Iš viso Trejybės koledže gyveno 400 žmonių, įskaitant studentus, tarnus ir 20 elgetų, kuriems pagal chartiją kolegija privalėjo duoti išmaldą. Švietimo procesas buvo apgailėtinas.

Niutonas buvo priskirtas prie „didelio“ studento. sizar), iš kurių nebuvo imamas mokestis už mokslą (tikriausiai Babingtono rekomendacija). Labai mažai dokumentinių įrodymų ir prisiminimų apie šį jo gyvenimo laikotarpį išliko. Per šiuos metus galutinai susiformavo Niutono charakteris – mokslinis kruopštumas, noras įsigilinti į esmę, nepakantumas apgaulei, šmeižtui ir priespaudai, abejingumas viešajai šlovei. Jis vis dar neturėjo draugų.

1664 m. balandį Niutonas, išlaikęs egzaminus, perėjo į aukštesnę studentų kategoriją „skaluotojai“ ( mokslininkai), todėl jis galėjo gauti stipendiją tęsti studijas kolegijoje.

Nepaisant Galilėjaus atradimų, mokslas ir filosofija Kembridže vis dar buvo mokomi pagal Aristotelį. Tačiau išlikusiuose Niutono sąsiuviniuose jau minimas Galilėjus, Kopernikas, Kartezianizmas, Kepleris ir Gassendi atominė teorija. Sprendžiant iš šių sąsiuvinių, jis ir toliau gamino (daugiausia mokslinius instrumentus), entuziastingai užsiėmė optika, astronomija, matematika, fonetika ir muzikos teorija. Pagal sugyventinės atsiminimus, Niutonas visa širdimi atsidavė studijoms, pamiršdamas maistą ir miegą; tikriausiai, nepaisant visų sunkumų, būtent tokio gyvenimo būdo jis pats troško.

Izaokas Barrow. Trejybės koledžo statula.

1664-ieji Niutono gyvenime buvo turtingi ir kitų įvykių. Niutonas patyrė kūrybinį bangą, pradėjo savarankišką mokslinę veiklą ir sudarė didelio masto (45 taškų) neišspręstų gamtos ir žmogaus gyvenimo problemų sąrašą ( Klausimynas, lat. Questions quaedam philosophicae ). Ateityje panašūs sąrašai jo darbo knygelėse pasirodys dar ne kartą. Tų pačių metų kovą kolegijos naujai įkurtoje (1663 m.) matematikos katedroje paskaitas pradėjo naujas mokytojas – 34 metų Isaacas Barrow, pagrindinis matematikas, būsimas Niutono draugas ir mokytojas. Niutono susidomėjimas matematika smarkiai išaugo. Jis padarė pirmąjį reikšmingą matematinį atradimą: binominį išplėtimą savavališkam racionaliam eksponentui (įskaitant neigiamus), ir per jį priėjo prie savo pagrindinio matematinio metodo - funkcijos išplėtimo į begalinę eilutę. Galiausiai, pačioje metų pabaigoje, Niutonas tapo bakalauru.

Mokslinė parama ir įkvėpimas Niutono darbui buvo fizikai: Galilėjus, Dekartas ir Kepleris. Niutonas užbaigė savo darbą sujungdamas juos į universalią pasaulio sistemą. Mažiau, bet reikšmingą įtaką Prisidėjo ir kiti matematikai ir fizikai: Euklidas, Fermatas, Huygensas, Volisas ir jo tiesioginis mokytojas Barrow. Niutono mokinio sąsiuvinyje yra programos frazė:

Filosofijoje negali būti suverenų, išskyrus tiesą... Turime statyti auksinius paminklus Kepleriui, Galilėjai, Dekartui ir ant kiekvieno užrašyti: „Platonas yra draugas, Aristotelis yra draugas, bet pagrindinis draugas- tiesa"

„Maro metai“ (1665–1667)

1664 m. Kūčių vakarą ant Londono namų pradėjo dygti raudoni kryžiai – pirmieji Didžiosios maro epidemijos ženklai. Iki vasaros mirtina epidemija gerokai išsiplėtė. 1665 m. rugpjūčio 8 d. Trejybės koledžo pamokos buvo sustabdytos, o darbuotojai išformuoti iki epidemijos pabaigos. Niutonas išvyko namo į Vulsthorpą, pasiėmęs pagrindines knygas, sąsiuvinius ir instrumentus.

Tai buvo pragaištingi metai Anglijai – niokojantis maras (vien Londone mirė penktadalis gyventojų), pražūtingas karas su Olandija ir Didysis Londono gaisras. Tačiau didelę dalį savo mokslinių atradimų Niutonas padarė „maro metų“ vienatvėje. Iš išlikusių užrašų aišku, kad 23 metų Niutonas jau puikiai mokėjo pagrindinius diferencialinio ir integralinio skaičiavimo metodus, įskaitant funkcijų serijinį išplėtimą ir tai, kas vėliau buvo vadinama. Niutono-Leibnizo formulė. Atlikęs daugybę išradingų optinių eksperimentų, jis įrodė, kad balta yra spalvų mišinys. Vėliau Niutonas prisiminė šiuos metus:

1665 metų pradžioje radau apytikslių eilučių metodą ir taisyklę, kaip bet kurią dvinario laipsnį paversti tokia eilute... lapkritį gavau tiesioginį srautų metodą [diferencialinis skaičiavimas]; kitų metų sausį gavau spalvų teoriją, o gegužę pradėjau taikyti atvirkštinį srautų metodą [integralinį skaičiavimą]... Šiuo metu išgyvenau patį geriausią jaunystės laiką, labiau domėjausi matematika ir filosofija. nei bet kada vėliau.

Tačiau reikšmingiausias jo atradimas per šiuos metus buvo visuotinės gravitacijos dėsnis. Vėliau, 1686 m., Niutonas rašė Halley:

Straipsniuose, parašytuose daugiau nei prieš 15 metų (tikslios datos nurodyti negaliu, bet bet kuriuo atveju tai buvo iki mano susirašinėjimo su Oldenburgu pradžios), išreiškiau atvirkštinį kvadratinį planetų gravitacinės jėgos proporcingumą Saulei, priklausomai nuo atstumą ir apskaičiavo teisingą žemės gravitacijos ir Mėnulio conatus recedendi [siekimo] Žemės centro link santykį, nors ir ne visai tiksliai.

Gerbiamas „Niutono obels“ palikuonis. Kembridžas, Botanikos sodas.

Niutono minimas netikslumas kyla dėl to, kad Niutonas Žemės matmenis ir gravitacijos pagreičio dydį paėmė iš Galilėjaus mechanikos, kur jie pateikiami su didele klaida. Vėliau Niutonas iš Picardo gavo tikslesnius duomenis ir galiausiai įsitikino savo teorijos teisingumu.

Yra žinoma legenda, kad Niutonas gravitacijos dėsnį atrado stebėdamas nuo medžio šakos krentantį obuolį. „Niutono obuolį“ pirmą kartą trumpai paminėjo Niutono biografas Williamas Stukeley, o ši legenda išpopuliarėjo Voltero dėka. Kitas biografas Henry Pembertonas pateikia Niutono samprotavimus (nepaminėdamas obuolio) išsamiau: „palygindamas kelių planetų periodus ir jų atstumus nuo saulės, jis nustatė, kad... ši jėga turi mažėti kvadratine proporcija, nes atstumas didėja“. Kitaip tariant, Niutonas tai atrado iš Trečiasis Keplerio dėsnis, jungiantis planetų orbitos periodus su atstumu iki Saulės, tiksliai vadovaujasi gravitacijos dėsnio „atvirkštine kvadrato formule“ (apytiksliai apskritimo orbitoms). Galutinę gravitacijos dėsnio formuluotę, kuri buvo įtraukta į vadovėlius, Niutonas parašė vėliau, jam paaiškėjus mechanikos dėsniams.

Šie atradimai, kaip ir daugelis vėlesnių, buvo paskelbti 20–40 metų vėliau nei buvo padaryti. Niutonas nesiekė šlovės. 1670 m. jis rašė Johnui Collinsui: „Nematau nieko geidžiamo šlovėje, net jei galėčiau ją užsitarnauti. Tikriausiai tai padidintų mano pažinčių skaičių, bet būtent to labiausiai stengiuosi vengti“. Jis nepaskelbė savo pirmojo mokslinio darbo (1666 m. spalio mėn.), kuriame buvo išdėstyti analizės pagrindai; jis buvo rastas tik po 300 metų.

Mokslinės šlovės pradžia (1667-1684)

Niutonas jaunystėje

1666 m. kovo-birželio mėn. Niutonas lankėsi Kembridže. Kolegijoje likusios drąsios sielos, kaip paaiškėjo, nenukentėjo nei nuo maro, nei net nuo tada populiarių vaistų nuo maro (įskaitant pelenų žievę, stiprų actą, alkoholinius gėrimus ir griežtą dietą). Tačiau vasarą nauja maro banga vėl privertė grįžti namo. Galiausiai, 1667 m. pradžioje, epidemija baigėsi ir Niutonas grįžo į Kembridžą balandį. Spalio 1 d. buvo išrinktas Trejybės koledžo bendradarbiu, o 1668 m. tapo magistru. Jam buvo suteiktas erdvus atskiras kambarys gyventi, paskirtas geras atlyginimas, paskirta studentų grupė, su kuria po kelias valandas per savaitę sąžiningai mokėsi standartinių akademinių dalykų. Tačiau nei tada, nei vėliau Niutonas neišgarsėjo kaip mokytojas, jo paskaitos buvo menkai lankomos.

Sustiprinęs savo pozicijas, Niutonas išvyko į Londoną, kur prieš pat, 1660 m., buvo įkurta Londono karališkoji draugija – autoritetinga iškilių mokslo veikėjų organizacija, viena pirmųjų mokslų akademijų. Karališkosios draugijos leidinys buvo žurnalas „Philosophical Transactions“ (lat. Filosofiniai sandoriai).

1669 m. Europoje pradėjo pasirodyti matematiniai darbai, naudojantys begalinių serijų plėtinius. Nors šių atradimų gylio negalima palyginti su Niutono atradimais, Barrow reikalavo, kad jo mokinys nustatytų savo prioritetą šiuo klausimu. Niutonas parašė trumpą, bet gana išsamią šios savo atradimų dalies santrauką, kurią pavadino „Analizė pagal lygtis su begaliniu terminų skaičiumi“. Barrow išsiuntė šį traktatą į Londoną. Niutonas paprašė Barrow neatskleisti kūrinio autoriaus vardo (tačiau jis vis tiek leido tai paslysti). „Analizė“ išplito tarp specialistų ir įgijo šlovę Anglijoje ir užsienyje.

Tais pačiais metais Barrow priėmė karaliaus kvietimą tapti rūmų kapelionu ir paliko dėstytoją. 1669 m. spalio 29 d. Niutonas buvo išrinktas jo įpėdiniu, matematikos ir optikos profesoriumi Trejybės koledže. Barrow paliko Niutonui didelę alchemijos laboratoriją; Per šį laikotarpį Niutonas rimtai susidomėjo alchemija ir atliko daugybę cheminių eksperimentų.

Niutono atšvaitas

Tuo pat metu jis tęsė optikos ir spalvų teorijos eksperimentus. Niutonas ištyrė sferinę ir chromatinę aberaciją. Kad jų būtų kuo mažiau, jis pastatė mišrų atspindintį teleskopą: lęšį ir įgaubtą sferinį veidrodį, kurį pats pagamino ir nupoliravo. Tokio teleskopo projektą pirmasis pasiūlė James Gregory (1663), tačiau šis planas taip ir nebuvo įgyvendintas. Pirmasis Niutono dizainas (1668 m.) buvo nesėkmingas, tačiau kitas, su kruopščiau poliruotu veidrodžiu, nepaisant maži dydžiai, davė puikios kokybės padidinimą 40 kartų.

Gandai apie naują instrumentą greitai pasiekė Londoną, o Niutonas buvo pakviestas parodyti savo išradimą mokslo bendruomenei. 1671 m. pabaigoje – 1672 m. pradžioje atšvaito demonstravimas įvyko prieš karalių, o vėliau Karališkojoje draugijoje. Prietaisas sulaukė visuotinių recenzijų. Niutonas išgarsėjo ir 1672 m. sausį buvo išrinktas Karališkosios draugijos nariu. Vėliau patobulinti atšvaitai tapo pagrindiniais astronomų įrankiais, su jų pagalba buvo atrasta Urano planeta, kitos galaktikos, raudonasis poslinkis.

Iš pradžių Niutonas vertino savo bendravimą su kolegomis iš Karališkosios draugijos, kurioje, be Barrow'o, buvo Jamesas Gregory'is, Johnas Wallisas, Robertas Hukas, Robertas Boyle'as, Christopheris Wrenas ir kiti garsūs Anglijos mokslo veikėjai. Tačiau netrukus prasidėjo varginantys konfliktai, kurie Newtonui tikrai nepatiko. Visų pirma, triukšmingi ginčai kilo dėl šviesos prigimties. Jau 1672 m. vasario mėn. Niutonas paskelbė „Filosofinius sandorius“. Išsamus aprašymas jo klasikiniai eksperimentai su prizmėmis ir jo spalvų teorija. Hukas, jau paskelbęs savo teoriją, pareiškė, kad jo neįtikino Niutono rezultatai; jį palaikė Huygensas, motyvuodamas tuo, kad Niutono teorija „prieštarauja visuotinai priimtoms pažiūroms“. Niutonas į jų kritiką sureagavo tik po šešių mėnesių, tačiau iki to laiko kritikų skaičius gerokai išaugo. Ypač aktyvus buvo tam tikras Linas iš Lježo, kuris užpuolė draugiją laiškais, kuriuose buvo visiškai absurdiški prieštaravimai Niutono rezultatams.

Dėl nekompetentingų išpuolių lavina Niutonas buvo susierzinęs ir prislėgtas. Jis apgailestavo, kad savo atradimus patikimai atskleidė kolegoms mokslininkams. Niutonas paprašė Oldenburgo draugijos sekretoriaus nesiųsti jam daugiau kritiškų laiškų ir davė įžadą ateičiai: nesivelti į mokslinius ginčus. Savo laiškuose jis skundžiasi, kad yra pasirinkimo akivaizdoje: arba neskelbti savo atradimų, arba visą savo laiką ir jėgas skirti nedraugiškai mėgėjų kritikai atremti. Galiausiai jis pasirinko pirmąjį variantą ir paskelbė apie pasitraukimą iš Karališkosios draugijos (1673 m. kovo 8 d.). Oldenburgas ne be vargo įtikino jį pasilikti. Tačiau moksliniai ryšiai su Draugija dabar yra sumažinti iki minimumo.

Du svarbūs įvykiai įvyko 1673 m. Pirma: karališkuoju dekretu senas Niutono draugas ir globėjas Isaacas Barrowas grįžo į Trejybę, dabar kaip lyderis („šeimininkas“). Antra: Leibnicas, tuo metu žinomas kaip filosofas ir išradėjas, susidomėjo Niutono matematiniais atradimais. Gavęs 1669 m. Niutono darbą apie begalines serijas ir giliai jį išstudijavęs, jis savarankiškai pradėjo kurti savo analizės versiją. 1676 m. Niutonas ir Leibnicas apsikeitė laiškais, kuriuose Niutonas paaiškino daugybę savo metodų, atsakė į Leibnizo klausimus ir užsiminė apie dar bendresnių, dar nepaskelbtų metodų egzistavimą (turintį galvoje bendrąjį diferencialinį ir integralinį skaičiavimą). Karališkosios draugijos sekretorius Henris Oldenburgas atkakliai prašė Niutono paskelbti savo matematinius atradimus apie analizę Anglijos šlovei, tačiau Niutonas atsakė, kad penkerius metus dirba kita tema ir nenori blaškytis. Niutonas į kitą Leibnizo laišką neatsakė. Pirmoji trumpa publikacija apie Niutono analizės versiją pasirodė tik 1693 m., kai Leibnizo versija jau buvo plačiai išplitusi visoje Europoje.

1670-ųjų pabaiga Niutonui buvo liūdna. 1677 metų gegužę netikėtai mirė 47 metų Barrow. Tų pačių metų žiemą Niutono namuose kilo stiprus gaisras, sudegė dalis Niutono rankraščių archyvo. 1678 metais mirė Niutonui palankus Karališkosios draugijos sekretorius Oldenburgas, o naujuoju sekretoriumi tapo priešiškai nusiteikęs Niutonui Hukas. 1679 m. mama Ana sunkiai susirgo; Niutonas atėjo pas ją ir aktyviai dalyvavo slaugant pacientą, tačiau mamos būklė greitai pablogėjo ir ji mirė. Motina ir Barrow buvo vieni iš nedaugelio žmonių, kurie praskaidrino Niutono vienatvę.

„Matematiniai gamtos filosofijos principai“ (1684–1686)

Titulinis Newtono Principia puslapis

Šio kūrinio, kartu su vienu garsiausių mokslo istorijoje Euklido elementais, sukūrimo istorija prasidėjo 1682 m., kai Halio kometos praplaukimas sukėlė susidomėjimą dangaus mechanika. Edmondas Halley bandė įtikinti Niutoną paskelbti savo „bendrą judėjimo teoriją“, apie kurią ilgą laiką sklandė gandai mokslo bendruomenėje. Niutonas atsisakė. Jis paprastai nenorėjo būti atitrauktas nuo savo tyrimų dėl kruopščios užduoties skelbti mokslinius darbus.

1684 m. rugpjūtį Halley atvyko į Kembridžą ir pasakė Niutonui, kad jis, Wrenas ir Hooke'as aptarė, kaip iš gravitacijos dėsnio formulės nustatyti planetų orbitų elipsę, bet nežinojo, kaip priartėti prie sprendimo. Niutonas pranešė, kad jau turi tokį įrodymą, o lapkritį išsiuntė Halley baigtą rankraštį. Jis iš karto įvertino rezultato ir metodo reikšmę, iš karto vėl aplankė Niutoną ir šį kartą sugebėjo įtikinti jį paskelbti savo atradimus. 1684 metų gruodžio 10 d Karališkoji draugija buvo istorinis įrašas:

Ponas Halley... neseniai Kembridže pamatė poną Niutoną ir jis parodė jam įdomų traktatą „De motu“ [On Motion]. Pagal pono Halley pageidavimą Niutonas pažadėjo nusiųsti minėtą traktatą Draugijai.

Darbas prie knygos vyko 1684–1686 m. Remiantis šiais metais mokslininko ir jo padėjėjo giminaičio Humphrey'io Newtono prisiminimais, iš pradžių Niutonas „Principiją“ rašė tarp alcheminių eksperimentų, į kuriuos skyrė daugiausia dėmesio, vėliau pamažu užsitraukė ir entuziastingai atsidavė. dirbti prie pagrindinės savo gyvenimo knygos.

Leidinys turėjo būti išleistas Karališkosios draugijos lėšomis, tačiau 1686 m. pradžioje draugija paskelbė žuvies istorijos traktatą, kuris nebuvo paklausus ir taip išeikvodavo savo biudžetą. Tada Halley paskelbė, kad jis pats padengs publikavimo išlaidas. Draugija su dėkingumu priėmė šį dosnų pasiūlymą ir kaip dalinę kompensaciją suteikė Halley 50 nemokamų traktato apie žuvų istoriją kopijų.

Niutono darbas – galbūt pagal analogiją su Dekarto „Filosofijos principais“ (1644) – buvo pavadintas „matematiniais gamtos filosofijos principais“ (lot. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ), tai yra šiuolaikine kalba „matematiniai fizikos pagrindai“.

1686 m. balandžio 28 d. Karališkajai draugijai buvo pristatytas pirmasis „Matematinių principų“ tomas. Visi trys tomai, šiek tiek pataisę autoriaus, buvo išleisti 1687 m. Tiražas (apie 300 egz.) buvo išparduotas per 4 metus – tam laikui labai greitai.

Puslapis iš Newton's Principia (3 leidimas, 1726)

Tiek fizinis, tiek matematinis Niutono darbų lygis yra visiškai nepalyginamas su jo pirmtakų darbais. Jame trūksta aristoteliškos ar dekartiškos metafizikos su miglotais samprotavimais ir neaiškiai suformuluotomis, dažnai toli siekiančiomis gamtos reiškinių „pirmosiomis priežastimis“. Pavyzdžiui, Niutonas neskelbia, kad gamtoje veikia gravitacijos dėsnis griežtai įrodošis faktas pagrįstas stebimu planetų ir jų palydovų judėjimo vaizdu. Niutono metodas yra sukurti reiškinio modelį „neišgalvojant hipotezių“, o tada, jei yra pakankamai duomenų, ieškoti jo priežasčių. Šis požiūris, prasidėjęs nuo Galileo, reiškė senosios fizikos pabaigą. Kokybinis gamtos aprašymas užleido vietą kiekybiniam - nemažą knygos dalį užima skaičiavimai, brėžiniai ir lentelės.

Savo knygoje Niutonas aiškiai apibrėžė pagrindines mechanikos sąvokas ir pristatė keletą naujų, įskaitant tokius svarbius fizikinius dydžius kaip masė, išorinė jėga ir impulsas. Suformuluoti trys mechanikos dėsniai. Pateikiamas griežtas visų trijų Keplerio dėsnių išvedimas iš gravitacijos dėsnio. Atkreipkite dėmesį, kad buvo aprašytos ir Kepleriui nežinomų dangaus kūnų hiperbolinės ir parabolinės orbitos. Tiesa heliocentrinė sistema Niutonas tiesiogiai neaptaria Koperniko, bet numano; jis netgi įvertina Saulės nukrypimą nuo masės centro saulės sistema. Kitaip tariant, Saulė Niutono sistemoje, skirtingai nei Keplerio sistemoje, nėra ramybės būsenoje, o paklūsta bendriesiems judėjimo dėsniams. IN bendra sistema Taip pat įtrauktos kometos, kurių orbitų tipas tuo metu sukėlė daug ginčų.

Silpnoji Niutono gravitacijos teorijos vieta, daugelio to meto mokslininkų nuomone, buvo šios jėgos prigimties nepaaiškinimas. Niutonas apibūdino tik matematinį aparatą, palikdamas atvirus klausimus apie gravitacijos priežastį ir jos materialųjį nešiklį. Mokslo bendruomenei, kuriai vadovaujasi Dekarto filosofija, tai buvo neįprastas ir sudėtingas požiūris, ir tik pergalinga dangaus mechanikos sėkmė XVIII amžiuje privertė fizikus laikinai susitaikyti su Niutono teorija. Fizinis gravitacijos pagrindas paaiškėjo tik po daugiau nei dviejų šimtmečių, atsiradus Bendrajai reliatyvumo teorijai.

Niutonas sukonstravo matematinį aparatą ir bendrą knygos struktūrą kuo artimiau tuometiniam mokslinio griežtumo standartui – Euklido elementams. Jis sąmoningai beveik niekur nenaudojo matematinės analizės – naujų, neįprastų metodų panaudojimas būtų pakenkęs pateiktų rezultatų patikimumui. Tačiau šis atsargumas nuvertino Niutono pateikimo metodą vėlesnėms skaitytojų kartoms. Niutono knyga buvo pirmasis naujosios fizikos kūrinys ir kartu vienas paskutinių rimtų darbų, naudojant senus matematinių tyrimų metodus. Visi Niutono pasekėjai jau naudojo galingus jo sukurtus matematinės analizės metodus. Didžiausi tiesioginiai Niutono darbų tęsėjai buvo D'Alembertas, Eileris, Laplasas, Clairaut ir Lagrange'as.

1687-1703 m

1687-ieji buvo pažymėti ne tik didžiosios knygos išleidimu, bet ir Niutono konfliktu su karaliumi Jokūbu II. Vasario mėnesį karalius, nuosekliai laikydamasis savo linijos atkurti katalikybę Anglijoje, įsakė Kembridžo universitetui suteikti magistro laipsnį katalikų vienuoliui Albanui Pranciškui. Universiteto vadovybė dvejojo, nenorėjo erzinti karaliaus; Netrukus mokslininkų delegacija, įskaitant Newtoną, buvo iškviesta represijai prieš teisėją Jeffreysą, garsėjantį savo grubumu ir žiaurumu. Džordžas Džefrisas). Niutonas priešinosi bet kokiam kompromisui, kuris pakenktų universiteto autonomijai, ir įtikino delegaciją laikytis principinės pozicijos. Dėl to universiteto prorektorius buvo nušalintas nuo pareigų, tačiau karaliaus noras taip ir nebuvo įvykdytas. Viename iš savo laiškų šiais metais Niutonas išdėstė savo politinius principus:

Kiekvienas doras žmogus pagal Dievo ir žmogaus įstatymus privalo paklusti teisėtiems karaliaus įsakymams. Bet jei Jo Didenybei patariama reikalauti to, ko negali padaryti įstatymai, niekas neturėtų nukentėti, jei toks reikalavimas bus nepaisomas.

1689 m., nuvertus karalių Jokūbą II, Niutonas pirmą kartą buvo išrinktas į parlamentą iš Kembridžo universiteto ir ten sėdėjo šiek tiek daugiau nei metus. Antrieji rinkimai įvyko 1701–1702 m. Yra populiarus anekdotas, kad jis tik vieną kartą kalbėjo Bendruomenių rūmuose, prašydamas uždaryti langą, kad išvengtų skersvėjo. Tiesą sakant, Niutonas savo parlamento pareigas vykdė taip pat sąžiningai, kaip ir visus savo reikalus.

Apie 1691 metus Niutonas sunkiai susirgo (greičiausiai buvo apsinuodijęs cheminių eksperimentų metu, nors yra ir kitų versijų – pervargimas, šokas po gaisro, dėl kurio buvo prarasti svarbūs rezultatai, ir su amžiumi susiję negalavimai). Artimieji bijojo dėl jo sveiko proto; keli išlikę šio laikotarpio jo laiškai rodo psichikos sutrikimą. Tik 1693 metų pabaigoje Niutono sveikata visiškai atsistatė.

1679 m. Niutonas Trejybėje sutiko 18-metį aristokratą, mokslo ir alchemijos mylėtoją Charlesą Montagu (1661–1715). Niutonas tikriausiai padarė stiprų įspūdį Montagu, nes 1696 m., tapęs lordu Halifaksu, Karališkosios draugijos prezidentu ir iždo kancleriu (tai yra Anglijos iždo ministru), Montagu pasiūlė karaliui, kad Niutonas būtų paskirtas. monetų kalyklos prižiūrėtojas. Karalius davė sutikimą, o 1696 metais Niutonas užėmė šias pareigas, paliko Kembridžą ir persikėlė į Londoną. Nuo 1699 m. tapo monetų kalyklos vedėju („meistru“).

Pirmiausia Niutonas nuodugniai išstudijavo monetų gamybos technologiją, sutvarkė dokumentus ir per pastaruosius 30 metų pertvarkė apskaitą. Tuo pačiu metu Niutonas energingai ir sumaniai prisidėjo prie Montagu pinigų reformos, sugrąžindamas pasitikėjimą Anglijos pinigų sistema, kurios jo pirmtakai buvo visiškai apleisti. Anglijoje tais metais apyvartoje buvo beveik vien prastesnės kokybės monetos, o nemažai padirbtų monetų. Plačiai paplito sidabrinių monetų kraštų apipjaustymas. Dabar monetos buvo pradėtos gaminti specialiomis mašinomis, o išilgai apvado buvo užrašas, todėl nusikalstamas metalo šlifavimas tapo neįmanomas. Per 2 metus senoji, prastesnė sidabrinė moneta buvo visiškai išimta iš apyvartos ir iš naujo nukaldinta, naujų monetų gamyba didėjo, kad neatsiliktų nuo jų poreikio, pagerėjo jų kokybė. Infliacija šalyje smarkiai sumažėjo.

Tačiau sąžiningas ir kompetentingas žmogus, vadovaujantis monetų kalyklai, tiko ne kiekvienam. Nuo pat pirmųjų dienų Niutonui pasipylė skundai ir denonsai, nuolat atsirasdavo tikrinimo komisijos. Kaip paaiškėjo, daug pasmerkimų sulaukė klastotojai, suerzinti Niutono reformų. Niutonas, kaip taisyklė, buvo abejingas šmeižtui, tačiau niekada neatleisdavo, jei tai paveikdavo jo garbę ir reputaciją. Jis asmeniškai dalyvavo dešimtyse tyrimų, daugiau nei 100 padirbinėtojų buvo susekti ir nuteisti; nesant sunkinančių aplinkybių, jie dažniausiai buvo siunčiami į Šiaurės Amerikos kolonijas, tačiau keliems vadovams buvo įvykdyta mirties bausmė. Anglijoje padirbtų monetų labai sumažėjo. Montagu savo atsiminimuose labai vertino Niutono parodytus nepaprastus administracinius gebėjimus ir užtikrino reformos sėkmę.

1698 m. balandį Rusijos caras Petras I „Didžiosios ambasados“ metu tris kartus lankėsi monetų kalykloje; Deja, jo vizito ir bendravimo su Niutonu detalės nebuvo išsaugotos. Tačiau žinoma, kad 1700 metais Rusijoje buvo atlikta pinigų reforma, panaši į anglų. O 1713 metais Niutonas išsiuntė carui Petrui į Rusiją pirmuosius šešis spausdintus 2-ojo Principia leidimo egzempliorius.

Niutono mokslinį triumfą simbolizavo du 1699 m. įvykiai: Niutono pasaulio sistemos mokymas prasidėjo Kembridže (nuo 1704 m. Oksforde) ir Paryžiaus mokslų akademija, savo oponentų kartūzų tvirtove, išrinko jį savo užsienio nariu. Visą tą laiką Niutonas vis dar buvo įtrauktas į Trejybės koledžo narį ir profesorių, tačiau 1701 m. gruodį jis oficialiai atsistatydino iš visų savo pareigų Kembridže.

1703 m. mirė Karališkosios draugijos prezidentas lordas Johnas Somersas, kuris per 5 savo prezidentavimo metus tik du kartus dalyvavo draugijos susirinkimuose. Lapkritį Niutonas buvo išrinktas jo įpėdiniu ir valdė Draugiją visą likusį gyvenimą – daugiau nei dvidešimt metų. Skirtingai nei jo pirmtakai, jis asmeniškai dalyvavo visuose susitikimuose ir padarė viską, kad Britanijos karališkoji draugija užimtų garbingą vietą mokslo pasaulyje. Draugijos narių skaičius augo (tarp jų, be Halley, galima išskirti Denisą Papiną, Abrahamą de Moivre'ą, Rogerį Coatesą, Brooke'ą Taylorą), buvo atliekami ir aptariami įdomūs eksperimentai, ženkliai pagerėjo žurnalų straipsnių kokybė, finansinės problemos buvo sušvelnintos. Draugija įsigijo mokamas sekretorius ir savo gyvenamąją vietą (Fleet Street), Niutonas apmokėjo persikraustymo išlaidas iš savo kišenės. Per šiuos metus Niutonas dažnai buvo kviečiamas konsultantu į įvairias vyriausybines komisijas, o būsimoji Didžiosios Britanijos karalienė princesė Caroline valandų valandas su juo kalbėjosi rūmuose filosofinėmis ir religinėmis temomis.

Pastaraisiais metais

Vienas iš paskutinių Niutono portretų (1712 m., Tornhilas)

Jis buvo paskelbtas 1704 m Anglų kalba) monografija „Optika“, nulėmusi šio mokslo raidą iki XIX a. Jame buvo priedas „Apie kreivių kvadratūrą“ - pirmasis ir gana išsamus Niutono matematinės analizės versijos pristatymas. Tiesą sakant, tai paskutinis Niutono darbas gamtos mokslų srityje, nors jis gyveno daugiau nei 20 metų. Bibliotekos kataloge, kurį jis paliko, daugiausia buvo istorijos ir teologijos knygų, ir būtent šiems užsiėmimams Niutonas paskyrė likusį savo gyvenimą. Niutonas liko monetų kalyklos vadovu, nes šios pareigos, skirtingai nei viršininko pareigos, nereikalavo iš jo daug veiklos. Du kartus per savaitę jis eidavo į monetų kalyklą, kartą per savaitę – į Karališkosios draugijos susirinkimą. Niutonas niekada nekeliavo už Anglijos ribų.

1705 metais karalienė Ana įšventino Niutoną į riterius. Nuo šiol jis Seras Izaokas Niutonas. Pirmą kartą Anglijos istorijoje riterio vardas buvo suteiktas už mokslinius nuopelnus; kitą kartą tai įvyko daugiau nei po šimtmečio (1819 m., kalbant apie Humphry Davy). Tačiau kai kurie biografai mano, kad karalienė vadovavosi ne moksliniais, o politiniais motyvais. Niutonas įsigijo savo herbą ir nelabai patikimą kilmę.

1707 metais buvo išleistas Niutono matematinių darbų rinkinys „Universal Aithmetic“. Jame pateikti skaitiniai metodai pažymėjo naujos perspektyvios disciplinos gimimą - skaitinė analizė.

1708 m. prasidėjo atviras prioritetinis ginčas su Leibnizu (žr. toliau), kuriame dalyvavo net valdantieji. Šis dviejų genijų kivirčas mokslui kainavo brangiai – anglų matematikos mokykla greitai išnyko visam šimtmečiui, o europietiškoji ignoravo daugelį puikių Niutono idėjų ir jas atrado iš naujo.

Seras Niutonas pagrįstai laikomas vienu įtakingiausių visų laikų mokslininkų ir pagrindine mokslo revoliucijos figūra. Jo knyga „Matematiniai gamtos filosofijos principai“ („Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica“), kurioje išdėstyti klasikinės mechanikos pagrindai, pirmą kartą buvo išleista 1687 m. 1691 metais Niutonas buvo rimtai nunuodytas; po ekshumacijos jo kūne buvo rasta daug gyvsidabrio.

Niutonas suformulavo judėjimo ir gravitacijos dėsnius, kurie vyravo ateinančius tris šimtmečius tarp mokslininkų, tyrinėjančių fizinės visatos struktūrą. Kepleriui atradus Saulės sistemos planetų judėjimo dėsnį, išgrynintą remiantis Niutono gravitacijos dėsniu, anglų fizikas prarado paskutines abejones dėl heliocentrinio kosmoso modelio pagrįstumo.

Niutonas pastatė pirmąjį veikiantį atspindintį teleskopą ir sukūrė spalvų teoriją, pagrįstą baltos šviesos, skaidomos į spektrines spalvas prizme, stebėjimais. Jis suformulavo empirinį šiluminės spinduliuotės dėsnį ir ištyrė garso greitį. Be savo darbo skaičiavimo srityje, Niutonas prisidėjo prie laipsnių eilučių tyrimo, apibendrino Niutono binominę formulę ir sukūrė Niutono metodą – pasikartojantį skaitinį metodą, leidžiantį rasti tam tikros funkcijos šaknį.

Niutonas buvo Trinity koledžo bendradarbis ir Kembridžo universiteto matematikos profesorius. Be kita ko, Niutonas domėjosi alchemija ir teologija, bet neskelbė jokių chemijos ar alchemijos darbų ir į Bibliją žiūrėjo iš racionalistinės pozicijos. Jo skaičiavimais, pasaulio pabaiga neturėtų ateiti anksčiau nei 2060 m. Jis atsisakė priimti šventus įsakymus iš Anglijos bažnyčios, galbūt todėl, kad atmetė trejybės doktriną. Savo gyvenimo pabaigoje Niutonas tapo Karališkosios draugijos prezidentu.

Izaokas Niutonas gimė 1643 m. sausio 4 d. ūkininko šeimoje Woolsthorpe-by-Colsterworth kaime Linkolnšyre. Tėvas nesulaukė Niutono gimimo. Motina Hannah Ayscough antrą kartą ištekėjo už 63 metų našlės ir susilaukė trijų vaikų. Ji pradėjo mažiau kreipti į Izaoką dėmesio, o berniukas pasitraukė, pasinėrė į skaitymą ir rado išeitį kurdamas neįprastus techninius žaislus.

1655 m. Niutonas įstojo į Grantham mokyklą (The King's School, Grantham) ir gyveno vaistininko namuose. Jo patėvis mirė, o motina 1659 m. grąžino Izaoką į dvarą, bandydama įtraukti jį į namų tvarkymą. Niutonas tiesiog nekentė kaimo. gyvenimą ir buvo labiau linkęs rašyti poeziją nei padėti savo mamai.Galų gale jaunuolis grįžo į mokyklą, kur tapo vienu geriausių mokinių.

1661 m. Izaokas pradėjo studijuoti Trejybės koledže kaip „dydis“, neturtingas studentas, kuris iš esmės priėmė tarno vaidmenį koledže, kad galėtų susimokėti už studijas. Studijų metais Niutonas vis dar neužmezgė artimų ryšių, buvo abejingas šlovei ir buvo visiškai pasinėręs į vieną idėją – pasiekti pačią visko esmę. 1665 m. Niutonas gavo bakalauro laipsnį. Kūrybinio pakilimo bangoje jis nustatė apie 45 pasaulines neišspręstas problemas tiek gamtoje, tiek žmogaus gyvenime. 1665-1667 metais. jis suformulavo pagrindines savo idėjas, kurios vėliau lėmė diferencialinio ir integralinio skaičiavimo sistemą, atspindinčio teleskopo išradimą ir visuotinės gravitacijos dėsnio atradimą.

Niutonas buvo susijęs su Trejybės koledžu daugiau nei 30 metų. Čia jis atliko savo eksperimentus dėl šviesos skilimo. 1668 metais jam suteiktas magistro laipsnis; Niutonas gavo atskirą svetainę ir atlyginimą. Jis ištikimai skaitė paskaitas studentų grupėms standartiniais akademiniais dalykais, tačiau niekada nebuvo populiarus ir jo pamokos buvo menkai lankomos.

1687 m. Izaokas paskelbė savo puikų darbą „Matematiniai gamtos filosofijos principai“. Tuo pat metu prasidėjo jo konfliktas su karaliumi Jokūbu II, tik po kurio nuvertimo Niutonas pirmą kartą buvo išrinktas į parlamentą iš Kembridžo universiteto.

Nuo 1699 metų Niutono pasaulinė sistema pradėta dėstyti Kembridže, o nuo 1704 metų – Oksforde (Oksfordo universitetas). 1701 m. gruodį Niutonas oficialiai atsistatydino iš visų savo pareigų Kembridže ir atsistatydino. 1705 metais karalienė Anne pirmą kartą Anglijos istorijoje įšventino vyrą į jo mokslo pasiekimus. Tačiau seras Isaacas Newtonas, remiantis viena versija, vis dėlto buvo įšventintas į riterius dėl politinių priežasčių.

Prieš pat mirtį Niutonas „sudegė“ ant vertybinių popierių, kai bankrutavo prekybos bendrovės „The South Sea Company“ bankas. Jis mirė miegodamas 1727 m. kovo 31 d. Kembridžo psichologas Simonas Baronas-Cohenas įsitikinęs, kad Aspergerio sindromas buvo Niutono kontaktų trūkumo ir socialinio bendravimo sunkumų priežastis.

Ankstyvieji metai

Izaokas Niutonas, mažo, bet klestinčio ūkininko sūnus, gimė Vulsthorpo kaime Linkolnšyre pilietinio karo išvakarėse. Niutono tėvas nesulaukė sūnaus gimimo. Berniukas gimė neišnešiotas ir sirgo, todėl ilgai nedrįso jo krikštyti. Tačiau jis išgyveno, buvo pakrikštytas (sausio 1 d.) ir velionio tėvo garbei pavadintas Izaoku. Gimimo per Kalėdas faktą Niutonas laikė ypatingu likimo ženklu. Nepaisant prastos sveikatos kūdikystėje, jis išgyveno 84 metus.

Niutonas nuoširdžiai tikėjo, kad jo šeima grįžo į Škotijos didikus XV amžiuje, tačiau istorikai išsiaiškino, kad 1524 m. jo protėviai buvo neturtingi valstiečiai. Iki XVI amžiaus pabaigos šeima praturtėjo ir tapo jeomenais (dvarininkais). Niutono tėvas paliko tuo metu didelę 500 svarų sterlingų sumą ir kelis šimtus hektarų derlingos žemės, kurią užėmė laukai ir miškai.

1646 m. ​​sausį Niutono motina Hannah Ayscough ištekėjo iš naujo. Ji susilaukė trijų vaikų su savo naujuoju vyru, 63 metų našliu, ir pradėjo mažai dėmesio skirti Izaokui. Berniuko globėjas buvo jo dėdė iš motinos pusės William Ayscough. Vaikystėje Niutonas, pasak amžininkų, buvo tylus, uždaras ir izoliuotas, mėgo skaityti ir gaminti techninius žaislus: saulės laikrodį ir vandens laikrodį, malūną ir kt. Visą gyvenimą jautėsi vienišas.

Jo patėvis mirė 1653 m., dalis jo palikimo atiteko Niutono motinai ir ji buvo nedelsiant užregistruota Izaoko vardu. Motina grįžo namo, bet daugiausia dėmesio skyrė trims jauniausiems vaikams ir dideliam namų ūkiui; Izaokas vis dar buvo paliktas savieigai.

1655 m. 12-metis Niutonas buvo išsiųstas mokytis į netoliese esančią Granthamo mokyklą, kur gyveno vaistininko Klarko namuose. Netrukus vaikinas pademonstravo nepaprastus sugebėjimus, tačiau 1659 m. jo motina Ana grąžino jį į dvarą ir dalį namų ūkio bandė patikėti savo 16-mečiui sūnui. Bandymas nebuvo sėkmingas – Izaokas pirmenybę teikė knygų skaitymui, poezijos rašymui, o ypač įvairių mechanizmų projektavimui, o ne visai kitai veiklai. Tuo metu Stoksas, Niutono mokyklos mokytojas, kreipėsi į Aną ir pradėjo įtikinėti ją tęsti savo neįprastai gabaus sūnaus mokslus; Prie šio prašymo prisijungė dėdė Williamas ir Isaac's Grantham pažįstamas (vaistininko Klarko giminaitis) Humphrey'us Babingtonas, Kembridžo Trejybės koledžo narys. Bendromis pastangomis jie galiausiai pasiekė savo tikslą. 1661 m. Niutonas sėkmingai baigė mokyklą ir tęsė mokslus Kembridžo universitete.

Trejybės koledžas (1661–1664)

1661 m. birželį 18-metis Niutonas atvyko į Kembridžą. Pagal chartiją jam buvo atliktas lotynų kalbos žinių egzaminas, po kurio jis buvo informuotas, kad buvo priimtas į Kembridžo universiteto Trejybės koledžą (Šventosios Trejybės koledžą). Su šia mokymo įstaiga siejama daugiau nei 30 Niutono gyvenimo metų.

Kolegija, kaip ir visas universitetas, išgyveno sunkų laikotarpį. Anglijoje ką tik buvo atkurta monarchija (1660 m.), karalius Karolis II dažnai delsė mokėjimus dėl universiteto, atleisdavo nemažą dalį per revoliuciją paskirtų dėstytojų. Iš viso Trejybės koledže gyveno 400 žmonių, įskaitant studentus, tarnus ir 20 elgetų, kuriems pagal chartiją kolegija privalėjo duoti išmaldą. Švietimo procesas buvo apgailėtinas.

Niutonas buvo įtrauktas į „sizar“ studentų kategoriją, iš kurių nebuvo imamas mokestis už mokslą (tikriausiai Babingtono rekomendacija). Labai mažai dokumentinių įrodymų ir prisiminimų apie šį jo gyvenimo laikotarpį išliko. Per šiuos metus galutinai susiformavo Niutono charakteris – noras pasiekti dugną, nepakantumas apgaulei, šmeižtui ir priespaudai, abejingumas viešajai šlovei. Jis vis dar neturėjo draugų.

1664 m. balandį Niutonas, išlaikęs egzaminus, perėjo į aukštesnę studentų „moksliukų“ kategoriją, kuri suteikė jam teisę gauti stipendiją ir tęsti mokslus kolegijoje.

Nepaisant Galilėjaus atradimų, mokslas ir filosofija Kembridže vis dar buvo mokomi pagal Aristotelį. Tačiau išlikusiuose Niutono sąsiuviniuose jau minimas Galilėjus, Kopernikas, Kartezianizmas, Kepleris ir Gassendi atominė teorija. Sprendžiant iš šių sąsiuvinių, jis ir toliau gamino (daugiausia mokslinius instrumentus), entuziastingai užsiėmė optika, astronomija, matematika, fonetika ir muzikos teorija. Pagal sugyventinės atsiminimus, Niutonas visa širdimi atsidavė studijoms, pamiršdamas maistą ir miegą; tikriausiai, nepaisant visų sunkumų, būtent tokio gyvenimo būdo jis pats troško.

1664-ieji Niutono gyvenime buvo turtingi ir kitų įvykių. Niutonas patyrė kūrybinį bangą, pradėjo savarankišką mokslinę veiklą ir sudarė plataus masto (45 balų) neišspręstų gamtos ir žmogaus gyvenimo problemų sąrašą (Klausimynas, lot. Questiones quaedam philosophicae). Ateityje panašūs sąrašai jo darbo knygelėse pasirodys dar ne kartą. Tų pačių metų kovą kolegijos naujai įkurtoje (1663 m.) matematikos katedroje paskaitas pradėjo naujas mokytojas – 34 metų Isaacas Barrow, pagrindinis matematikas, būsimas Niutono draugas ir mokytojas. Niutono susidomėjimas matematika smarkiai išaugo. Jis padarė pirmąjį reikšmingą matematinį atradimą: binominį išplėtimą savavališkam racionaliam eksponentui (įskaitant neigiamus), ir per jį priėjo prie savo pagrindinio matematinio metodo - funkcijos išplėtimo į begalinę eilutę. Galiausiai, pačioje metų pabaigoje, Niutonas tapo bakalauru.

Mokslinė parama ir įkvėpimas Niutono darbui buvo fizikai: Galilėjus, Dekartas ir Kepleris. Niutonas užbaigė savo darbą sujungdamas juos į universalią pasaulio sistemą. Kiti matematikai ir fizikai turėjo mažesnę, bet reikšmingą įtaką: Euklidas, Fermatas, Huygensas, Volisas ir jo tiesioginis mokytojas Barrow. Niutono mokinio sąsiuvinyje yra programos frazė:

„Maro metai“ (1665–1667)

1664 m. Kūčių vakarą ant Londono namų pradėjo dygti raudoni kryžiai – pirmieji Didžiosios maro epidemijos ženklai. Iki vasaros mirtina epidemija gerokai išsiplėtė. 1665 m. rugpjūčio 8 d. Trejybės koledžo pamokos buvo sustabdytos, o darbuotojai išformuoti iki epidemijos pabaigos. Niutonas išvyko namo į Vulsthorpą, pasiėmęs pagrindines knygas, sąsiuvinius ir instrumentus.

Tai buvo pragaištingi metai Anglijai – niokojantis maras (vien Londone mirė penktadalis gyventojų), pražūtingas karas su Olandija ir Didysis Londono gaisras. Tačiau didelę dalį savo mokslinių atradimų Niutonas padarė „maro metų“ vienatvėje. Iš išlikusių užrašų aišku, kad 23 metų Niutonas jau puikiai mokėjo pagrindinius diferencialinio ir integralinio skaičiavimo metodus, įskaitant nuoseklų funkcijų išplėtimą ir tai, kas vėliau buvo vadinama Niutono-Leibnizo formule. Atlikęs daugybę išradingų optinių eksperimentų, jis įrodė, kad balta spalva yra spektro spalvų mišinys. Vėliau Niutonas prisiminė šiuos metus:

Tačiau reikšmingiausias jo atradimas per šiuos metus buvo visuotinės gravitacijos dėsnis. Vėliau, 1686 m., Niutonas rašė Halley:

Niutono minimas netikslumas kyla dėl to, kad Niutonas Žemės matmenis ir gravitacijos pagreičio dydį paėmė iš Galilėjaus mechanikos, kur jie pateikiami su didele klaida. Vėliau Niutonas iš Picardo gavo tikslesnius duomenis ir galiausiai įsitikino savo teorijos teisingumu.

Yra žinoma legenda, kad Niutonas gravitacijos dėsnį atrado stebėdamas nuo medžio šakos krentantį obuolį. Pirmą kartą „Niutono obuolį“ trumpai paminėjo Niutono biografas Williamas Stukeley (knyga „Memuarai apie Niutono gyvenimą“, 1752):

Legenda išpopuliarėjo Volterio dėka. Iš tikrųjų, kaip matyti iš Niutono darbo knygų, jo universaliosios gravitacijos teorija vystėsi palaipsniui. Kitas biografas Henry Pembertonas pateikia Niutono samprotavimus (nepaminėdamas obuolio) išsamiau: „palygindamas kelių planetų periodus ir jų atstumus nuo saulės, jis nustatė, kad... ši jėga turi mažėti kvadratine proporcija, nes atstumas didėja“. Kitaip tariant, Niutonas atrado, kad iš trečiojo Keplerio dėsnio, susiejančio planetų orbitos periodus su atstumu iki Saulės, jis tiksliai atitinka gravitacijos dėsnio „atvirkštinę kvadrato formulę“ (apytiksliai apskritimo orbitoms). Galutinę gravitacijos dėsnio formuluotę, kuri buvo įtraukta į vadovėlius, Niutonas parašė vėliau, jam paaiškėjus mechanikos dėsniams.

Šie atradimai, kaip ir daugelis vėlesnių, buvo paskelbti 20–40 metų vėliau nei buvo padaryti. Niutonas nesiekė šlovės. 1670 m. jis rašė Johnui Collinsui: „Nematau nieko geidžiamo šlovėje, net jei galėčiau ją užsitarnauti. Galbūt tai padidintų mano pažįstamų skaičių, bet būtent to labiausiai stengiuosi vengti. Jis nepaskelbė savo pirmojo mokslinio darbo (1666 m. spalio mėn.), kuriame buvo išdėstyti analizės pagrindai; jis buvo rastas tik po 300 metų.

Mokslinės šlovės pradžia (1667-1684)

1666 m. kovo-birželio mėn. Niutonas lankėsi Kembridže. Tačiau vasarą nauja maro banga vėl privertė grįžti namo. Galiausiai, 1667 m. pradžioje, epidemija atslūgo, o Niutonas grįžo į Kembridžą balandį. Spalio 1 dieną jis buvo išrinktas Trejybės koledžo bendradarbiu, o 1668 m. tapo magistru. Jam buvo skirtas erdvus atskiras kambarys gyventi, paskirtas atlyginimas (2 svarai per metus) ir studentų grupė, su kuria jis sąžiningai mokėsi standartinių akademinių dalykų keletą valandų per savaitę. Tačiau nei tada, nei vėliau Niutonas neišgarsėjo kaip mokytojas, jo paskaitos buvo menkai lankomos.

Sustiprinęs savo pozicijas, Niutonas išvyko į Londoną, kur prieš pat, 1660 m., buvo įkurta Londono karališkoji draugija – autoritetinga iškilių mokslo veikėjų organizacija, viena pirmųjų mokslų akademijų. Karališkosios draugijos leidinys buvo žurnalas „Philosophical Transactions“.

1669 m. Europoje pradėjo pasirodyti matematiniai darbai, naudojantys begalinių serijų plėtinius. Nors šių atradimų gylio negalima palyginti su Niutono atradimais, Barrow reikalavo, kad jo mokinys nustatytų savo prioritetą šiuo klausimu. Niutonas parašė trumpą, bet gana išsamią šios savo atradimų dalies santrauką, kurią pavadino „Analizė pagal lygtis su begaliniu terminų skaičiumi“. Barrow išsiuntė šį traktatą į Londoną. Niutonas paprašė Barrow neatskleisti kūrinio autoriaus vardo (tačiau jis vis tiek leido tai paslysti). „Analizė“ išplito tarp specialistų ir įgijo šlovę Anglijoje ir užsienyje.

Tais pačiais metais Barrow priėmė karaliaus kvietimą tapti rūmų kapelionu ir paliko dėstytoją. 1669 m. spalio 29 d. 26-erių Niutonas buvo išrinktas jo įpėdiniu, matematikos ir optikos profesoriumi Trejybės koledže, o jo atlyginimas – 100 svarų per metus. Barrow paliko Niutonui didelę alchemijos laboratoriją; Per šį laikotarpį Niutonas rimtai susidomėjo alchemija ir atliko daugybę cheminių eksperimentų.

Tuo pačiu metu Niutonas tęsė optikos ir spalvų teorijos eksperimentus. Niutonas tyrė sferinę ir chromatinę aberaciją. Kad jų būtų kuo mažiau, jis pastatė mišrų atspindintį teleskopą: lęšį ir įgaubtą sferinį veidrodį, kurį pats pagamino ir nupoliravo. Tokio teleskopo projektą pirmasis pasiūlė James Gregory (1663), tačiau šis planas taip ir nebuvo įgyvendintas. Pirmasis Niutono dizainas (1668 m.) buvo nesėkmingas, tačiau kitas su kruopščiau poliruotu veidrodžiu, nepaisant mažo dydžio, suteikė puikios kokybės padidinimą 40 kartų.

Gandai apie naują instrumentą greitai pasiekė Londoną, o Niutonas buvo pakviestas parodyti savo išradimą mokslo bendruomenei. 1671 m. pabaigoje – 1672 m. pradžioje atšvaito demonstravimas įvyko prieš karalių, o vėliau Karališkojoje draugijoje. Prietaisas sulaukė visuotinių recenzijų. Tikriausiai įtakos turėjo ir praktinė išradimo svarba: astronominiai stebėjimai padėjo tiksliai nustatyti laiką, kuris savo ruožtu buvo būtinas laivybai jūroje. Niutonas išgarsėjo ir 1672 m. sausį buvo išrinktas Karališkosios draugijos nariu. Vėliau patobulinti atšvaitai tapo pagrindiniais astronomų įrankiais, su jų pagalba buvo atrasta Urano planeta, kitos galaktikos, raudonasis poslinkis.

Iš pradžių Niutonas vertino savo bendravimą su kolegomis iš Karališkosios draugijos, kurioje, be Barrow'o, buvo Jamesas Gregory'is, Johnas Wallisas, Robertas Hukas, Robertas Boyle'as, Christopheris Wrenas ir kiti garsūs Anglijos mokslo veikėjai. Tačiau netrukus prasidėjo varginantys konfliktai, kurie Newtonui tikrai nepatiko. Visų pirma, triukšmingi ginčai kilo dėl šviesos prigimties. Tai prasidėjo, kai 1672 m. vasario mėn. Niutonas paskelbė išsamų savo klasikinių eksperimentų su prizmėmis ir spalvų teorijos filosofiniuose sandoriuose aprašymą. Hooke'as, anksčiau paskelbęs savo teoriją, pareiškė, kad jo neįtikino Niutono rezultatai; jį palaikė Huygensas, motyvuodamas tuo, kad Niutono teorija „prieštarauja visuotinai priimtoms pažiūroms“. Niutonas į jų kritiką sureagavo tik po šešių mėnesių, tačiau iki to laiko kritikų skaičius gerokai išaugo.

Dėl nekompetentingų išpuolių lavina Niutonas buvo susierzinęs ir prislėgtas. Jis apgailestavo, kad savo atradimus patikimai atskleidė kolegoms mokslininkams. Niutonas paprašė Oldenburgo draugijos sekretoriaus nesiųsti jam daugiau kritiškų laiškų ir davė įžadą ateičiai: nesivelti į mokslinius ginčus. Savo laiškuose jis skundžiasi, kad yra pasirinkimo akivaizdoje: arba neskelbti savo atradimų, arba visą savo laiką ir jėgas skirti nedraugiškai mėgėjų kritikai atremti. Galiausiai jis pasirinko pirmąjį variantą ir paskelbė apie pasitraukimą iš Karališkosios draugijos (1673 m. kovo 8 d.). Oldenburgas ne be vargo įtikino jį pasilikti. Tačiau moksliniai ryšiai su Draugija dabar yra sumažinti iki minimumo.

Du svarbūs įvykiai įvyko 1673 m. Pirma: karališkuoju dekretu senas Niutono draugas ir globėjas Isaacas Barrowas grįžo į Trejybę, dabar kaip lyderis („šeimininkas“). Antra: Leibnicas, tuo metu žinomas kaip filosofas ir išradėjas, susidomėjo Niutono matematiniais atradimais. Gavęs 1669 m. Niutono darbą apie begalines serijas ir giliai jį išstudijavęs, jis savarankiškai pradėjo kurti savo analizės versiją. 1676 m. Niutonas ir Leibnicas apsikeitė laiškais, kuriuose Niutonas paaiškino daugybę savo metodų, atsakė į Leibnizo klausimus ir užsiminė apie dar bendresnių, dar nepaskelbtų metodų egzistavimą (turintį galvoje bendrąjį diferencialinį ir integralinį skaičiavimą). Karališkosios draugijos sekretorius Henris Oldenburgas atkakliai prašė Niutono paskelbti savo matematinius atradimus apie analizę Anglijos šlovei, tačiau Niutonas atsakė, kad penkerius metus dirba kita tema ir nenori blaškytis. Niutonas į kitą Leibnizo laišką neatsakė. Pirmoji trumpa publikacija apie Niutono analizės versiją pasirodė tik 1693 m., kai Leibnizo versija jau buvo plačiai išplitusi visoje Europoje.

1670-ųjų pabaiga Niutonui buvo liūdna. 1677 metų gegužę netikėtai mirė 47 metų Barrow. Tų pačių metų žiemą Niutono namuose kilo stiprus gaisras, sudegė dalis Niutono rankraščių archyvo. 1677 metų rugsėjį mirė Niutonui palankios Karališkosios draugijos sekretorius Oldenburgas, o naujuoju sekretoriumi tapo priešiškai nusiteikęs Niutonui Hukas. 1679 m. mama Ana sunkiai susirgo; Niutonas, palikęs visus savo reikalus, atvyko pas ją, aktyviai dalyvavo slaugant pacientą, tačiau mamos būklė greitai pablogėjo ir ji mirė. Motina ir Barrow buvo vieni iš nedaugelio žmonių, kurie praskaidrino Niutono vienatvę.

"Matematiniai gamtos filosofijos principai" (1684-1686)

Šio kūrinio, kartu su vienu garsiausių mokslo istorijoje Euklido elementais, sukūrimo istorija prasidėjo 1682 m., kai Halio kometos praplaukimas sukėlė susidomėjimą dangaus mechanika. Edmondas Halley bandė įtikinti Niutoną paskelbti savo „bendrą judėjimo teoriją“, apie kurią ilgą laiką sklandė gandai mokslo bendruomenėje. Niutonas atsisakė. Jis paprastai nenorėjo būti atitrauktas nuo savo tyrimų dėl kruopščios užduoties skelbti mokslinius darbus.

1684 m. rugpjūtį Halley atvyko į Kembridžą ir pasakė Niutonui, kad jis, Wrenas ir Hooke'as aptarė, kaip iš gravitacijos dėsnio formulės nustatyti planetų orbitų elipsę, bet nežinojo, kaip priartėti prie sprendimo. Niutonas pranešė, kad jau turi tokį įrodymą, o lapkritį išsiuntė Halley baigtą rankraštį. Jis iš karto įvertino rezultato ir metodo reikšmę, iš karto vėl aplankė Niutoną ir šį kartą sugebėjo įtikinti jį paskelbti savo atradimus. 1684 m. gruodžio 10 d. Karališkosios draugijos protokole pasirodė istorinis įrašas:

Darbas prie knygos vyko 1684–1686 m. Remiantis šiais metais mokslininko ir jo padėjėjo giminaičio Humphrey'io Newtono prisiminimais, iš pradžių Niutonas „Principiją“ rašė tarp alcheminių eksperimentų, į kuriuos skyrė daugiausia dėmesio, vėliau pamažu užsitraukė ir entuziastingai atsidavė. dirbti prie pagrindinės savo gyvenimo knygos.

Leidinys turėjo būti išleistas Karališkosios draugijos lėšomis, tačiau 1686 m. pradžioje draugija paskelbė žuvies istorijos traktatą, kuris nebuvo paklausus ir taip išeikvodavo savo biudžetą. Tada Halley paskelbė, kad jis pats padengs publikavimo išlaidas. Draugija su dėkingumu priėmė šį dosnų pasiūlymą ir kaip dalinę kompensaciją suteikė Halley 50 nemokamų traktato apie žuvų istoriją kopijų.

Niutono veikalas – galbūt pagal analogiją su Dekarto „Filosofijos principais“ (1644) – buvo pavadintas „matematiniais gamtos filosofijos principais“ (lot. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), tai yra, šiuolaikine kalba, „matematiniais fizikos pagrindais“.

1686 m. balandžio 28 d. Karališkajai draugijai buvo pristatytas pirmasis „Matematinių principų“ tomas. Visi trys tomai, šiek tiek pataisę autoriaus, buvo išleisti 1687 m. Tiražas (apie 300 egz.) buvo išparduotas per 4 metus – tam laikui labai greitai.

Tiek fizinis, tiek matematinis Niutono darbų lygis yra visiškai nepalyginamas su jo pirmtakų darbais. Jame trūksta aristoteliškos ar dekartiškos metafizikos su miglotais samprotavimais ir neaiškiai suformuluotomis, dažnai toli siekiančiomis gamtos reiškinių „pirmosiomis priežastimis“. Pavyzdžiui, Niutonas neskelbia, kad gamtoje veikia gravitacijos dėsnis; jis griežtai įrodo šį faktą, remdamasis stebimu planetų ir jų palydovų judėjimo vaizdu. Niutono metodas yra sukurti reiškinio modelį „neišgalvojant hipotezių“, o tada, jei yra pakankamai duomenų, ieškoti jo priežasčių. Šis požiūris, prasidėjęs nuo Galileo, reiškė senosios fizikos pabaigą. Kokybinis gamtos aprašymas užleido vietą kiekybiniam - nemažą knygos dalį užima skaičiavimai, brėžiniai ir lentelės.

Savo knygoje Niutonas aiškiai apibrėžė pagrindines mechanikos sąvokas ir pristatė keletą naujų, įskaitant tokius svarbius fizikinius dydžius kaip masė, išorinė jėga ir impulsas. Suformuluoti trys mechanikos dėsniai. Pateikiamas griežtas visų trijų Keplerio dėsnių išvedimas iš gravitacijos dėsnio. Atkreipkite dėmesį, kad buvo aprašytos ir Kepleriui nežinomų dangaus kūnų hiperbolinės ir parabolinės orbitos. Koperniko heliocentrinės sistemos tiesos Niutonas neaptaria tiesiogiai, o numanoma; jis netgi įvertina Saulės nukrypimą nuo Saulės sistemos masės centro. Kitaip tariant, Saulė Niutono sistemoje, skirtingai nei Keplerio sistemoje, nėra ramybės būsenoje, o paklūsta bendriesiems judėjimo dėsniams. Į bendrą sistemą buvo įtrauktos ir kometos, kurių orbitų tipas tuo metu sukėlė daug ginčų.

Silpnoji Niutono gravitacijos teorijos vieta, daugelio to meto mokslininkų nuomone, buvo šios jėgos prigimties nepaaiškinimas. Niutonas apibūdino tik matematinį aparatą, palikdamas atvirus klausimus apie gravitacijos priežastį ir jos materialųjį nešiklį. Mokslo bendruomenei, kuriai vadovaujasi Dekarto filosofija, tai buvo neįprastas ir sudėtingas požiūris, ir tik pergalinga dangaus mechanikos sėkmė XVIII amžiuje privertė fizikus laikinai susitaikyti su Niutono teorija. Fizinis gravitacijos pagrindas paaiškėjo tik po daugiau nei dviejų šimtmečių, atsiradus Bendrajai reliatyvumo teorijai.

Niutonas sukonstravo matematinį aparatą ir bendrą knygos struktūrą kuo artimiau tuometiniam mokslinio griežtumo standartui – Euklido elementams. Jis sąmoningai beveik niekur nenaudojo matematinės analizės – naujų, neįprastų metodų panaudojimas būtų pakenkęs pateiktų rezultatų patikimumui. Tačiau šis atsargumas nuvertino Niutono pateikimo metodą vėlesnėms skaitytojų kartoms. Niutono knyga buvo pirmasis naujosios fizikos kūrinys ir kartu vienas paskutinių rimtų darbų, naudojant senus matematinių tyrimų metodus. Visi Niutono pasekėjai jau naudojo galingus jo sukurtus matematinės analizės metodus. Didžiausi tiesioginiai Niutono darbų tęsėjai buvo D'Alembertas, Eileris, Laplasas, Clairaut ir Lagrange'as.

Administracinė veikla (1687-1703)

1687-ieji buvo pažymėti ne tik didžiosios knygos išleidimu, bet ir Niutono konfliktu su karaliumi Jokūbu II. Vasario mėnesį karalius, nuosekliai laikydamasis savo linijos atkurti katalikybę Anglijoje, įsakė Kembridžo universitetui suteikti magistro laipsnį katalikų vienuoliui Albanui Pranciškui. Universiteto vadovybė dvejojo, nenorėjo erzinti karaliaus; Netrukus mokslininkų delegacija, įskaitant Newtoną, buvo iškviesta keršto lordui vyriausiajam teisėjui George'ui Jeffreysui, garsėjančiam savo grubumu ir žiaurumu. Niutonas priešinosi bet kokiam kompromisui, kuris pakenktų universiteto autonomijai, ir įtikino delegaciją laikytis principinės pozicijos. Dėl to universiteto prorektorius buvo nušalintas nuo pareigų, tačiau karaliaus noras taip ir nebuvo įvykdytas. Viename iš savo laiškų šiais metais Niutonas išdėstė savo politinius principus:

1689 m., nuvertus karalių Jokūbą II, Niutonas pirmą kartą buvo išrinktas į parlamentą iš Kembridžo universiteto ir ten sėdėjo šiek tiek daugiau nei metus. Antrieji rinkimai įvyko 1701–1702 m. Yra populiarus anekdotas, kad jis tik vieną kartą kalbėjo Bendruomenių rūmuose, prašydamas uždaryti langą, kad išvengtų skersvėjo. Tiesą sakant, Niutonas savo parlamento pareigas vykdė taip pat sąžiningai, kaip ir visus savo reikalus.

Apie 1691 metus Niutonas sunkiai susirgo (greičiausiai buvo apsinuodijęs cheminių eksperimentų metu, nors yra ir kitų versijų – pervargimas, šokas po gaisro, dėl kurio buvo prarasti svarbūs rezultatai, ir su amžiumi susiję negalavimai). Artimieji bijojo dėl jo sveiko proto; keli išlikę šio laikotarpio jo laiškai rodo psichikos sutrikimą. Tik 1693 metų pabaigoje Niutono sveikata visiškai atsistatė.

1679 m. Niutonas Trejybėje sutiko 18-metį aristokratą, mokslo ir alchemijos mylėtoją Charlesą Montagu (1661-1715). Niutonas tikriausiai padarė stiprų įspūdį Montagu, nes 1696 m., tapęs lordu Halifaksu, Karališkosios draugijos prezidentu ir iždo kancleriu (tai yra Anglijos iždo ministru), Montagu pasiūlė karaliui, kad Niutonas būtų paskirtas. monetų kalyklos prižiūrėtojas. Karalius davė sutikimą, o 1696 metais Niutonas užėmė šias pareigas, paliko Kembridžą ir persikėlė į Londoną. Nuo 1699 m. tapo monetų kalyklos vedėju („meistru“).

Pirmiausia Niutonas nuodugniai išstudijavo monetų gamybos technologiją, sutvarkė dokumentus ir per pastaruosius 30 metų pertvarkė apskaitą. Tuo pačiu metu Niutonas energingai ir sumaniai prisidėjo prie Montagu pinigų reformos, sugrąžindamas pasitikėjimą Anglijos pinigų sistema, kurios jo pirmtakai buvo visiškai apleisti. Anglijoje tais metais apyvartoje buvo beveik vien prastesnės kokybės monetos, o nemažai padirbtų monetų. Plačiai paplito sidabrinių monetų kraštų apipjaustymas. Dabar monetos buvo pradėtos gaminti specialiomis mašinomis, o išilgai apvado buvo užrašas, todėl nusikalstamas metalo šlifavimas tapo neįmanomas. Per 2 metus senoji, prastesnė sidabrinė moneta buvo visiškai išimta iš apyvartos ir iš naujo nukaldinta, naujų monetų gamyba didėjo, kad neatsiliktų nuo jų poreikio, pagerėjo jų kokybė. Anksčiau, vykdant tokias reformas, gyventojai senus pinigus turėdavo keisti pagal svorį, po to grynųjų pinigų kiekis sumažėjo tiek tarp asmenų (privačių ir juridinių), tiek visoje šalyje, tačiau palūkanos ir paskolos įsipareigojimai išliko tokie patys, todėl ekonomika prasidėjo stagnacija. Niutonas pasiūlė keisti pinigus nominalia kaina, kuri užkirto kelią šioms problemoms, o neišvengiamą lėšų trūkumą po to kompensavo imant paskolas iš kitų šalių (daugiausia iš Olandijos), infliacija smarkiai sumažėjo, tačiau valstybės skola išorėje išaugo amžiaus vidurio iki precedento neturinčio lygio Anglijos dydžių istorijoje. Tačiau per tą laiką buvo pastebimas ekonomikos augimas, dėl kurio padidėjo mokesčių įnašai į iždą (tokio dydžio kaip Prancūzijoje, nepaisant to, kad Prancūzija buvo 2,5 karto apgyvendinta). daugiau žmonių), dėl to pamažu buvo apmokėta valstybės skola.

Tačiau sąžiningas ir kompetentingas žmogus, vadovaujantis monetų kalyklai, tiko ne kiekvienam. Nuo pat pirmųjų dienų Niutonui pasipylė skundai ir denonsai, nuolat atsirasdavo tikrinimo komisijos. Kaip paaiškėjo, daug pasmerkimų sulaukė klastotojai, suerzinti Niutono reformų. Niutonas, kaip taisyklė, buvo abejingas šmeižtui, tačiau niekada neatleisdavo, jei tai paveikdavo jo garbę ir reputaciją. Jis asmeniškai dalyvavo dešimtyse tyrimų, daugiau nei 100 padirbinėtojų buvo susekti ir nuteisti; nesant sunkinančių aplinkybių, jie dažniausiai buvo siunčiami į Šiaurės Amerikos kolonijas, tačiau keliems vadovams buvo įvykdyta mirties bausmė. Anglijoje padirbtų monetų labai sumažėjo. Montagu savo atsiminimuose labai vertino Niutono parodytus nepaprastus administracinius gebėjimus ir užtikrino reformos sėkmę. Taigi mokslininko vykdytos reformos ne tik užkirto kelią ekonominei krizei, bet ir po dešimtmečių lėmė ženkliai išaugusią šalies gerovę.

1698 m. balandį Rusijos caras Petras I „Didžiosios ambasados“ metu tris kartus lankėsi monetų kalykloje; Deja, jo vizito ir bendravimo su Niutonu detalės nebuvo išsaugotos. Tačiau žinoma, kad 1700 metais Rusijoje buvo atlikta pinigų reforma, panaši į anglų. O 1713 metais Niutonas išsiuntė carui Petrui į Rusiją pirmuosius šešis spausdintus 2-ojo Principia leidimo egzempliorius.

Niutono mokslinį triumfą simbolizavo du 1699 m. įvykiai: Kembridže pradėta dėstyti Niutono pasaulio sistema (nuo 1704 m. Oksforde), o Paryžiaus mokslų akademija, dekartiškųjų oponentų tvirtovė, išrinko jį užsienio nariu. Visą tą laiką Niutonas vis dar buvo įtrauktas į Trejybės koledžo narį ir profesorių, tačiau 1701 m. gruodį jis oficialiai atsistatydino iš visų savo pareigų Kembridže.

1703 m. mirė Karališkosios draugijos prezidentas lordas Johnas Somersas, kuris per 5 savo prezidentavimo metus tik du kartus dalyvavo draugijos susirinkimuose. Lapkritį Niutonas buvo išrinktas jo įpėdiniu ir valdė Draugiją visą likusį gyvenimą – daugiau nei dvidešimt metų. Skirtingai nei jo pirmtakai, jis asmeniškai dalyvavo visuose susitikimuose ir padarė viską, kad Britanijos karališkoji draugija užimtų garbingą vietą mokslo pasaulyje. Draugijos narių skaičius augo (tarp jų, be Halley, galima išskirti Denisą Papiną, Abrahamą de Moivre'ą, Rogerį Coatesą, Brooke'ą Taylorą), buvo atliekami ir aptariami įdomūs eksperimentai, ženkliai pagerėjo žurnalų straipsnių kokybė, finansinės problemos buvo sušvelnintos. Draugija įsigijo mokamas sekretorius ir savo gyvenamąją vietą (Fleet Street), Niutonas apmokėjo persikraustymo išlaidas iš savo kišenės. Per šiuos metus Niutonas dažnai buvo kviečiamas konsultantu į įvairias vyriausybines komisijas, o būsimoji Didžiosios Britanijos karalienė princesė Caroline valandų valandas su juo kalbėjosi rūmuose filosofinėmis ir religinėmis temomis.

Pastaraisiais metais

1704 metais buvo išleista monografija „Optika“ (pirmiausia anglų kalba), nulėmusi šio mokslo raidą iki XIX amžiaus pradžios. Jame buvo priedas „Apie kreivių kvadratūrą“ - pirmasis ir gana išsamus Niutono matematinės analizės versijos pristatymas. Tiesą sakant, tai paskutinis Niutono darbas gamtos mokslų srityje, nors jis gyveno daugiau nei 20 metų. Bibliotekos kataloge, kurį jis paliko, daugiausia buvo istorijos ir teologijos knygų, ir būtent šiems užsiėmimams Niutonas paskyrė likusį savo gyvenimą. Niutonas liko monetų kalyklos vadovu, nes šios pareigos, skirtingai nei viršininko pareigos, nereikalavo iš jo daug veiklos. Du kartus per savaitę jis eidavo į monetų kalyklą, kartą per savaitę – į Karališkosios draugijos susirinkimą. Niutonas niekada nekeliavo už Anglijos ribų.

1705 metais karalienė Ana įšventino Niutoną į riterius. Nuo šiol jis yra seras Isaacas Newtonas. Pirmą kartą Anglijos istorijoje riterio vardas buvo suteiktas už mokslinius nuopelnus; kitą kartą tai įvyko daugiau nei po šimtmečio (1819 m., kalbant apie Humphry Davy). Tačiau kai kurie biografai mano, kad karalienė vadovavosi ne moksliniais, o politiniais motyvais. Niutonas įsigijo savo herbą ir nelabai patikimą kilmę.

1707 metais buvo išleistas Niutono matematinių darbų rinkinys „Universal Aithmetic“. Jame pateikti skaitiniai metodai žymėjo naujos perspektyvios disciplinos – skaitinės analizės – gimimą.

1708 m. prasidėjo atviras prioritetinis ginčas su Leibnizu (žr. toliau), kuriame dalyvavo net valdantieji. Šis dviejų genijų nesantaika mokslui brangiai kainavo – Anglijos matematikos mokykla greitai nunyko visam šimtmečiui, o Europos mokykla ignoravo daugelį puikių Niutono idėjų ir daug vėliau jas atrado iš naujo. Netgi Leibnizo mirtis (1716 m.) konflikto neužgesino.

Pirmasis Newton's Principia leidimas jau seniai išparduotas. Ilgametis Niutono darbas rengiant 2-ąjį leidimą, pataisytą ir išplėstą, sėkmę vainikavo 1710 m., kai buvo išleistas pirmasis naujojo leidimo tomas (paskutinis, trečiasis – 1713 m.). Pradinis tiražas (700 egz.) pasirodė akivaizdžiai nepakankamas, papildomi spaudiniai buvo 1714 ir 1723 m. Baigdamas antrąjį tomą, Niutonas, kaip išimtis, turėjo grįžti prie fizikos, kad paaiškintų teorijos ir eksperimentinių duomenų neatitikimą, ir jis iš karto padarė didelį atradimą – hidrodinaminį purkštuko suspaudimą. Teorija dabar gerai sutapo su eksperimentu. Niutonas knygos pabaigoje pridėjo instrukcijas, aštriai kritikuodamas „sūkurių teoriją“, kuria jo Dekarto priešininkai bandė paaiškinti planetų judėjimą. Į natūralų klausimą „kaip yra iš tikrųjų? knygoje sekamas garsus ir nuoširdus atsakymas: „Iki šiol nesugebėjau iš reiškinių išvesti priežasties... gravitacijos jėgos savybių ir hipotezių nekuriu“.

1714 m. balandžio mėn. Niutonas apibendrino savo finansinio reguliavimo patirtį ir iždui pateikė savo straipsnį „Pastabos apie aukso ir sidabro vertę“. Straipsnyje buvo pateikti konkretūs pasiūlymai dėl tauriųjų metalų savikainos koregavimo. Šie pasiūlymai buvo iš dalies priimti, ir tai turėjo teigiamą poveikį Didžiosios Britanijos ekonomikai.

Prieš pat mirtį Niutonas tapo viena iš didelės prekybos įmonės finansinės sukčiavimo aukų. Pietų jūros“, kuri sulaukė vyriausybės paramos. Jis įsigijo bendrovės vertybinių popierių už didelę sumą ir taip pat reikalavo, kad juos įsigytų Karališkoji draugija. 1720 m. rugsėjo 24 d. įmonės bankas paskelbė bankrotą. Savo užrašuose dukterėčia Catherine prisiminė, kad Niutonas numetė daugiau nei 20 000 svarų, po to jis pareiškė, kad gali apskaičiuoti dangaus kūnų judėjimą, bet ne minios beprotybės laipsnį. Tačiau daugelis biografų mano, kad Catherine turėjo omenyje ne tikrą nuostolį, o nesėkmę negauti laukto pelno. Po įmonės bankroto Niutonas pasiūlė Karališkajai draugijai kompensuoti nuostolius iš savo kišenės, tačiau jo pasiūlymas buvo atmestas.

Paskutinius savo gyvenimo metus Niutonas paskyrė Senovės karalysčių chronologijos rašymui, prie kurios dirbo apie 40 metų, ir trečiajam elementų leidimui. Trečiasis leidimas išleistas 1726 m.; skirtingai nei antroji, jame pokyčiai buvo nedideli – daugiausia naujų rezultatų astronominiai stebėjimai, įskaitant gana išsamų kometų, stebimų nuo XIV a., vadovą. Be kita ko, buvo pristatyta apskaičiuota Halio kometos orbita, kurios pasikartojimas nurodytu laiku (1758 m.) aiškiai patvirtino (tuo metu jau mirusių) Niutono ir Halley teorinius skaičiavimus. Knygos tiražą tų metų moksliniam leidiniui būtų galima laikyti didžiuliu: 1250 egzempliorių.

1725 m. Niutono sveikata ėmė pastebimai blogėti ir jis persikėlė į Kensingtoną netoli Londono, kur mirė naktį, miegodamas, 1727 m. kovo 20 (31) dieną. Rašytinio testamento nepaliko, tačiau prieš pat mirtį nemažą dalį savo didelio turto perleido artimiausiems giminaičiams. Karaliaus įsakymu jis buvo palaidotas Vestminsterio abatijoje.

Asmeninės savybės

Charakterio bruožai

Sunku parengti psichologinį Niutono portretą, nes net jam simpatizuojantys žmonės Niutonui dažnai priskiria įvairių savybių. Turime atsižvelgti į Niutono kultą Anglijoje, privertusį atsiminimų autorius apdovanoti didįjį mokslininką visomis įmanomomis dorybėmis, ir tikrus jo prigimties prieštaravimus. Be to, iki gyvenimo pabaigos Niutono charakteris įgijo tokius bruožus kaip gera prigimtis, nuolaidumas ir bendravimas, kurie jam anksčiau nebuvo būdingi.

Iš išvaizdos Niutonas buvo žemo ūgio, tvirto kūno sudėjimo, banguotais plaukais. Beveik niekada nesirgo, iki senatvės išlaikė tankius plaukus (jau visiškai žilus nuo 40 metų) ir visus dantis, išskyrus vieną. Niekada (kitų šaltinių teigimu, beveik niekada) nenaudojau akinių, nors buvau šiek tiek trumparegė. Jis beveik niekada nesijuokė ir nesierzino, neminima jo juokelių ar kitų humoro jausmo apraiškų. Finansinėse operacijose jis buvo atsargus ir taupus, bet ne šykštus. Niekad nesituokęs. Jis dažniausiai būdavo gilaus vidinio susikaupimo būsenos, todėl dažnai rodydavo išsiblaškymą: pavyzdžiui, kartą, pasikvietęs į svečius, nuėjo į sandėliuką pasiimti vyno, bet tada jam kilo kažkokia mokslinė mintis, jis puolė. į biurą ir niekada negrįžo į svečius . Jis buvo neabejingas sportui, muzikai, menui, teatrui, kelionėms, nors puikiai mokėjo piešti. Jo padėjėjas prisiminė: „Jis neleido sau nei pailsėti, nei atokvėpio... kiekvieną ne [mokslui] skirtą valandą laikė prarasta... Manau, jį gana nuliūdino būtinybė gaišti laiką valgymui ir miegui. “ Su viskuo, kas buvo pasakyta, Niutonas sugebėjo suderinti kasdienį praktiškumą ir sveiką protą, kuris aiškiai atsiskleidė sėkmingai valdant monetų kalyklą ir Karališkąją draugiją.

Puritoniškose tradicijose užaugęs Niutonas nustatė sau daugybę griežtų principų ir savęs suvaržymų. Ir jis nebuvo linkęs atleisti kitiems to, ko neatleistų sau; tai yra daugelio jo konfliktų šaknis (žr. toliau). Jis šiltai elgėsi su artimaisiais ir daugeliu kolegų, tačiau neturėjo artimų draugų, neieškojo kitų žmonių draugijos, liko nuošalus. Tuo pačiu metu Niutonas nebuvo beširdis ir abejingas kitų likimui. Kai po pusseserės Annas mirties jos vaikai liko be išlaikymo lėšų, Niutonas skyrė pašalpą nepilnamečiams vaikams, o vėliau savo globoti paėmė Anos dukrą Katherine. Jis nuolat padėdavo kitiems artimiesiems. „Būdamas ekonomiškas ir apdairus, jis tuo pat metu buvo labai laisvas pinigų atžvilgiu ir visada buvo pasirengęs padėti draugui, kuriam reikia pagalbos, neįkyrėdamas. Jis ypač kilnus jaunų žmonių atžvilgiu“. Daugelis garsių anglų mokslininkų – Stirlingas, Maclaurinas, astronomas Jamesas Poundas ir kiti – su dideliu dėkingumu prisiminė Niutono suteiktą pagalbą savo mokslinės karjeros pradžioje.

Konfliktai

Mokslo istorijoje Robertas Hukas pažymėtas ne tik nuostabiais atradimais ir išradimais, bet ir nuolatiniais ginčais dėl prioritetų. Jis apkaltino savo pirmąjį globėją Robertą Boyle'ą, kad jis pasisavino Huko oro siurblio patobulinimus. Jis ginčijosi su draugijos sekretoriumi Oldenburgu, sakydamas, kad padedamas Oldenburgo Huygensas iš Huko pavogė laikrodžio su spiraline spyruokle idėją. Jo draugas ir biografas Richardas Walleris Huko pomirtinės darbų kolekcijos pratarmėje rašė: „Jo charakteris buvo melancholiškas, nepasitikintis ir pavydus, kas bėgant metams darėsi vis labiau pastebimas“. S.I. Vavilovas rašo:

1675 m. Niutonas išsiuntė draugijai savo traktatą su naujais tyrimais ir spėlionėmis apie šviesos prigimtį. Hooke'as posėdyje pareiškė, kad viskas, kas buvo vertinga traktate, jau yra anksčiau išleistoje Hooke'o knygoje „Mikrografija“. Privačiuose pokalbiuose jis apkaltino Niutoną plagiatu: „Parodžiau, kad ponas Niutonas naudojo mano hipotezes apie impulsus ir bangas“ (iš Huko dienoraščio). Hooke'as ginčijo visų Niutono atradimų optikos srityje prioritetą, išskyrus tuos, su kuriais jis nesutiko. Oldenburgas nedelsdamas informavo Niutoną apie šiuos kaltinimus, ir jis juos laikė insinuacijomis. Šį kartą konfliktas buvo išspręstas, o mokslininkai apsikeitė susitaikymo laiškais (1676 m.). Tačiau nuo to momento iki Huko mirties (1703 m.) Niutonas nepaskelbė jokių optikos darbų, nors sukaupė didžiulį kiekį medžiagos, kurią susistemino klasikinėje monografijoje „Optika“ (1704).

Kai Niutonas ruošė publikuoti savo Principiją, Hooke'as pareikalavo, kad Niutonas įžangoje nurodytų Huko prioritetą gravitacijos dėsnio atžvilgiu. Niutonas atkirto, kad Bullialdas, Christopheris Wrenas ir pats Niutonas priėjo prie tos pačios formulės nepriklausomai ir anksčiau nei Hukas. Kilo konfliktas, kuris labai apnuodijo abiejų mokslininkų gyvenimus. S.I. Vavilovas rašo:

Vėliau Niutono santykiai su Huku išliko įtempti. Pavyzdžiui, kai Niutonas visuomenei pristatė naują sekstanto dizainą, Hooke'as iš karto pareiškė, kad tokį prietaisą išrado daugiau nei prieš 30 metų (nors niekada ir nekonstravo sekstanto). Nepaisant to, Newtonas žinojo apie Huko atradimų mokslinę vertę ir savo „Optikoje“ keletą kartų paminėjo savo dabar jau mirusį priešininką.

Niutonas kartais kaltinamas sunaikinęs vienintelį Huko portretą, kuris kadaise buvo saugomas Karališkojoje draugijoje. Tiesą sakant, nėra nė vieno įrodymo, patvirtinančio tokį kaltinimą.

Johnas Flamsteedas, puikus anglų astronomas, susipažino su Niutonu Kembridže (1670 m.), kai Flamsteedas dar buvo studentas, o Niutonas – meistras. Tačiau jau 1673 m., beveik vienu metu su Niutonu, Flamsteedas taip pat išgarsėjo - jis išleido puikios kokybės astronomines lenteles, už kurias karalius suteikė jam asmeninę auditoriją ir „Karališkojo astronomo“ titulą. Be to, karalius įsakė Grinviče netoli Londono pastatyti observatoriją ir perkelti ją į Flamsteedą. Tačiau karalius manė, kad pinigai observatorijai įrengti yra nereikalingos išlaidos, o beveik visos Flamsteed pajamos buvo skirtos instrumentų statybai ir ekonominiams observatorijos poreikiams.

Iš pradžių Niutono ir Flamsteedo santykiai buvo nuoširdūs. Niutonas ruošė antrąjį Principijos leidimą ir jam labai reikėjo tikslių Mėnulio stebėjimų, kad sukurtų ir (kaip jis tikėjosi) patvirtintų savo jo judėjimo teoriją; Pirmajame leidime Mėnulio ir kometų judėjimo teorija buvo nepatenkinama. Tai taip pat buvo svarbu kuriant Niutono gravitacijos teoriją, kurią žemyne ​​aštriai kritikavo dekartiečiai. Flamsteedas noriai davė jam prašomus duomenis, o 1694 m. Niutonas išdidžiai informavo Flamsteedą, kad apskaičiuotų ir eksperimentinių duomenų palyginimas parodė jų praktinį sutarimą. Kai kuriuose laiškuose Flamsteedas skubiai paprašė Niutono, jei naudojamasi stebėjimais, nustatyti jo, Flamsteedo, prioritetą; tai visų pirma galiojo Halley, kurio Flamsteedas nemėgo ir įtarė moksliniu nesąžiningumu, tačiau tai galėjo reikšti ir nepasitikėjimą pačiu Niutonu. Flamsteedo laiškai pradeda rodyti pasipiktinimą:

Atviras konfliktas prasidėjo nuo Flamsteedo laiško, kuriame jis atsiprašydamas pranešė, kad kai kuriuose Newtonui pateiktuose duomenyse aptiko nemažai sisteminių klaidų. Tai sukėlė pavojų Niutono Mėnulio teorijai ir privertė atlikti skaičiavimus iš naujo, o pasitikėjimas likusiais duomenimis taip pat susvyravo. Niutonas, kuris nekentė nesąžiningumo, buvo labai susierzinęs ir netgi įtarė, kad Flamsteedas tyčia įvedė klaidas.

1704 m. Niutonas aplankė Flamsteedą, kuris iki to laiko buvo gavęs naujų, itin tikslių stebėjimų duomenų, ir paprašė perteikti šiuos duomenis; mainais Niutonas pažadėjo padėti Flamsteedui išleisti pagrindinį jo veikalą – Didįjį žvaigždžių katalogą. Tačiau Flamsteedas pradėjo delsti dėl dviejų priežasčių: katalogas dar nebuvo visiškai paruoštas, jis nebepasitikėjo Niutonu ir bijojo, kad jo neįkainojamų stebėjimų pavogs. Flamsteedas naudojo patyrusius skaičiuotuvus, kuriuos jam suteikė žvaigždžių padėčių skaičiavimui, o Niutonas pirmiausia domėjosi Mėnuliu, planetomis ir kometomis. Galiausiai, 1706 m., buvo pradėta spausdinti knyga, tačiau Flamsteedas, kenčiantis nuo varginančios podagros ir vis labiau įtarinėjantis, pareikalavo, kad Niutonas neatidarytų užantspauduoto egzemplioriaus, kol nebus baigtas spausdinimas; Niutonas, kuriam skubiai reikėjo duomenų, šio draudimo nepaisė ir užsirašė reikiamas reikšmes. Įtampa augo. Flamsteed susidūrė su Niutonu dėl bandymo asmeniškai ištaisyti nedideles klaidas. Knygos spausdinimas vyko labai lėtai.

Dėl finansinių sunkumų Flamsteedas nesumokėjo nario mokesčio ir buvo pašalintas iš Karališkosios draugijos; naują smūgį sudavė karalienė, kuri, matyt, Niutono prašymu, observatorijos valdymo funkcijas perdavė Draugijai. Niutonas pateikė Flamsteedui ultimatumą:

Niutonas taip pat pagrasino, kad tolesni delsimai bus laikomi nepaklusnumu Jos Didenybės įsakymams. 1710 m. kovą Flamsteedas, po karštų skundų dėl neteisybės ir priešų machinacijų, vis dėlto perdavė paskutinius savo katalogo puslapius, o 1712 m. pradžioje buvo išleistas pirmasis tomas pavadinimu „Dangaus istorija“. Jame buvo visi Niutonui reikalingi duomenys, o po metų greitai pasirodė ir pataisytas Principijos leidimas su daug tikslesne Mėnulio teorija. Kerštingasis Niutonas į leidimą neįtraukė padėkos Flamsteedui ir išbraukė visas nuorodas į jį, kurios buvo pirmajame leidime. Atsakydamas, Flamsteedas sudegino visus neparduotus 300 katalogo egzempliorių savo židinyje ir pradėjo ruošti antrąjį jo leidimą, šį kartą pagal savo skonį. Jis mirė 1719 m., tačiau žmonos ir draugų pastangomis šis nuostabus leidinys, Anglijos astronomijos pasididžiavimas, buvo išleistas 1725 m.

Iš išlikusių dokumentų mokslo istorikai išsiaiškino, kad Niutonas diferencialinį ir integralinį skaičiavimą atrado dar 1665–1666 m., tačiau jį paskelbė tik 1704 m. Leibnicas savo skaičiavimo variantą kūrė savarankiškai (nuo 1675 m.), nors pradinį postūmį jo mintims tikriausiai lėmė gandai, kad Niutonas jau turėjo tokį skaičiavimą, taip pat moksliniai pokalbiai Anglijoje ir susirašinėjimas su Niutonu. Skirtingai nei Niutonas, Leibnicas iš karto paskelbė savo versiją, o vėliau kartu su Jacobu ir Johannu Bernoulli plačiai propagavo šį epochinį atradimą visoje Europoje. Dauguma žemyno mokslininkų neabejojo, kad Leibnicas atrado analizę.

Atsižvelgdamas į draugų, kurie apeliavo į jo patriotizmą, įtikinimus, Niutonas 2-ojoje savo „Principų“ knygoje (1687) pasakė:

Po to, kai Leibnizo žurnale Acta eruditorum pasirodė pirmoji išsami Niutono analizės publikacija (matematinis optikos priedas, 1704 m.), pasirodė anoniminė apžvalga su įžeidžiančiomis aliuzijomis į Niutoną. Apžvalga aiškiai parodė, kad naujojo skaičiavimo autorius buvo Leibnicas. Pats Leibnicas griežtai neigė, kad parašė apžvalgą, tačiau istorikai galėjo rasti juodraštį, parašytą jo ranka. Niutonas nekreipė dėmesio į Leibnizo referatą, tačiau jo mokiniai į tai reagavo pasipiktindami, o po to kilo visos Europos prioritetų karas – „gėdingiausias kivirčas per visą matematikos istoriją“.

1713 m. sausio 31 d. Karališkoji draugija gavo Leibnizo laišką, kuriame buvo sutaikinama formuluotė: jis sutiko, kad Niutonas analizę atliko savarankiškai, „remdamasis bendrais principais, panašiais į mūsų“. Supykęs Niutonas pareikalavo sukurti tarptautinę komisiją prioritetui išsiaiškinti. Komisijai daug laiko neprireikė: po pusantro mėnesio, išstudijavusi Niutono susirašinėjimą su Oldenburgu ir kitus dokumentus, ji vienbalsiai pripažino Niutono prioritetą, o formuluotę šį kartą įžeidžiantį Leibnicą. Komisijos sprendimas buvo paskelbtas Draugijos veikloje su visais patvirtinamaisiais dokumentais. Reaguodama į tai, nuo 1713 m. vasaros Europą užplūdo anoniminiai lankstinukai, kurie gynė Leibnizo prioritetą ir teigė, kad „Niutonas prisiima sau garbę, kuri priklauso kitam“. Brošiūrose taip pat buvo apkaltintas Niutonas pavogęs Hooke'o ir Flamsteedo rezultatus. Niutono draugai savo ruožtu apkaltino patį Leibnicą plagijavimu; Pagal jų versiją, būdamas Londone (1676 m.), Leibnicas Karališkojoje draugijoje susipažino su nepublikuotais Niutono darbais ir laiškais, po to Leibnicas paskelbė ten išsakytas mintis ir perdavė jas kaip savo.

Karas nenutrūko iki 1716 m. gruodžio mėn., kai abatė Conti pranešė Niutonui: „Leibnicas mirė – ginčas baigtas“.

Mokslinė veikla

Susijęs su Niutono kūryba nauja era fizikoje ir matematikoje. Jis užbaigė Galilėjaus pradėtą ​​teorinės fizikos kūrimą, pagrįstą, viena vertus, eksperimentiniais duomenimis ir, kita vertus, kiekybiniu ir matematiniu gamtos aprašymu. Matematikoje atsiranda galingų analizės metodų. Fizikoje pagrindinis gamtos tyrimo metodas yra adekvačių gamtos procesų matematinių modelių konstravimas ir intensyvus šių modelių tyrimas, sistemingai panaudojant visą naujojo matematinio aparato galią. Vėlesni šimtmečiai įrodė išskirtinį šio požiūrio vaisingumą.

Filosofija ir mokslinis metodas

Niutonas ryžtingai atmetė XVII amžiaus pabaigoje populiarų Dekarto ir jo dekartiškųjų pasekėjų požiūrį, kuris numatė, kad kuriant mokslinę teoriją pirmiausia reikia pasitelkti „proto įžvalgą“, kad būtų galima rasti „pagrindines priežastis“. tiriamas reiškinys. Praktikoje šis požiūris dažnai paskatino suformuluoti tolimas hipotezes apie „medžiagas“ ir „paslėptas savybes“, kurių nebuvo galima patikrinti eksperimentiškai. Niutonas manė, kad „gamtos filosofijoje“ (tai yra fizikoje) leistinos tik tokios prielaidos („principai“, dabar jiems labiau patinka pavadinimas „gamtos dėsniai“), kurios tiesiogiai išplaukia iš patikimų eksperimentų ir apibendrina jų rezultatus; Hipotezes jis vadino prielaidomis, kurios nebuvo pakankamai pagrįstos eksperimentais. „Viską... kas nėra išvesta iš reiškinių, reikėtų vadinti hipoteze; metafizinių, fizinių, mechaninių, paslėptų savybių hipotezėms eksperimentinėje filosofijoje nėra vietos“. Principų pavyzdžiai yra gravitacijos dėsnis ir 3 Principijos mechanikos dėsniai; žodis „principai“ (Principia Mathematica, tradiciškai verčiamas kaip „matematiniai principai“) taip pat yra jo pagrindinės knygos pavadinime.

Laiške Pardizui Niutonas pareiškė: Auksinė taisyklė Mokslai“:

Šis požiūris ne tik iškėlė spekuliacines fantazijas už mokslo ribų (pavyzdžiui, Dekarto samprotavimai apie „subtiliųjų materijų“, kurie tariamai paaiškino elektromagnetinius reiškinius), bet buvo lankstesnis ir vaisingesnis, nes leido matematiškai modeliuoti reiškinius, kurių šaknis. priežastys dar nebuvo išaiškintos. Taip atsitiko su gravitacija ir šviesos teorija – jų prigimtis paaiškėjo daug vėliau, o tai netrukdė sėkmingai naudoti šimtmečius skaičiuojančius Niutono modelius.

Garsioji frazė „Aš nesugalvoju hipotezių“ (lot. Hypotheses non fingo), žinoma, nereiškia, kad Niutonas neįvertino „pirmųjų priežasčių“ nustatymo svarbos, jei jas aiškiai patvirtina patirtis. Gautas iš eksperimento Bendri principai o jų pasekmės taip pat turi būti išbandytos eksperimentiškai, todėl gali prireikti koreguoti ar net pakeisti principus. „Visas fizikos sunkumas... susideda iš gamtos jėgų atpažinimo iš judėjimo reiškinių ir panaudojus šias jėgas kitiems reiškiniams paaiškinti.

Niutonas, kaip ir Galilėjus, manė, kad mechaninis judėjimas yra visų natūralių procesų pagrindas:

Savo mokslinį metodą Niutonas suformulavo knygoje „Optika“:

3-ioje elementų knygoje (pradedant nuo 2-ojo leidimo) Niutonas įdėjo nemažai metodinių taisyklių, nukreiptų prieš dekartiečius; Pirmasis iš jų yra „Occam“ skustuvo variantas:

Mechanistinės Niutono pažiūros pasirodė neteisingos – ne visi gamtos reiškiniai atsiranda dėl mechaninio judėjimo. Tačiau jo mokslinis metodas įsitvirtino moksle. Šiuolaikinė fizika sėkmingai tyrinėja ir taiko reiškinius, kurių prigimtis dar neišaiškinta (pavyzdžiui, elementariosios dalelės). Nuo Niutono laikų gamtos mokslas vystėsi tvirtai tikėdamas, kad pasaulį galima pažinti, nes gamta sutvarkyta pagal paprastus matematinius principus. Šis pasitikėjimas tapo milžiniškos mokslo ir technologijų pažangos filosofiniu pagrindu.

Matematika

Savo pirmuosius matematinius atradimus Niutonas padarė dar studijų metais: 3 eilės algebrinių kreivių klasifikaciją (2 eilės kreives tyrė Fermatas) ir savavališko (nebūtinai sveikojo skaičiaus) laipsnio binominį išplėtimą, iš kurio kilo Niutono teorija. prasidėjo begalinės serijos – naujas ir galingas analizės įrankis. Niutonas pagrindiniu ir bendru funkcijų analizės metodu laikė serijų išplėtimą ir šiuo klausimu pasiekė meistriškumo aukštumų. Jis naudojo serijas skaičiuodamas lenteles, spręsdamas lygtis (įskaitant diferencines) ir tirdamas funkcijų elgseną. Newtonui pavyko gauti išplėtimus visoms funkcijoms, kurios tuo metu buvo standartinės.

Diferencialinį ir integralinį skaičiavimą Niutonas kūrė kartu su G. Leibnizu (šiek tiek anksčiau) ir nepriklausomai nuo jo. Iki Niutono veiksmai su begaliniais mažumais nebuvo susieti į vieną teoriją ir buvo skirtingų išradingų technikų pobūdis (žr. Nedalomųjų metodą). Sisteminės matematinės analizės sukūrimas reikšmingų problemų sprendimą didele dalimi sumažina iki techninio lygio. Atsirado sąvokų, operacijų ir simbolių kompleksas, kuris tapo atspirties tašku tolimesnei matematikos raidai. Kitas šimtmetis, XVIII amžius, buvo sparčios ir itin sėkmingos analizės metodų raidos amžius.

Galbūt Niutonas atėjo į analizės idėją naudodamas skirtumų metodus, kuriuos jis studijavo daug ir giliai. Tiesa, savo „Principuose“ Niutonas beveik nenaudojo begalinių mažylių, laikydamasis senovinių (geometrinių) įrodinėjimo metodų, tačiau kituose darbuose juos vartojo laisvai.

Diferencialinio ir integralinio skaičiavimo atskaitos taškas buvo Cavalieri ir ypač Fermat darbai, kurie jau mokėjo (algebrinėms kreivėms) nubrėžti liestines, rasti kreivės ekstremumus, vingio taškus ir kreivumą bei apskaičiuoti jos atkarpos plotą. . Be kitų pirmtakų, pats Niutonas pavadino Wallisą, Barrową ir škotų mokslininką Jamesą Gregory. Funkcijos sąvokos dar nebuvo; visas kreives jis interpretavo kinematikai kaip judančio taško trajektorijas.

Jau būdamas studentas Niutonas suprato, kad diferenciacija ir integracija yra viena kitai atvirkštinės operacijos. Ši pagrindinė analizės teorema daugiau ar mažiau aiškiai išryškėjo Torricelli, Gregory ir Barrow darbuose, tačiau tik Niutonas suprato, kad tokiu pagrindu galima gauti ne tik individualius atradimus, bet ir galingą sisteminį skaičiavimą, panašų į algebrą. su aiškiomis taisyklėmis ir milžiniškomis galimybėmis.

Beveik 30 metų Niutonas nesivargino skelbti savo analizės versijos, nors laiškuose (ypač Leibnicui) jis noriai dalijosi daugybe to, ką pasiekė. Tuo tarpu Leibnizo versija plačiai ir atvirai plito visoje Europoje nuo 1676 m. Tik 1693 metais pasirodė pirmasis Niutono versijos pristatymas – Walliso traktato apie algebrą priedo forma. Turime pripažinti, kad Niutono terminologija ir simbolika yra gana gremėzdiška, palyginti su Leibnizo: fluxion (išvestinė), fluenta (antiderivative), didumo momentu (diferencialas) ir kt. matematika (tačiau šią raidę ta pačia prasme anksčiau vartojo Grigalius), ir net tašką virš raidės kaip išvestinės laiko atžvilgiu simbolį.

Gana išsamų analizės principų išdėstymą Niutonas paskelbė tik veikale „Apie kreivių kvadratūrą“ (1704), pridėtame prie jo monografijos „Optika“. Beveik visa pateikta medžiaga buvo paruošta dar 1670–1680 m., tačiau tik dabar Gregory ir Halley įtikino Niutoną paskelbti darbą, kuris, praėjus 40 metų, tapo pirmuoju spausdintu Niutono darbu apie analizę. Čia Niutonas pristatė aukštesnių laipsnių išvestinius, rado įvairių racionalių ir neracionalių funkcijų integralų reikšmes ir pateikė 1 eilės diferencialinių lygčių sprendimo pavyzdžių.

1707 m. buvo išleista knyga „Visuotinė aritmetika“. Jame pateikiami įvairūs skaitmeniniai metodai. Niutonas visada daug dėmesio skyrė apytikriam lygčių sprendimui. Garsusis Niutono metodas leido anksčiau neįsivaizduojamu greičiu ir tikslumu rasti lygčių šaknis (paskelbta Wallis'o Algebra, 1685). Šiuolaikinė išvaizda Iteracinį Niutono metodą pristatė Džozefas Rafsonas (1690).

1711 m., po 40 metų, pagaliau buvo paskelbta Analizė pagal lygtis su begaliniu terminų skaičiumi. Šiame darbe Niutonas vienodai lengvai tyrinėja ir algebrines, ir „mechanines“ kreives (cikloidą, kvadratinį). Atsiranda daliniai dariniai. Tais pačiais metais buvo išleistas „Skirtumų metodas“, kuriame Niutonas pasiūlė interpoliacijos formulę, skirtą nubrėžti per (n + 1) duotus taškus su vienodais arba nevienodais atstumais išdėstytomis n-osios eilės polinomo abscisėmis. Tai yra Taylor formulės analogas.

1736 m. po mirties buvo paskelbtas paskutinis darbas „Svyravimų ir begalinių serijų metodas“, gerokai pažengęs, palyginti su „Analysis by Equations“. Pateikiama daugybė ekstremalių, liestinių ir normaliųjų radimo pavyzdžių, skaičiuojant spindulius ir kreivio centrus Dekarto ir poliarinėmis koordinatėmis, rasti vingio taškus ir kt. Tame pačiame darbe buvo atlikti įvairių kreivių kvadratūros ir tiesinimai.

Pažymėtina, kad Niutonas ne tik gana visapusiškai išplėtojo analizę, bet ir stengėsi griežtai pagrįsti jos principus. Jei Leibnicas buvo linkęs į faktinių begalinių mažumų idėją, tai Newtonas (Principijoje) pasiūlė bendrą perėjimo prie ribų teoriją, kurią jis šiek tiek spalvingai pavadino „pirmojo ir paskutiniojo santykių metodu“. Naudojamas šiuolaikinis terminas „riba“ (lot. limes), nors nėra aiškaus šio termino esmės aprašymo, reiškiančio intuityvų supratimą. Ribų teorija išdėstyta 11 lemmų I elementų knygoje; viena lema yra ir II knygoje. Nėra ribų aritmetikos, nėra ribos unikalumo įrodymų, neatskleistas jos ryšys su begaliniais mažumais. Tačiau Niutonas teisingai atkreipia dėmesį į didesnį šio požiūrio griežtumą, palyginti su „šiurkščiu“ nedalomųjų metodu. Nepaisant to, II knygoje, įvesdamas „akimirkas“ (diferencialus), Niutonas vėl supainioja reikalą, iš tikrųjų laikydamas jas tikrais begaliniais mažumais.

Pastebėtina, kad Niutonas visiškai nesidomėjo skaičių teorija. Matyt, fizika jam buvo daug artimesnė matematikai.

Mechanika

Niutono nuopelnas yra dviejų pagrindinių problemų sprendimas.

• Mechanikos aksiominio pagrindo sukūrimas, kuris iš tikrųjų perkėlė šį mokslą į griežtų matematinių teorijų kategoriją.
• Dinamikos kūrimas, siejantis kūno elgesį su išorinių poveikių (jėgų) jam ypatybėmis.

Be to, Niutonas pagaliau palaidojo nuo seniausių laikų įsišaknijusią idėją, kad žemės ir dangaus kūnų judėjimo dėsniai yra visiškai skirtingi. Jo pasaulio modelyje visai Visatai galioja vienodi dėsniai, kuriuos galima suformuluoti matematiškai.

Niutono aksiomatika susidėjo iš trijų dėsnių, kuriuos jis pats suformulavo taip.

Pirmąjį dėsnį (inercijos dėsnį), ne tokia aiškia forma, paskelbė Galilėjus. Reikia pastebėti, kad Galilėjus leido laisvai judėti ne tik tiesia linija, bet ir apskritimu (matyt, dėl astronominių priežasčių). Galilėjus suformulavo ir svarbiausią reliatyvumo principą, kurio Niutonas neįtraukė į savo aksiomatiką, nes mechaniniams procesams šis principas yra tiesioginė dinamikos lygčių pasekmė (V išvada Principijoje). Be to, Niutonas erdvę ir laiką laikė absoliučiomis sąvokomis, bendromis visai Visatai, ir tai aiškiai nurodė savo Principijoje.

Niutonas taip pat pateikė griežtus tokių apibrėžimus fizinės sąvokos, kaip judesio kiekis (ne visai aiškiai naudojamas Dekarto) ir jėga. Jis įvedė į fiziką masės sąvoką kaip inercijos matą, o kartu ir gravitacines savybes. Anksčiau fizikai vartojo svorio sąvoką, tačiau kūno svoris priklauso ne tik nuo paties kūno, bet ir nuo jo aplinkos (pavyzdžiui, nuo atstumo iki Žemės centro), todėl atsirado nauja, nekintama charakteristika. reikia.

Euleris ir Lagranžas baigė mechanikos matematizavimą.

Universali gravitacija

Pati visuotinės gravitacijos jėgos idėja buvo ne kartą išsakyta prieš Niutoną. Anksčiau apie tai galvojo Epikūras, Gassendi, Kepleris, Borelli, Dekartas, Robervalis, Huygensas ir kiti. Kepleris manė, kad gravitacija yra atvirkščiai proporcinga atstumui iki Saulės ir tęsiasi tik ekliptikos plokštumoje; Dekartas tai laikė sūkurių eteryje rezultatu. Tačiau buvo spėjimų su teisinga priklausomybe nuo atstumo; Niutonas savo „Principijoje“ mini Bulialdą, Wreną ir Huką. Tačiau iki Niutono niekas negalėjo aiškiai ir matematiškai įtikinamai susieti gravitacijos dėsnį (jėga, atvirkščiai proporcinga atstumo kvadratui) ir planetų judėjimo dėsnių (Keplerio dėsniai). Tik Niutono darbais prasideda dinamikos mokslas, įskaitant tai, kad jis taikomas dangaus kūnų judėjimui.

• gravitacijos dėsnis;
• judėjimo dėsnis (antrasis Niutono dėsnis);
• matematinio tyrimo metodų sistema (matematinė analizė).

Apibendrinant, šios triados pakanka visapusiškai ištirti sudėtingiausius dangaus kūnų judesius, taip sukuriant dangaus mechanikos pagrindus. Iki Einšteino esminių šio modelio pakeitimų nereikėjo, nors matematinis aparatas pasirodė esąs būtinas norint žymiai išvystyti.

Pirmasis argumentas, palaikantis Niutono modelį, buvo griežtas Keplerio empirinių dėsnių išvedimas jo pagrindu. Kitas žingsnis buvo kometų ir Mėnulio judėjimo teorija, išdėstyta „Principuose“. Vėliau Niutono gravitacijos pagalba visi pastebėti dangaus kūnų judesiai buvo labai tiksliai paaiškinti; Tai didelis Eulerio, Clairaut ir Laplaso nuopelnas, kurie tam sukūrė perturbacijos teoriją. Šios teorijos pamatus padėjo Niutonas, Mėnulio judėjimą analizavęs naudodamas jam įprastą serijos išplėtimo metodą; Šiame kelyje jis atrado tuomet žinomų Mėnulio judėjimo nelygybių (nelygybių) priežastis.

Gravitacijos dėsnis leido išspręsti ne tik dangaus mechanikos, bet ir daugybę fizinių bei astrofizinių problemų. Niutonas nurodė Saulės ir planetų masės nustatymo metodą. Jis atrado potvynių priežastį: Mėnulio gravitaciją (net Galilėjus laikė potvynius išcentriniu efektu). Be to, apdorojęs daugelio metų duomenis apie potvynių ir atoslūgių aukštį, jis labai tiksliai apskaičiavo Mėnulio masę. Kita gravitacijos pasekmė buvo žemės ašies precesija. Niutonas išsiaiškino, kad dėl Žemės palenkimo ties ašigaliais, veikiant Mėnulio ir Saulės traukai, Žemės ašis nuolat lėtai slenka 26 000 metų. Taigi senovės „lygiadienių laukimo“ problema (pirmą kartą pastebėjo Hiparchas) rado mokslinį paaiškinimą.

Niutono gravitacijos teorija sukėlė ilgus metus trukusias diskusijas ir joje priimtos ilgalaikio veikimo sampratos kritiką. Tačiau įspūdingi dangaus mechanikos pasiekimai XVIII amžiuje patvirtino nuomonę apie Niutono modelio tinkamumą. Pirmieji pastebėti nukrypimai nuo Niutono teorijos astronomijoje (Merkurijaus perihelio poslinkis) buvo aptikti tik po 200 metų. Šiuos nukrypimus netrukus paaiškino bendroji reliatyvumo teorija (GR); Niutono teorija pasirodė esanti apytikslė jos versija. Bendroji reliatyvumo teorija taip pat užpildė gravitacijos teoriją fiziniu turiniu, nurodydama materialųjį traukos jėgos nešiklį – erdvėlaikio metriką ir leido atsikratyti tolimojo veikimo.

Optika ir šviesos teorija

Niutonas padarė esminius atradimus senovės optikos moksle. Jis pastatė pirmąjį veidrodinį teleskopą (atšvaitą), kuriame, skirtingai nei grynai objektyvo teleskopuose, nebuvo chromatinės aberacijos. Jis taip pat išsamiai ištyrė šviesos sklaidą, parodė, kad balta šviesa suskaidoma į vaivorykštės spalvas dėl skirtingo skirtingų spalvų spindulių lūžio, kai jie praeina per prizmę, ir padėjo pagrindus teisingai spalvų teorijai. Niutonas sukūrė matematinę teoriją apie Huko atrastus trukdžių žiedus, kurie nuo to laiko buvo vadinami „Niutono žiedais“. Laiške Flamsteed jis teigė detali teorija astronominė refrakcija. Tačiau pagrindinis jo pasiekimas buvo fizinės (ne tik geometrinės) optikos, kaip mokslo, pagrindų sukūrimas ir jos matematinio pagrindo sukūrimas, šviesos teorijos pavertimas iš nesistemingo faktų rinkinio į mokslą, turintį daug kokybinių ir kiekybinių dalykų. turinys, eksperimentiškai gerai pagrįstas. Niutono optiniai eksperimentai dešimtmečiams tapo giluminių fizikinių tyrimų modeliu.

Šiuo laikotarpiu buvo daug spekuliatyvių šviesos ir spalvų teorijų; daugiausia kovojo prieš Aristotelio požiūrį (" skirtingos spalvos viduje yra šviesos ir tamsos mišinys skirtingos proporcijos“) ir Dekartas („skirtingos spalvos susidaro, kai šviesos dalelės sukasi skirtingu greičiu“). Hooke'as savo Micrographia (1665) pasiūlė aristoteliškų pažiūrų variantą. Daugelis tikėjo, kad spalva yra ne šviesos, o apšviesto objekto atributas. Bendrą nesantaiką paaštrino atradimų kaskada XVII amžiuje: difrakcija (1665, Grimaldi), interferencija (1665, Hooke), dviguba refrakcija (1670, Erasmus Bartholin, tyrinėjo Huygens), šviesos greičio įvertinimas (1675). , Roemeris). Nebuvo jokios šviesos teorijos, suderinamos su visais šiais faktais.

Savo kalboje Karališkajai draugijai Niutonas paneigė tiek Aristotelį, tiek Dekartą ir įtikinamai įrodė, kad balta šviesa nėra pirminė, o susideda iš spalvotų komponentų, turinčių skirtingus lūžio kampus. Šie komponentai yra pirminiai – Niutonas jokiais triukais negalėjo pakeisti jų spalvos. Taigi subjektyvus spalvos pojūtis gavo tvirtą objektyvų pagrindą – lūžio rodiklį.

1689 metais Niutonas nustojo publikuoti optikos srityje (nors tęsė tyrimus) – pagal plačiai paplitusią legendą jis prisiekė, kad per Huko gyvenimą nieko šioje srityje neskelbs. Bet kuriuo atveju 1704 m., praėjus metams po Huko mirties, buvo išleista monografija „Optika“ (anglų kalba). Jo pratarmėje aiškiai užsimenama apie konfliktą su Huku: „Nenorėdamas būti įtrauktas į ginčus įvairiais klausimais, atidėliojau šį leidinį ir būčiau atidėliojęs, jei ne mano draugų atkaklumas“. Per autoriaus gyvenimą Optika, kaip ir Principia, išleido tris leidimus (1704, 1717, 1721) ir daugybę vertimų, įskaitant tris lotynų kalba.

• Pirma knyga: geometrinės optikos principai, šviesos sklaidos ir kompozicijos doktrina baltas su įvairiomis programomis, įskaitant vaivorykštės teoriją.
• Antra knyga: šviesos trukdžiai plonose plokštelėse.
• Trečia knyga: šviesos difrakcija ir poliarizacija.

Istorikai išskiria dvi tuomet aktualių hipotezių apie šviesos prigimtį grupes.

• Spinduliuojantis (kūno korpusas): šviesa susideda iš mažų dalelių (kūnelių), kurias skleidžia šviečiantis kūnas. Šią nuomonę patvirtino šviesos sklidimo tiesumas, kuriuo grindžiama geometrinė optika, tačiau difrakcija ir trukdžiai šiai teorijai nelabai tiko.
• Banga: šviesa yra nematomo pasaulio eterio banga. Niutono priešininkai (Hooke'as, Huygensas) dažnai vadinami bangų teorijos šalininkais, tačiau reikia turėti omenyje, kad banga jie reiškė ne periodinį svyravimą, kaip šiuolaikinėje teorijoje, o vieną impulsą; dėl šios priežasties jų paaiškinimai apie šviesos reiškinius buvo sunkiai tikėtini ir negalėjo konkuruoti su Niutono (Huygensas netgi bandė paneigti difrakciją). Išvystyta bangų optika atsirado tik m pradžios XIX amžiaus.

Niutonas dažnai laikomas korpuskulinės šviesos teorijos šalininku; iš tikrųjų, kaip įprasta, jis „neišgalvojo hipotezių“ ir lengvai pripažino, kad šviesa taip pat gali būti siejama su eterio bangomis. 1675 m. Karališkajai draugijai pristatytame traktate jis rašo, kad šviesa negali būti tik eterio virpesiai, nes tada ji galėtų, pavyzdžiui, sklisti lenktu vamzdžiu, kaip tai daro garsas. Tačiau, kita vertus, jis teigia, kad šviesos sklidimas sužadina virpesius eteryje, o tai sukelia difrakciją ir kitus bangų efektus. Iš esmės Niutonas, aiškiai suvokdamas abiejų požiūrių privalumus ir trūkumus, pateikia kompromisinę šviesos dalelių bangų teoriją. Savo darbuose Niutonas išsamiai aprašė matematinį šviesos reiškinių modelį, palikdamas nuošalyje fizinio šviesos nešėjo klausimą: „Mano mokymas apie šviesos ir spalvų lūžį yra tik tam tikrų šviesos savybių nustatymas be jokių hipotezių apie jos kilmę. . Pasirodžiusi bangų optika neatmetė Niutono modelių, o juos sugėrė ir išplėtė nauju pagrindu.

Nepaisant to, kad nemėgo hipotezių, Niutonas Optikos pabaigoje įtraukė neišspręstų problemų sąrašą ir galimus atsakymus į jas. Tačiau šiais metais jis jau galėjo tai sau leisti - Niutono autoritetas po „Principia“ tapo neginčijamas, ir mažai žmonių išdrįso jam prieštarauti. Nemažai hipotezių pasirodė pranašiškos. Tiksliau, Niutonas prognozavo:

• šviesos nukreipimas gravitaciniame lauke;
• šviesos poliarizacijos reiškinys;
• šviesos ir materijos tarpusavio konversija.

Kiti fizikos darbai

Niutonas pirmasis išvedė garso greitį dujose, remdamasis Boyle-Mariotte įstatymu. Jis atrado klampios trinties ir hidrodinaminio purkštuko suspaudimo dėsnį. „Principuose“ jis išreiškė ir argumentavo teisingą prielaidą, kad kometa turi kietą šerdį, kuriai išgaruojant saulės šilumai susidaro plati uodega, visada nukreipta priešinga Saulei kryptimi.

Niutonas numatė Žemės palenkimą ties ašigaliais, įvertindamas jį maždaug 1:230. Tuo pačiu metu Niutonas naudojo homogeninio skysčio modelį Žemei apibūdinti, taikė visuotinės gravitacijos dėsnį ir atsižvelgė į išcentrinę jėgą. Tuo pačiu metu panašius skaičiavimus atliko Huygensas, nepatikėjęs tolimojo gravitacine jėga ir problemą prižiūrėjęs grynai kinematine prasme. Atitinkamai, Huygensas numatė suspaudimą, mažesnį nei perpus nei Niutono, 1:576. Be to, Cassini ir kiti dekartiečiai teigė, kad Žemė nėra suspausta, o išsipūtusi ties ašigaliais kaip citrina. Vėliau, nors ir ne iš karto (pirmieji matavimai buvo netikslūs), tiesioginiai matavimai (Clerot, 1743) patvirtino Niutono teisingumą; tikrasis suspaudimas yra 1:298. Priežastis, dėl kurios ši vertė skiriasi nuo Niutono pasiūlytos Huygenso naudai, yra ta, kad vienalyčio skysčio modelis vis dar nėra visiškai tikslus (tankis pastebimai didėja didėjant gyliui). Tikslesnė teorija, aiškiai atsižvelgiant į tankio priklausomybę nuo gylio, buvo sukurta tik XIX a.

Studentai

Griežtai kalbant, Niutonas neturėjo tiesioginių mokinių. Tačiau ištisa anglų mokslininkų karta užaugo skaitydami jo knygas ir su juo bendraudami, todėl patys save laikė Niutono mokiniais. Tarp jų garsiausi yra:

• Edmundas Halley
• Rogeris Cotesas
• Colinas Maclaurinas
• Abraomas de Moivras
• Jamesas Stirlingas
• Brooke Taylor

Kitos veiklos sritys

Chemija ir alchemija

Lygiagrečiai su tyrimais, padėjusiais dabartinės mokslinės (fizinės ir matematinės) tradicijos pamatus, Niutonas (kaip ir daugelis jo kolegų) daug laiko skyrė alchemijai, taip pat teologijai. Knygos apie alchemiją sudarė dešimtadalį jo bibliotekos. Jis neskelbė jokių chemijos ar alchemijos darbų, o vienintelis žinomas šio ilgalaikio pomėgio rezultatas buvo rimtas Niutono apnuodijimas 1691 m. Kai Niutono kūnas buvo ekshumuotas, jo kūne buvo rastas pavojingas gyvsidabrio kiekis.

Stukeley primena, kad Niutonas parašė traktatą apie chemiją, „paaiškindamas šio paslaptingo meno principus iš eksperimentinių ir matematinių įrodymų“, tačiau rankraštį, deja, sunaikino ugnis, ir Niutonas nebandė jo atkurti. Išlikę laiškai ir užrašai rodo, kad Niutonas svarstė galimybę kaip nors suvienodinti fizikos ir chemijos dėsnius į vieninga sistema ramybė; Optikos pabaigoje jis iškėlė keletą hipotezių šia tema.

B. G. Kuznecovas mano, kad Niutono alcheminiai tyrimai buvo bandymai atskleisti materijos ir kitų rūšių medžiagų (pavyzdžiui, šviesos, šilumos, magnetizmo) atominę struktūrą:

Šią prielaidą patvirtina paties Niutono teiginys: „Alchemija nesusiduria su metalais, kaip tiki neišmanėliai. Ši filosofija nėra iš tų, kurios tarnauja tuštybei ir apgaulei, ji veikiau tarnauja naudos ir ugdymo, o svarbiausia čia yra Dievo pažinimas.

Teologija

Būdamas giliai religingas žmogus, Niutonas į Bibliją (kaip ir į viską pasaulyje) žiūrėjo iš racionalistinės pozicijos. Niutono atmetimas Dievo Trejybei, matyt, yra susijęs su šiuo požiūriu. Dauguma istorikų mano, kad Niutonas, daug metų dirbęs Trejybės koledže, pats netikėjo Trejybe. Jo teologinių darbų tyrinėtojai nustatė, kad Niutono religinės pažiūros buvo artimos eretiškajam arijonizmui (žr. Niutono straipsnį „A Historical Tracing of Two Notable Corruptions of the Holy Scriptures“).

Niutono pažiūrų artumo įvairioms bažnyčios smerktoms erezijoms laipsnis vertinamas skirtingai. Vokiečių istorikas Fisenmayer pasiūlė, kad Niutonas priimtų Trejybę, bet artimesnę Rytų, stačiatikių supratimui. Amerikiečių istorikas Stephenas Snobelenas, remdamasis daugybe dokumentinių įrodymų, ryžtingai atmetė šį požiūrį ir Niutoną priskyrė sociniečiui.

Tačiau išoriškai Niutonas liko ištikimas valstybinei anglikonų bažnyčiai. Tam buvo rimta priežastis: 1698 m. įstatymas „Įstatymas dėl piktžodžiavimo ir nešvankybių panaikinimo“ numatė pilietinių teisių netekimą už bet kurio iš Trejybės asmenų neigimą, o jei nusikaltimas pasikartojo – įkalinimą. Pavyzdžiui, Niutono draugas Williamas Whistonas buvo atimtas iš profesoriaus pareigų ir pašalintas iš Kembridžo universiteto 1710 m. dėl jo teiginių, kad ankstyvosios Bažnyčios tikėjimas buvo Arianas. Tačiau laiškuose bendraminčiams (Locke, Halley ir kt.) Niutonas buvo gana atviras. Be antitrinitarizmo, Niutono religinėje pasaulėžiūroje matomi deizmo elementai. Niutonas tikėjo materialiu Dievo buvimu kiekviename Visatos taške ir pavadino erdvę „Dievo jutimu“ (lot. sensorium Dei).

Savo teologinių tyrimų rezultatus Niutonas paskelbė (iš dalies) vėlai savo gyvenime, tačiau jie prasidėjo daug anksčiau, ne vėliau kaip 1673 m. Niutonas pasiūlė savo Biblijos chronologijos versiją, paliko biblinės hermeneutikos darbą ir parašė Apokalipsės komentarą. Jis studijavo hebrajų kalbą, studijavo Bibliją, naudodamasis moksliniais metodais, savo požiūriui pagrįsti naudodamas astronominius skaičiavimus, susijusius su saulės užtemimais, lingvistinę analizę ir kt.. Jo skaičiavimais, pasaulio pabaiga ateis ne anksčiau kaip 2060 m.

Niutono teologiniai rankraščiai dabar saugomi Jeruzalėje, Nacionalinėje bibliotekoje.

Įvertinimai

Užrašas ant Niutono kapo skelbia:

Ant Niutonui 1755 m. Trejybės koledže pastatytos statulos yra šios Lukrecijaus eilutės:

Pats Niutonas savo pasiekimus įvertino kukliau:

Lagranžas sakė: „Niutonas buvo laimingiausias iš mirtingųjų, nes yra tik viena Visata, o Niutonas atrado jos dėsnius.

Senoji rusiška Niutono pavardės tarimas yra „Nevtonas“. Jį, kartu su Platonu, pagarbiai mini M. V. Lomonosovas savo eilėraščiuose:

Anot A. Einšteino, „Niutonas pirmasis bandė suformuluoti elementarius dėsnius, lemiančius plačios klasės procesų eigą gamtoje su aukštas laipsnis išbaigtumas ir tikslumas“ ir „... savo darbais padarė gilią ir stiprią įtaką visai pasaulėžiūrai kaip visumai“.

Niutono vardu pavadintas:

• SI jėgos vienetas;
• daug mokslinių dėsnių, teoremų ir sąvokų, žr. Isaaco Newtono vardu pavadintų objektų sąrašą;
• krateriai Mėnulyje ir Marse.

• 1942–1943 m. sandūroje, dramatiškiausiomis Stalingrado mūšio dienomis, SSRS buvo plačiai minimas Niutono 300 metų jubiliejus. Buvo išleistas S. I. Vavilovo straipsnių rinkinys ir biografinė knyga. Atsidėkodama sovietų žmonėms, Didžiosios Britanijos karališkoji draugija įteikė SSRS mokslų akademijai retą Niutono „Matematikos principų“ pirmojo leidimo (1687) kopiją ir Niutono laiško Aleksandrui juodraštį. Menšikovą, kuris informavo pastarąjį apie jo išrinkimą Londono karališkosios draugijos nariu.
• Sklando legenda, kad Niutonas savo duryse padarė dvi skyles – vieną didesnę, kitą mažesnę, kad dvi jo katės, didelės ir mažos, galėtų pačios įeiti į namus. Tiesą sakant, Niutonas niekada neturėjo kačių ar kitų augintinių.
• Niutonas kartais priskiriamas susidomėjimui astrologija. Jei toks ir buvo, tai greitai užleido vietą nusivylimui.

Bylos nagrinėjimas

• „Nauja šviesos ir spalvų teorija“, 1672 (pranešimas Karališkajai draugijai)
• „Kūnų judėjimas orbitoje“ (lot. De Motu Corporum in Gyrum), 1684 m.
• „Matematiniai gamtos filosofijos principai“ (lot. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), 1687 m.
• „Optika arba šviesos atspindžių, lūžių, linksnių ir spalvų traktatas“, 1704 m.
  • „Apie kreivių kvadratūrą“ (lot. Tractatus de quadratura curvarum), priedas prie „Optikos“
  • „Trečios eilės eilučių išvardijimas“ (lot. Enumeratio linearum tertii ordinis), priedas prie „Optikos“
• „Visuotinė aritmetika“ (lot. Arithmetica Universalis), 1707 m
• „Analizė naudojant lygtis su begaliniu skaičiumi narių“ (lot. De analysi per aequationes numero terminorum infinitas), 1711 m.
• „Skirtumų metodas“, 1711 m

Paskelbta po mirties

• „Optikos paskaitos“ (angl. Optical Lectures), 1728 m
• „Pasaulio sistema“ (lot. De mundi systemate), 1728 m
• Senovės karalysčių chronologija, 1728 m
• „Pastabos apie pranašo Danieliaus knygą ir Šv. Jonas“ (angl. Observations on the Prophecies of Daniel ir Apokalipsė Šv. Jonas), 1733 m., parašytas apie 1690 m
• „Fluxionų metodas“ (lot. Methodus fluxionum, angl. Method of Fluxions), 1736 m., parašytas 1671 m.
• Istorinis pasakojimas apie dvi žymias Šventojo Rašto iškraipymus, 1754 m., parašytas 1690 m.

Kanoniniai leidimai

Klasikinis pilnas Niutono kūrinių leidimas 5 tomais originalo kalba:

• Izaokas Niutonis. Opera quae egzistuojanti omnia. - Komentarai iliustruoja Samuelį Horsley. - Londini, 1779-1785.

Pasirinkta korespondencija 7 tomuose:

• Turnbull, H. W. (Red.), Sero Izaoko Niutono korespondencija. - Kembridžas: ​​Cambr. Univ. Spauda, ​​1959-1977 m.

Vertimai į rusų kalbą

• Niutonas I. Pastabos apie pranašo Danieliaus knygą ir Apokalipsę Šv. Jonas. - Petrogradas: naujas laikas, 1915 m.
• Niutonas I. Pataisyta senovės karalysčių chronologija. - M.: RIMIS, 2007. - 656 p. - ISBN 5-9650-0034-0

Izaokas Niutonas yra anglų mokslininkas, istorikas, fizikas, matematikas ir alchemikas. Jis gimė ūkininkų šeimoje Vulsthorpe. Niutono tėvas mirė prieš jam gimstant. Netrukus po mylimo vyro mirties motina antrą kartą ištekėjo už kaimyniniame mieste gyvenusio kunigo ir atsikraustė pas jį. Isaacas Newtonas, kurio trumpa biografija parašyta žemiau, ir jo močiutė liko Vulsthorpe. Kai kurie tyrinėtojai tulžų ir nedraugišką mokslininko charakterį aiškina šiuo emociniu sukrėtimu.

Dvylikos metų Isaacas Newtonas įstojo į Granthamo mokyklą, o 1661 m. įstojo į Kembridžo universiteto Trejybės koledžą. Norėdamas užsidirbti, jaunasis mokslininkas atliko tarnų pareigas. Kolegijoje matematikos mokytojas buvo I. Barrow.

Per maro epidemiją 1965–1967 m. Isaacas Newtonas buvo savo gimtajame kaime. Šie metai buvo vaisingiausi jo mokslinėje veikloje. Būtent čia jis plėtojo idėjas, kurios vėliau paskatino Niutonas sukurti atspindintį teleskopą (1968 m. Izaokas Niutonas tai padarė pats) ir atrasti visuotinės gravitacijos dėsnį. Taip pat čia jis atliko eksperimentus, susijusius su šviesos skaidymu.

1668 metais mokslininkui buvo suteiktas šis vardas, o po metų Barrow jam perleido savo kėdę (fizikos ir matematikos). Isaacas Niutonas, kurio biografija domina daugelį tyrinėtojų, užėmė ją iki 1701 m.

1671 metais Izaokas Niutonas išrado savo antrąjį veidrodinį teleskopą. Jis buvo didesnis ir geresnis nei ankstesnis. Šio teleskopo demonstravimas amžininkams paliko labai stiprų įspūdį. Netrukus po to Isaacas Newtonas buvo išrinktas Karališkosios draugijos nariu. Kartu jis pristatė mokslo bendruomenei savo naujos spalvų ir šviesos teorijos tyrimą, kuris sukėlė aštrių nesutarimų su

Izaokas Niutonas taip pat sukūrė pagrindą.Tai tapo žinoma iš Europos mokslininkų susirašinėjimo, nors pats mokslininkas nepaskelbė nė vienos pastabos šiuo klausimu. Pirmoji publikacija apie analizės pagrindus buvo paskelbta 1704 m., o visas vadovas buvo paskelbtas po mirties 1736 m.

1965 m. Izaokas Niutonas tapo monetų kalyklos viršininku. Tai palengvino tai, kad mokslininkas kadaise domėjosi alchemija. Niutonas prižiūrėjo visų Anglijos monetų nukaldinimą. Būtent jis sutvarkė Anglijos monetų kaldinimą, kuris iki tol buvo netvarkingas. Už tai 1966 metais mokslininkas visą gyvenimą gavo Anglijos teismo direktoriaus vardą, kuris tuo metu buvo labai apmokamas. Tais pačiais metais Izaokas Niutonas tapo Paryžiaus mokslų akademijos nariu. 1705 m. puikus grandiozinis mokslo darbai pakėlė jį į riterio laipsnį.

Paskutiniais savo gyvenimo metais Niutonas daug laiko skyrė teologijai, taip pat biblinei ir senovės istorijai. Didysis mokslininkas buvo palaidotas nacionaliniame Anglijos panteone -