Доклад на тему «Исаак Ньютон»
МКОУ «Зиранинская средняя образовательная школа»
Доклад
на тему
«Исаак Ньютон»
Выполнила
Ахмедханова П.А.
Величие и сила настоящего ученого заключается вовсе не в количестве заслуг или наград, не в присужденных званиях и даже не в признании таковых человечеством. Настоящего гения выдают его теории и открытия, оставленные миру. Одним из бессмертных подвижников, которые всерьез «подтолкнули» научно-технический прогресс своими идеями, был Исаак Ньютон, весомость теорий которого никто не станет да и не сможет поставить под сомнение. О знаменитых законах, открытых им, знает каждый школьник. Но как сложилась его жизнь, как именно он прошел свой земной путь?
Содержание
Исаак Ньютон: биография человека без яблока
Интересно
В студенчестве математик Ньютон вел дневник, своего рода записную книжку. Туда вносил самые интересные и важные, по его мнению, мысли, гипотезы и теории. Там имеется отлично характеризующая его фраза: «Ни в какой философии не может быть царя, кроме абсолютной истины. Мы должны выстроить золотые памятники великим, но при этом написать на каждом из них, что главный друг ученого – истинная правда».
Кратко об английском математике Ньютоне
Этому человеку действительно удалось составить совершенно новую, более приближенную к реальности картину мира, чем ту, которой люди пользовались до этого. Проводя занимательные и довольно смелые для своего времени эксперименты, ученый смог доказать, что смешивание всех тонов спектра в результате даст не тьму, как предполагалось ранее, а идеально белый цвет. Однако это далеко не главное, ведь самым выдающимся открытием Ньютона считается закон всемирного тяготения. Существует даже легенда о яблоке, свалившемся на голову математика, знакомая каждому с детства.
Сам подвижник никогда не стремился к славе или известности, а его труды были опубликованы только через несколько десятков лет после написания. Он даже “строчил” в блокноте, что известность увеличила бы количество разнообразных приятелей, друзей и знакомых, что могло помешать продолжать работать. Первый трактат он совершенно никому не показывал, потому потомкам удалось отыскать его лишь через три сотни лет после смерти великого мэтра. Годы жизни Ньютона нельзя назвать ни простыми, ни безбедными, но вот бесплодными они точно не были.
Ранние годы Исаака
Исаак Ньютон старший, отец будущего светила физики и математики, родился в шестом году семнадцатого века в крохотной деревушке под названием Вулсторп, что находится в графстве Линкольншир. Сам физик считал, что семейство вело род от выходцев из Шотландии, причем в пятнадцатом веке имеются упоминания об обедневших дворянах с похожей фамилией. Однако современные исследования доказали, что и за сотню лет до рождения ученого Ньютоны были крестьянами и работали на земле.
Парень подрос, женился на порядочной девушке Анне Эйскоу, упорно занимался фермерством и даже накопил достаточное количество денег, чтобы оставить супруге и новорожденному отпрыску несколько сот акров хороших земель и более пяти сотен фунтов денег. От внезапной и быстротекущей болезни мужчина неожиданно скончался, в то время, когда жена как раз собиралась разрешиться от бремени. 25 декабря, как раз на католическое Рождество 1642 года, на свет, не дождавшись срока, появился слабенький и болезненный мальчик, которого решено было назвать в честь отца – Исааком.
Других родных братьев или сестер у малыша не было. Однако спустя четыре года матушка подыскала отличную партию. Она выскочила замуж за пожилого вдовца. Несмотря на преклонный возраст мужа, женщина родила еще троих детей. Малыши требовали ухода и внимания, а Исаак был предоставлен сам себе. У женщины просто не хватало сил и времени, чтобы уделять достаточно внимания первенцу. Паренек рос смышленым, никогда не плакал, не ныл и не «перетягивал одеяло». Занимался его воспитанием брат матери – дядя Уильям. Вместе с ним Исаак увлеченно мастерил разнообразные технические штуковины, к примеру, лодки с парусами, водяную мельницу или песочные часы.
В 53-м отчим приказал долго жить, но у матушки так и не появилось времени на мальчишку от первого брака. Однако позаботиться о его благосостоянии она не позабыла, следует отдать ей должное. Как только Анна получила наследство покойного мужа, тут же переписала его на юного Исаака. Только в двенадцать лет сорванец был определен в школу в соседний городок под названием Грэнтем. Чтобы он не ходил несколько десятков километров пешком ежедневно, ему сняли койку у местного аптекаря. Через четыре года мать попыталась забрать сына из школы и приобщить к управлению поместьем, но «семейное дело» его совершенно не интересовало.
Ко всему, отправить его в университет стал просить еще и школьный преподаватель Стокс, любимый дядя Уильям, видевший потенциал юноши. Аптекарь, у которого парнишка квартировался, и его городской знакомый Хэмфри Бабингтон из Кембриджского колледжа присоединились к мольбам, и женщина уступила. Кто такой Исаак Ньютон, В 61-м году не знал еще никто.
Парень поступил в университет и вскоре занялся своим любимым делом – наукой. С этим учебным заведением связано более трех десятков лет жизни выдающегося ученого. В шестьдесят четвертом он уже составил для себя список неразрешенных загадок, тайн и проблем человечества (Questiones quaedam philosophicae), состоящий из более чем четырех десятков пунктов. Предполагалось, что он сможет разобраться с каждым из них.
Чумные годы, славные для науки
1664 год выдался не только плодотворным для молодого Ньютона, который только что увлекся математикой, а также успешно сдал экзамены, получив степень бакалавра, но и страшным для всей страны. В Лондоне стали появляться дома, на фасадах которых запылали огненно-алые кресты – знак Великой эпидемии бубонной чумы, от которой не было спасения. Она не щадила ни малышей, ни взрослых, не выбирала среди мужчин или женщин, не разделяла людей на сословия и классы. Летом 65-го уроки в колледже отменили. Собрав свои любимые книжки, Исаак отправился домой в деревню.
Важно
Существует даже специальное историческое название для периода 65-66 годов семнадцатого века — Великая эпидемия чумы в Лондоне. Инфекционное и жутко заразное заболевание унесло не менее двадцати процентов населения английской столицы, успешно разносимое полчищами крыс. Всего погибло сто тысяч человек. Мертвецов вывозили за город, а порой просто сжигали посреди улиц или вместе с жилищами. Это вызвало колоссальный пожар, который унес еще несколько сотен жизней, зато помог справиться с чумой.
Оптические эксперименты и закон всемирного тяготения
Эти годы стали разрушительными и крайне бедственными для всей страны, но при этом чрезвычайно плодотворными для самого ученого. Он мог, не отвлекаясь ни на что иное, заниматься своими экспериментами в глуши родной деревни. В самом конце шестьдесят пятого он уже вычленил дифференциальное счисление, а в начале следующего года уже вплотную подобрался к теории цветов. Именно Ньютону удалось доказать, что белый свет не первичен, а состоит из полного спектра, до чего он додумался благодаря эксперименту с призмой и направленным узким лучом.
К маю Исаак приступил к интегральному исчислению. Он стал постепенно приближаться к закону всемирного тяготения. Опираясь на знания, «подготовленные» заранее Кеплером, Эпикуром, Гюйгенсом и Декартом, Ньютон сумел четко, понятно связать его с движением планет. Причем он непросто вычислил формулу, но также предложил завершенную работающую математическую модель, чего никто ранее не делал. Интересно, что легенду об упавшем яблоке, что якобы натолкнуло ученого на сие открытие, вероятно придумал известный французский писатель и философ Вольтер.
Известность в научных кругах
Ранней весной 66-го Ньютон решил возвращаться в университет, но к лету чума вернулась и еще больше «рассвирепела», потому оставаться в городе было небезопасно. Только спустя два года он сумел добиться степени магистра и приступить к преподавательской деятельности. Учитель из него был никакой, а студенты на лекции ходить не желали, всячески отлынивали и даже вредили. В 69-м наставник Исаака, Барроу, настоял на публикации некоторых математических работ. Хотя автор просил не открывать его имени, тот сообщил, что речь идет о наработках Ньютона.
Так слава потихоньку подкрадывалась к великому интроверту. Уже в октябре 66-го его назначили придворным капелланом по приглашению самого короля Карла II. Это был сан священнослужителя, к которому ученый относился с долей здорового скепсиса. Однако он позволил оставить преподавание, полностью посвятив время науке. Тотальная известность пришла к Исааку только в 1670 году, после зачисления его членом Лондонского королевского общества – одной из первых Академий наук.
Приблизительно в это время он самостоятельно разработал и самостоятельно выстроил телескоп-рефлектор, представляющий собой конструкцию из линзы и вогнутого зеркала, который представил научному миру. Прибор давал увеличение более, чем в сорок раз. Но если быть до конца честными, коллеги относились к физику не достаточно лояльно: постоянно возникали конфликты и трения, чего Ньютон крайне не любил. После публикации зимой 72-го года труда «Philosophical Transactions» разразился страшный скандал – изобретатель Гук, а также его приятель голландский механик Гюйгенс требовали признать сию работу неубедительной, так как она противоречила их идеям.
В конце семидесятых, чем знаменит Ньютон, в Лондоне, да и далеко за его пределами, уже знал каждый образованный человек. Но для самого философа и физика это было трудное время. Сперва умер близкий друг, наставник и бывший преподаватель Барроу, затем в доме Исаака вспыхнул пожар, и спасти удалось только половину архива. В семьдесят седьмом отправился к праотцам руководитель Королевского Общества Ольденбург, а на его место уселся Гук, который Ньютона откровенно недолюбливал. Ко всему, в 79-м скончалась еще и Анна, мать ученого, что стало последним сокрушительным ударом – учитель и эта женщина были единственными, кого он всегда был рад видеть.
Самые известные труды английского ученого
К восемьдесят шестому году прохождение по небу знаменитой кометы вызвало огромный интерес не только в научных кругах, но и среди обывателей. Сам Эдмонд Галлей, благодаря которому астрономическое тело получило свое название, неоднократно просил Ньютона опубликовать работы по небесной механике и движению объектов. Но тот не желал даже слушать ни о чем подобном. Он не хотел новых споров, распрей и обвинений, потому потомки узнали о его наработках гораздо позже. Только в 1684 году трактат об эллиптичности орбит движения планет под названием De motu был представлен широкой общественности. Только через два года, да и то на личные деньги профессора Галлея, труд с окончательным названием Philosophiae Naturalis Principia Mathematica был выпущен в печать.
В этой работе ученый напрочь отказывается от ненужной и даже несколько мешающей метафизики, от чего так никогда не избавились ни Аристотель, ни Декарт. Он решает ничего не принимать на веру и не оперирует придуманными «первопричинами», а доказывает все, о чем говорит, исходя из собственного опыта наблюдений и поставленных экспериментов. Ему пришлось ввести даже несколько новых понятий, к примеру, масса или внешние силы. На этой основе он вывел три закона механики, которые в наши дни дети изучают в шестом или седьмом классе.
Управленческая деятельность в руках ученого
В 1685 году на английский трон вместо предыдущего разумного правителя уселся глубоко верующий католик Яков II Стюарт, собирающийся возродить церковные каноны. Первым делом он приказал университетским властям присвоить ученую степень монаху Альбану Френсису, который в науках разбирался чуть лучше кошки. Научное сообщество заволновалось, это было неслыханно. Тут же последовал вызов представителей Кембриджа к судье Джорджу Джеффрису, которого боялся весь Лондон. Ньютон, никогда ничего не страшившийся, говорил за всех. Тогда дело замяли, и уже спустя два года король Яков был свергнут, а сам ученый избран в парламент университета.
В семьдесят девятом пожилой мужчина свел знакомство с молодым графом Чарльзом Монтегю, который сразу же понял, какой величины светило науки перед ним. Он просил правителя Вильгельма Третьего назначить Ньютона хранителем Монетного двора, и тот согласился. Мужчина вступил в должность в 1695 году. За три года он изучил технологические подробности и произвел денежную реформу. Говорят, что в это же время как раз приезжал русский царь Петр Первый, однако никаких записей о встрече с Ньютоном или их разговоре не сохранилось. В третьем году восемнадцатого века умер Сомерс, бывший председатель Королевского общества, а великий ученый занял его место.
Смерть математика: в память о физике Исааке Ньютоне
Последние годы знаменитого новатора протекали в почете и известности, хотя он этого не желал и не стремился к славе. Наконец-то к 1705 году издается его «Оптика», а королева Анна присваивает мэтру рыцарское звание. Теперь он должен именоваться сэр Исаак Ньютон, повсюду отпечатывать собственный герб и вести родословную, честно говоря, весьма сомнительную. Это не радовало мужчину, а вот ранее не публиковавшиеся труды, сейчас вышедшие в печать, приносили истинное удовлетворение. На протяжении последних лет жизни он строго соблюдал режим, выполняя возложенные на него обязанности.
К 1725 году здоровье и так не сильно-то крепкого старика стало стремительно ухудшаться. Чтобы чуть облегчить состояние и вырваться из городской суеты, философ переселился в Кенсингтон, где было намного тише и воздух оказался гораздо чище. Однако это уже было не способно помочь ему: организм потихоньку «приходил в негодность», хотя никаких особо страшных болезней у него не было. 20 (31) марта 1727 года жизнь Исаака Ньютона оборвалась во сне. Его тело было выставлено для всеобщего прощания, а потом похоронено в Вестминстерском аббатстве.
В память об основателе классической механики
Величина этого ученого, мощь и сила разума, его напористость и методичность, привели к тому, что даже спустя столетия после смерти потомки о нем не забыли и едва ли забудут когда-то в будущем. На его могиле красуется надпись с указанием на его явную гениальность, а во дворе Тринити-колледжа воздвигнут памятник, который можно посмотреть и в наши дни.
В честь него названы кратеры на Марсе и Луне, а в международной СИ есть величина (сила), измеряемая в ньютонах. Медаль с его инициалами ежегодно выдается за заслуги в области физики. Есть огромное количество памятников, улиц и площадей по всему миру, которые тоже носят его имя.
Интересные факты об ученом Исааке Ньютоне
Ньютон проводил эксперименты на себе. Исследуя теорию света, он тонким зондом проникал в зрачок и надавливал на глазное дно.
Ученый никогда не был женат и не оставил после себя ни одного потомка.
Несмотря на свои занятия наукой, этот человек всегда было глубоко верующим и не отрицал существования Бога. Хотя священников считал дармоедами.
Чтобы обезопасить монетки от стесывания драгоценных металлов мошенниками, Ньютон предложил делать на торцах поперечные насечки. Этот метод применяется и в наши дни.
Не обладая богатырским внешним видом, а также родившись раньше срока, Исаак никогда серьезными заболеваниями не страдал. Даже обычной простуды у него не бывало, по крайней мере, об этом не существует упоминаний.
Мифы и легенды вокруг физика
Есть легенда, будто мэтр лично сделал в двери дома два отверстия, чтобы кошки могли свободно входить и выходить. Но никаких питомцев у мужчины никогда не было.
Поговаривали, что получить должность смотрителя Монетного двора ему удалось только благодаря молодости и невинности племянницы, понравившейся казначею Галифаксу. На самом деле, граф познакомился с девушкой позже, чем ученый занял свой почетный пост.
Многие рассказывают байку, будто Ньютон как член парламента выступал всего раз, да и то с просьбой закрыть окно. Но записей о его выступлениях за все время не существует.
Бытует миф, будто мужчина с молодости интересовался астрологией и даже умел предсказывать будущее. Но никаких записок его или окружения по данному вопросу так и не было найдено.
Последние годы ученый работал над каким-то таинственным трудом. Многие считают, что он пытался расшифровать Библию. Однако никаких следов подобной работы после его смерти не обнаружилось.
Биография Исаака Ньютона — биография Ньютона
Дата рождения: 4 января 1643 годаДата смерти: 31 марта 1727 года
Место рождения: деревня Вулсторп, графство Линкольншир, Великобритания
Исаак Ньютон – известен как физик и математик, а также Исаак Ньютон гениальный механик. Он оставил свой след в истории в качестве создателя основ физики.
Родился знаменитый ученый в 1643 году. Его отец был зажиточным фермером, но увидеть рождение сына не успел. Мать Исаака после смерит мужа, вышла замуж второй раз и воспитанием сына не занималась.
Ньютон был очень болезненным мальчиком, и его родственники думали, что он умрет, однако все обернулось иначе. Его воспитанием занимался брат его матери.
Уже в школе у Ньютона обнаружилось множество талантов, которые отмечались учителями. Его родственники пытались вырастить из него скваттера, но их попытки не увенчались успехом. Мать разрешила Исааку окончить школу под давлением учителей, и он продолжил свое образование в колледже в Кембридже.
Еще, будучи студентом, Ньютон пытался объяснить все явления, происходящие в окружающей среде с научного плана. Его увлекает математика, и в 21 год Исаак уже делает открытие – он выводит бином, названный его именем.
За это открытие юноша получает степень бакалавра. В Великобритании в 1665 г. свирепствовала чума. Карантин в стране продолжался два года, и ученый вынужден был уехать домой.
В Кембридж будущий ученый смог вернутся только после того как стихла эпидемия. После окончания колледжа, Исаак полностью посвятил себя научной деятельности. Именно в этот период Ньютон открыл закон всемирного тяготения.
Ньютон занимается исследованием оптики и разрабатывает телескоп, который позволял морякам рассчитывать точное время по расположению звезд. Эта разработка позволила изобретателю стать почетным членом Королевского общества. Ученый ведет переписку с Лейбницем.
В 1677 году, в жилище Исаака произошел пожар, который уничтожил некоторую часть трудов этого ученого. Все свои изыскания Ньютон обобщил в книге, где изложил понятия механики. В это же книге он ввел новые величины в физике, и также сформулировал законы механики и многое другое. Участвовал ученый и в общественной жизни королевства.
Он был избран в палату лордов, был назначен смотрителем монетного двора и через некоторое время его управляющим. В 1703 году его избирают президентом Королевского общества. Ньютону присуждают титул рыцаря.
Всю жизнь Ньютон активно боролся с финансовыми аферами и фальшивомонетчиками, в конце своей жизни, он становится участником денежной махинации и теряет часть своего состояния.
У Исаака Ньютона не осталось потомков. Все свое время работал. Но кроме этого Ньютон обладал непривлекательной внешностью, которая отталкивала от него женщин. Биографы ученого отмечают, что в юности Исаак увлекся своей сверстницей мисс Сторей, с которой дружил всю свою жизнь. Умер великий ученый в 1727 году. Похоронен в Вестминстерском аббатстве.
Достижения Исаака Ньютона:
• Считается основателем механики (раздел физики)
• Открыл кольца, названные его именем
• Основал интегральные счисления в математике
• Автор бинома Ньютона
• Построил рефлекторный телескоп.
Важные даты биографии Исаака Ньютона:
• 1664 г. – Открыл Бином Ньютона
• 1665–1667 гг. – Открыл закон всемирного тяготения
• 1689 г. — Был избран парламентарием
• 1705 г. – Получил звание рыцаря
Интересные факты из жизни Исаака Ньютона:
• Ньютону удалось разложить радугу на семицветный спектр. Первоначального из этого спектра был упущен оранжевый цвет и синий. Однако затем Ньютон сравнял количество цветов в радуге с числом нот в одной музыкальной гамме.
• Пытаясь доказать, что люди видят окружающие предметы в процессе давления света на сетчатку глаза, ученый, надавил на дно собственного глазного яблока, так, что чуть не лишился его. Таким образом он смог доказать свою теорию. Глаз остался целым.
• Ньютон никогда не пропускал заседания парламента
• Исаак был рассеянным человеком, и однажды вместо того, чтобы опустить в кипяток яйцо, бросил туда часы и заметил это только через две минуты.
• Ньютон предсказывал пришествие Христа в 2060 году.
Доклад про физика Ньютона
Исаак Ньютон– биография и научные открытия.
Сэр Исаак Ньютон (1643-1726) был английским математиком, физиком и ученым. Его считают одним из самых влиятельных ученых всех времен, разрабатывая из за его разработок новых законов механики, гравитации и законов движения. Его работа Principia Mathematica ( 1687) заложила основу для научной революции семнадцатого века.
Ранняя жизнь Ньютона
Сэр Исаак Ньютон родился в Рождество в 1643 году в относительно бедной семье фермеров. Его отец умер за три месяца до его рождения. Его мать позже вышла замуж, но ее второй муж не справился с Исааком; что привело к трению между Исааком и его родителями. Молодой Исаак посещал школу в Королевской школе Грантхам в Линкольншире (где его подпись все еще есть на стенах). Исаак был одним из лучших учеников, но до окончания учебы его мать забрала его из школы для работы на ферме. Только через вмешательство директора школы Исаак смог вернуться, чтобы закончить учебу. Он сдал заключительные экзамены с очень хорошими результатами и смог поехать в Тринити-колледж в Кембридже.
Ньютон в Кембридже
В Кембридже он смог продолжить свои наработки в области математики, науки и физики. В то время высшее образование основывалось на Аристотеле , но Исаака больше интересовали современные математики, таких как Рене Декарт .
Исаак Ньютон обладал потрясающей способностью углубляться в математические проблемы, а затем сосредотачиваться на них, пока их тайна не будет разгадана. У него было мало времени для женщин. Ранний подростковый роман ни к чему не пришел, и он оставался одиноким на протяжении всей своей жизни.
Сэр Исаак Ньютон, был назван одним из величайших гениев истории. Его математические и научные достижения подтверждают такую точку зрения. Его многочисленные достижения в области науки включают:
•Разработка теории исчисления . К сожалению, в то же время, что и Ньютон, исчисление разрабатывалось Лейбницем. Когда Лейбниц опубликовал свои результаты, между этими двумя людьми возникла ожесточенная вражда, и Ньютон обвинил его в плагиате. Эта горькая вражда продолжалась до смерти Лейбница в 1713 году.
•Обобщенная теорема бинома
•Тождества Ньютона
•Метод Ньютона
•Кривые кубической плоскости (полиномы третьей степени по двум переменным)
•Значительные вклады в теорию конечных разностей
•Использование дробных индексов
•Используемая геометрия для вывода решений диофантовых уравнений.
•Новая формула для пи.
Научные достижения Ньютона:
•Оптика. Ньютон добился больших успехов в изучении оптики. В частности, он разработал спектр, разбивая белый свет через призму.
•Телескоп — значительно улучшил развитие телескопа. Однако, когда его идеи критиковались Гуком, Ньютон отказался от публичных дебатов. На протяжении всей своей жизни он развивал антагонистическое и враждебное отношение к Гуку.
•Механика и гравитация . В своей знаменитой книге « Principia Mathematica» (1687) Ньютон объяснил три закона движения, которые легли в основу современной физики.
Ньютона ударило по голове яблоко
Самый популярный анекдот о сэре Исааке Ньютоне — это история о том, как теория тяготения пришла к нему, после удара по голове падающим яблоком. На самом деле Ньютон и его друзья, возможно, преувеличили эту историю. Тем не менее, вполне вероятно, что наблюдение за яблоками, падающими с деревьев, могло повлиять на его теорию гравитации.
Религиозные убеждения Ньютона
Ньютон фактически потратил очень много времени на изучение религиозных проблем. Он ежедневно читал Библию, полагая, что это слово Божье. Тем не менее, он не был удовлетворен христианскими толкованиями Библии. Например, он отверг философию Святой Троицы; его убеждения были ближе к христианским убеждениям в арианстве, где между Иисусом Христом и Богом была разница.
Ньютон был очарован ранней церковью, а также последней главой Библейских откровений. Он провел много часов, изучая Библию, пытаясь найти секретный Кодекс Библии. По слухам, он был розенкрейцером. Религиозные убеждения, которых придерживался Ньютон, могли вызвать серьезное смущение в то время. Из-за этого он скрывал свои взгляды, почти до одержимости. Это стремление к секретности, казалось, было частью его природы. Только после его смерти были открыты его рукописи. Епископ, который первым открыл коробку Ньютона, на самом деле счел их слишком шокирующими для публичного выпуска, поэтому они были запрещены еще на многие годы.
Библиотека — Величайшие ученые в истории
Наше понимание окружающего мира в расцвет технологической эры — всё это, и многое другое, является результатом работы многочисленных ученых. Мы живем в прогрессивном мире, который развивается огромными темпами. Этот рост и прогрессия — продукт науки, многочисленных исследований и экспериментов. Все, чем мы пользуемся, включая автомобили, электричество, здравоохранение и науку — результат изобретений и открытий этих интеллектуалов. Если бы не величайшие умы человечества, мы все еще жили бы в Средневековье. Люди воспринимают все как должное, но стоит все же отдать дань тем, благодаря кому мы имеем то, что имеем. В этом списке представлены десять величайших ученых в истории, изобретения которых изменили нашу жизнь.
Исаак Ньютон (1642-1727)
Сэр Исаак Ньютон — английский физик и математик, широко расценивается, как один из самых величайших ученых всех времен. Вклад Ньютона в науку широк и неповторим, а выведенные законы все еще преподаются в школах, как основа научного понимания. Его гений всегда упоминается вместе со смешной историей — якобы, Ньютон открыл силу тяжести благодаря яблоку, упавшему с дерева ему на голову. Правдива история про яблоко, или нет, но Ньютон также утвердил гелиоцентрическую модель космоса, построил первый телескоп, сформулировал эмпирический закон охлаждения и изучил скорость звука. Как математик, Ньютон также сделал уйму открытий, повлиявших на дальнейшее развитие
человечества.
Альберт Эйнштейн (1879-1955)
Альберт Эйнштейн — физик немецкого происхождения. В 1921 ему присудили Нобелевскую премию за открытие закона фотоэлектрического эффекта. Но самое важное достижение величайшего ученого в истории — теория относительности, которая наряду с квантовой механикой формирует базис современной физики. Он также сформулировал отношение эквивалентности массовой энергии E=m, который назван как самое известное уравнение в мире. Он также сотрудничал с другими учеными на работах, таких как Статистика Бозе-Эйнштейна. Письмо Эйнштейна президенту Рузвельту в 1939, приводя в готовность его возможного ядерного оружия, как предполагается, является ключевым стимулом в разработке атомной бомбы США. Эйнштейн полагает, что это самая большая ошибка его жизни.
Джеймс Максвелл (1831-1879)
Максвелл — шотландский математик и физик, ввел понятие электромагнитного поля. Он доказал, что свет и электромагнитное поле перемещаются с одинаковой скоростью. В 1861 Максвелл сделал первую цветную фотографию после исследований в поле оптики и цветов. Работа Максвелла над термодинамикой и кинетической теорией также помогла другим ученым сделать целый ряд важных открытий. Распределение Максвела-Больцмана — еще один важнейший вклад в развитие теории относительности и квантовой механики.
Луи Пастер (1822-1895)
Луи Пастер, французский химик и микробиолог, главным изобретением которого стал процесс пастеризации. Пастер сделал ряд открытий в области вакцинации, создав вакцины от бешенства и сибирской язвы. Он также изучил причины и выработал методы профилактики болезней, чем спас множество жизней. Все это сделало Пастера “отцом микробиологии”. Этот величайший ученый основал институт Пастера, чтобы продолжить научные исследования во многих областях.
Чарльз Дарвин (1809-1882)
Чарльз Дарвин является одной из наиболее влиятельных фигур в истории человечества. Дарвин, английский натуралист и зоолог, выдвинул эволюционную теорию и эволюционизм. Он обеспечил основание для понимания происхождения человеческой жизни. Дарвин объяснил, что вся жизнь появилась от общих предков и что развитие происходило посредством естественного отбора. Это одно из доминирующих научных объяснений разнообразия жизни.
Мария Кюри (1867-1934)
Марии Кюри присудили Нобелевскую премию в Физике (1903) и Химии (1911). Она стала не только первой женщиной, которая получила премию, но также и единственной женщиной, сделавшей это в двух полях и единственным человеком, который достиг этого в разных науках. Ее основным полем исследования была радиоактивность — методы изоляции радиоактивных изотопов и открытие элементов полония и радия. Во время Первой мировой войны Кюри открыла первый центр рентгенологии во Франции, а также разработала мобильный полевой рентген, которые помог спасти жизни многих солдат. К сожалению, длительное воздействие радиации привело к апластической анемии, от которой Кюри и умерла в 1934 году.
Никола Тесла (1856-1943)
Никола Тесла, сербский американец, наиболее известный своей работой в области современной системы электроснабжения и исследований переменного тока. Тесла на начальном этапе работал у Томаса Эдисона — разрабатывал двигатели и генераторы, но позже уволился. В 1887 он построил асинхронный двигатель. Эксперименты Теслы дали начало изобретению радиосвязи, а особый характер Теслы дал ему прозвище «сумасшедшего ученого». В честь этого величайшего ученого, в 1960 году единицу измерения индукции магнитного поля назвали ‘теслой’.
Нильс Бор (1885-1962)
Датскому физику Нильсу Бору присудили Нобелевскую премию в 1922, за его работу над квантовой теорией и строением атома. Бор известен открытием модели атома. В честь этого величайшего ученого даже назвали элемент ‘Бориум’, ранее известный, как ‘гафний’. Бор также сыграл важную роль в основании CERN — Европейской организации по ядерным исследованиям.
Галилео Галилей (1564-1642)
Галилео Галилей наиболее известен своими достижениями в астрономии. Итальянский физик, астроном, математик и философ, он улучшил телескоп и сделал важные астрономические наблюдения, среди которых подтверждение фаз Венеры и открытие спутников Юпитера. Неистовая поддержка гелиоцентризма стала причиной преследований ученого, Галилея даже подвергли домашнему аресту. В это время он написал ‘Две Новые Науки’, благодаря которым был назван “Отцом современной Физики”.
Аристотель (384-322 до н.э.)
Аристотель — греческим философом, который является первым настоящим ученым в истории. Его взгляды и идеи влияли на ученых и в более поздние года. Он был учеником Платона и учителем Александра Великого. Его работа охватывает широкое разнообразие предметов — физика, метафизика, этика, биология, зоология. Его взгляды на естественные науки и физику были инновационными и стали базой для дальнейшего развития человечества.
Дмитрий Иванович Менделеев (1834 — 1907)
Дмитрия Ивановича Менделеева можно смело назвать одним из самых величайших ученых в истории человечества. Он открыл один из фундаментальных законов мироздания — периодический закон химических элементов, которому подчинено все мироздание. История этого удивительного человека заслуживает многих томов, а его открытия стали двигателем развития современного мира.
Обнаружены сотни старинных копий «Математических начал» Исаака Ньютона
https://ria.ru/20201111/nyuton-1584130122.html
Обнаружены сотни старинных копий «Математических начал» Исаака Ньютона
Обнаружены сотни старинных копий «Математических начал» Исаака Ньютона — РИА Новости, 11.11.2020
Обнаружены сотни старинных копий «Математических начал» Исаака Ньютона
Американские ученые обнаружили почти 200 неучтенных экземпляров первого издания книги Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии». Это… РИА Новости, 11.11.2020
2020-11-11T15:59
2020-11-11T15:59
2020-11-11T15:59
наука
история
калифорнийский технологический институт
физика
математика
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/0b/0b/1584111419_0:150:1600:1050_1920x0_80_0_0_feafe5c0bfb39d8a4351962b9e27d49b.jpg
МОСКВА, 11 ноя — РИА Новости. Американские ученые обнаружили почти 200 неучтенных экземпляров первого издания книги Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии». Это опровергает существующее мнение о том, что книга великого ученого была настолько сложна для его современников, что ее могли прочитать только единицы. Исследование опубликовано в журнале Annals of Science.»Математические начала натуральной философии» — главный труд Исаака Ньютона, в котором он сформулировал закон всемирного тяготения и три закона движения, ставшие основой классической механики и названные его именем. Впервые труд был издан на латыни в 1687 году. В переписи известных экземпляров первого издания, опубликованной в 1953 году, фигурируют 187 книг. Новое исследование говорит, что на самом деле их было как минимум вдвое больше.Историки из Калифорнийского технологического института профессор Мордехай Файнгольд (Mordechai Feingold) и его бывший студент Андрей Своренчик (Andrej Svorenčík), работающий сейчас в Мангеймском университете в Германии, в течение десяти лет проводили скрупулезную детективную работу, отслеживая копии книги по всему миру.Более того, проанализировав печати собственников и заметки на полях некоторых экземпляров, а также связанные с ними письма и другие документы, исследователи выяснили, что «Начала» широко обсуждали и осмысливали не только в научной среде, но и в обществе.»Одно из наших открытий заключается в том, что книга была более доступной, чем мы предполагали, — приводятся в пресс-релизе института слова Файнгольда. — В XVIII веке ньютоновские идеи, как позднее идеи Чарльза Дарвина и Альберта Эйнштейна, оказали значительное влияние на многие аспекты жизни. Люди надеялись найти аналогичные универсальные законы в других областях. И это сделало Ньютона канонической фигурой».Проект зародился, когда Своренчик, выходец из Словакии, писал курсовую работу о распространении «Начал» в Центральной Европе.»Меня интересовало, есть ли копии книги, которые можно отследить до моего родного региона. Перепись 1953 года не включала никаких копий из Словакии, Чехии, Польши или Венгрии. Это понятно, поскольку перепись была проведена после того, как опустился «железный занавес», что затрудняло отслеживание копий».К удивлению Своренчика, он нашел гораздо больше копий, чем ожидал, и Файнгольд предложил ему заняться систематическим поиском первого издания «Начал».В итоге они обнаружили 199 неучтенных копий, которые существуют без документов в государственных и частных коллекциях в 27 странах, в том числе 35 копий — в Центральной Европе. Были среди них и ранее неопознанные, утерянные или украденные экземпляры. Всего же, по их оценкам, в 1687 году было напечатано около 600, а возможно, и 750 экземпляров первого издания книги.Основным лицом, стоящим за публикацией книги, был Эдмонд Галлей — известный английский ученый, именем которого названа комета. Фейнгольд рассказывает, что Галлей попросил Ньютона сделать расчеты эллиптических орбит некоторых тел в Солнечной системе.»Когда Галлей увидел расчеты, он был так взволнован, что помчался обратно в Кембридж и буквально заставил Ньютона написать «Начала», — говорит Файнгольд. — Фактически, Галлей профинансировал первое издание книги».Исследователи надеются, что официальная публикация новой переписи экземпляров книги Ньютона вызовет отклик со стороны частных владельцев, книготорговцев и библиотек и это позволит найти другие ранее неизвестные экземпляры.Копии первого издания «Начал» продаются через аукционные дома, такие как Christie’s и Sotheby’s, а также на черном рынке по цене от 300 тысяч до трех миллионов долларов.
https://ria.ru/20200818/1575917036.html
https://ria.ru/20201016/vremya-1580163341.html
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2020
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/0b/0b/1584111419_0:0:1600:1200_1920x0_80_0_0_b3e9c7382b7565e3122e1d4941f8e5fd.jpgРИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
история, калифорнийский технологический институт, физика, математика
МОСКВА, 11 ноя — РИА Новости. Американские ученые обнаружили почти 200 неучтенных экземпляров первого издания книги Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии». Это опровергает существующее мнение о том, что книга великого ученого была настолько сложна для его современников, что ее могли прочитать только единицы. Исследование опубликовано в журнале Annals of Science.«Математические начала натуральной философии» — главный труд Исаака Ньютона, в котором он сформулировал закон всемирного тяготения и три закона движения, ставшие основой классической механики и названные его именем.
Впервые труд был издан на латыни в 1687 году. В переписи известных экземпляров первого издания, опубликованной в 1953 году, фигурируют 187 книг. Новое исследование говорит, что на самом деле их было как минимум вдвое больше.
Историки из Калифорнийского технологического института профессор Мордехай Файнгольд (Mordechai Feingold) и его бывший студент Андрей Своренчик (Andrej Svorenčík), работающий сейчас в Мангеймском университете в Германии, в течение десяти лет проводили скрупулезную детективную работу, отслеживая копии книги по всему миру.Более того, проанализировав печати собственников и заметки на полях некоторых экземпляров, а также связанные с ними письма и другие документы, исследователи выяснили, что «Начала» широко обсуждали и осмысливали не только в научной среде, но и в обществе.
18 августа 2020, 03:27НаукаФизики изучили условия, при которых не работает третий закон Ньютона»Одно из наших открытий заключается в том, что книга была более доступной, чем мы предполагали, — приводятся в пресс-релизе института слова Файнгольда. — В XVIII веке ньютоновские идеи, как позднее идеи Чарльза Дарвина и Альберта Эйнштейна, оказали значительное влияние на многие аспекты жизни. Люди надеялись найти аналогичные универсальные законы в других областях. И это сделало Ньютона канонической фигурой».Проект зародился, когда Своренчик, выходец из Словакии, писал курсовую работу о распространении «Начал» в Центральной Европе.»Меня интересовало, есть ли копии книги, которые можно отследить до моего родного региона. Перепись 1953 года не включала никаких копий из Словакии, Чехии, Польши или Венгрии. Это понятно, поскольку перепись была проведена после того, как опустился «железный занавес», что затрудняло отслеживание копий».К удивлению Своренчика, он нашел гораздо больше копий, чем ожидал, и Файнгольд предложил ему заняться систематическим поиском первого издания «Начал».
В итоге они обнаружили 199 неучтенных копий, которые существуют без документов в государственных и частных коллекциях в 27 странах, в том числе 35 копий — в Центральной Европе. Были среди них и ранее неопознанные, утерянные или украденные экземпляры. Всего же, по их оценкам, в 1687 году было напечатано около 600, а возможно, и 750 экземпляров первого издания книги.
Основным лицом, стоящим за публикацией книги, был Эдмонд Галлей — известный английский ученый, именем которого названа комета. Фейнгольд рассказывает, что Галлей попросил Ньютона сделать расчеты эллиптических орбит некоторых тел в Солнечной системе.
16 октября 2020, 17:02НаукаФизики измерили самый короткий промежуток времени«Когда Галлей увидел расчеты, он был так взволнован, что помчался обратно в Кембридж и буквально заставил Ньютона написать «Начала», — говорит Файнгольд. — Фактически, Галлей профинансировал первое издание книги».
Исследователи надеются, что официальная публикация новой переписи экземпляров книги Ньютона вызовет отклик со стороны частных владельцев, книготорговцев и библиотек и это позволит найти другие ранее неизвестные экземпляры.
Копии первого издания «Начал» продаются через аукционные дома, такие как Christie’s и Sotheby’s, а также на черном рынке по цене от 300 тысяч до трех миллионов долларов.Исаак Ньютон (доклад по физике для 7 класса)
Исаак Ньютон – всемирно признанный английский ученый, сделавший ценный вклад в развитие математики, физики, иных наук. В свое время он также выдвинул множество удивительных теорий и предположений. Часть из них впоследствии была подтверждена его последователями.
Исаак Ньютон родился очень слабым ребенком. Поначалу родственники даже не хотели его крестить, поскольку не верили, что мальчик выживет.
С раннего возраста Исаак интересовался устройством окружающей среды, много читал. В младших классах он стал чемпионом по прыжкам, в чем ему помог ветер. Смышленый мальчуган вовремя сообразил и пользовался тем, что по ветру можно прыгнуть дальше. Со временем Ньютон написал научную работу, в которой просчитал воздействие ветра на длину прыжка.
Изобретать будущий ученый начал еще с малых лет. Тогда он построил игрушечный ветряк, который понравился не только детям, но и взрослым. Будучи подростком, Исаак создал весьма точные водяные часы. Вскоре их начала использовать вся семья.
В школу Ньютон отправился в 12 лет. Спустя четыре года из-за бушующей чумы ему пришлось вернуться в родное село. Мать хотела, чтоб ее сын занялся фермерством, но Исаак остался верен науке.
В юности одаренный Исаак писал стихи. Окончив в 18 лет школу, он поступил в известный университет Кембриджа. Учеба там была бесплатной, хотя приходилось отрабатывать на благо того же учебного заведения. В 23 года Исаак Ньютон уже стал известным ученым.
Основные открытия:
- Вывел формулу преобразования в многочлен натуральной степени двучлена (a+b)n.
- Разложил многие функции в степенные ряды.
- Создал таблицу интегралов.
- Сделал множество открытий в оптике, теории цвета.
- Описал явление гравитации.
- Открыл три фундаментальных закона Ньютона.
- Изобрел телескоп-рефлектор.
- Придумал маятник (систему из нескольких шариков) для демонстрации преобразования кинетической энергии в потенциальную, и наоборот.
Интересно! Именно Ньютон предложил края монет делать ребристыми, чтоб мошенники не смогли срезать с них металл. Такая технология по традиции используется и сегодня.
Исаак Ньютон был поистине великим человеком. Не только упавшее с дерева яблоко, но и многолетний кропотливый труд помогли ему сделать большие открытия, навсегда остаться в числе наиболее уважаемых ученых. Без его изобретений современный мир был бы совершенно другим.
10 самых красивых экспериментов в истории физики
Десятки и сотни тысяч физических экспериментов было поставлено за тысячелетнюю историю науки. Непросто отобрать несколько «самых-самых», чтобы рассказать о них. Каков должен быть критерий отбора?
Четыре года назад в газете «The New York Times» была опубликована статья Роберта Криза и Стони Бука. В ней рассказывалось о результатах опроса, проведенного среди физиков. Каждый опрошенный должен был назвать десять самых красивых за всю историю физических экспериментов. На наш взгляд, критерий красоты ничем не уступает другим критериям. Поэтому мы расскажем об экспериментах, вошедших в первую десятку по результатам опроса Криза и Бука.
1. Эксперимент Эратосфена Киренского
Один из самых древних известных физических экспериментов, в результате которого был измерен радиус Земли, был проведен в III веке до нашей эры библиотекарем знаменитой Александрийской библиотеки Эрастофеном Киренским.
Схема эксперимента проста. В полдень, в день летнего солнцестояния, в городе Сиене (ныне Асуан) Солнце находилось в зените и предметы не отбрасывали тени. В тот же день и в то же время в городе Александрии, находившемся в 800 километрах от Сиена, Солнце отклонялось от зенита примерно на 7°. Это составляет примерно 1/50 полного круга (360°), откуда получается, что окружность Земли равна 40 000 километров, а радиус 6300 километров.
Почти невероятным представляется то, что измеренный столь простым методом радиус Земли оказался всего на 5% меньше значения, полученного самыми точными современными методами.
2. Эксперимент Галилео Галилея
В XVII веке господствовала точка зрения Аристотеля, который учил, что скорость падения тела зависит от его массы. Чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает. Наблюдения, которые каждый из нас может проделать в повседневной жизни, казалось бы, подтверждают это.
Попробуйте одновременно выпустить из рук легкую зубочистку и тяжелый камень. Камень быстрее коснется земли. Подобные наблюдения привели Аристотеля к выводу о фундаментальном свойстве силы, с которой Земля притягивает другие тела. В действительности на скорость падения влияет не только сила притяжения, но и сила сопротивления воздуха. Соотношение этих сил для легких предметов и для тяжелых различно, что и приводит к наблюдаемому эффекту. Итальянец Галилео Галилей усомнился в правильности выводов Аристотеля и нашел способ их проверить. Для этого он сбрасывал с Пизанской башни в один и тот же момент пушечное ядро и значительно более легкую мушкетную пулю. Оба тела имели примерно одинаковую обтекаемую форму, поэтому и для ядра, и для пули силы сопротивления воздуха были пренебрежимо малы по сравнению с силами притяжения.
Галилей выяснил, что оба предмета достигают земли в один и тот же момент, то есть скорость их падения одинакова. Результаты, полученные Галилеем. — следствие закона всемирного тяготения и закона, в соответствии с которым ускорение, испытываемое телом, прямо пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально массе.
3. Другой эксперимент Галилео Галилея
Галилей замерял расстояние, которое шары, катящиеся по наклонной доске, преодолевали за равные промежутки времени, измеренный автором опыта по водяным часам. Ученый выяснил, что если время увеличить в два раза, то шары прокатятся в четыре раза дальше. Эта квадратичная зависимость означала, что шары под действием силы тяжести движутся ускоренно, что противоречило принимаемому на веру в течение 2000 лет утверждению Аристотеля о том, что тела, на которые действует сила, движутся с постоянной скоростью, тогда как если сила не приложена к телу, то оно покоится.
Результаты этого эксперимента Галилея, как и результаты его эксперимента с Пизанской башней, в дальнейшем послужили основой для формулирования законов классической механики.
4. Эксперимент Генри Кавендиша
После того как Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения: сила притяжения между двумя телами с массами Мит, удаленных друг от друга на расстояние r, равна F=G(mM/r2), оставалось определить значение гравитационной постоянной G. Для этого нужно было измерить силу притяжения между двумя телами с известными массами. Сделать это не так просто, потому что сила притяжения очень мала.
Мы ощущаем силу притяжения Земли. Но почувствовать притяжение даже очень большой оказавшейся поблизости горы невозможно, поскольку оно очень слабо. Нужен был очень тонкий и чувствительный метод. Его придумал и применил в 1798 году соотечественник Ньютона Генри Кавендиш. Он использовал крутильные весы — коромысло с двумя шариками, подвешенное на очень тонком шнурке. Кавендиш измерял смещение коромысла (поворот) при приближении к шарикам весов других шаров большей массы.
Для увеличения чувствительности смещение определялось по световым зайчикам, отраженным от зеркал, закрепленных на шарах коромысла. В результате этого эксперимента Кавендишу удалось довольно точно определить значение гравитационной константы и впервые вычислить массу Земли.
5. Эксперимент Жана Бернара Фуко
Французский физик Жан Бернар Леон Фуко в 1851 году экспериментально доказал вращение Земли вокруг своей оси с помощью 67-метрового маятника, подвешенного к вершине купола парижского Пантеона. Плоскость качания маятника сохраняет неизменное положение по отношению к звездам. Наблюдатель же, находящийся на Земле и вращающийся вместе с ней, видит, что плоскость вращения медленно поворачивается в сторону, противоположную направлению вращения Земли.
6. Эксперимент Исаака Ньютона
В 1672 году Исаак Ньютон проделал простой эксперимент, который описан во всех школьных учебниках. Затворив ставни, он проделал в них небольшое отверстие, сквозь которое проходил солнечный луч. На пути луча была поставлена призма, а за призмой — экран.
На экране Ньютон наблюдал «радугу»: белый солнечный луч, пройдя через призму, превратился в несколько цветных лучей — от фиолетового до красного. Это явление называется дисперсией света. Сэр Исаак был не первым, наблюдавшим это явление. Уже в начале нашей эры было известно, что большие монокристаллы природного происхождения обладают свойством разлагать свет на цвета. Первые исследования дисперсии света в опытах со стеклянной треугольной призмой еще до Ньютона выполнили англичанин Хариот и чешский естествоиспытатель Марци.
Однако до Ньютона подобные наблюдения не подвергались серьезному анализу, а делавшиеся на их основе выводы не перепроверялись дополнительными экспериментами. И Хариот, и Марци оставались последователями Аристотеля, который утверждал, что различие в цвете определяется различием в количестве темноты, «примешиваемой» к белому свету. Фиолетовый цвет, по Аристотелю, возникает при наибольшем добавлении темноты к свету, а красный — при наименьшем. Ньютон же проделал допол¬нительные опыты со скрещенными призмами, когда свет, пропущенный через одну призму, проходит затем через другую. На основании совокупности проделанных опытов он сделал вывод о том, что «никакого цвета не возникает из белизны и черноты, смешанных вместе, кроме промежуточных темных; количество света не меняет вида цвета». Он показал, что белый свет нужно рассматривать как составной. Основными же являются цвета от фиолетового до красного. Этот эксперимент Ньютона служит замечательным примером того, как разные люди, наблюдая одно и то же явление, интерпретируют его по-разному и только те, кто подвергает сомнению свою интерпретацию и ставит дополнительные опыты, приходят к правильным выводам.
7. Эксперимент Томаса Юнга
До начала XIX века преобладали представления о корпускулярной природе света. Свет считали состоящим из отдельных частиц — корпускул. Хотя явления дифракции и интерференции света наблюдал еще Ньютон («кольца Ньютона»), общепринятая точка зрения оставалась корпускулярной. Рассматривая волны на поверхности воды от двух брошенных камней, можно заметить, как, накладываясь друг на друга, волны могут интерферировать, то есть взаимогасить либо взаимоусиливать друг друга. Основываясь на этом, английский физик и врач Томас Юнг проделал в 1801 году опыты с лучом света, который проходил через два отверстия в непрозрачном экране, образуя, таким образом, два независимых источника света, аналогичных двум брошенным в воду камням. В результате он наблюдал интерференционную картину, состоящую из чередующихся темных и белых полос, которая не могла бы образоваться, если бы свет состоял из корпускул. Темные полосы соответствовали зонам, где световые волны от двух щелей гасят друг друга. Светлые полосы возникали там, где световые волны взаимоусиливались. Таким образом была доказана волновая природа света.
8. Эксперимент Клауса Йонссона
Немецкий физик Клаус Йонссон провел в 1961 году эксперимент, подобный эксперименту Томаса Юнга по интерференции света. Разница состояла в том, что вместо лучей света Йонссон использовал пучки электронов. Он получил интерференционную картину, аналогичную той, что Юнг наблюдал для световых волн. Это подтвердило правильность положений квантовой механики о смешанной корпускулярно-волновой природе элементарных частиц.
9. Эксперимент Роберта Милликена
Представление о том, что электрический заряд любого тела дискретен (то есть состоит из большего или меньшего набора элементарных зарядов, которые уже не подвержены дроблению), возникло еще в начале XIX века и поддерживалось такими известными физиками, как М.Фарадей и Г.Гельмгольц. В теорию был введен термин «электрон», обозначавший некую частицу — носитель элементарного электрического заряда. Этот термин, однако, был в то время чисто формальным, поскольку ни сама частица, ни связанный с ней элементарный электрический заряд не были обнаружены экспериментально.
В 1895 году К.Рентген во время экспериментов с разрядной трубкой обнаружил, что ее анод под действием летящих из катода лучей способен излучать свои, Х-лучи, или лучи Рентгена. В том же году французский физик Ж.Перрен экспериментально доказал, что катодные лучи — это поток отрицательно заряженных частиц. Но, несмотря на колоссальный экспериментальный материал, электрон оставался гипотетической частицей, поскольку не было ни одного опыта, в котором участвовали бы отдельные электроны. Американский физик Роберт Милликен разработал метод, ставший классическим примером изящного физического эксперимента.
Милликену удалось изолировать в пространстве несколько заряженных капелек воды между пластинами конденсатора. Освещая рентгеновскими лучами, можно было слегка ионизировать воздух между пластинами и изменять заряд капель. При включенном поле между пластинами капелька медленно двигалась вверх под действием электрического притяжения. При выключенном поле она опускалась под действием гравитации. Включая и выключая поле, можно было изучать каждую из взвешенных между пластинами капелек в течение 45 секунд, после чего они испарялись. К 1909 году удалось определить, что заряд любой капельки всегда был целым кратным фундаментальной величине е (заряд электрона). Это было убедительным доказательством того, что электроны представляли собой частицы с одинаковыми зарядом и массой. Заменив капельки воды капельками масла, Милликен получил возможность увеличить продолжительность наблюдений до 4,5 часа и в 1913 году, исключив один за другим возможные источники погрешностей, опубликовал первое измеренное значение заряда электрона: е = (4,774 ± 0,009)х10-10 электростатических единиц.
10. Эксперимент Эрнста Резерфорда
К началу XX века стало понятно, что атомы состоят из отрицательно заряженных электронов и какого-то положительного заряда, благодаря которому атом остается в целом нейтральным. Однако предположений о том, как выглядит эта «положительно-отрицательная» система, было слишком много, в то время как экспериментальных данных, которые позволили бы сделать выбор в пользу той или иной модели, явно недоставало.
Большинство физиков приняли модель Дж.Дж.Томсона: атом как равномерно заряженный положительный шар диаметром примерно 10-8см с плавающими внутри отрицательными электронами. В 1909 году Эрнст Резерфорд (ему помогали Ганс Гейгер и Эрнст Марсден) поставил эксперимент, чтобы понять действительную структуру атома. В этом эксперименте тяжелые положительно заряженные а-частицы, движущиеся со скоростью 20 км/с, проходили через тонкую золотую фольгу и рассеивались на атомах золота, отклоняясь от первоначального направления движения. Чтобы определить степень отклонения, Гейгер и Марсден должны были с помощью микроскопа наблюдать вспышки на пластине сцинтиллятора, возникавшие там, где в пластину попадала а-частица. За два года было сосчитано около миллиона вспышек и доказано, что примерно одна частица на 8000 в результате рассеяния изменяет направление движения более чем на 90° (то есть поворачивает назад). Такого никак не могло происходить в «рыхлом» атоме Томсона. Результаты однозначно свидетельствовали в пользу так называемой планетарной модели атома — массивное крохотное ядро размерами примерно 10-13 см и электроны, вращающиеся вокруг этого ядра на расстоянии около 10-8 см.
Ньютон и цвет света
Сэр Исаак Ньютон (1642-1727) оказал глубокое влияние на многие аспекты науки, особенно на оптику и динамику, благодаря своему великому мастерству проведения точных экспериментов, но он также был известным писателем о религии, научном методе и философии науки. . Он родился на Рождество после смерти Галилея и позже объявит о своем долгу перед итальянцем и поляком Коперником:
Если я видел немного дальше других, то это потому, что я стоял на плечах гигантов
The Prism Experiment
Его исследования в области оптики начались в 1666 году в конце annus mirabilis , когда дома в Вулсторпе, Линкольншир из-за бубонной чумы, бушевавшей в Кембридже, он исследовал гравитацию, вычисления и законы движения.Он решил «попробовать вместе с этим знаменитые явления цвета». Ранее считалось, что цвет создается путем смешения света и тьмы. Однако Ньютон заметил, что смешанный шрифт на белой странице книги выглядит серым, а не цветным, если смотреть на него с расстояния. Его эксперименты по искривлению света через призмы привели, в конце концов, к революционному открытию существования в белом свете смеси различных цветных лучей, различимых при преломлении в призме.В своем первом эксперименте он проецировал свет через круглое отверстие в своих ставнях.
«В очень темной камере, в круглое отверстие шириной около одной трети дюйма, сделанное в закрытом окне, я поместил стеклянную призму». См. Opticks , Prop. II, Theor. II Эксп. 3. Ньютон начал с проецирования света на стену, прежде чем зафиксировал положение призмы и спроецировал свет на белый лист бумаги.
Получилось растянутое изображение солнца, которое было в основном белым, но с синим верхним краем и красным нижним краем.Во втором эксперименте он проецировал свет через узкую щель в ставнях, получая таким образом уже знакомую разноцветную полосу. На картине в музее BOA изображен Ньютон, позволяющий свету через призму раскрыть спектр на кусочке белой карты, лежащей на стуле.
По возвращении в Кембридж Ньютон необычайно открыто рассказал о своем открытии, продемонстрировав эксперимент с призмой перед своими сверстниками и показывая, что цвета могут быть рекомбинированы для образования белого света. Он дал подробное объяснение своих открытий в публичных лекциях между 1669 и 1671 годами (опубликованных в 1728 году как Lectiones Opticae ) и в докладе Королевскому обществу в 1672 году.В 1675 году он представил другую работу, в которой описывались дальнейшие эксперименты с цветом тонких пленок и пластинок и в которой была выдвинута корпускулярная теория света, удивительно похожая на современную теорию световых квантов. «Оптика» Ньютона, впервые опубликованная в 1704 году, выдержала множество изданий и была самой влиятельной работой по экспериментальной науке за почти все столетие. Среди прочего, он объяснил, как капли дождя преломляют солнечный свет, образуя радугу. Это было первое хроматическое объяснение явления, которое очаровало писателей-ученых, в том числе Аристотеля, Альхазена, Вителло и Антонио де Доминиса, с тех пор, как было впервые написано описание Ноева ковчега.Он назвал семь цветов спектра красным, оранжевым, желтым, зеленым, синим, индиго и фиолетовым. Эти имена прижились, хотя выбор из семи следует рассматривать скорее как священный, чем точное описание видимого спектра. Внимательное чтение между строками показало, что Optick пронизан числовой символикой. Ньютон также описал, как каждый цвет спектра постепенно сливается со своим соседом, давая «оттенки», хотя только в 1801 году Томас Янг, возродивший волновую теорию света Гюйгенса, показал, что глаз имеет три «конуса» или нервные окончания, чтобы различать эти оттенки.
Отражающий телескоп
Это было в 1668 году, когда Ньютон создал свой первый (по сути, первый) телескоп-отражатель, отказавшись от попыток усовершенствовать преломляющие телескопы. Он сконструировал собственные инструменты для изготовления некоторых деталей. В отражающем телескопе использовались параболические зеркала, а не линзы, что позволило избежать проблемы цветовой дисперсии («хроматической аберрации»), явления, которое могло сильно отвлекать зрителей от увеличенного изображения.Это было очень практичное решение, и было высказано предположение, что интересы Ньютона в практической алхимии и магических экспериментах обеспечили необходимый образ мышления для решения проблемы.
На знаменитой картине « Ньютон, исследующий свет » из музея BOA изображен один из его телескопов на столе. Он был намного меньше преломляющих моделей и вращался на деревянной шаровой опоре. Его первая модель была всего шесть дюймов в длину и один дюйм в диаметре, но при этом имела увеличение в 30 раз.На самом деле версия Ньютона не работала особенно хорошо, поскольку зеркала очень быстро тускнели.
Однако телескоп позволил сделать дальнейшие открытия в астрономических наблюдениях. Поскольку зеркала не поглощают свет, как линзы, отраженное изображение далекой планеты (которое вначале менее яркое) можно рассматривать более четко. Это подтвердилось при наблюдении Ньютоном спутников Юпитера. Вторая модель Ньютона, около девяти дюймов в длину и два дюйма в диаметре, была исследована Королевским обществом и показана королю Карлу II Барроу в 1671 году.В 1672 г. последовало избрание Ньютона в ФРС, и в том же году он представил Обществу доклад, который был встречен «одновременно с особенным вниманием и необычными аплодисментами».
Ньютоновские телескопы-рефлекторы долго использовались. На изображении справа показан тот, который был представлен в энциклопедии Londoniensis (1820).
Постер формата А3 с этим изображением среди других телескопов можно купить в магазине музея.
Невероятный гений Ньютона
Исследования Ньютона в динамике, начатые в годы чумы, когда он дал полное решение проблемы сталкивающихся тел и открыл закон центробежной силы, были продолжены в 1679 году и завершились его книгой Principia .Одним из его самых оригинальных вкладов в динамику было его точное понятие силы, закрепленное во втором законе движения. Его вклад в науку сопровождался его большими математическими достижениями, в частности, его открытием биномиальной теоремы и прямого и обратного метода флюксий. Ньютон также оказал глубокое влияние своими взглядами на научный метод, что особенно заметно в Queries to the Opticks и в предисловии ко второму изданию Principia (1713).
Его гений был омрачен нетерпимостью к критике и ревностью к своим открытиям; действительно, его споры с Робертом Гуком, Джоном Флемстидом и Дж. У. Лейбницем были отмечены горечью, поразительной даже по стандартам того времени. Его возбужденная переписка с Гуком и английскими иезуитами в Льеже (которым не удалось воспроизвести результаты своего эксперимента с призмой), возможно, помогла спровоцировать нервный срыв в 1678 году. Примечательно, что Ньютон чувствовал себя неспособным опубликовать Opticks до следующего года после Гука. смерть.(Фактически он начал излагать свои оптические идеи в письменной форме в 1692 году, но рукопись была уничтожена пожаром в комнатах его колледжа).
Зрение Ньютона
Хотя Ньютон в разное время страдал психическим заболеванием, его физическое здоровье оставалось крепким; хотя он дожил до восьмидесяти, ему никогда не приходилось носить очки. Тем не менее 7 декабря 1675 года он написал Генри Ольденбургу, секретарю Королевского общества, объясняя, что «мои собственные глаза не очень критичны в различении цветов».Ньютон несколько раз рисковал своим зрением, проводя эксперименты с давлением на свои глазные яблоки, чтобы проверить влияние кривизны орбиты на цветовое зрение. Также отмечалось, что в юности Ньютон был близорук и поэтому не мог проводить эффективные астрономические наблюдения.
Несмотря на существенную скрытность его характера, гордость в конечном итоге заставила Ньютона распространить свои идеи по оптике, динамике и научным методам. Эти идеи распространились из Англии в Нидерланды, затем во Францию и Германию, так что в конце века его влияние ощущалось по всей Европе.Однако его идеи не получили всеобщего признания в последующие годы. Гете, например, был очень критичен в своей Теории цвета (1810). Имя этого человека навсегда стало ассоциироваться с «формулой Ньютона» (для линз), кольцами Ньютона и т. Д.
В 1703 году Ньютон был избран президентом Королевского общества и занимал эту должность до самой смерти. В 1705 году он был посвящен в рыцари. После его смерти он был похоронен в Вестминстерском аббатстве.
Многие памятные предметы, такие как медали, статуи и камеи, были выпущены в ознаменование жизни Ньютона.Это мемориальная доска из яшмы Wedgwood & Bentley. Вы найдете еще много примеров в нашем онлайн-каталоге MusEYEum.
Узнайте больше о наследии Ньютона в нашей галерее Virtual Color Vision. Его исследования также оказали большое влияние на будущую науку о спектроскопии.
комментарий к Ньютону (1672) «Письмо… содержащее его новую теорию света и цветов…»
Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2015 Apr 13; 373 (2039): 20140213.
Департамент истории и философии науки, Клэр-колледж, Кембридж CB2 1TL, Великобритания
© 2015 The Authors.Опубликовано Королевским обществом в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/, которая разрешает неограниченное использование при условии указания автора и источника.Abstract
Репутация Исаака Ньютона была первоначально установлена его статьей 1672 года о преломлении света через призму; Теперь это считается новаторским достижением и основой современной оптики. В нем он утверждал, что опровергает картезианские идеи модификации света, окончательно продемонстрировав, что преломляемость луча связана с его цветом, следовательно, утверждая, что цвет является внутренним свойством света и не возникает в результате прохождения через среду.Более позднее значение Ньютона как всемирно известного научного гения и очевидное подтверждение его экспериментальных результатов, как правило, затемняли реалии его восприятия в то время. В этой статье исследуются риторические стратегии, которые использовал Ньютон, чтобы убедить свою аудиторию в том, что его выводы были определенными и неоспоримыми. Этот комментарий был написан в ознаменование 350-летия журнала Philosophical Transactions of the Royal Society .
Ключевые слова: Ньютон, оптика, Декарт, волновая теория, преломление
То, что Бог раскрашивает, Ньютон показывает, И дьявол — это Черный контур, все мы знаем.
Уильям Блейк, «Венецианским художникам» 1
1. Введение
Выдающаяся репутация Исаака Ньютона сильно влияет на его ретроспективную оценку. Поскольку он стал международным символом научного гения, трудно понять, что его почти не знали за пределами Кембриджа до того, как в 1672 году была опубликована его новаторская статья по оптике [1]. На протяжении более четверти тысячелетия поколения ученых анализировали сохранившиеся свидетельства о процессах, которые позволили Ньютону достичь его великих открытий, неоднократно проводя новый анализ его интеллектуальных источников, его экспериментальной проницательности и его характера.Многие историки викторианской эпохи считали Ньютона в высшей степени рациональным ученым с безупречной моралью, и они были бы в ужасе, прочитав некоторые недавние отчеты, посвященные его алхимическим исследованиям, библейской экзегезе и сексуальным отношениям. Сопротивление мнению, что герой может быть ошибочным — или ошибаться по-человечески, — все еще окрашивает современные взгляды, хотя одни и те же основные факты часто можно интерпретировать по-разному.
Ньютон считается ученым-затворником, избегающим споров, но альтернативное прочтение его восхождения к славе предполагает, что в тех случаях, когда он действительно решил продвигаться по службе, он использовал навыки, достойные профессионального агента по рекламе [2].Чтобы рекламировать телескоп-рефлектор, который он построил в Кембридже в 1669 году, он подчеркнул своим коллегам, что он может увеличивать в 150 раз, несмотря на то, что его длина составляет всего 6 дюймов, и, добавил он, сам отлил и отшлифовал зеркало из самодельного сплава. (). Кажется вероятным, что Ньютон ненавязчиво распространял слухи о своем новом изобретении, пока через пару лет его бывший наставник по математике в Кембридже Исаак Барроу не организовал его демонстрацию членам Королевского общества. Поразительно маленький, но мощный телескоп произвел незначительную сенсацию.Ньютон, уже сменивший Барроу на посту люкасовского профессора, был избран в стипендию 11 января 1672 г. [3,4].
Телескоп-рефлектор Ньютона.
Будучи преисполнен решимости установить приоритет английского языка, Генри Ольденбург, секретарь Общества и основатель фонда Philosophical Transactions , незамедлительно написал в Париж с новостями. Он также тепло поздравил Ньютона, который с ложной скромностью отмахнулся от комплиментов Ольденбурга, но тут же ответил тщательно сформулированным предложением.«Я постараюсь, — предложил он в обычной скромной риторике, — засвидетельствовать свою благодарность, сообщив, что мои скудные и уединенные усилия могут повлиять на продвижение ваших философских замыслов» [5].
Менее чем через месяц Ньютон отправил письмо, в котором не было ничего нового о телескопах, но оно опровергало преобладающие теории света, зрения и цвета и — после небольшого редактирования — было воспроизведено в Philosophical Transactions как «Письмо… содержащее его новую теорию о свете и цветах…» [1].Написанная обманчиво простым повествовательным стилем («затемняя моя комната и проделала маленькую дырочку в своих оконных ставнях…» [стр. 3076]), эта основополагающая статья описывает, как Ньютон преобразовал призму, детскую игрушку, которую он подобрал. на местной ярмарке в изысканный инструмент. Замаскируя многие детали, Ньютон обрисовал в общих чертах важный эксперимент, чтобы подтвердить свою убежденность в том, что солнечный свет содержит световые лучи разных цветов и неодинаковой преломляемости. Он стремился продемонстрировать не только свою правоту, но и то, что два других человека были неправы: Рене Декарт, его прославленный французский предшественник, и Роберт Гук, его современный соперник в Англии.
В то время как предыдущие теории считали белый свет само собой разумеющимся и пытались объяснить, как образуются цвета, Ньютон изменил позицию, предположив, что цвет является основным свойством, которое можно использовать для объяснения белого света. Оглядываясь назад, можно сказать, что эксперименты Ньютона, кажется, раскрывают естественную реальность восхитительно ясным и неопровержимым образом, но его читателям оказалось чрезвычайно трудно воспроизвести их. Достижение его результатов требовало тонкого владения стекольной технологией, а также тонкой и терпеливой экспериментальной руки.В интересах риторической убедительности Ньютон не описал ту же последовательность процессов, которую он использовал для своих выводов; опустив любое упоминание о тупиках, он оставил некоторые процессы незарегистрированными даже в рукописи.
В этом обзоре основное внимание уделяется статье 1672 года и ее влиянию, а не обсуждению более полной версии теорий Ньютона, представленных в различных изданиях его более поздней книги Opticks . 2 Сначала я набросаю существующие виды света (таких каламбуров трудно избежать из-за тесной связи между физическим зрением и рациональным знанием).Затем я резюмирую предварительные эксперименты Ньютона, прежде чем приступить к более внимательному чтению самой статьи. В третьем и последнем разделе я обсуждаю немедленный прием его статьи и ее долгосрочное влияние.
2. Приквел: оптика семнадцатого века
Экспериментальные исследования анатомии глаза и законов оптики быстро расширились в начале семнадцатого века [6–8]. В 1604 году астроном Иоганн Кеплер представил новую модель глаза, подтвердив, что центр зрения не находится в линзе, как это было объявлено греко-римским хирургом Галеном почти 1500 лет назад.Глаз, объяснил Кеплер, напоминает камеру-обскура (камера с отверстиями), в которой линза играет менее важную роль, служа просто фокусирующим устройством для формирования перевернутого, перевернутого изображения внешнего мира на сетчатке. .
Хотя Декарт не поверил Кеплеру, он развил свои идеи в 1630-х годах. Теперь самый известный как абстрактный мыслитель, Декарт был также практичным человеком, заинтересованным в улучшении инструментов, и он посетил свою местную мясную лавку, чтобы купить глаза животных для своих экспериментов.Как и Ньютон позже, Декарт исследовал, как физические впечатления, вызванные светом, могут быть интерпретированы мозгом для получения визуальной информации. В дуалистическом мире Декарта материя и дух совершенно различны. На одной из его иллюстраций изображен сильно бородатый мужчина, смотрящий на заднюю часть гигантского глазного яблока, в то время как пунктирные лучи сфокусированы на его сетчатке, как если бы мозг научного наблюдателя мог каким-то образом отстраненно, объективно видеть изображение, сформированное само по себе. экран внутренней проекции тела.Сохраняя концепцию человеческой души, Декарт так и не разрешил удовлетворительно вопрос о том, как разум и тело могут взаимодействовать.
Декарт расширил анатомические знания глаза, однако его теории о зрении оставались подкрепленными аристотелевскими представлениями, которые доминировали в европейской мысли на протяжении почти полувека. Столкнувшись с проблемой объяснения цвета, он переформулировал средневековые теории модификации, утверждая, что цвета возникают во время прохождения света через среду, лежащую между объектом и его наблюдателем.По его мнению, свет состоит из импульсов или изменений давления, которые мгновенно передаются через всепроникающий, но невидимый эфир крошечных сферических частиц, которые можно заставить вращаться. Когда импульс света касается неподвижных частиц эфира, трение передает вращение: если они вращаются быстрее, чем обычно, они вызывают ощущение покраснения, а если они вращаются медленнее, они вызывают синеву. Декарт вывел законы преломления кинематически, исходя из контринтуитивного предположения, что свет распространяется быстрее в плотной среде, такой как стекло, чем в воде или воздухе.Анализируя, как свет преломляется через капли дождя, он смог геометрически продемонстрировать, что первичная и вторичная радуга будут восприниматься.
Философский и экспериментальный интерес к цвету был стимулирован феноменом, ныне известным как кольца Ньютона, который впервые исследовал Роберт Гук, куратор экспериментов Королевского общества. После дальнейшего изучения некоторых случайных наблюдений, сделанных с его микроскопом, Гук обнаружил, что концентрические цветные кольца могут быть созданы тонкими пластинами стекла или пленками жидкости.Как и Декарт, он объяснил свет в терминах колебаний или изменений давления, но рассматривал цвет как искажение импульса, а не как изменение среды. Отвергая обе эти точки зрения, Ньютон утверждал, что цвета уже существуют (в некотором смысле) в солнечном свете, но, несмотря на более ранние и продолжающиеся исследования Гука, Ньютон всегда минимизировал влияние Гука, утверждая, что его выводы были его собственными. Вражда между двумя мужчинами обострилась, когда Гук обвинил Ньютона в краже его идей не только по оптике, но и по математике эллиптических орбит.Несомненно, не случайно, что Ньютон опубликовал свою вторую крупную книгу, Opticks , в 1704 году, через год после смерти Гука, хотя он планировал ее с 1680-х годов.
Ньютон начал изучать свет по крайней мере за 7 лет до своей работы 1672 года, когда он был студентом Кембриджа. Он, должно быть, был вынужден ограничить свои исследования летними месяцами, когда было достаточно солнечного света для получения полезных результатов, но несоответствия в его воспоминаниях делают невозможным точное определение всех дат.Сначала он использовал самые обычные материалы, поместив призму на тканую ткань, чтобы заметить, что синие нити смещаются иначе, чем красные. Как и другие исследователи того периода, он превратился в подопытного, старательно записывая свои ответы на различные вмешательства. Он почти ослепил себя, глядя на солнце одним глазом, чтобы выяснить, отличаются ли физические эффекты, вызванные этой деятельностью, от тех, которые он мог вызвать с помощью своего воображения, а также нажатием тупой иглы на задней части своего глазного яблока, чтобы выяснить, как его зрение было затронуто.
В своих ранних исследованиях Ньютон придавал большое значение ценности призматических экспериментов для получения количественного объяснения оптических явлений. Постепенно он развивал свои идеи, читая лекции студентам в Кембридже и создавая репертуар экспериментов, которые он объявил Королевскому обществу в 1672 году. Он настаивал на том, что в наши дни может показаться очевидным: цвет является неотъемлемым свойством света, а не среды. он проходит через него или отражается от него. В основном из-за того, что свет распространяется по прямым линиям и не огибает объекты, как звук, он отказался признать, что это волна, хотя и не смог четко указать, какую материальную форму она может принимать.
Ньютон интересовался оптикой не только теоретически, но и практически, и он исследовал, как шлифовка линз различной формы может уменьшить проблемы сферической аберрации. Примерно через 3 года после того, как он сделал свой первый телескоп, он почувствовал, что его «Новая теория света и цвета» готова для публичного представления. По иронии судьбы, его решение построить телескоп-рефлектор, которое впервые сделало его знаменитым, было связано с его ошибочным убеждением, что хроматические аберрации в линзах не могут быть исправлены.
3. Основная характеристика: статья 1672 года.
В 1672 году несколько существовавших научных обществ и журналов были созданы совсем недавно, и они выполняли функции, отличные от тех, которые существуют сегодня. Во многих отношениях Королевское общество напоминало частный клуб, который давал легкую интеллектуальную стимуляцию праздным джентльменам. Путешествие на большие расстояния всегда было трудным и требовало много времени, но к середине семнадцатого века существовала эффективная сеть корреспонденции, которая простиралась по всей Европе.Письма, образцы естествознания и рисунки регулярно пересекали континент, обмениваясь ими между членами воображаемого международного сообщества, известного как Республика писем. Начиная с первого выпуска в 1665 году, « Philosophical Transactions » формализовала эти личные сообщения, сделав их доступными для читателей как за рубежом, так и в Англии, которые жили слишком далеко, чтобы посещать собрания в Лондоне. В отличие от современного академического журнала, предмет не ограничивался какой-либо специализированной дисциплиной.В том же номере, что и «Ньютон», были опубликованы материалы, в том числе описание Восточной Индии путешественником и сочинение о музыке.
На первый взгляд письмо Ньютона имеет несколько очевидных общих черт с современными научными работами. Есть только две маленькие диаграммы, сноски еще не были введены, и — как если бы он был единственным человеком, когда-либо изучавшим свет, — Ньютон дает только одну беглую ссылку [стр. 3084] любому из его предшественников или коллег. Странно выглядит даже год публикации: 1671/1672.До 1752 года Англия была не в ладах с большей частью Европы, потому что она следовала юлианскому, а не григорианскому календарю. Когда 11 дней были удалены, чтобы привести его в соответствие, первый день каждого года был перенесен с 25 марта на 1 января.
С самого начала неизвестный молодой Ньютон ставит себя в более выгодное положение как рысиоглазый детектив, знаток линз, который решил развлечься игрой с цветами, но быстро понял, что на карту поставлены главные научные проблемы.В своем первом предложении, в обманчиво небрежном замечании в скобках, он указывает на давнюю проблему, которую Декарт не смог решить: почему сферическая линза не обеспечивает идеальную фокусировку солнечного света? Сделав ключевой стратегический шаг, Ньютон переключается на другой и малоизученный инструмент — призму — для исследования природы света. Переписывая свои неоднократные испытания, ошибки и тупики как логическое и систематическое исследование, он делает свои выводы неизбежными и, следовательно, неоспоримыми — и, скрывая важные детали, такие как тип стекла или форма призм, Ньютон воспроизводит репликацию крайне сложно.
В статье нет подзаголовков, но Ньютон представляет свой случай в четыре этапа, предлагая своим читателям последовать за ним на его пути от простого экспериментального факта к количественной теории света, подкрепленной эмпирической проверкой. Подробнее см. Земплен « История зрения, теории цвета и света » [9].
(a) Стадия 1
В этом искусно наивном рассказе Ньютон сообщает, что он начал с наблюдения, как круглый луч производит прямоугольный спектр при прохождении через призму (хотя она более грушевидная).Затем он, кажется, исследует и отклоняет разумные объяснения, подкрепляя свои аргументы количественными расчетами. На самом деле он отвергает аргументы Декарта о том, что цвета изменяются средой: Ньютон оставляет невысказанной альтернативную возможность, что синусоидальные законы преломления ошибочны. Сравнивая лучи с теннисными мячами (затем маленькими пробковыми мячами, покрытыми шерстяной тканью), он подразумевает, что свет состоит из частиц; и, давая точные данные, он скрывает тот факт, что в то время как некоторые из его фигур измеряются (как остается неустановленным), другие рассчитываются.Утверждая, что он устранил все аргументы в пользу объяснения, основанного на среде, он ставит то, что он называет решающим экспериментом, хотя (как вскоре отметили его критики) совсем не ясно, какие две гипотезы проводит Ньютон. Якобы проверяя свое предположение о неравномерном преломлении лучей — что важно, на данном этапе он не упоминает о цветах — на самом деле он подтверждает это. Хотя в статье не дается никаких иллюстраций, воспроизводится набросок, сделанный Ньютоном, показывающий, как он преобразовал свое исследование в большую камеру-обскура , пропустив небольшой луч солнечного света через отверстие в ставнях.Его новшество — последовательное использование двух призм. Просверливая между ними отверстие в экране, он выделяет отдельные участки спектра первой призмы; затем они проходят через вторую призму и попадают в разные места на втором экране. Из своей демонстрации дифференциального преломления Ньютон делает важный теоретический вывод: свет, как он пишет (курсив), « Гетерогенная смесь различно преломляемых лучей » (стр. 3079).
Набросок Ньютона его решающего эксперимента.
(b) Стадия 2
Как будто вспомнив, что он обещал Ольденбургу письмо о телескопах, Ньютон затем посвящает несколько абзацев значению своих исследований для оптических инструментов и своей мотивации к созданию телескопа-рефлектора, в который он послал. ранее. Экстраполируя призмы, он теперь может объяснить сферическую аберрацию. Подчеркивая (ошибочно) возможность устранения хроматической аберрации (мой термин, а не его), он хвастается преодолением первоначальных неудач благодаря своим навыкам изготовления параболических зеркал и делает наброски возможного отражающего микроскопа.Хотя у отражающих телескопов действительно есть большие преимущества, неудивительно, что он не упоминает о трех недостатках: его полированные зеркала корродировали через несколько недель; в больших телескопах зеркало деформирует его под собственным весом; и хроматическая аберрация не может быть полностью устранена, потому что в катоптических инструментах используются линзы в окулярах.
(c) Стадия 3
С явным облегчением Ньютон «вернулся [ы] из этого отступления» (стр. 3081), чтобы изложить теорию света в 13 пронумерованных предложениях, евклидов стиль представления, который он позже принял для Принципы .Внезапно отказавшись от репутации откровенного бэконовского репортера, он заявляет, что было бы слишком утомительно описывать все его эксперименты: вместо этого он изложит доктрину, а затем проиллюстрирует, как ее можно исследовать экспериментально. Чтобы математизировать свою теорию цветов, Ньютон должен показать, что преломляемость луча неразрывно связана с его цветом — задача, которую он берет на себя в первых трех предложениях, в которых он отвергает теории модификации, настаивая на том, что цвета являются первичными, а не первичными. вторичное качество, поэтому на него не влияет отражение или преломление.Следующие шесть предложений связаны с исследованием того, как цвета могут быть объединены и разделены, с особым упором на белизну, «самую удивительную и чудесную композицию» (стр. 3083), которая существует не сама по себе, а только путем объединения отдельных цветных лучей. В этот момент своей жизни Ньютон воспринимает пять основных спектральных цветов: только позже он включил индиго и оранжевый, чтобы радуга соответствовала его пифагорейскому видению гармоничной вселенной, математические характеристики которой соответствовали семи нотам музыкальной гаммы.Чтобы продемонстрировать ценность своей новой теории, Ньютон посвящает свои последние четыре предложения краткому рассмотрению того, как воспринимаются цветные явления. Помимо анализа радуги, он обсуждает, почему объекты видны с разными цветами при определенных обстоятельствах, объясняя причину не внутренним цветом какого-либо конкретного материала, а тем, как он отражает или преломляет свет.
(d) Стадия 4
В заключение, Ньютон придерживается более философского направления.Он настаивает, что цвета лежат не в среде и не в объектах, а в световых лучах, а поскольку цвета являются качествами, сами лучи должны быть сделаны из материальной субстанции. Утверждая, что его отчет, несомненно, будет стимулировать дальнейшие исследования, Ньютон вдумчиво предоставляет полные инструкции, включая размеры, для экспериментальной установки, которую он разработал для демонстрации, а не для проверки правильности своих предположений. Он рекомендует пропускать солнечный свет сначала через призму, а затем через линзу на лист бумаги.Он сообщает, что, перемещая бумагу вперед и назад через точку фокусировки, можно увидеть, как преломленный луч разделяется на цвета, а затем воссоединяется с белым светом. Однако даже неполные подробности устранения неполадок, которые он предоставляет, подтверждают, насколько сложно может быть получение желаемых эффектов. Говоря тоном, предполагающим, что он не ожидает ответа, Ньютон в конце предлагает читателям сообщить ему, если он сделал какие-либо ошибки.
В самом последнем абзаце, предположительно добавленном Ольденбургом, тепло приветствуется письмо Ньютона его читателям, но не упоминается, что оно было тайком отредактировано.Оригинал был утерян, но в копии, аннотированной Ньютоном, следующие предложения появились сразу после того, как « Происхождение цветов раскрывается » (стр. 3081), и незадолго до того, как он отказался от своего бэконовского исторического стиля. повествование:
Натуралист вряд ли мог бы ожидать, что наука из тех станет математической, и все же я смею утверждать, что в этом есть такая же уверенность, как и в любой другой части Opticks. Ибо то, что я расскажу о них, — это не гипотеза, а наиболее жесткое следствие, не предполагаемое путем простого вывода об этом, потому что не иначе и не потому, что оно удовлетворяет всем явлениям (Философы универсальные, все Топик), но проявляется при посредничестве экспериментов, заканчивающихся непосредственно &. без всяких подозрений и сомнений.[10]
Исключение этих спорных утверждений является значительным. Ньютон утверждает здесь не только то, что цвет может быть определен количественно, но также и то, что дифференциальная преломляемость является установленным фактом, а не проверяемой гипотезой, но это утверждение основывается на неустановленном предположении, что геометрические законы оптики верны. Тот, кто удалил эти два предложения, признал силу его эпистемических утверждений в контексте статьи, в которой отсутствовали экспериментальные детали.
4. Продолжение: последствия статьи Ньютона 1672 года
Статья Ньютона 1672 года несет в себе два основных значения для будущего: природу света и свойства цвета.Совершенно очевидно, что сам Ньютон продолжал экспериментировать и пересматривать эти ранние идеи. Кроме того, стремясь реализовать свои собственные различные программы, натурфилософы подобрали, разработали и обобщили намеки и предложения, сделанные Ньютоном в разное время. Как следствие, то, что стало известно как взгляды Ньютона, не обязательно были идентичны друг другу или мнениям, высказанным Ньютоном в любое конкретное время.
К середине восемнадцатого века престиж Ньютона как героя просвещенной нации был прочным.Мраморная статуя 1755 года в вестибюле Тринити-колледжа Кембриджа представляет изящно одетого Ньютона, который не управляет планетами, но владеет призмой, как если бы это была ораторская жезл (его яблоко было нововведением девятнадцатого века). Увидеть означало знать, и к тому времени даже французские натурфилософы признали превосходство Ньютона как натурфилософа, осветившего темные тучи суеверий светом разума.
Установление этой власти потребовало упорной тяжелой работы и тонких маневров со стороны Ньютона и его союзников.Идеологически интеллектуальная Республика писем вышла за пределы национальных границ, но в действительности споры об оптике или гравитации были неотделимы от политических, религиозных и коммерческих различий. То, что могло показаться абстрактным обсуждением показателей преломления или значения бесконечности, было пронизано местными интересами, включая интересы торговли венецианским стеклом, ганноверского двора и ордена иезуитов.
В течение недели Гук произвел свою первую атаку на доклад Ньютона, и другие критики — как дома, так и за рубежом — быстро последовали его примеру.Они были недовольны не только трудностями воспроизведения его результатов, но и его методологическими аргументами, и через пару месяцев Ньютон написал Ольденбургу, признав, что ему следовало предоставить более полные экспериментальные детали. Статус эксперимента, который он считал решающим, продолжал подвергаться сомнению. Должно ли это одно испытание перекрыть последствия многих других? Когда конкуренты объявили, что могут разделить якобы основные лучи Ньютона на лучи разных цветов, он возразил, что, если его соперники не могут воспроизвести его работу, они используют неправильный тип призмы.Но как определить правильную призму? Казалось, что Ньютон придерживался неудовлетворительного критерия, согласно которому правильная призма показывала его правоту [11].
Сейчас призмы кажутся беспроблемным отображением истин природы, но в то время статус призмы как философского инструмента оспаривался. Хотя Гуку удалось подтвердить некоторые выводы Ньютона, противники Ньютона во Франции дали противоречивые экспериментальные результаты и конкурирующие теоретические объяснения.Более 30 лет спустя Ньютон попытался подавить затянувшиеся дебаты, опубликовав Opticks (1704), частично задуманный как манифест британского эмпиризма, который он продвигал как гораздо более надежный путь к истине, чем французские гипотезы. Создав реконструированные версии своих более ранних экспериментов, он наконец предоставил полные спецификации своих экспериментальных установок и призматического стекла. Вплоть до своей смерти в 1727 году Ньютон продолжал укреплять свое влияние посредством закулисных переговоров, тщательно инструктируя своего протеже Джона Дезагулье, как лучше всего преодолеть французское сопротивление.Дезагюлье выразил этот межканальный антагонизм красочно: «Именно благодаря применению геометрии в философии Исаака Ньютона мы обязаны разгрому этой армии готов и вандалов [картезианцев] в философском мире» [12]. утверждают, что свет — материальная субстанция, выдвигая различные гипотезы и пытаясь объединить волнообразные особенности. Вместо того чтобы развивать эти предположения, в первой половине восемнадцатого века его сторонники начали делать более определенные заявления о корпускулярной природе света, чем он сделал в своей первоначальной статье.Это был период, когда научные лекторы и писатели — такие люди, как Дезагюлье — начинали строить карьеру общественных педагогов, и им требовалось прямое послание, чтобы донести его. Представляя свет как луч быстро движущихся крошечных частиц, они могли дать удовлетворительное объяснение таких явлений, как отражение и преломление. В то же время существенное меньшинство антиньютонистов, ныне в значительной степени забытых, настаивало на том, что свет — это некий тип божественной жидкости. Для них метафорический резонанс библейских образов перевешивал любую материалистическую интерпретацию света как частиц [13].
Начиная с середины века, различные теории волн и вибраций становились все более популярными среди исследователей-ньютоновцев, которые начали критически исследовать теорию снарядов, а не просто принимать и распространять ее. Сам Ньютон предположил, что вся Вселенная может быть заполнена невесомым невидимым эфиром, состоящим из крошечных необнаруживаемых частиц, и эта модель стала отражением ортодоксального ньютонизма. Несмотря на требования, которые эфир может предъявлять к воображению и доверчивости, для многих людей было предпочтительнее верить в то, что обычная инертная материя может каким-то образом проявлять гравитационную силу, простирающуюся на многие тысячи миль через пустое пространство: это звучало слишком похоже на магические оккультные силы. , и дал материи силу, обычно зарезервированную за Богом.Этот сдвиг получил дополнительный импульс в 1758 году, когда лондонский оптик продемонстрировал, что даже великий Ньютон может ошибаться, изобретая ахроматическую линзу. Теперь, когда было доказано, что их герой ошибается, даже критики, называвшие себя ньютонианцами, не стеснялись изменять его идеи.
Заслуга в подтверждении существования световых волн, аналогичных звуковым волнам, часто отдается Томасу Янгу, доктору-эрудиту и лектору недавно основанного Королевского института в начале девятнадцатого века.Согласно сжатым версиям прошлого, Янг провел решающий эксперимент, пропустив луч света через две крошечные щели на экране и наблюдая интерференционную картину из чередующихся темных и белых полос, тем самым показывая, что свет не является частицами, а рябью исходит из источник как волны от камней, упавших в пруд. На самом деле не было какого-то одного конкретного момента открытия эврики. Янг исследовал множество оптических эффектов, в том числе кольца, впервые изученные Гуком; более того, современная волновая теория оптики во многом обязана вкладу французских экспериментаторов.Янг и его соотечественники были незнакомы с аналитическими расчетами, разработанными на континенте, но не одобряемыми в Британии. В группе лапласовских исследователей, базирующейся недалеко от Парижа, Огюстен Френель и его коллеги разработали важные математические модели для описания поведения света.
В тот период, когда было изобретено слово «ученый» (Уильям Уэвелл в 1833 году), не существовало четких различий между философами, экспериментаторами и художниками. Ньютон сейчас известен как великий физик, но влияние Ньютона распространилось на многие области, которые теперь кажутся разными, и его идеи обсуждались как художниками, так и членами Королевского общества.Например, пейзажист Джон Констебл нарисовал лучевые диаграммы отражения и преломления в капле дождя, заявив на лекции в Королевском институте, что его искусство было наукой. И наоборот, значение исследований Ньютона для практических проблем смешения цветов было впервые изложено в книге математика Брука Тейлора о перспективе.
Констебль также указал на неотъемлемый недостаток анализа Ньютона: невозможность указать, сколько существует цветов.Радуги с четкими полосами встречаются только в книгах; на самом деле оттенки незаметно переходят от одного к другому, как будто существует бесконечное количество цветных лучей. В 1672 году, в том же году, когда Ньютон представил свой доклад Королевскому обществу, ведущий представитель Парижской Королевской академии подчеркнул, что жизнеспособная теория цвета необходима для того, чтобы спасти искусство от его современного господства монохроматических рисунков. Первоначально Ньютон ввел путаницу, предположив, что существует пять основных или несоставных цветов и что белый свет можно воссоздать, комбинируя их вместе.Его критики сразу же заявили, что белый свет можно сформировать, объединив только два внешних цвета спектра (возможно, их определение «белизны» было несколько либеральным). Они также указали, что Ньютон определил зеленый как основной цвет и как сине-желтую смесь, и что сказать, что есть пять основных цветов, означает сделать произвольный выбор. «3 основных цвета, 7 призматических цветов», — кратко заметил Констебль, но «нет предела количеству призматических цветов» [14,15].
В поисках принципа гармонии Ньютон стремился математически анализировать цвета.По аналогии с музыкальной октавой он разработал цветной круг, разделенный на семь неравных сегментов (). Длина дуги каждого сегмента пропорциональна его положению на шкале, а радиальное положение ( Z ) смешанного цвета указывает, как он был сформирован. Однако Ньютон никогда не уточнял, что именно эти количества могут представлять с точки зрения света и пигментов. Еще в девятнадцатом веке цветовое колесо Ньютона было разработано, но также противоречило нескольким авторам, которые разработали ряд сложных круговых и пирамидальных диаграмм.
Цветовой круг Ньютона, опубликованный в Opticks (1704).
В Британии девятнадцатого века Ньютон пользовался таким авторитетом, что принятие волновой теории не повлияло на его репутацию. Стало невозможным прямо противостоять Ньютону: любые исправления или исправления к его идеям приходилось вносить в ньютоновские рамки. Например, Дэвид Брюстер был одним из самых горячих поклонников Ньютона в Королевском обществе, однако он существенно изменил теорию цвета Ньютона, изучив призматический спектр через очки разных оттенков, и объявил, что существует только три истинных основных цвета: красный, желтый и синий.Имея огромное влияние на таких художников, как Дж. М. У. Тернер, Брюстер стал известен своей привычкой посещать выставки, чтобы осматривать картины с карманным набором цветных очков, прежде чем гневно осуждать любые обнаруженные им ошибки.
Европейцы были менее скованы патриотизмом. Наиболее откровенно враждебные возражения исходили от Иоганна Вольфганга фон Гете, который категорически отверг утверждение Ньютона о том, что белый свет представляет собой смесь цветных лучей. Вместо этого, настаивал Гете, цвет возникает из смешения белого света с темнотой, его полярной противоположностью, и он показал, как цветные полосы могут появляться на стыке белого и черного краев.Он также отверг понятия научной объективности, включив физиологические и эмоциональные реакции отдельного наблюдателя в экспериментальный процесс. В то время как Ньютон проецировал спектр на стену, чтобы несколько человек могли видеть его одновременно, Гете сделал свою сетчатку экраном, держа призму прямо перед глазом, чтобы ощущать цвета, расходящиеся в разных направлениях. Хотя британские ученые отвергли идеи Гете, они оказали большое влияние на немецкую науку и искусство XIX века.
Оптические теории постоянно пересматривались в течение столетий после Ньютона, но наиболее фундаментальный сдвиг был внесен Альбертом Эйнштейном, который в 1905 году предположил, что световые волны состоят из квантов энергии. Хотя эта новая концепция не была принята в течение нескольких лет, некоторые ученые утверждали, что фотоны, казалось, подтверждали видение Ньютона о частицах световых лучей. Однако он не только увиливал в этом вопросе, но и не имел теоретической концепции энергии, которая не была утверждена в физике до девятнадцатого века.Тем не менее, Эйнштейн связал себя со своим предшественником, которым он так восхищался, предоставив фальсифицированное предисловие к новому изданию Opticks . «Удачливый Ньютон, счастливое детство науки!» — воскликнул он; «[Теории Ньютона], казалось, спонтанно вытекали из самого опыта, из прекрасных экспериментов, которые он расставлял по порядку, как игрушки, и описывал с любовью и подробностями» [16].
Написав более четверти тысячелетия после выхода первой статьи Ньютона, Эйнштейн не указал, что в 1672 году даже покровители Ньютона не поддержали бы это одобрение.По мнению современников, Ньютон был дерзким, но талантливым новичком. Его радикально новая теория света была захватывающей, но не полностью подтвержденной экспериментальными описаниями, которые он предоставил. Они были бы изумлены, узнав, что теперь он всемирно известен как научный гений, категория, неизвестная до романтического периода.
Благодарности
Я благодарен за комментарии двум анонимным рецензентам.
Сноски
1 Блейк У.1972 Полное собрание сочинений , стр. 554. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета.
2 Дополнительную информацию см. В основной работе А. Р. Холла, посвященной оптике Ньютона [4].
Профиль автора
Патрисия Фара имеет степень в Оксфорде по физике, лондонскую степень доктора исторических наук, а теперь читает лекции на факультете истории и философии науки в Кембридже, где она является старшим преподавателем Клэр-колледжа. Ее первой академической монографией была Симпатические влечения: магнитные практики, убеждения и символизм в Англии восемнадцатого века (1996), в которой неизбежно обсуждался Исаак Ньютон.Позже она сосредоточилась на меняющейся репутации Ньютона и выпустила свою первую популярную книгу Newton: The Making of Genius (2002). С тех пор она опубликовала множество публикаций, в том числе «Развлечения для ангелов: электричество в просвещении» (2002) и «Брюки Пандоры: женщины, наука и власть в просвещении» (2004). Совсем недавно ее удостоенный награды Science : A Four Thousand Year History (2009) был переведен на девять языков.После Erasmus Darwin: Sex, Science and Serendipity (2012) она в настоящее время пишет книгу о женщинах, науке и избирательном праве в Первой мировой войне. Помимо академической работы, она регулярно публикует статьи в популярных журналах, а также в теле- и радиопрограммах (например, In our Time ).
Список литературы
1. Ньютон I. 1972 г. Письмо г-на Исаака Ньютона, профессора математики Кембриджского университета; Содержит его новую теорию о свете и цветах: отправлено автором в издательство из Кембриджа, февраль.6. 1671/72; Для связи с Р.О. Фил. Пер. 6, 3075–3087. (10.1098 / rstl.1671.0072) [CrossRef] [Google Scholar] 2. Фара П. 2002 г. Ньютон: создание гения. Лондон, Великобритания: Macmillan. [Google Scholar] 3. Вестфол Р. 1980 г. Никогда в покое: биография Исаака Ньютона. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. [Google Scholar] 4. Зал AR. 1993 г. Все было легко: знакомство с оптикой Ньютона. Оксфорд, Великобритания: Clarendon Press. [Google Scholar] 5. Turnbull H, et al. 1959–1977 Переписка Исаака Ньютона, т.7, стр. 81 год Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. [Google Scholar] 6. Парк Д. 1997 г. Огонь в глазу: исторический очерк о природе и значении света. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. [Google Scholar] 7. Уэйд, штат Нью-Джерси. 1998 г. Естественная история зрения. Кембридж, Массачусетс: MIT Press. [Google Scholar] 8. Дарригол О. 2012 г. История оптики: от греческой древности до девятнадцатого века. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета. [Google Scholar] 9. Земплен Г. 2005 г. История зрения, теории цвета и света: введение, текст, проблемы, стр.263–289. Берн, Швейцария: Бернский университет. [Google Scholar] 10. Turnbull H, et al. 1959–1977 Переписка Исаака Ньютона, (примечание 3), т. 1. С. 96–97. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. [Google Scholar] 11. Шаффер С. 1989 г. Стекольные работы: призмы Ньютона и использование эксперимента. В «Использование эксперимента: исследования в естественных науках» (ред. Гудинг Д., Пинч Т., Шаффер С.), стр. 67–104. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. [Google Scholar] 12. Дезагюльерс Дж. 1734. Курс экспериментальной философии, с.vi Лондон, Великобритания. [Google Scholar] 13. Кантор Г. 1983 г. Оптика после Ньютона: теории света в Великобритании и Ирландии, 1704–1840 гг., Стр. 25–146. Манчестер, Великобритания: Издательство Манчестерского университета. [Google Scholar] 14. Гейдж Дж. 1999 г. Цвет и значение: искусство, наука и символика, стр. 134–152. Лондон, Великобритания: Темза и Гудзон. [Google Scholar] 15. Кемп М. 1990 г. Наука об искусстве: оптические темы в западном искусстве от Брунеллески до Сёра, стр. 285–322. Нью-Хейвен, Коннектикут: Издательство Йельского университета. [Google Scholar] 16. Эйнштейн А.1952 г. «Предисловие» в Opticks, издание 1952 года. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Дувр. [Google Scholar]Кем был Исаак Ньютон? — Институт Исаака Ньютона
Особая благодарность корпорации Microsoft за их вклад в наш сайт. Следующая информация поступила из Microsoft Encarta (автор: А. Руперт Холл)
I ВВЕДЕНИЕ
Ньютон, сэр Исаак (1642-1727), математик и физик, один из самых выдающихся ученых всех времен. Он родился в Вулсторпе, недалеко от Грэнтэма в Линкольншире, где он учился в школе. В 1661 году он поступил в Кембриджский университет; он был избран членом Тринити-колледжа в 1667 году и профессором математики Лукаса в 1669 году.Он оставался в университете, читая лекции в большинстве лет, до 1696 года. Из этих Кембриджских лет, когда Ньютон был на пике своей творческой силы, он выделил 1665–1666 годы (потраченные в основном в Линкольншире из-за чумы в Кембридже) как « в расцвете сил для изобретательства ». В течение двух-трех лет напряженных умственных усилий он подготовил Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ( математических принципов естественной философии, ), широко известный как Principia, , хотя он не был опубликован до 1687 года.
Как решительный противник попытки короля Якова II превратить университеты в католические институты, Ньютон был избран членом парламента от Кембриджского университета в Конвенционный парламент 1689 г. и снова заседал в 1701–1702 гг. Между тем, в 1696 году он переехал в Лондон в качестве смотрителя Королевского монетного двора. Он стал мастером монетного двора в 1699 году, и эту должность он сохранил до своей смерти. Он был избран членом Лондонского королевского общества в 1671 году, а в 1703 году стал президентом, ежегодно переизбираясь на всю оставшуюся жизнь.Его основная работа, Opticks, , появилась в следующем году; он был посвящен в рыцари в Кембридже в 1705 году.
По мере того как ньютоновская наука становилась все более популярной на континенте, и особенно после восстановления всеобщего мира в 1714 году, после войны за испанское наследство, Ньютон стал самым уважаемым натурфилософом в Европе. Последние десятилетия он провел в пересмотре своих основных работ, полировке своих исследований древней истории и защите от критики, а также выполнении своих официальных обязанностей.Ньютон был скромным, застенчивым и человеком простых вкусов. Он был возмущен критикой или оппозицией и питал негодование; он был суров по отношению к врагам, но щедр по отношению к друзьям. В правительстве и в Королевском обществе он показал себя способным администратором. Он никогда не был женат и жил скромно, но был с большой помпой похоронен в Вестминстерском аббатстве.
Ньютон уже почти 300 лет считается образцом-основателем современной физической науки, его достижения в экспериментальном исследовании столь же новаторские, как и достижения в математических исследованиях.С такой же, если не большей, энергией и оригинальностью он также погрузился в химию, раннюю историю западной цивилизации и теологию; Среди его специальных исследований было исследование формы и размеров, описанных в Библии, Храма Соломона в Иерусалиме.
II ОПТИКА
В 1664 году, еще будучи студентом, Ньютон прочитал недавние работы английских физиков Роберта Бойля и Роберта Гука по оптике и свету; он также изучал математику и физику французского философа и ученого Рене Декарта.Он исследовал преломление света стеклянной призмой; Развивая в течение нескольких лет серию все более сложных, изысканных и точных экспериментов, Ньютон открыл измеримые математические закономерности в феномене цвета. Он обнаружил, что белый свет представляет собой смесь бесконечно разнообразных цветных лучей (проявляющихся в радуге и спектре), каждый луч определяется углом, на который он преломляется при входе в данную прозрачную среду или выходе из нее. Он сопоставил это понятие со своим исследованием интерференционных цветов тонких пленок (например, масла на воде или мыльных пузырей), используя простой чрезвычайно точный метод измерения толщины таких пленок.Он считал, что свет состоит из потоков мельчайших частиц. Из своих экспериментов он мог сделать вывод о величине прозрачных «корпускул», образующих поверхности тел, которые, в соответствии с их размерами, так взаимодействовали с белым светом, что избирательно отражали различные наблюдаемые цвета этих поверхностей.
Корни этих нетрадиционных идей были у Ньютона примерно к 1668 году; когда они впервые были высказаны (кратко и частично) публично в 1672 и 1675 годах, они вызвали враждебную критику, главным образом потому, что цвета считались модифицированными формами однородного белого света.Сомнения и возражения Ньютона были напечатаны в научных журналах. Примечательно, что скептицизм Христиана Гюйгенса и неспособность французского физика Эдме Мариотта повторить эксперименты Ньютона по преломлению в 1681 году настроили ученых континента против него на целое поколение. Публикация Opticks, в основном написанная к 1692 году, была отложена Ньютоном до тех пор, пока критики не умерли. Книга все еще была несовершенной: дифракция цветов победила Ньютона. Тем не менее, Opticks зарекомендовал себя примерно с 1715 года как модель переплетения теории с количественными экспериментами.
III МАТЕМАТИКА
В математике тоже первые блестящие способности проявились в студенческих заметках Ньютона. Возможно, он изучал геометрию в школе, хотя всегда говорил о себе как о самоучке; несомненно, он продвинулся через изучение сочинений своих соотечественников Уильяма Отреда и Джона Уоллиса, а также Декарта и голландской школы. Ньютон внес вклад во все области математики, изучаемые в то время, но особенно известен своими решениями современных проблем аналитической геометрии, касающимися рисования касательных к кривым (дифференцирование) и определения областей, ограниченных кривыми (интегрирование).Ньютон не только обнаружил, что эти проблемы были обратными друг другу, но он обнаружил общие методы решения проблем кривизны, включенные в его «метод потоков» и «обратный метод потоков», соответственно эквивалентные более позднему дифференциальному и интегральному исчислению Лейбница. . Ньютон использовал термин «поток» (от латинского «поток»), потому что он представлял себе величину, «перетекающую» от одной величины к другой. Флукции выражались алгебраически, как и дифференциалы Лейбница, но Ньютон также широко использовал (особенно в «Началах ») аналогичные геометрические аргументы.В конце своей жизни Ньютон выразил сожаление по поводу алгебраического стиля недавнего математического прогресса, предпочитая геометрический метод классических греков, который он считал более ясным и строгим.
Работа Ньютона по чистой математике была практически скрыта от всех, кроме его корреспондентов, до 1704 года, когда он опубликовал с Opticks трактат по квадратуре кривых (интегрирование) и другой трактат по классификации кубических кривых. Его Кембриджские лекции, прочитанные примерно с 1673 по 1683 год, были опубликованы в 1707 году.
Спор о приоритете расчетов
К 1666 году Ньютон обладал сущностью методов флюксий. Первым, который стал частным образом известен другим математикам в 1668 году, был его метод интегрирования по бесконечным рядам. В Париже в 1675 году Готфрид Вильгельм Лейбниц независимо развил первые идеи своего дифференциального исчисления, изложенные Ньютону в 1677 году. Ньютон уже описал Лейбницу некоторые из своих математических открытий, не считая своего метода флюксий. В 1684 году Лейбниц опубликовал свою первую работу по математическому анализу; небольшая группа математиков подхватила его идеи.
В 1690-х друзья Ньютона провозгласили приоритет ньютоновских методов флюксий. Сторонники Лейбница утверждали, что он сообщил Ньютону о дифференциальном методе, хотя Лейбниц этого не утверждал. Затем ньютонианцы справедливо утверждали, что Лейбниц видел бумаги Ньютона во время визита в Лондон в 1676 году; в действительности Лейбниц не обращал внимания на материал о флюксиях. Возник жестокий спор, отчасти публичный, отчасти частный, который Лейбниц расширил до нападок на теорию тяготения Ньютона и его идеи о Боге и творении; она не закончилась даже смертью Лейбница в 1716 году.Спор задержал восприятие ньютоновской науки на континенте и на столетие отговорил британских математиков делиться исследованиями континентальных коллег.
IV МЕХАНИКА И ГРАВИТАЦИЯ
Согласно хорошо известной истории, когда Ньютон увидел падение яблока в своем саду в 1665 или 1666 году, он понял, что одна и та же сила управляет движением Луны и яблока. Он рассчитал силу, необходимую для удержания Луны на ее орбите, по сравнению с силой, притягивающей объект к земле.Он также рассчитал центростремительную силу, необходимую для удержания камня на праще, и соотношение между длиной маятника и временем его качания. Эти ранние исследования не скоро были использованы Ньютоном, хотя он изучал астрономию и проблемы движения планет.
Переписка с Гуком (1679-1680) перенаправила Ньютона на проблему пути тела, на которое действует центрально направленная сила, которая изменяется как обратный квадрат расстояния; он определил, что это эллипс, и сообщил об этом Эдмонду Галлею в августе 1684 года.Интерес Галлея побудил Ньютона продемонстрировать взаимосвязь заново, составить краткий трактат по механике и, наконец, написать «Начала ».
Книга I Принципов излагает основы науки механики, развивая на их основе математику орбитального движения вокруг центров силы. Ньютон определил гравитацию как фундаментальную силу, контролирующую движения небесных тел. Он так и не нашел ее причины. Современникам, которые считали идею притяжения в пустом пространстве непонятной, он признал, что они могут быть вызваны ударами невидимых частиц.
Книга II открывает теорию жидкостей: Ньютон решает проблемы жидкости в движении и движения через жидкости. По плотности воздуха он рассчитал скорость звуковых волн.
Книга III показывает закон всемирного тяготения, действующий во Вселенной: Ньютон демонстрирует его на примере вращения шести известных планет, включая Землю, и их спутников. Однако ему так и не удалось полностью усовершенствовать сложную теорию движения Луны. Было показано, что кометы подчиняются тому же закону; в более поздних изданиях Ньютон добавил предположения о возможности их возвращения.Он рассчитал относительные массы небесных тел по их гравитационным силам, а также уже наблюдавшееся сжатие Земли и Юпитера. Он объяснил приливные приливы и отливы и прецессию равноденствий силами Солнца и Луны. Все это было сделано путем точного расчета.
Работа Ньютона по механике сразу же была принята в Британии, а спустя полвека — повсеместно. С тех пор он считается одним из величайших достижений человечества в области абстрактной мысли. Он был расширен и усовершенствован другими, особенно Пьером Симоном де Лапласом, не изменив своей основы, и просуществовал до конца 19 века, прежде чем начал проявлять признаки разрушения. См. Квантовая теория; Относительность.
V АЛХИМИЯ И ХИМИЯ
Ньютон оставил массу рукописей по предметам алхимии и химии, а затем тесно связанным темам. Большинство из них были выдержками из книг, библиографий, словарей и т. Д., Но некоторые из них являются оригинальными. Он начал интенсивные эксперименты в 1669 году, продолжаясь до тех пор, пока не покинул Кембридж, пытаясь разгадать смысл, который, как он надеялся, был скрыт в алхимической безвестности и мистицизме. Он стремился понять природу и структуру всей материи, состоящей из «твердых, массивных, твердых, непроницаемых, подвижных частиц», которые, по его мнению, создал Бог.Самое главное, что в «Запросы», приложенные к «Оптикам», и в эссе «О природе кислот» (1710 г.) Ньютон опубликовал неполную теорию химической силы, скрывая свои исследования алхимиков, ставшие известными спустя столетие после его открытия. смерть.
VI ИСТОРИКО-ХРОНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
У Ньютона было больше книг по гуманистическому обучению, чем по математике и естествознанию; всю свою жизнь он их глубоко изучал. Его неопубликованная «классическая схолия» — пояснительные примечания, предназначенные для использования в будущем издании «Принципов » — раскрывают его знания досократической философии; он читал Отцов Церкви еще глубже.Ньютон стремился примирить греческую мифологию и летописи с Библией, считающейся главным авторитетом в ранней истории человечества. В своей работе по хронологии он предпринял попытку сопоставить еврейские и языческие даты и зафиксировать их абсолютно на основе астрономических аргументов относительно самых ранних фигур созвездий, придуманных греками. Он относил падение Трои к 904 году до нашей эры, примерно на 500 лет позже, чем другие ученые; это не было воспринято хорошо.
VII РЕЛИГИОЗНЫЕ УБОРЫ И ЛИЧНОСТЬ
Ньютон также писал об иудео-христианских пророчествах, расшифровка которых, по его мнению, важна для понимания Бога.Его книга по этому вопросу, которая была переиздана в викторианскую эпоху, представляла собой изучение на протяжении всей жизни. Его сообщение заключалось в том, что христианство сбилось с пути в 4 веке нашей эры, когда первый Никейский собор выдвинул ошибочные доктрины о природе Христа. В полной мере неортодоксальность Ньютона была признана только в нынешнем столетии: но, хотя он и был критиком принятых догм Троицы и Никейского Собора, он обладал глубоким религиозным чутьем, почитал Библию и принимал ее рассказ о сотворении мира.В последних изданиях своих научных работ он выразил сильное чувство провиденциальной роли Бога в природе.
VIII ИЗДАНИЯ
Ньютон опубликовал издание Geographia generalis немецкого географа Варениуса в 1672 году. Его собственные письма по оптике появлялись в печати с 1672 по 1676 год. Затем он ничего не публиковал до Principia (опубликовано на латыни в 1687 году; пересмотрено в 1713 году). и 1726 г .; и переведен на английский язык в 1729 г.). За ним последовали Opticks, в 1704 году; переработанное издание на латыни вышло в 1706 году.Посмертно опубликованные сочинения включают Хронология древних царств с поправками (1728), Система мира (1728), первый проект Книги III Принципов и Наблюдения за пророчествами Даниила и Апокалипсиса. Святого Иоанна (1733).
Автор: Альфред Руперт Холл
«Сэр Исаак Ньютон» Microsoft® Encarta®. Авторское право © 1998 Корпорация Microsoft.
молекулярных выражений: наука, оптика и вы — хронология
Сэр Исаак Ньютон
(1642-1727)
Сэр Исаак Ньютон, который по иронии судьбы родился в том же году, когда умер Галилей, широко известен как один из величайших ученых в истории.Многие из его открытий и теорий в области света, цвета и оптики составляют основу современной научной мысли в этих дисциплинах. В дополнение к своим обширным работам в области оптики, Ньютон, пожалуй, наиболее известен своей теорией всемирного тяготения. Он также считается одним из изобретателей исчисления вместе с немецким математиком Готфридом Вильгельмом фон Лейбницем. Три закона движения Ньютона считаются базовыми для обучения любого студента-физика. Ньютон, как и Галилей, обязан формированием нескольких своих открытий в период самоизучения и научных наблюдений, не обремененных структурированным или формальным образованием.
Считается, что Ньютон родился в день Рождества 1642 года, вскоре после смерти своего отца. Его мать снова вышла замуж, оставив его с бабушкой, чтобы получить образование в Линкольншире. В сообщениях о его успеваемости Исаак охарактеризован как «праздный» и «невнимательный», что привело к тому, что его мать вообще исключила его из школы. Дядя увидел в Ньютоне большие надежды, подготовил его к поступлению в университет и в 1661 году записал его в Тринити-колледж в Кембридже. В Тринити Ньютон изучал философию, математику, механику, астрономию и право.
В 1665 году учеба Ньютона была прервана закрытием Тринити-колледжа из-за вспышки чумы. По иронии судьбы именно в это время проявился научный дар Ньютона. Ньютон вернулся в свой дом в Линкольншире и через два года выдвинул новаторские теории в области математики, оптики, физики и астрономии. В 1667 году, когда колледж вновь открылся, Ньютону предложили должность профессора Лукиса в возрасте 27 лет. Его первая работа на этом посту была в области оптики.Ньютон несколько лет шлифовал свои линзы, пытаясь создать улучшенный телескоп. Его деятельность по изготовлению линз привела к тому, что он заметил проблему с хроматической аберрацией. Его попытка решить эту проблему привела к созданию телескопа-рефлектора. Ньютон также пришел к выводу, что белый свет представляет собой смесь цветов, которую можно наблюдать, когда свет проходит через призму.
В период 1665-1669 годов Ньютон разработал свой «метод флюксий», который служил для унификации математических методов и привел к развитию исчисления в 1666 году.В 1675 году немецкий математик Лейбниц применил тот же метод, который он назвал дифференциальным исчислением . Поскольку он быстро опубликовал эти результаты, Лейбниц признан изобретателем исчисления. Ньютон, как известно, опасался публикации, потому что боялся критики, черта характера, которая оставила его работы практически неизвестными до 1672 года, когда он опубликовал свою первую статью о свете и цвете в Философских трудах Королевского общества. Эта работа легла в основу его трактата 1704 года, Opticks , в котором, помимо прочего, объяснялись его эксперименты по уменьшению хроматической аберрации и описывался отражающий телескоп.Вплоть до своей смерти в 1727 году Ньютон утверждал, что он один изобрел исчисление, и обвинил Лейбница в плагиате — утверждение, которое трудно доказать, поскольку он фактически изолировал себя в Кембридже до 1684 года.
Интерес Ньютона к астрономии был усилен визитом Эдмунда Галлея, британского астронома, более известного как тезка кометы Галлея. Этот визит побудил Ньютона продолжить свои теории механики, которые стали основой его трех законов движения.Его теории были опубликованы в 1687 году. Это не только представляло новую науку, но и поставило Ньютона на передний план научных дебатов и противоречий. После публикации The Principia , Роберт Гук обвинил Ньютона в плагиате, обвинение, которое так и не было доказано, но по иронии судьбы поставило Ньютона в такое же положение, что и Лейбниц.
После этого плодотворного периода научных наблюдений, экспериментов и открытий Исаак Ньютон провел остаток своей жизни в качестве правительственного чиновника в Лондоне после нервного срыва в 1693 году.В 1703 году Ньютон был избран президентом Королевского общества, а в 1708 году стал первым ученым, удостоенным награды за свою работу в рыцарском звании. Ньютон умер в 1727 году. О его похоронах французский философ Вольтер сказал, что «в стране, где смертные канонизированы, его открытия вполне могут сойти за чудеса».
НАЗАД К ПИОНЕРАМ В ОПТИКЕ
Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.
© 1995-2021, автор — Майкл В.Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, программное обеспечение, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами.
Этот веб-сайт обслуживается нашим
Команда разработчиков графики и веб-программирования
в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля
.
Последнее изменение 13 ноября 2015 г., 14:19
Счетчик доступа с 24 декабря 1999 г .: 119466
Посетите сайты наших партнеров в сфере образования:
Правда о продуктивной чуме Исаака Ньютона
25 июля 1665 года пятилетний мальчик по имени Джон Морли из прихода Святой Троицы в Кембридже, Англия, был найден мертвым в своем доме. Когда городские власти осмотрели его труп, они отметили черные пятна на его груди — безошибочный знак бубонной чумы.Морли был первым известным случаем и смертью от этой болезни в Кембридже в том году: это сигнал о том, что вспышка болезни в Лондоне той весной достигла города. Почти сразу же горожане бросились уединяться в сельской местности. Среди тех, кто в бегах: молодой ученый Тринити-колледжа по имени Исаак Ньютон. Дом Ньютона, ферма под названием Вулсторп, находилась примерно в шестидесяти милях к северу от университета. На подходящем расстоянии от ближайшего города, он был там, где, почти в полном одиночестве, он изобретал вычисления, создавал науку о движении, разгадывал гравитацию и многое другое.Чума создала условия, в которых могла быть создана современная наука. По крайней мере, так гласит история.
Идея о том, что бубонная чума разбудила блеск Исаака Ньютона, ошибочна и вводит в заблуждение. Иллюстрация из Oxford Science Archive / GettyТеперь, когда распространение коронавируса навязывает собственную изоляцию, год чуда Ньютона преподносится как образец. Эта веселая статья в Washington Post типична для многих статей, циркулирующих прямо сейчас: «Итак, если вы работаете или учитесь дома в течение следующих нескольких недель, возможно, вспомните пример, приведенный Ньютоном.«Социальные сети, естественно, были более радикальными. Напишите этот роман или сценарий, и, если вы этого не сделаете, вы должны хотя бы переориентировать свою жизнь и найти свою цель. Если нет, значит, вы не сдадите экзамен на эпидемию. Ньютон мог сдвинуть вселенную. Разве мы не можем привести в порядок наши туалеты?
Нет. Отчасти потому, что никто из нас, как и почти все в истории человечества, никогда не приблизится к его уровню достижений. Но, если говорить более глубоко, идея о том, что чума разбудила блеск в Ньютоне, ошибочна и вводит в заблуждение как показатель того, насколько хорошо мы себя применяем во время нашей собственной чумной весны.Элемент «яблоко, падающее на голову» — часть проблемы. Через переулок от входной двери Ньютона действительно росла яблоня; там еще растет небольшой фруктовый сад. Эту историю рассказал сам Ньютон в очень позднем возрасте. Однажды он созерцал свое дерево, когда понял, что луна на своей орбите и яблоко на ее ветке подчиняются одним и тем же силам в природе. Легко перейти от памяти этого старика к мысли, что тишина сельской местности вызвала рождение совершенно новых областей знания.Это популярная сказка гения: великие идеи не требуют кропотливой работы постоянного внимания и усердного мышления; они прибывают в виде молний вдохновения, которое, в свою очередь, приходит только при правильных обстоятельствах, например, при принудительной изоляции во время эпидемии.
Это правда: за почти два года на ферме Ньютон добился невероятного количества исключительных результатов. Он создал важные новые идеи в жизненно важных областях математики — в том, что стало исчислением, математикой изменений и аналитической геометрией.Он создал новую физику, используя свои математические открытия для анализа движения в пространстве и времени. Он проводил эксперименты по измерению силы тяжести, а затем начал формировать свою самую известную идею: всемирное тяготение, теорию, которая связала бы каждый объект в космосе с полетом этого знаменитого яблока с ветки на землю. Он также воткнул иглу в собственный глаз, пытаясь понять, как работают свет и линзы. И все это в уединении на отдаленном участке земли в Линкольншире.
Но что правдоподобно, так это то, что Ньютон высвободил свой разум для решения этих проблем после того, как чума дала ему дар одиночества. Как его точный биограф Ричард Вестфолл, тщательно задокументированный в «Never at Rest», Ньютон начал думать о самых насущных вопросах науки, все еще готовясь к экзаменам в своих комнатах в Тринити-колледже в течение года до того, как разразилась чума. В документе, написанном рукой Ньютона, перечислены проблемы, которые он пытался решить.Среди них, как пишет Вестфол, были «материя, место, время и движение… космический порядок, затем… свет, цвета, видение», и список продолжался вопросами, которыми он будет заниматься в течение следующих двух десятилетий. За год до чумы, 1664 год, Ньютон впервые начал глубоко задумываться о математике и обнаружил в себе исключительный талант к абстрактному мышлению, который расцвел бы, когда он достигнет своего дома. Он занялся ключевыми проблемами, которые приведут к исчислению осенью и зимой, и при этом отошел на некоторое расстояние в направлении изобретения нового подхода к геометрии за все месяцы до отъезда из Кембриджа.
Точно так же, когда в 1666 году эпидемия окончательно прекратилась, Ньютон продолжал делать ту же работу, когда вернулся в свои комнаты справа от Великих ворот Троицы. Его решающие эксперименты с призмами, которые показали, что «белый» солнечный свет на самом деле состоит из различных цветов радуги, начались в конце шестидесятых годов. Он продолжал революционизировать геометрию; он разрабатывал свою теорию гравитации урывками в течение многих лет, прежде чем полностью осознать ее, только в шестнадцати восьмидесятых.Что бы ни позволяло Ньютону создавать гениальные эпические произведения во время, до и после его вынужденной изоляции, отступление в страну само по себе не могло быть решающим различием. Об этом говорил и сам Ньютон. Когда его спросили, как он вычислил гравитацию, он ответил: «Постоянно размышляя о ней».
Работа — вот что имело значение, и Ньютон делал это, будучи студентом в Кембридже до чумы, он упорствовал в Вулсторпе и продолжал заниматься по возвращении в колледж. Он написал намного позже, имея в виду годы эпидемии чумы, что он был «в расцвете сил для изобретений и интересовался математикой и философией больше, чем когда-либо с тех пор.Этот прайм длился по крайней мере полдесятилетия. Ньютон мог делать то, что делал, не потому, что он случайно оказался во время чумы, а благодаря тому, кем он был — одним из немногих величайших математиков и натурфилософов всех времен, который в течение нескольких лет мог почти ничего не делайте со своим временем, кроме как думать, рассуждать и рассчитывать. В противовес этой истории, когда вы укрываетесь на месте, говорить себе, что сейчас время подражать амбициям Ньютона, не так уж и полезно. Не потому, что это невыполнимый стандарт (хотя это так), а потому, что настоящий урок состоит в том, чтобы помнить, какой аспект вашей жизни вызывал у вас страсть до этого беспорядка — и продолжать разжигать ее сейчас.
Вклад Исаака Ньютона в науку был колоссальным
Он открыл законы гравитации и изобрел исчисление. Вклад Ньютона в науку был колоссальным.
Природа и законы природы скрыты в ночи
Бог сказал: «Да будет Ньютон», и все стало светло.
— Читает эпитафию сэру Исааку Ньютону, написанную поэтом Александром Поупом.
Он открыл законы гравитации и движения и изобрел исчисление.
Но детство Ньютона не давало подсказки о том, что должно было произойти. Он был посмертным ребенком, его отец умер за несколько месяцев до его рождения. Его отца тоже звали Исаак Ньютон. Согласно источникам, Ньютон-старший был фермером и даже не мог поставить свою подпись. Младший был недоношенным ребенком, и его мать сказала, что он может поместиться в квартовую кружку. Она снова вышла замуж, прежде чем мальчику исполнилось три года, и поэтому маленького Исаака воспитывала его бабушка. Его отчим умер, когда Исааку было 10 лет, и он переехал в большую семью, состоящую из матери, бабушки, сводных братьев и сводной сестры.Мать хотела, чтобы он позаботился об имении, но Исаака это не интересовало. Благодаря дяде его отправили обратно в бесплатную гимназию, чтобы закончить образование.
Исаак поступил в Кембриджский университет в 1661 году. Примечательно, что в колледже он оплачивал свое обучение, выполняя обязанности камердинера, пока не получил стипендию.
В конце концов, он был избран членом Тринити-колледжа и в 1669 году стал профессором математики Лукаса. В годы Великой чумы, когда его отправили домой, он написал знаменитую работу Principles of Natural Philosophy , которую часто называют просто Principia. .Другой его крупной работой была Opticks . Профессор Роберт Илифф сказал, что термин «научный гений» был изобретен для описания Ньютона.
Человек, состоящий из множества частей
Работа Ньютона по механике сразу же была принята в Британии, но повсеместно только примерно через 50 лет или около того. С тех пор это считается фантастическим достижением абстрактной мысли. Хотя Ньютон известен как великий физик и математик, он также погрузился в химию, раннюю историю западной цивилизации и теологии.Например, он исследовал форму и размеры Храма Соломона в Иерусалиме, как описано в Библии. Ньютон был сначала членом, а затем президентом Королевского общества и был посвящен в рыцари королевой Анной в 1705 году. Финансы Британии в 17 веке были в небольшом беспорядке, так как каждая десятая монета была подделана.
Сэр Исаак руководил проектом по отзыву старых денег и выпуску более надежных. Он сильно пострадал от фальшивомонетчиков. Он был мастером монетного двора 30 лет до своей смерти.
Ученый-математик был скромным. Он сказал: «Если я видел дальше, то стоя на плече гигантов». Он не женился и жил скромно, но был с большой помпой похоронен в Вестминстерском аббатстве.
Перевод латинской надписи на его памятнике гласит: Смертные радуются, что существует такое-то великое украшение человеческого рода!
До ядра
Молодой Исаак сидел под яблоней и размышлял над загадками вселенной, когда блин! яблоко упало на землю.Почему плод должен всегда опускаться перпендикулярно земле, а не в сторону или вверх, а постоянно к центру земли? В мгновение ока Исаак понял, что та же самая сила, которая заставила яблоко рухнуть на землю, также заставляет луну падать на землю, а землю — на солнце: гравитация!
Это правдивая история, но она стала лучше рассказана самим гением. Этот анекдот вошел в историю как второй величайший момент Эврики в науке после открытия Архимеда!
Перестаньте говорить, что Исаак Ньютон преуспел в изоляции.Вот реальность
Нет сомнений в том, что современная наука должна поблагодарить английского эрудита 17 века сэра Исаака Ньютона. Вы не получаете целую единицу силы, названную в ваше имя даром.
Но если вы чувствуете себя виноватым из-за того, что ваше время в изоляции не было таким продуктивным, как его, как сообщалось, было проще, расслабьтесь; его Annus Mirabilis не был таким же mirabilis , как вы могли подумать.
За год, в котором не было вдохновения и когда мы с тоской смотрели из окна в надежде, что в 2021 году будет немного меньше чумы, дыма и пристрастной политики, мы не можем винить некоторых ученых-знаменитостей в попытках нарисовать серебряную подкладку. События.
Ранее в этом году Нил деГрасс Тайсон написал в Твиттере этот самородок истории в своей обычной юмористической манере.
Когда Исаак Ньютон остался дома, чтобы избежать чумы 1665 года, он открыл законы гравитации, оптики и изобрел исчисление.
Ходят слухи, что в его доме действовал строгий запрет на просмотр телевизора. pic.twitter.com/0uLmmb65s5
— Нил деГрасс Тайсон (@neiltyson) 31 марта 2020 г.
Не желая отставать, Ричард Докинз совсем недавно предложил тот же отрывок из мелочей.
В 1665 году Кембриджский университет закрылся из-за чумы. Исаак Ньютон уехал в сельский Линкольншир. В течение двух лет в изоляции он разработал исчисление, истинное значение цвета, гравитации, планетных орбит и трех законов движения. Будет ли 2020 год чьим-то Аннусом Мирабилис?
— Ричард Докинз (@RichardDawkins) 17 сентября 2020 г.
Чтобы дать немного больше информации, Исаак Ньютон был студентом с свежим лицом, чуть за 20, посещающим Тринити-колледж при Кембриджском университете, когда бубонная чума вынудила его школу закрыться в 1665 году.
Итак, он вернулся домой, где в течение следующего года или около того он проводил свободное время, будучи общим гением, выкачивая откровение за откровением. То, что именно он сделал, зависит от того, кого вы спросите, но это часто включает упоминания о гравитации, силах, оптике и расчетах.
Эту сказку часто повторяли на протяжении многих лет, но теперь, когда мы все на собственном опыте узнаем о пандемии, которая войдет в историю, история Ньютона снова стала популярной.
Все мы любим вдохновляющие истории открытий, и ученые не застрахованы. Но, рассказывая историю «чудесного года» Ньютона, важные детали часто можно упустить, чтобы сосредоточиться на роли героя.
Сам Ньютон, возможно, считал этот период довольно продуктивным. Публикация 1888 года цитирует его перечисление своих достижений в 1665 и 1666 годах, утверждая, что «[е] или в те дни я был в расцвете сил для изобретательства».
Даже если мы не будем придерживаться его слов, мы все же можем быть уверены, что его время было хорошо занято изучением математики.Он написал краткое изложение всего, что он узнал в октябре 1666 года, включая семена того, что мы теперь знаем как исчисление. Вряд ли работа праздного ума.
Но здесь важны замалчиваемые детали. Историк науки Тони Кристи изложил все тонкости в The Renaissance Mathematicus, блоге, на чтение которого стоит потратить время.
Далекий от «изобретения исчисления», Ньютон потратил это время на обобщение многовековой работы над этой темой, сопоставление и расширение ее в проекте, который выйдет далеко за рамки нескольких проклятых эпидемиями лет.
Это не для того, чтобы преуменьшить значение сделанных скачков или преуменьшить математические способности Ньютона в развитии этой области. Скорее, это можно оценить только как главу, которой предшествуют работы таких гигантов, как Архимед, Бонавентура Кавальери, Иоганн Кеплер и Джон Уоллис.
Эта тема повторяется и в других увлечениях Ньютона. Погрязнув в трудах таких гигантов, как Декарт, Кеплер, Галилей и Ибн аль-Хайтам, он приводил в порядок, настраивал и играл с мыслями, оставленными предыдущими математиками и философами.
Многие из этих настроек переросли в революцию. Понимание Ньютоном универсальной природы гравитации (независимо от того, было ли оно вызвано падающим яблоком) имело последствия, далеко выходящие, например, за пределы области физики. Его эксперименты с природой света образно представят миру цвет.
Те несколько золотых лет, проведенных дома, вдали от заброшенных залов Кембриджа, почти наверняка помогли заложить основы для будущих десятилетий работы.
Так где же ложь? Если Ньютон был занятой пчелой в 1666 году, почему мы все не можем черпать вдохновение из его усилий в момент добродетельного одиночества?
Если Исаак Ньютон — ваша муза в решении проблемы постоянной Хаббла, проверке гипотезы о двойном простом числе и изобретении нежирного пирожного, которое на самом деле имеет приятный вкус, и все это перед завтраком, тем более мощным для вас.
Для Ньютона его учеба не была новым хобби, заполняющим внезапно появившиеся свободные часы, — это было продолжением страсти, которая сохранялась после нескольких коротких лет чумы, полученной благодаря относительной привилегии, которой он пользовался, которая также включала в себя прислугу, выполняющую домашние дела. .
Его интерес к математике, который способствовал длительному изобретению математического анализа, можно объяснить разочарованием в попытках расшифровать книгу по астрологии, которую он купил на ярмарке. Даже обширный каталог тем, которые занимали его ум в те годы, уже был перечислен в его заметках задолго до того, как раздались чумные слухи.
Научный писатель Массачусетского технологического института Томас Левенсон прекрасно резюмировал это в статье, которую он написал ранее в этом году для The New Yorker:
«Ньютон смог сделать то, что он сделал, не из-за того, где он оказался во время чумы, а из-за того, кем он был — одним из немногих величайших математиков и натурфилософов всех времен, который в течение нескольких лет был способен почти ничего не делать со своим временем, кроме как думать, рассуждать и рассчитывать «.
Истории, которые мы рассказываем о научных открытиях, — это не просто празднование прошлого, это модели того, как мы проводим исследования сегодня и в будущем.