Isaac Newton felfedezései. Mit fedezett fel Isaac Newton? A tudományos tevékenység kezdete

Isaac Newton
Little Newton 1642-ben született Woolsthorpe faluban, Lincolnshire államban. Idő előtt született, és egyértelmű volt: a most megjelent emberke nem vágyik erre a világra. Newton apja nem sokkal fia születése előtt meghalt. Isaac kétéves korától teljesen árvának érezte magát, anyja elhagyta, amikor újraházasodott. Newton gyengén és félénken nőtt fel. Nem csak azért nem játszott társaival, mert nem akart, hanem azért sem, mert nem voltak túl jó hozzáállással. Nem volt érdekes vele lenni – minden intelligenciát igénylő játékot megnyert. Bosszantotta őket azzal, hogy új játékokat vagy új szabályokat talált ki a régi játékokhoz, hogy kompenzálja testi gyengeségét. Így kezdődött magányossága - születésétől haláláig Newton 12 évesen kezdte meg tanulmányait a Grantham-i iskolában, és tanulmányai első éveiben lusta volt, de kora gyermekkora óta szeretett játékmechanizmusokat tervezni. 19 évesen Newton beiratkozott a Cambridge-i Egyetem Trinity College-jába, ahol 22 évesen szerzett diplomát. 1668-ban mesteri fokozatot kapott, majd a következő évben tanára, Barrow átadta neki a tanszéket a Cambridge-i Egyetemen, 1669-től pedig 32 évig Isaac Newton vezette a Cambridge-i Egyetem fizika és matematika tanszékét. 1695-ben a pénzverde felügyelőjévé, 1699-ben igazgatójává nevezték ki. Ott Newton sokat dolgozott az érmék pénzverésén, és rendet rakott az érmékben Angliában. 1701-ben Newtont parlamenti képviselővé választották, 1703-ban pedig az Angol Királyi Társaság elnöke lett, két évvel később Anne angol királynő pedig a lovagi méltóságra emelte Newtont, ami jogot adott neki a „Sir” címre. Az emberiség soha nem felejti el, hogy a nagy angol fizikus és matematikus, mechanikus és csillagász, Isaac Newton lefektette a modern természettudomány alapjait, megfogalmazta a klasszikus mechanika alaptörvényeit, felfedezte az egyetemes gravitáció törvényét, kidolgozta a differenciál- és integrálszámítás alapjait. , a legtöbb fényjelenséget az általa kidolgozott korpuszkuláris fényelmélet segítségével magyarázta Newton életének fő évei a főiskolai Holy Trinity University of Cambridge falai között teltek. Szerette a magányt és gyűlölte a tudományos vitákat, ezért Newton minden lehetséges módon kerülte a publikációt, és szeretett gondolkodni és írni. Ez a csendes, hallgatag ember magányában forradalmasított az ember és a természet kapcsolatában, a világ megértésében. Megalkotta a klasszikus tudomány nyelvét, amelyen az 1665-1667 között három évszázada gondolkodik és beszél. Newton három fő felfedezését tette: a fluxusok és kvadratúrák módszerét (differenciál- és integrálszámítás), a fény természetének magyarázatát és az egyetemes gravitáció törvényét. Minden az optikával kezdődött: Newton elkezdte újragondolni Descartes világrendszerét, amelyben az optikai jelenségek természete és a gravitáció megegyezett. Descartes örvényei azonban nem egyeztek a törvényekkel, az üstökösök mozgásával. Rene Descartes „valódi filozófiáját” nem lehetett matematikailag megerősíteni. A lencse, mint egy prizma, részben spektrumra bontja a fényt. A tudós tévedésből ezt a problémát megoldhatatlannak tartotta, és egy eszközt javasolt a távcső kromatikus aberrációtól való megszabadítására: tükröt kell használni, nem lencsét lencseként. A csillag fénye a tükörbe ment, visszaverődött a prizmára, és visszakerült a cső oldalfalához, ahol a szemüveget rögzítették. A teleszkóp kompakt lett: tükör - 30 mm, cső hossza - 160 mm; nem túl fényes, de egészen tiszta képet adott 1680-ban Newton visszatért a mechanika és a gravitáció problémájához. Abban az évben megjelent egy fényes üstökös. Newton személyesen végzett megfigyeléseket, és a csillagászatban elsőként építette meg egy üstökös pályáját (lásd: "Üstökösök"). Isaac Newton 85 éves korában halt meg 1727. március 31-én éjjel. Ünnepélyesen temették el a Westminster Abbeyben. Sírja fölött egy mellszobor és sírfeliratos emlékmű áll: „Itt fekszik Sir Isaac Newton, a nemes, aki szinte isteni elméjével elsőként bizonyította a matematika fáklyájával a bolygók mozgását, az üstökösök útját. és az óceánok árapályai...”.

A tudomány által ismert egyik legnagyobb fényesnek tartják. Isaac Newton matematikus és fizikus mozgás-, gravitáció- és számításelméleteket alkotott számos egyéb tanulmányozott téma mellett. Egy írástudatlan paraszt fia, Isaac szintén magányos volt, nagyon titkolózott mindenben, ami a munkájával kapcsolatos. Szeretne többet tudni korának legokosabb emberéről? Olvassa el az alábbi tényeket róla.

1. Titokzatos természetét egy boldogtalan gyermekkor befolyásolta.

Isaac Newton koraszülötten született 1642 karácsonyán. Ez abban a házban történt, ahol egy írástudatlan gazda családja élt. Az apa néhány hónappal fia születése előtt meghalt. Amikor Izsák három éves volt, anyja feleségül ment egy gazdag paphoz - Barnabas Smithhez -, aki nem szerette mostohafiát. A fiú édesanyja egy másik faluba ment újdonsült férjével, fiát a nagyszüleire bízta. Ez nagy traumát okozott a fiúnak, aki elhagyatottnak érezte magát, és szerepet játszott karakterének kialakulásában. Isaac titkolózó magányosnak nevezhető. Tinédzserként listát készített a bűneiről, köztük a következő bejegyzéssel: „Megfenyegették Smith atyát és anyját, hogy felgyújtják velük a házukat.” Felnőttként Newton a munkának szentelte magát. Még hobbija sem volt, és soha nem is házasodott meg. Sok éven át titkolta néhány tudományos felfedezését.

2. Newton anyja azt akarta, hogy farmer legyen.

12 évesen Newton beiratkozott egy Grantham-i iskolába. Egy helyi gyógyszerész házában kezdett élni, mivel nagyon hosszú idő lenne mindennap elsétálni a falujába. Eleinte nem lehetett jó tanulónak nevezni. Ám a történet azt meséli el, hogy egy napon összetűzésbe került egy helyi zaklatóval, és utána Isaac példamutató tanulóvá változott. 15-16 éves korában azonban otthagyta az iskolát, és visszatért szülőfalujába édesanyjával, aki addigra másodszor is megözvegyült. Állítólag gazdálkodó lesz. De a tinédzsert nem érdekelte a munka, és nagyon rosszul birkózott meg vele. Végül Isaac anyja meggyőzte az iskola igazgatóját, hogy engedje meg a fiúnak, hogy folytassa tanulmányait. A kötelező tanfolyam elvégzése után Newton belépett a Cambridge-i Egyetem Trinity College-jába (1661-ben), és örökre otthagyta a mezőgazdaságot.

3. A fekete halál váratlanul ihlette egyik leghíresebb ötletét.

1665-ben, a bubópestis kitörését követően a Cambridge-i Egyetemet bezárták, Isaac pedig kénytelen volt hazatérni. Egy nappal a visszatérése után a saját kertjében ülve látta, hogy egy alma leesik a fáról. Ez egy új ötletre inspirálta, amely később az egyetemes gravitáció törvényévé fejlődött. Kicsit később Newton elmesélte az alma történetét William Stukeley-nek, aki felvette az 1751-ben megjelent Sir Isaac Newton életének emlékei című könyvébe.

4. Kevesen jöttek el előadásaira a Cambridge-i Egyetemen.

1669-ben a 26 éves Newtont kinevezték a matematika professzorának Cambridge-ben (a világ egyik legrégebbi egyeteme, 1209-ben alapították). Newton ugyan 30 évig az egyetemen maradt, de nem nagyon érdekelte sem a tanítás, sem a hallgatói, így előadásait nagyon kevesen látogatták, és gyakran egyáltalán nem jött el rájuk senki. Newton teljes figyelme saját kutatására összpontosult.

5. Newton a Királyi Pénzverdének dolgozott, és harcolt a pénzhamisítókkal

1696-ban Newtont kinevezték a Királyi Pénzverde mesterévé, amely az angliai valutagyártásért volt felelős. Otthagyta Cambridge-et, amely sokáig második otthona volt, és a fővárosba költözött. A pénzverde akkoriban a londoni Towerben volt. Három évvel később Newtont jövedelmezőbb mesteri pozícióba helyezték át, amelyet 1727-ben bekövetkezett haláláig töltött be. Ő vezetett egy nagy projektet, amelynek célja az akkori Angliában használt régi érmék megbízhatóbb pénznemre cserélése volt. Hamisítókat is fogott, ennek eredményeként megismerkedett a londoni társadalom egészen „alsó osztályaival”. Személyesen keresett bűnözőket, annak ellenére, hogy az életét veszélyeztette.

6. Komolyan érdekelte az alkímia

A tudományos munkán kívül, amellyel híressé vált, Newton felnőtt életének nagy részét egy másik érdeklődéssel töltötte: az alkímiát. Mint tudják, ennek az áltudománynak a célja a bölcsek kövének felkutatása. Úgy gondolták, hogy ez az anyag képes bármilyen nem nemesfémet arannyá alakítani. Newton azonban elrejtette alkímiai kutatásait, és kódolta annak eredményeit.

Más kutatási projektek mellett Newton a Bibliát elemezte, hogy megválaszolja a világegyetem működésének kérdését.

7. Newton parlamenti képviselő volt

1689-től 1690-ig Newton parlamenti képviselő volt, amelyben a Cambridge-i Egyetemet képviselte. Ez idő alatt elfogadták a Bill of Rights-ot, amely korlátozta a monarchia hatalmát, és több jogot biztosított a parlamentnek. Newton hozzájárulása a Parlamenthez korlátozott volt. Emlékeztek, csak egyszer szólalt meg, amikor megkérte a végrehajtót, hogy csukja be az ablakot, mert hűvös. Azonban Newton ekkor találkozott sok befolyásos emberrel, III. Vilmos királytól John Locke filozófusig. Newton második ciklusát töltötte be a parlamentben 1701 és 1702 között, de ismét keveset járult hozzá a parlament munkájához.

8. A tudós számára nem voltak idegenek a heves viszályok

Amikor az intellektuális versenyről volt szó, Newton féltékeny és bosszúálló lehetett. Például ellenséges volt Gottfried Leibniz német matematikussal és filozófussal. A férfiak keserves csatát vívtak, hogy melyikük találta fel a kalkulust. Newton az 1660-as években fejlesztette ki a rendszert, de nem publikálta. Leibniz megalkotta saját rendszerét, és tíz évvel később publikálta. A vita megoldására a királyi közösség alatt bizottságot állítottak össze, amelyhez Leibniz fordult. Newton azonban ennek a szervezetnek az elnöke volt, így össze tudott állítani egy bizottságot támogatóival. Ennek eredményeként nyilvánosan elismerték a találmány szerzőjeként. Ennek ellenére ma Leibniz rendszerét használják.

9. Newtont lovaggá ütötték

1705-ben Anna királynő lovaggá ütötte a tudóst. Ekkor már gazdag volt, anyja halála után örökölte vagyonát, és két jelentős művet is kiadott: „A természetfilozófia matematikai alapelvei” (1687) és az „Optika” (1704).

A híres tudós 1727-ben, 84 évesen halt meg. A Westminster Abbeyben temették el, amely az angol uralkodók végső nyughelye, valamint olyan híres emberek (akik nem tagjai a királyi családnak), mint Charles Darwin, Charles Dickens, David Livingstone.

>Mit fedezett fel Isaac Newton?

Isaac Newton felfedezései– törvények és fizika az egyik legnagyobb zsenitől. Tanulmányozd az egyetemes gravitáció törvényét, a három mozgástörvényt, a gravitációt és a Föld alakját.

Isaac Newton(1642-1727) filozófusként, tudósként és matematikusként emlékezünk meg. Sokat tett idejéért, aktívan részt vett a tudományos forradalomban. Érdekes módon az ő nézetei, Newton törvényei és fizikája a halála után még 300 évig érvényesülnek. Valójában a klasszikus fizika megalkotója áll előttünk.

Ezt követően a „newtoni” szót beillesztik az elméleteivel kapcsolatos összes állításba. Isaac Newtont az egyik legnagyobb zseninek és legbefolyásosabb tudósnak tartják, akinek munkája számos tudományterületre kiterjedt. De mit köszönhetünk neki, és milyen felfedezéseket tett?

A mozgás három törvénye

Kezdjük a „Természetfilozófia matematikai alapelvei” című híres művével (1687), amely feltárta a klasszikus mechanika alapjait. Három mozgástörvényről beszélünk, amelyek a bolygók mozgásának Johannes Kepler által előadott törvényeiből származnak.

Az első törvény a tehetetlenség: a nyugalomban lévő tárgy nyugalomban marad, hacsak nem hat rá kiegyensúlyozatlan erő. A mozgásban lévő test továbbra is az eredeti sebességével és ugyanabban az irányban mozog, hacsak nem ütközik kiegyensúlyozatlan erővel.

Másodszor: a gyorsulás akkor következik be, amikor az erő befolyásolja a tömeget. Minél nagyobb a tömeg, annál nagyobb erő szükséges.

Harmadszor: minden cselekvéshez egyenlő és ellentétes reakció jár.

Univerzális gravitáció

Newtonnak köszönhetjük az egyetemes gravitáció törvényét. Arra a következtetésre jutott, hogy minden tömegpont vonz egy másikat egy olyan erő által, amely a két pontot metsző egyenes mentén irányul (F = G frac(m_1 m_2)(r^2)).

Ez a három gravitációs posztulátum segít neki megmérni az üstökösök, árapályok, napéjegyenlőségek és más jelenségek pályáját. Érvei eloszlatták a heliocentrikus modellel kapcsolatos utolsó kételyeket, és a tudományos világ elfogadta azt a tényt, hogy a Föld nem univerzális középpontként működik.

Mindenki tudja, hogy Newton a gravitációval kapcsolatos következtetéseire annak köszönhető, hogy egy alma a fejére esett. Sokan azt hiszik, hogy ez csak egy komikus újramondás, és a tudós fokozatosan fejlesztette ki a képletet. De Newton naplójának bejegyzései és kortársainak elbeszélései az almás áttörés mellett szólnak.

A Föld alakja

Isaac Newton úgy gondolta, hogy Földünk lapos gömb alakú. Később a feltételezés beigazolódott, de az ő idejében ez volt a fontos információ, amely segített a tudományos világ nagy részének a karteziánus rendszerről a newtoni mechanikára való áthelyezésében.

A matematikai területen általánosította a binomiális tételt, hatványsorokat tanulmányozott, saját módszert dolgozott ki egy függvény gyökeinek közelítésére, és osztályokra osztotta a legtöbb görbe köbös síkot. Fejleményeit Gottfried Leibnizzel is megosztotta.

Felfedezései áttörést jelentettek a fizikában, a matematikában és a csillagászatban, elősegítve a tér szerkezetének képletek segítségével történő megértését.

Optika

1666-ban mélyebbre ásta az optikát. Az egész a fény tulajdonságainak tanulmányozásával kezdődött, amit egy prizmán keresztül mért meg. 1670-1672-ben. a fénytörést tanulmányozta, bemutatva, hogyan rendeződik át egy többszínű spektrum egyetlen fehér fénnyel egy lencse és egy második prizma segítségével.

Ennek eredményeként Newton rájött, hogy a szín az eredetileg színezett tárgyak kölcsönhatása miatt jön létre. Ezen kívül azt vettem észre, hogy minden műszer lencséje szenved a fényszórástól (kromatikus aberráció). Tükörrel ellátott teleszkóp segítségével sikerült megoldania a problémákat. Találmányát a fényvisszaverő távcső első modelljének tekintik.

Kívül…

Nevéhez fűződik a hűtés empirikus törvényének megfogalmazása és a hangsebesség tanulmányozása is. Javaslata alapján megjelent a „newtoni folyadék” kifejezés - minden olyan folyadék leírása, ahol a viszkózus feszültségek lineárisan arányosak az átalakulás sebességével.

Newton sok időt szentelt nemcsak a tudományos posztulátumok, hanem a bibliai kronológia kutatásának is, és bemutatkozott az alkímiában. Sok mű azonban csak a tudós halála után jelent meg. Isaac Newtonra tehát nemcsak tehetséges fizikusként, hanem filozófusként is emlékeznek.

Mivel tartozunk Isaac Newtonnak? Ötletei nemcsak akkoriban jelentették áttörést, hanem kiindulópontként szolgáltak minden későbbi tudós számára. Termékeny talajt készített az új felfedezésekhez és ihletett a világ felfedezéséhez. Nem meglepő, hogy Isaac Newtonnak voltak követői, akik kidolgozták elképzeléseit és elméleteit. Ha többet szeretne megtudni, az oldalon található Isaac Newton életrajza, amely bemutatja a születési és halálozási dátumot (új és régi stílusban), a legfontosabb felfedezéseket, valamint érdekes tényeket a legnagyobb fizikusról.

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

közzétett http://www.allbest.ru/

Bevezetés

Életrajz

Tudományos felfedezések

Matematika

Mechanika

Csillagászat

Következtetés

Bibliográfia

Bevezetés

A téma aktualitása abban rejlik, hogy Newton munkásságával, az ő világrendszerével a klasszikus fizika arcot kap. Új korszak kezdetét jelentette a fizika és a matematika fejlődésében.

Newton befejezte a Galilei által megkezdett elméleti fizika megalkotását, amely egyrészt kísérleti adatokon, másrészt a természet kvantitatív és matematikai leírásán alapult. Hatékony analitikai módszerek vannak kialakulóban a matematikában. A fizikában a természet tanulmányozásának fő módszere a természeti folyamatok megfelelő matematikai modelljeinek felépítése és e modellek intenzív kutatása az új matematikai apparátus teljes erejének szisztematikus felhasználásával.

Legjelentősebb eredményei a mozgástörvények, amelyek lefektették a mechanika, mint tudományág alapjait. Felfedezte az univerzális gravitáció törvényét, és kifejlesztette a kalkulust (differenciál- és integrálszámítást), amelyek azóta is fontos eszközei a fizikusoknak és a matematikusoknak. Newton megépítette az első fényvisszaverő távcsövet, és elsőként osztotta fel a fényt spektrális színekre prizma segítségével. Tanulmányozta a hő jelenségeit, az akusztikát és a folyadékok viselkedését is. Az erő mértékegységét, a newtont az ő tiszteletére nevezték el.

Newton aktuális teológiai problémákkal is foglalkozott, pontos módszertani elméletet dolgozott ki. Newton elképzeléseinek helyes megértése nélkül nem fogjuk teljesen megérteni sem az angol empirizmus jelentős részét, sem a felvilágosodást, különösen a franciákat, sem magát Kantot. Valójában az angol empiristák „elméje”, amelyet a „tapasztalat” korlátoz és irányít, amely nélkül már nem tud szabadon és tetszés szerint mozogni az entitások világában, Newton „elméje”.

El kell ismerni, hogy ezeket a felfedezéseket a modern világ emberei széles körben használják különféle tudományos területeken.

Jelen esszé célja Isaac Newton felfedezései és az általa megfogalmazott mechanikus világkép elemzése.

A cél elérése érdekében következetesen a következő feladatokat oldom meg:

2. Tekintsük Newton életét és műveit

csak azért, mert óriások vállán álltam"

I. Newton

Isaac Newton - angol matematikus és természettudós, mechanikus, csillagász és fizikus, a klasszikus fizika megalapítója - 1642 karácsonyán (az új stílusban - 1643. január 4-én) született a lincolnshire-i Woolsthorpe faluban.

Isaac Newton szegény gazdálkodó apja néhány hónappal fia születése előtt meghalt, így gyermekként a rokonok gondozásában volt. Isaac Newton kezdeti oktatását és nevelését a nagymamája végezte, majd a Granham Town Schoolban tanult.

Fiúként szeretett mechanikus játékokat, vízimalom-modelleket és sárkányokat készíteni. Később tükrök, prizmák és lencsék kiváló csiszolója volt.

1661-ben Newton elfoglalta a Cambridge-i Egyetem Trinity College szegény diákjainak egyik megüresedett állását. 1665-ben Newton megszerezte a főiskolai diplomát. Az Angliát sújtó pestis szörnyűségei elől menekülve Newton két évre szülőhazájába, Woolsthorpe-ba távozott. Itt aktívan és nagyon eredményesen dolgozik. Newton a két pestisévet – 1665-öt és 1666-ot – tekintette alkotóereje fénykorának. Itt, háza ablakai alatt nőtt a híres almafa: széles körben ismert a történet, hogy Newton egyetemes gravitációjának felfedezését az ösztönözte, hogy egy alma váratlanul leesett a fáról. De más tudósok is látták a tárgyak lezuhanását, és megpróbálták megmagyarázni. Ezt azonban senkinek sem sikerült megtennie Newton előtt. Miért esik az alma mindig nem oldalra, gondolta, hanem egyenesen a földre? Fiatal korában gondolt először erre a problémára, de megoldását csak húsz évvel később publikálta. Newton felfedezései nem véletlenek voltak. Következtetésein sokáig gondolkodott, és csak akkor hozta nyilvánosságra, amikor teljesen biztos volt azok pontosságában és pontosságában. Newton megállapította, hogy a zuhanó alma, egy kidobott kő, a hold és a bolygók mozgása engedelmeskedik a vonzás általános törvényének, amely minden test között működik. Ez a törvény továbbra is minden csillagászati számítás alapja marad. Segítségével a tudósok pontosan megjósolják a napfogyatkozásokat, és kiszámítják az űrhajók röppályáit.

Ugyancsak Woolsthorpe-ban kezdődtek Newton híres optikai kísérletei, és megszületett a "fluxionok módszere" - a differenciál- és integrálszámítás kezdete.

1668-ban Newton mesteri fokozatot kapott, és tanárát, a híres matematikust, Barrow-t kezdte helyettesíteni az egyetemen. Addigra Newton fizikusként szerzett hírnevet.

A tükrök polírozásának művészete különösen hasznos volt Newton számára a csillagos égbolt megfigyelésére szolgáló távcső gyártása során. 1668-ban személyesen építette meg első fényvisszaverő távcsövét. Egész Anglia büszkesége lett. Maga Newton is nagyra értékelte ezt a találmányt, ami lehetővé tette számára, hogy a Londoni Királyi Társaság tagja legyen. Newton a távcső továbbfejlesztett változatát küldte ajándékba II. Károly királynak.

Newton különféle optikai eszközök nagy gyűjteményét gyűjtötte össze, és laboratóriumában kísérleteket végzett velük. Ezeknek a kísérleteknek köszönhetően Newton volt az első tudós, aki megértette a spektrum különböző színeinek eredetét, és helyesen magyarázta el a természet színeinek gazdagságát. Ez a magyarázat annyira új és váratlan volt, hogy még az akkori legnagyobb tudósok sem értették meg azonnal, és sok éven át heves vitákat folytattak Newtonnal.

1669-ben Barrow átadta neki a Lucas-tanszéket az egyetemen, és ettől kezdve Newton sok éven át matematikáról és optikáról tartott előadásokat a Cambridge-i Egyetemen.

A fizika és a matematika mindig segíti egymást. Newton tökéletesen megértette, hogy a fizika nem nélkülözheti a matematikát, új matematikai módszereket alkotott, amelyekből megszületett a modern felsőbb matematika, amelyet ma már minden fizikus és mérnök ismer.

1695-ben gondnokká, 1699-től pedig a londoni pénzverde főigazgatójává nevezték ki, és ott alapította meg az érmeüzletet, végrehajtva a szükséges reformot. Míg a pénzverde felügyelőjeként dolgozott, Newton ideje nagy részét angol pénzverés szervezésével és korábbi évek munkájának publikálására való felkészüléssel töltötte. Newton fő tudományos örökségét fő művei tartalmazzák - "A természetfilozófia matematikai alapelvei" és az "Optika".

Többek között Newton érdeklődést mutatott az alkímia, az asztrológia és a teológia iránt, sőt megpróbálta felállítani a bibliai kronológiát. Emellett kémiát és a fémek tulajdonságainak tanulmányozását is tanulmányozta. A nagy tudós nagyon szerény ember volt. Állandóan munkával volt elfoglalva, annyira magával ragadta, hogy elfelejtett ebédelni. Éjszaka mindössze négy-öt órát aludt. Newton élete utolsó éveit Londonban töltötte. Itt publikálja és újra publikálja tudományos munkáit, sokat dolgozik a Londoni Királyi Társaság elnökeként, ír teológiai értekezéseket és foglalkozik történetírással. Isaac Newton mélyen vallásos ember volt, keresztény. Számára nem volt konfliktus a tudomány és a vallás között. A nagy „Elvek” szerzője a „Kommentárok Dániel próféta könyvéhez”, „Apokalipszis”, „Kronológia” teológiai művek szerzője lett. Newton egyformán fontosnak tartotta a természet és a Szentírás tanulmányozását. Newton, mint sok nagy emberiség szülötte, megértette, hogy a tudomány és a vallás a létmegértés különböző formái, amelyek gazdagítják az emberi tudatot, és nem keresett itt ellentmondásokat.

Sir Isaac Newton 1727. március 31-én halt meg, 84 évesen, és a Westminster Abbeyben temették el.

A newtoni fizika az Univerzum egy modelljét írja le, amelyben úgy tűnik, hogy mindent ismert fizikai törvények határoznak meg. És bár a 20. században Albert Einstein kimutatta, hogy Newton törvényei nem érvényesek a fénysebességhez közeli sebességnél, Isaac Newton törvényeit számos célra használják a modern világban.

Tudományos felfedezések

Newton tudományos öröksége négy fő területre oszlik: matematika, mechanika, csillagászat és optika.

Nézzük meg közelebbről az ő hozzájárulását ezekhez a tudományokhoz.

Mathatika

Newton még diákéveiben tette meg első matematikai felfedezéseit: a 3. rendű algebrai görbék osztályozását (a 2. rendű görbéket Fermat tanulmányozta) és egy tetszőleges (nem feltétlenül egész) fokozat binomiális kiterjesztését, amelyből a Newton elmélet A végtelen sorozat kezdete – egy új és hatékony eszközelemzés. Newton a sorozatbővítést tekintette a függvényelemzés fő és általános módszerének, és ebben a kérdésben a mesteri magasságokba jutott. Sorozatokat használt táblázatok kiszámításához, egyenletek megoldásához (beleértve a differenciálisakat is), valamint a függvények viselkedésének tanulmányozására. Newton minden olyan funkcióhoz tudott bővítést szerezni, amely akkoriban szabványos volt.

Newton G. Leibnizzel egyidejűleg (kicsit korábban) és tőle függetlenül fejlesztette ki a differenciál- és integrálszámítást. Newton előtt a végtelen kicsinyekkel végzett műveletek nem kapcsolódnak egyetlen elmélethez, és izolált zseniális technikák jellegével bírtak. A rendszerszintű matematikai elemzés elkészítése a releváns problémák megoldását nagymértékben technikai szintre redukálja. Fogalmak, műveletek és szimbólumok komplexuma jelent meg, amely a matematika további fejlődésének kiindulópontja lett. A következő évszázad, a 18. század az elemzési módszerek gyors és rendkívül sikeres fejlődésének évszázada volt.

Talán Newton a különbségi módszereken keresztül jutott el az elemzés gondolatához, amelyet sokat és mélyen tanulmányozott. Igaz, Newton „Elveiben” szinte nem használt infinitezimálisokat, ragaszkodva az ősi (geometriai) bizonyítási módszerekhez, de más munkákban szabadon alkalmazta azokat.

A differenciál- és integrálszámítás kiindulópontja Cavalieri és különösen Fermat munkái voltak, akik már tudták (algebrai görbék esetében) az érintők rajzolását, a szélsőségek, az inflexiós pontok és a görbületek meghatározását, valamint a szakaszának területének kiszámítását. . Más elődök mellett maga Newton Wallist, Barrow-t és James Gregory skót tudóst nevezte el. A függvény fogalma még nem volt, minden görbét kinematikailag egy mozgó pont pályájaként értelmezett.

Newton már diákként rájött, hogy a differenciálás és az integráció kölcsönösen fordított műveletek. Az elemzésnek ez az alapvető tétele többé-kevésbé világosan megjelent már Torricelli, Gregory és Barrow munkáiban, de csak Newton ismerte fel, hogy ezen az alapon nemcsak egyedi felfedezéseket lehet elérni, hanem az algebrához hasonló erőteljes rendszerszámítást is. világos szabályokkal és gigantikus lehetőségekkel.

Newton csaknem 30 évig nem foglalkozott azzal, hogy publikálja az elemzés saját verzióját, bár leveleiben (különösen Leibniznek) szívesen megosztotta az elért eredményeit. Eközben Leibniz változata 1676 óta széles körben és nyíltan terjedt Európa-szerte. Csak 1693-ban jelent meg Newton változatának első bemutatása – Wallis algebráról szóló traktátusának melléklete formájában. El kell ismernünk, hogy Newton terminológiája és szimbolikája meglehetősen esetlen Leibnizéhez képest: fluxus (származék), fluente (antiderivatív), nagyságrendi momentum (differenciál) stb. Csak Newton jelölése " o» végtelenül kicsi dt(ezt a betűt azonban korábban Gregory is használta ugyanebben az értelemben), és a betű feletti pontot is az időbeli származék szimbólumaként.

Newton csak az „Optika” monográfiájához csatolt „A görbék kvadratúrájáról” című művében (1704) tett közzé meglehetősen teljes kijelentést az elemzési elvekről. Szinte az összes bemutatott anyag készen állt az 1670-es és 1680-as években, de Gregory és Halley csak most vették rá Newtont a mű kiadására, amely 40 év elteltével Newton első nyomtatott elemzési munkája lett. Itt Newton bevezette a magasabb rendű származékokat, megtalálta a különböző racionális és irracionális függvények integráljainak értékeit, és példákat adott az elsőrendű differenciálegyenletek megoldására.

1707-ben megjelent az „Univerzális aritmetika” című könyv. Számos numerikus módszert mutat be. Newton mindig is nagy figyelmet fordított az egyenletek közelítő megoldására. Newton híres módszere lehetővé tette az egyenletek gyökereinek korábban elképzelhetetlen gyors és pontos megtalálását (megjelent Wallis Algebrája, 1685). Newton iteratív módszerének modern formáját Joseph Raphson (1690) adta.

1711-ben, 40 év után végre megjelent az Elemzés egyenletek alapján végtelen számú taggal. Ebben a munkában Newton az algebrai és a „mechanikai” görbéket (cikloid, kvadratrix) egyaránt könnyedén feltárja. Megjelennek a részleges származékok. Ugyanebben az évben megjelent a „Különbségek módszere”, ahol Newton interpolációs képletet javasolt. (n+1) adatpontok a polinom egyenlő távolságú vagy nem egyenlő távolságú abszcisszáival n-edik sorrend. Ez a Taylor-képlet különbségi analógja.

1736-ban posztumusz adták ki az utolsó munkát, a „Fluxusok és végtelen sorozatok módszerét”, amely jelentősen haladt az „Egyenletek elemzéséhez” képest. Számos példát mutat be szélsőségek, érintők és normálok meghatározására, sugarak és görbületi középpontok derékszögű és poláris koordinátákban történő kiszámítására, inflexiós pontok megtalálására stb.

Meg kell jegyezni, hogy Newton nemcsak teljesen kidolgozta az elemzést, hanem kísérletet tett annak elveinek szigorú alátámasztására is. Ha Leibniz hajlott a tényleges infinitezimálok gondolatára, akkor Newton (a Principiában) egy általános elméletet javasolt a korlátokhoz való áthaladásról, amelyet kissé virágosan az „első és utolsó viszonyok módszerének” nevezett. A modern „határ” kifejezés (lat. lime), bár nincs egyértelmű leírása ennek a kifejezésnek a lényegéről, ami intuitív megértést jelent. A határok elmélete az Elemek I. könyvében található 11 lemmában; egy lemma a II. könyvben is szerepel. Nincs határszámítás, nincs bizonyíték a határ egyediségére, és az infinitezimálisokkal való kapcsolata sem derült ki. Newton azonban helyesen mutat rá ennek a megközelítésnek az oszthatatlanok „durva” módszeréhez képest nagyobb szigorára. Mindazonáltal a II. könyvben a „pillanatok” (differenciálok) bevezetésével Newton ismét összekeveri a dolgot, valójában infinitezimálisnak tekinti őket.

Figyelemre méltó, hogy Newtont egyáltalán nem érdekelte a számelmélet. Nyilvánvalóan a fizika sokkal közelebb állt hozzá a matematikához.

Mechanika

A mechanika területén Newton nemcsak Galilei és más tudósok elveit dolgozta ki, hanem új elveket is adott, nem is beszélve számos figyelemreméltó egyéni tételről.

Newton érdeme két alapvető probléma megoldásában rejlik.

A mechanika axiomatikus alapjainak megteremtése, amely ezt a tudományt tulajdonképpen a szigorú matematikai elméletek kategóriájába helyezte át.

Dinamika létrehozása, amely összekapcsolja a test viselkedését a rá ható külső hatások (erők) jellemzőivel.

Ráadásul Newton végül eltemette azt az ősidők óta gyökerező gondolatot, hogy a földi és az égi testek mozgási törvényei teljesen eltérőek. Világmodelljében az egész Univerzum egységes, matematikailag megfogalmazható törvényeknek van kitéve.

Maga Newton szerint Galilei megállapította azokat az elveket, amelyeket Newton a „mozgás első két törvényének” nevezett, e két törvény mellett Newton egy harmadik mozgástörvényt is megfogalmazott.

Newton első törvénye

Minden test nyugalmi állapotban vagy egyenletes lineáris mozgásban marad mindaddig, amíg valamilyen erő nem hat rá, és arra kényszeríti, hogy megváltoztassa ezt az állapotot.

Ez a törvény kimondja, hogy ha bármely anyagi részecskét vagy testet egyszerűen zavartalanul hagyjuk, az önállóan, állandó sebességgel, egyenes vonalban tovább halad. Ha egy test egyenletesen mozog egy egyenes vonalban, akkor állandó sebességgel folytatja az egyenes mozgást. Ha egy test nyugalomban van, akkor nyugalomban marad mindaddig, amíg külső erők nem fejtik ki. Ahhoz, hogy egy fizikai testet egyszerűen elmozdíthassunk a helyéről, külső erőt kell rá hatni. Például egy repülőgép: addig nem fog mozogni, amíg a hajtóműveket be nem indítják. Úgy tűnik, hogy a megfigyelés magától értetődő, de amint elvonja a figyelmét az egyenes vonalú mozgásról, az már nem tűnik annak. Amikor egy test inerciálisan mozog egy zárt ciklikus pálya mentén, Newton első törvényének pozíciójából történő elemzése csak a jellemzőinek pontos meghatározását teszi lehetővé.

Egy másik példa: egy atlétikai kalapács – egy labda egy zsinór végén, amelyet a feje körül forgat. Ebben az esetben az atommag nem egyenes vonalban, hanem körben mozog - ami Newton első törvénye szerint azt jelenti, hogy valami visszatartja; ez a „valami” a centripetális erő, amely a magra hat, és megforgatja azt. A valóságban ez nagyon észrevehető - az atlétikai kalapács nyele jelentős nyomást gyakorol a tenyerére. Ha kioldja a kezét és elengedi a kalapácsot, az - külső erők hiányában - azonnal egyenesen elindul. Helyesebb lenne azt mondani, hogy a kalapács így fog viselkedni ideális körülmények között (például a világűrben), mivel a Föld gravitációs vonzásának hatására csak jelenleg repül szigorúan egyenes vonalban. amikor elengeded, és a jövőben a repülési útvonal jobban eltér a földfelszín felé. Ha megpróbálja ténylegesen elengedni a kalapácsot, akkor kiderül, hogy a körpályáról felszabaduló kalapács szigorúan egy egyenes mentén halad, amely érintőleges (a kör sugarára merőlegesen, amely mentén megpördült) és a sebesség egyenlő. a „pályán” való forgási sebességére.

Ha az atlétikai kalapács magját egy bolygóra, a kalapácsot a Napra, a húrt pedig a gravitációs vonzás erejére cseréljük, akkor a Naprendszer newtoni modelljét kapjuk.

Annak az elemzése, hogy mi történik, amikor egy test körpályán kering egy másik test körül, első pillantásra magától értetődőnek tűnik, de nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy az előző tudományos gondolkodás legjobb képviselőinek következtetéseinek egész sorát foglalta magában. generáció (emlékezzünk csak Galileo Galileire). A probléma itt az, hogy amikor egy helyhez kötött körpályán mozog, az égitest (és bármely más) nagyon nyugodtnak tűnik, és úgy tűnik, hogy stabil dinamikus és kinematikai egyensúlyi állapotban van. Azonban ha megnézzük, egy ilyen test lineáris sebességének csak a modulusa (abszolút értéke) marad meg, miközben iránya folyamatosan változik a gravitációs vonzás erejének hatására. Ez azt jelenti, hogy az égitest egyenletes gyorsulással mozog. Newton maga a gyorsulást „mozgásváltozásnak” nevezte.

Newton első törvénye a természettudósnak az anyagi világ természetéhez való viszonyulása szempontjából is fontos szerepet játszik. Ez azt jelenti, hogy a test mozgási mintájának bármilyen változása a testre ható külső erők jelenlétét jelzi. Például, ha a vasreszelék felpattannak és rátapadnak egy mágnesre, vagy a mosógép-szárítógépben szárított ruhák összetapadnak és egymáshoz száradnak, akkor azzal érvelhetünk, hogy ezek a hatások természeti erők következményei (a megadott példákban ezek a mágneses és elektrosztatikus vonzási erők) .

BAN BENNewton második törvénye

A mozgás változása arányos a hajtóerővel, és az egyenes vonal mentén irányul, amely mentén ez az erő hat.

Ha Newton első törvénye segít meghatározni, hogy egy test külső erők hatása alatt áll-e, akkor a második törvény azt írja le, hogy mi történik a fizikai testtel ezek hatása alatt. E törvény szerint minél nagyobb a testre ható külső erők összege, annál nagyobb a test gyorsulása. Ezúttal. Ugyanakkor minél masszívabb az a test, amelyre azonos mennyiségű külső erő hat, annál kisebb gyorsulásra tesz szert. Ez kettő. Intuitív módon ez a két tény magától értetődőnek tűnik, és matematikai formában a következőképpen vannak leírva:

ahol F az erő, m a tömeg és a gyorsulás. Valószínűleg ez a leghasznosabb és legszélesebb körben használt fizikai egyenlet. Elég, ha ismerjük a mechanikai rendszerben ható összes erő nagyságát és irányát, valamint az azt alkotó anyagi testek tömegét, és teljes pontossággal ki tudjuk számítani viselkedését időben.

Newton második törvénye adja meg a klasszikus mechanika különleges varázsát – kezd úgy tűnni, mintha az egész fizikai világ úgy épülne fel, mint a legpontosabb kronométer, és semmi sem kerüli el a kíváncsi szemlélő tekintetét. Mondd el nekem az Univerzum összes anyagi pontjának térbeli koordinátáit és sebességét, mintha Newton mondaná nekünk, mondd meg a benne ható összes erő irányát és intenzitását, és megjósolom a jövőbeni állapotok bármelyikét. És ez a nézet az Univerzumban lévő dolgok természetéről egészen a kvantummechanika megjelenéséig létezett.

Newton harmadik törvénye

A cselekvés mindig egyenlő és közvetlenül ellentétes a reakcióval, vagyis két test egymásra gyakorolt hatásai mindig egyenlőek és ellentétes irányúak.

Ez a törvény kimondja, hogy ha A test bizonyos erővel hat B testre, akkor B test is egyenlő nagyságú és ellentétes irányú erővel hat az A testre. Más szóval, amikor a padlón állsz, olyan erőt fejt ki a padlóra, amely arányos a tested tömegével. Newton harmadik törvénye szerint a padló egyidejűleg teljesen azonos erővel hat rád, de nem lefelé, hanem szigorúan felfelé. Ezt a törvényt nem nehéz kísérletileg tesztelni: folyamatosan érzi, hogy a föld nyomja a talpát.

Itt fontos megérteni és emlékezni, hogy Newton két teljesen eltérő természetű erőről beszél, és mindegyik erő „saját” tárgyára hat. Amikor egy alma leesik a fáról, a Föld az, amely gravitációs vonzása erejével hat az almára (aminek következtében az alma egyenletesen rohan a Föld felszíne felé), ugyanakkor az alma is azonos erővel vonzza magához a Földet. És az a tény, hogy számunkra úgy tűnik, hogy az alma esik a Földre, és nem fordítva, már Newton második törvényének a következménye. Az alma tömege a Föld tömegéhez képest összehasonlíthatatlanul kicsi, ezért a megfigyelő szemével a gyorsulása az, ami észrevehető. A Föld tömege egy alma tömegéhez képest óriási, így a gyorsulása szinte észrevehetetlen. (Ha egy alma leesik, a Föld középpontja az atommag sugaránál kisebb távolsággal felfelé mozdul.)

Miután megállapította a mozgás általános törvényeit, Newton sok következményt és tételt származtatott belőlük, amelyek lehetővé tették számára, hogy az elméleti mechanikát magas fokon tökéletesítse. Ezen elméleti alapelvek segítségével részletesen levezeti a gravitációs törvényét Kepler törvényeiből, majd megoldja az inverz problémát, vagyis megmutatja, milyen legyen a bolygók mozgása, ha a gravitáció törvényét bizonyítottnak fogadjuk el.

Newton felfedezése egy új világkép megalkotásához vezetett, amely szerint az egymástól óriási távolságra lévő bolygók egy rendszerbe kapcsolódnak. Ezzel a törvénnyel Newton lefektette a csillagászat új ágának alapjait.

Csillagászat

A testek egymás felé gravitációjának gondolata már jóval Newton előtt megjelent, és legnyilvánvalóbban Kepler fejezte ki, aki megjegyezte, hogy a testek súlya hasonló a mágneses vonzáshoz, és kifejezi a testek összekapcsolódási tendenciáját. Kepler azt írta, hogy a Föld és a Hold egymás felé haladna, ha nem tartaná őket pályájukon egyenértékű erő. Hooke közel került a gravitáció törvényének megfogalmazásához. Newton úgy gondolta, hogy egy zuhanó test mozgásának és a Föld mozgásának kombinációja miatt csavarvonalat ír le. Hooke megmutatta, hogy csavarvonalat csak akkor kapunk, ha figyelembe vesszük a légellenállást, és vákuumban a mozgásnak elliptikusnak kell lennie - valódi mozgásról beszélünk, vagyis olyanról, amelyet akkor is megfigyelhetünk, ha mi magunk nem veszünk részt a mozgásban. a földgömbről.

Miután megvizsgálta Hooke következtetéseit, Newton meg volt győződve arról, hogy egy kellő sebességgel dobott test, miközben a gravitáció hatása alatt áll, valóban leírhat egy elliptikus utat. Erre a témára reflektálva Newton felfedezte azt a híres tételt, amely szerint a gravitációs erőhöz hasonló vonzóerő hatására a test mindig valamilyen kúpmetszetet ír le, vagyis az egyik görbét, amelyet akkor kapunk, amikor a kúp metszik egy síkot (ellipszis). , hiperbola, parabola és speciális esetekben kör és egyenes). Ezenkívül Newton azt találta, hogy a vonzás középpontja, vagyis az a pont, ahol a mozgó pontra ható összes vonzóerő összpontosul, a leírt görbe fókuszában van. Így a Nap középpontja (körülbelül) a bolygók által leírt ellipszisek általános fókuszában van.

Miután elérte ezeket az eredményeket, Newton azonnal látta, hogy elméletileg, azaz a racionális mechanika elvei alapján levezette Kepler egyik törvényét, amely szerint a bolygók középpontja ellipszist ír le, a Nap középpontja pedig a pályájuk fókusza. Newton azonban nem elégedett meg az elmélet és a megfigyelés közötti alapvető egyetértéssel. Meg akart győződni arról, hogy az elmélet segítségével valóban ki lehet-e számítani a bolygópályák elemeit, vagyis megjósolni a bolygómozgások minden részletét?

Meg akart győződni arról, hogy a gravitációs erő, amely a testeket a Földre zuhan, valóban megegyezik-e azzal az erővel, amely a Holdat a pályáján tartja, elkezdett számolni, de mivel nem volt kéznél könyve, csak a legdurvább adatok. A számítás kimutatta, hogy ilyen számszerű adatok mellett a gravitációs erő egy hatodával nagyobb, mint a Holdat a pályáján tartó erő, és mintha valami ok lenne ellene a Hold mozgásának.

Amint Newton tudomást szerzett a Picard francia tudós által a meridián méréséről, azonnal új számításokat végzett, és nagy örömére meggyőződött arról, hogy régóta fennálló nézetei teljes mértékben beigazolódnak. Kiderült, hogy az az erő, amely a testeket a Földre zuhan, pontosan megegyezik azzal az erővel, amely a Hold mozgását szabályozza.

Ez a következtetés volt Newton legnagyobb diadala. Most már teljesen jogosak a szavai: „A zsenialitás egy bizonyos irányba koncentrált gondolat türelme.” Minden mély hipotézise és sok éves számítása helyesnek bizonyult. Most teljesen és véglegesen meg volt győződve arról, hogy egyetlen egyszerű és nagyszerű elv alapján létre lehet hozni a világegyetem egész rendszerét. A Hold, a bolygók, sőt az égen vándorló üstökösök összes összetett mozgása teljesen világossá vált számára. Lehetővé vált a Naprendszer összes testének, és talán magának a Napnak, sőt a csillagoknak és a csillagrendszereknek a mozgásának tudományos előrejelzése is.

Newton valójában egy holisztikus matematikai modellt javasolt:

a gravitáció törvénye;

mozgástörvény (Newton második törvénye);

a matematikai kutatás módszerrendszere (matematikai elemzés).

Összességében ez a triász elegendő az égitestek legbonyolultabb mozgásainak teljes tanulmányozására, ezáltal megteremtve az égi mechanika alapjait. Így csak Newton munkáival kezdődik a dinamika tudománya, beleértve az égitestek mozgását is. A relativitáselmélet és a kvantummechanika megalkotása előtt nem volt szükség alapvető módosításokra ezen a modellen, bár a matematikai apparátus jelentős fejlesztéséhez szükségesnek bizonyult.

A gravitáció törvénye nemcsak az égi mechanika problémáinak megoldását tette lehetővé, hanem számos fizikai és asztrofizikai problémát is. Newton módszert mutatott be a Nap és a bolygók tömegének meghatározására. Felfedezte az árapály okát: a Hold gravitációját (az árapályt már Galilei is centrifugális hatásnak tekintette). Sőt, miután sok évnyi adatot feldolgozott az árapály magasságáról, jó pontossággal kiszámította a Hold tömegét. A gravitáció másik következménye a Föld tengelyének precessziója volt. Newton kiderítette, hogy a Föld pólusokon való meglapultsága miatt a Hold és a Nap vonzása hatására a Föld tengelye 26 000 éves időtartamú, állandó lassú elmozduláson megy keresztül. Így a „napéjegyenlőségek várakozásának” ősi problémája (először Hipparkhosz jegyezte meg) tudományos magyarázatot talált.

Newton gravitációs elmélete sok éves vitát és kritikát váltott ki a benne elfogadott hosszú távú cselekvés koncepciójával kapcsolatban. Az égi mechanika 18. századi kiemelkedő sikerei azonban megerősítették a newtoni modell megfelelőségéről alkotott véleményt. Az első megfigyelt eltéréseket Newton elméletétől a csillagászatban (eltolódás a Merkúr perihéliumában) csak 200 évvel később fedezték fel. Ezeket az eltéréseket hamar megmagyarázta az általános relativitáselmélet (GR); Newton elmélete ennek hozzávetőleges változatának bizonyult. Az általános relativitáselmélet a gravitáció elméletét is fizikai tartalommal töltötte meg, jelezve a vonzási erő anyagi hordozóját - a téridő mérőszámát, és lehetővé tette a hosszú távú cselekvéstől való megszabadulást.

Optika

Newton alapvető felfedezéseket tett az optikában. Ő építette meg az első tükörteleszkópot (reflektort), amelyben a tisztán lencsés teleszkópokkal ellentétben nem volt kromatikus aberráció. Részletesen tanulmányozta a fény szórását is, bemutatta, hogy a fehér fény a prizmán áthaladó különböző színű sugarak eltérő törése miatt a szivárvány színeire bomlik, és megalapozta a helyes színelméletet. Newton megalkotta a Hooke által felfedezett interferenciagyűrűk matematikai elméletét, amelyeket azóta Newton gyűrűinek neveznek. Flamsteednek írt levelében részletesen felvázolta a csillagászati fénytörés elméletét. Legfőbb eredménye azonban a fizikai (nem csak a geometriai) optika mint tudomány alapjainak megteremtése és matematikai alapjainak fejlesztése, a fényelmélet átalakítása egy rendszertelen tényhalmazból gazdag minőségi és mennyiségi tudományokká. tartalom, kísérletileg jól megalapozott. Newton optikai kísérletei évtizedekre a mélyfizikai kutatások modelljévé váltak.

Ebben az időszakban számos spekulatív elmélet született a fényről és a színről; Alapvetően Arisztotelész ("a különböző színek a fény és a sötétség különböző arányú keveréke") és Descartes ("különböző színek jönnek létre, ha a fényrészecskék különböző sebességgel forognak") nézőpontjai között harcoltak. Hooke Micrographiájában (1665) az arisztotelészi nézetek egy változatát javasolta. Sokan úgy gondolták, hogy a szín nem a fény, hanem a megvilágított tárgy attribútuma. Az általános ellentmondást a 17. századi felfedezések sorozata súlyosbította: diffrakció (1665, Grimaldi), interferencia (1665, Hooke), kettős fénytörés (1670, Erasmus Bartholin, Huygens tanulmányozása), fénysebesség becslése (1675). , Roemer). Mindezekkel a tényekkel nem volt összeegyeztethető fényelmélet. Newton a Királyi Társaságnak mondott beszédében mind Arisztotelészt, mind Descartes-t cáfolta, és meggyőzően bebizonyította, hogy a fehér fény nem elsődleges, hanem különböző törésszögű színes komponensekből áll. Ezek az alkatrészek elsődlegesek – Newton semmilyen trükkel nem tudta megváltoztatni a színüket. Így a szubjektív színérzékelés szilárd objektív alapot kapott - a törésmutatót

A történészek két hipotéziscsoportot különböztetnek meg a fény természetéről, amelyek Newton idejében népszerűek voltak:

Emissziós (korpuszkuláris): a fény kis részecskékből (testek) áll, amelyeket világító test bocsát ki. Ezt a véleményt támasztotta alá a fényterjedés egyenessége, amelyen a geometriai optika alapul, de ebbe az elméletbe nem illett jól a diffrakció és az interferencia.

Hullám: a fény egy hullám a láthatatlan világéterben. Newton ellenfeleit (Hooke, Huygens) gyakran a hullámelmélet támogatóinak nevezik, de figyelembe kell venni, hogy hullám alatt nem periodikus rezgést értek, mint a modern elméletben, hanem egyetlen impulzust; emiatt a fényjelenségekkel kapcsolatos magyarázataik aligha voltak hihetőek, és nem vehették fel a versenyt Newtonival (Huygens még a diffrakciót is megpróbálta cáfolni). A kifejlesztett hullámoptika csak a 19. század elején jelent meg.

Newtont gyakran a fény korpuszkuláris elméletének hívének tartják; Valójában, mint általában, „nem talált ki hipotéziseket”, és készséggel elismerte, hogy a fény az éterben lévő hullámokkal is kapcsolatba hozható. A Királyi Társaságnak 1675-ben bemutatott értekezésében azt írja, hogy a fény nem lehet egyszerűen az éter rezgése, hiszen akkor például egy íves csövön keresztül tud haladni, ahogy a hang is. Másrészt azonban azt sugallja, hogy a fény terjedése rezgéseket gerjeszt az éterben, ami diffrakciót és más hullámhatásokat okoz. Lényegében Newton, tisztában lévén mindkét megközelítés előnyeivel és hátrányaival, a fény kompromisszumos, részecskehullám-elméletét terjeszti elő. Newton műveiben részletesen leírta a fényjelenségek matematikai modelljét, figyelmen kívül hagyva a fény fizikai hordozójának kérdését: „Az én tanításom a fény és a színek töréséről kizárólag abból áll, hogy megállapítom a fény bizonyos tulajdonságait anélkül, hogy feltevések merülnének fel az eredetével kapcsolatban. .” A hullámoptika, amikor megjelent, nem utasította el Newton modelljeit, hanem elnyelte és új alapokra terjesztette ki őket.

Annak ellenére, hogy nem szereti a hipotéziseket, Newton az Optika végén felsorolta a megoldatlan problémákat és a lehetséges válaszokat. Ezekben az években azonban már megengedhette magának ezt - Newton tekintélye a „Principia” után vitathatatlanná vált, és kevesen merték kifogásokkal zavarni. Számos hipotézis prófétainak bizonyult. Pontosabban Newton megjósolta:

* a fény eltérítése a gravitációs térben;

* fénypolarizáció jelensége;

* a fény és az anyag kölcsönös átalakulása.

Következtetés

Newton felfedezés mechanika matematika

„Nem tudom, minek tűnhetek a világ előtt, de magamnak csak egy parton játszó fiúnak tűnök, aki azzal szórakozik, hogy időnként talál egy-egy, a szokásosnál színesebb kavicsot, vagy egy gyönyörű kagylót, miközben a az igazság hatalmas óceánja tárul fel előttem felfedezetlenül."

I. Newton

Az esszé célja Isaac Newton felfedezései és az általa megfogalmazott mechanikus világkép elemzése volt.

A következő feladatokat sikerült megvalósítani:

1. Végezze el a témával kapcsolatos szakirodalom elemzését.

2. Tekintsük Newton életét és munkásságát

3. Elemezze Newton felfedezéseit

Newton munkásságának egyik legfontosabb jelentése, hogy az általa felfedezett koncepció a természetben fellépő erők hatásáról, a fizikai törvények mennyiségi eredményekké való megfordíthatóságának fogalma, és fordítva, a fizikai törvények kísérleti adatokon alapuló megszerzése, a A differenciál- és integrálszámítás alapelveinek fejlesztése igen hatékony módszertant hozott létre a tudományos kutatás számára.

Newton hozzájárulása a világtudomány fejlődéséhez felbecsülhetetlen. Törvényeit a Földön és az űrben zajló kölcsönhatások és jelenségek legkülönbözőbb eredményeinek kiszámítására használják, új légi, közúti és vízi hajtóművek kifejlesztésére, valamint a felszállási és leszállósávok hosszának kiszámítására használják különféle típusú járművekhez. repülőgépek, nagysebességű autópályák paraméterei (horizonthoz való dőlés és görbület), épületek, hidak és egyéb építmények építésénél, ruházat, lábbelik, edzőeszközök fejlesztésénél, gépészetben stb.

Végezetül pedig, összefoglalva, meg kell jegyezni, hogy a fizikusok határozott és egyöntetű véleménye van Newtonról: olyan mértékben érte el a természetismeret határait, amennyire csak korabeli ember tudott eljutni.

A felhasznált források listája

Samin D.K. Száz Nagy Tudós. M., 2000.

Solomatin V.A. Tudománytörténet. M., 2003.

Lyubomirov D.E., Sapenok O.V., Petrov S.O. Tudománytörténet és tudományfilozófia: Önálló munkaszervezési tankönyv végzős hallgatók és jelentkezők számára. M., 2008.

Közzétéve az Allbest.ru oldalon

Hasonló dokumentumok

Az orosz természettudós és oktató felfedezései, M.V. Lomonoszov a csillagászat, a termodinamika, az optika, a mechanika és az elektrodinamika területén. M.V. művei Lomonoszov az elektromosságról. Hozzájárulása a molekuláris (statisztikai) fizika kialakulásához.

bemutató, hozzáadva: 2011.12.06

A milétoszi Thalész életrajzának alapvető tényei - ókori görög filozófus és matematikus, az ión természetfilozófia képviselője és a jón iskola alapítója, amellyel az európai tudomány története kezdődik. A tudós felfedezései a csillagászatban, geometriában, fizikában.

bemutató, hozzáadva 2014.02.24

D. Mengyelejev tudós életrajzának és életútjának tanulmányozása. Leírások az orosz vodka szabványának kidolgozásáról, a bőröndök gyártásáról, a periodikus törvény felfedezéséről, a kémiai elemek rendszerének létrehozásáról. Gázokkal kapcsolatos kutatásainak elemzése.

bemutató, hozzáadva 2011.09.16

Mihail Vasziljevics Lomonoszov életének korai évei, világnézetének kialakulása. A gyakorló tudós főbb eredményei a természettudományok (kémia, csillagászat, optomechanika, műszertechnika) és a bölcsészettudományok (retorika, nyelvtan, történelem) területén.

tanfolyami munka, hozzáadva 2010.06.10

A megismerés folyamata a középkorban az arab nyelvű országokban. A középkori Kelet nagy tudósai, eredményeik a matematika, a csillagászat, a kémia, a fizika, a mechanika és az irodalom területén. A tudományos munkák jelentősége a filozófia és a természettudományok fejlődésében.

absztrakt, hozzáadva: 2011.10.01

Angol matematikus és természettudós, mechanikus, csillagász és fizikus, a klasszikus fizika megalapítója. Newton felfedezéseinek szerepe a tudománytörténetben. Ifjúság. Egy tudós kísérletei. A bolygópályák problémája. Hatás a fizikatudomány fejlődésére.

absztrakt, hozzáadva: 2007.02.12

A nagy orosz tudós, Mihail Vasziljevics Lomonoszov gyermekkora. Út Moszkvába. Tanulmányok a Szpasszkij Iskolákban, a Szláv-Görög-Latin Akadémián. Történelmet, fizikát, mechanikát tanul Németországban. A Moszkvai Egyetem alapítása. A tudós életének utolsó évei.

bemutató, hozzáadva 2012.02.27

Andrej Dmitrievich Szaharov életútja. Egy tudós tudományos munkája és felfedezései. Termonukleáris fegyverek. Az emberi jogi tevékenységek és a tudós életének utolsó évei. A.D. tevékenységének jelentősége Szaharov - tudós, tanár, emberi jogi aktivista.

absztrakt, hozzáadva: 2008.12.08

Vlagyimir Ivanovics Picheta tudós történész élete és tudományos tevékenysége. Az életrajz főbb mérföldkövei. A nagyhatalmi sovinizmus, a fehérorosz burzsoá nacionalizmus és a nyugatbarát irányultság vádjai, Picheta letartóztatása és száműzése. A tudós hozzájárulása a történetíráshoz.

bemutató, hozzáadva 2011.03.24

Karl Marx életrajzának, gazdasági tanításainak tartalmának és jelentőségének tanulmányozása. Az államkapitalizmus elmélete megjelenésének okainak áttekintése. Politikai fogalmak elemzése, dialektikus materializmus, konfrontáció, forradalom, fegyveres harc eszméi.

Sir Isaac Newton (1642. december 25. – 1727. március 20.) a világ leghíresebb angol matematikusa, fizikusa és csillagásza volt. A klasszikus fizika megalapítójának és ősének tekintik, mivel egyik művében - „A természetfilozófia matematikai alapelvei” - Newton felvázolta a mechanika három törvényét, és bebizonyította az egyetemes gravitáció törvényét, amely segített a klasszikus mechanikának messze előrehaladni.

Gyermekkor

Isaac Newton december 25-én született Woolsthorpe kisvárosában, Lincolnshire megyében. Édesapja átlagos, de nagyon sikeres gazda volt, aki nem élte meg fia születését, és pár hónappal ez előtt az esemény előtt meghalt a fogyasztás súlyos formája miatt.

Az apa tiszteletére a gyermeket Isaac Newtonnak nevezték el. Így döntött az édesanya, aki sokáig gyászolta elhunyt férjét, és remélte, hogy fia nem ismétli meg tragikus sorsát.

Annak ellenére, hogy Isaac az esedékes időpontban született, a fiú nagyon beteg és gyenge volt. Egyes feljegyzések szerint pont emiatt nem merték megkeresztelni, de amikor a gyerek kicsit nagyobb lett és megerősödött, a keresztelés mégis megtörtént.

Newton eredetéről két változat született. Korábban a bibliográfusok biztosak voltak abban, hogy ősei nemesek, akik Angliában éltek a távoli időkben.

Az elméletet azonban később megcáfolták, amikor az egyik helyi településen kéziratokat találtak, amiből a következő következtetést vonták le: Newtonnak egyáltalán nem voltak arisztokrata gyökerei, ellenkezőleg, a parasztok legszegényebb részéből származott.

A kéziratok azt mondták, hogy ősei gazdag földbirtokosoknak dolgoztak, majd miután elegendő pénzt halmoztak fel, vettek egy kis telket, és yeomen-ek (teljes földbirtokosok) lettek. Ezért mire Newton apja megszületett, ősei helyzete valamivel jobb volt, mint korábban.

1646 telén Newton anyja, Anna Ayscough másodszor is férjhez megy egy özvegyhez, és további három gyermek születik. Mivel a mostohaapa keveset kommunikál Isaac-al, és gyakorlatilag nem veszi észre, egy hónap múlva már anyánál is kivehető hasonló hozzáállás a gyermekhez.

Elhidegül saját fiával szemben is, emiatt az amúgy is mogorva és zárkózott fiú még jobban elidegenedik, nem csak a családban, hanem a körülötte lévő osztálytársaktól, barátoktól is.

1653-ban Isaac mostohaapja meghal, és egész vagyonát újdonsült családjára és gyermekeire hagyja. Úgy tűnik, hogy az anyának most sokkal több időt kell szentelnie a gyermeknek, de ez nem történik meg. Éppen ellenkezőleg, most már férje egész háztartása az ő kezében van, valamint a gondozást igénylő gyerekek. És annak ellenére, hogy a vagyon egy része továbbra is Newtonhoz megy, ő, mint korábban, nem kap figyelmet.

Ifjúság

1655-ben Isaac Newton az otthona közelében található Grantham Iskolába jár. Mivel ebben az időszakban gyakorlatilag nincs kapcsolata édesanyjával, közel kerül a helyi gyógyszerészhez, Clarkhoz, és hozzá költözik. De szabadidejében nem szabad nyugodtan tanulnia és különféle mechanizmusokkal bütykölni (egyébként ez volt Isaac egyetlen szenvedélye). Hat hónappal később édesanyja erőszakkal elviszi az iskolából, visszaküldi a birtokra, és megpróbálja átruházni rá a háztartás vezetésével kapcsolatos saját felelősségét.

Úgy vélte, így nem csak fiának tud tisztességes jövőt biztosítani, hanem a saját életét is sokkal könnyebbé teheti. De a kísérlet kudarcot vallott - a menedzsment nem volt érdekes a fiatalember számára. A birtokon csak olvasott, új mechanizmusokat talált ki és verseket próbált alkotni, s minden megjelenésével megmutatta, hogy nem fog beleavatkozni a gazdaságba. Felismerve, hogy nem kell várnia fia segítségére, az anya megengedi neki, hogy folytassa tanulmányait.

1661-ben, a Grantham School elvégzése után Newton belépett Cambridge-be, és sikeresen letette a felvételi vizsgákat, majd beiratkozott a Trinity College-ba, mint „sizer” (olyan diák, aki nem fizet a tanulmányaiért, hanem a szolgáltatások nyújtásával keresi meg a maga az intézmény vagy annak gazdagabb diákjai).

Isaac egyetemi végzettségéről meglehetősen keveset tudunk, ezért a tudósok számára rendkívül nehéz volt rekonstruálni életének ezt az időszakát. Ismeretes, hogy az instabil politikai helyzet negatívan hatott az egyetemre: tanárokat bocsátottak el, a hallgatói fizetések késtek, az oktatási folyamat pedig részben elmaradt.

A tudományos tevékenység kezdete

Newton 1664-ig a munkafüzeteiben és a személyes naplójában szereplő saját feljegyzései szerint nem látott hasznot vagy kilátásokat egyetemi képzésében. 1664 azonban fordulópontot jelentett számára. Először Isaac összeállítja a környező világ problémáinak listáját, amely 45 pontból áll (egyébként a jövőben ilyen listák többször is megjelennek majd kéziratainak oldalain).

Aztán találkozik egy új matematikatanárral (és később a legjobb barátjával), Isaac Barrow-val, akinek köszönhetően különleges szeretete alakul ki a matematika tudományok iránt. Ezzel egyidejűleg megteszi első felfedezését - egy tetszőleges racionális kitevőhöz binomiális kiterjesztést hoz létre, melynek segítségével bizonyítja egy függvény kiterjesztésének létezését végtelen sorozatban.

1686-ban Newton megalkotta az egyetemes gravitáció elméletét, amely később Voltaire-nek köszönhetően titokzatos és kissé humoros karaktert kapott. Isaac baráti viszonyban volt Voltaire-rel, és szinte minden elméletét megosztotta vele. Egy nap ebéd után a parkban ültek egy fa alatt, és az univerzum lényegéről beszélgettek. És ebben a pillanatban Newton hirtelen bevallja egy barátjának, hogy az univerzális gravitáció elmélete pontosan ugyanabban a pillanatban jutott el hozzá - pihenés közben.

„Annyira meleg és jó volt a délutáni idő, hogy mindenképpen ki akartam menni a friss levegőre, az almafák alá. És abban a pillanatban, amikor teljesen elmerülve ültem a gondolataimban, leesett az egyik ágról egy nagy alma. És azon tűnődtem, hogy miért esik függőlegesen az összes tárgy?.

Isaac Newton további tudományos munkája nem csupán gyümölcsöző volt. Állandó levelezésben állt számos híres tudóssal, matematikussal, csillagászsal, biológussal és fizikussal. Olyan műveket írt, mint „A fény és színek új elmélete” (1672), „Testek mozgása pályán” (1684), „Optika vagy traktátus a fény tükröződéseiről, fénytöréseiről, hajlításairól és színeiről” (1704), „ Harmadik rendű vonalak felsorolása" (1707), "Elemzés végtelen számú tagú egyenletek segítségével" (1711), "Különbségek módszere" (1711) és még sok más.

Hasonló cikkek