Der große Mathematiker Isaac Newton: eine Biographie des Erfinders der Anfänge der Naturphilosophie. Was hat Isaac Newton entdeckt?

/kurze historische Perspektive/

Die Größe eines echten Wissenschaftlers liegt nicht in den Titeln und Auszeichnungen, die ihm von der Weltgemeinschaft verliehen oder verliehen werden, und nicht einmal in der Anerkennung seiner Verdienste um die Menschheit, sondern in den Entdeckungen und Theorien, die er der Welt hinterlassen hat. Es ist schwierig, die einzigartigen Entdeckungen zu überschätzen oder zu unterschätzen, die der berühmte Wissenschaftler Isaac Newton während seines glänzenden Lebens gemacht hat.

Theorien und Entdeckungen

Isaac Newton formulierte die wichtigsten Gesetze der klassischen Mechanik, wurde geöffnet Gesetz der Schwerkraft, entwickelte eine Theorie Bewegungen von Himmelskörpern, erstellt Grundlagen der Himmelsmechanik.

Isaac Newton(unabhängig von Gottfried Leibniz) erstellt Theorie der Differential- und Integralrechnung, geöffnet Lichtstreuung, chromatische Aberration, untersucht Interferenz und Beugung, entwickelten Korpuskulare Theorie des Lichts, gab eine Hypothese, die kombiniert korpuskular und Wellendarstellungen, gebaut Spiegelteleskop.

Raum und Zeit Newton als absolut betrachtet.

Historische Formulierungen der Newtonschen Gesetze der Mechanik

Newtons erstes Gesetz

Jeder Körper wird so lange in einem Ruhezustand oder einer gleichförmigen und geradlinigen Bewegung gehalten, bis und soweit er durch aufgebrachte Kräfte gezwungen wird, diesen Zustand zu ändern.

Newtons zweites Gesetz

In einem Trägheitsbezugssystem ist die Beschleunigung, die ein materieller Punkt erfährt, direkt proportional zur Resultierenden aller auf ihn wirkenden Kräfte und umgekehrt proportional zu seiner Masse.

Die Impulsänderung ist proportional zur aufgebrachten Antriebskraft und erfolgt in Richtung der Geraden, entlang der diese Kraft wirkt.

Newtons drittes Gesetz

Eine Aktion hat immer eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion, ansonsten sind die Wechselwirkungen zweier Körper aufeinander gleich und in entgegengesetzte Richtungen gerichtet.

Einige von Newtons Zeitgenossen betrachteten ihn Alchimist. Er war Direktor der Münzanstalt, baute das Geldgeschäft in England auf, leitete die Gesellschaft Prior Sion, studierte die Chronologie der alten Königreiche. Er widmete mehrere theologische Werke (größtenteils unveröffentlicht) der Interpretation biblischer Prophetie.

Newtons Werke

- "A New Theory of Light and Colors", 1672 (Botschaft an die Royal Society)

- "Die Bewegung von Körpern im Orbit" (lat. De Motu Corporum in Gyrum), 1684

- "Mathematische Grundlagen der Naturphilosophie" (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), 1687

- "Optik oder eine Abhandlung über die Reflexionen, Brechungen, Biegungen und Farben des Lichts" (engl. Optik oder a Abhandlung von das Reflexionen, Brechungen, Flexionen und Farben von hell), 1704

- "Über die Quadratur der Kurven" (lat. Tractatus de quadratura curvarum), ein Anhang zu "Optik"

- "Aufzählung von Linien dritter Ordnung" (lat. Enumeratio linearum tertii ordinis), ein Anhang zu "Optik"

- "Allgemeine Arithmetik" (lat. Arithmetica universalis), 1707

- "Analyse mit Gleichungen mit unendlich vielen Termen" (lat. De analysi per aequationes numero terminorum infinitas), 1711

- "Methode der Differenzen", 1711

Laut Wissenschaftlern auf der ganzen Welt war Newtons Arbeit dem allgemeinen wissenschaftlichen Niveau seiner Zeit weit voraus und für seine Zeitgenossen unverständlich. Newton selbst sagte jedoch von sich: Ich weiß nicht, wie die Welt mich wahrnimmt, aber für mich selbst scheine ich nur ein Junge zu sein, der am Meeresufer spielt und sich damit amüsiert, gelegentlich nach einem farbigeren Kiesel oder einer schönen Muschel zu suchen, während der große Ozean von Wahrheit breitet sich vor mir unerforscht aus. »

Aber nach der Überzeugung des nicht weniger großen Wissenschaftlers A. Einstein " Newton war der erste, der versuchte, die elementaren Gesetze, die den zeitlichen Ablauf einer breiten Klasse von Prozessen in der Natur bestimmen, mit einem hohen Grad an Vollständigkeit und Genauigkeit zu formulieren. und „… hatte durch seine Werke einen tiefen und starken Einfluss auf das Weltbild als Ganzes. »

Newtons Grab trägt die Inschrift:

„Hier liegt Sir Isaac Newton, ein Adliger, der mit fast göttlichem Geist als erster mit der Fackel der Mathematik die Bewegung der Planeten, die Bahnen der Kometen und die Gezeiten der Ozeane bewies. Als fleißiger, weiser und treuer Interpret der Natur, der Antike und der Heiligen Schrift bekräftigte er mit seiner Philosophie die Größe des allmächtigen Gottes und brachte die evangelische Einfachheit in seinem Temperament zum Ausdruck. Mögen sich die Sterblichen darüber freuen, dass eine solche Zierde der menschlichen Rasse existierte. »

Vorbereitet Lazar-Modell.

Isaac Newton wurde am 25. Dezember 1642 (oder 4. Januar 1643 nach dem gregorianischen Kalender) im Dorf Woolsthorpe, Lincolnshire, geboren.

Der junge Isaac zeichnete sich laut Zeitgenossen durch einen düsteren, zurückgezogenen Charakter aus. Er las lieber Bücher und bastelte primitives technisches Spielzeug als jungenhafte Streiche und Streiche.

Als Isaac 12 Jahre alt war, trat er in die Grantham School ein. Dort wurden die außergewöhnlichen Fähigkeiten des zukünftigen Wissenschaftlers entdeckt.

1659 wurde Newton auf Drängen seiner Mutter gezwungen, nach Hause auf die Farm zurückzukehren. Aber dank der Bemühungen von Lehrern, die das zukünftige Genie sehen konnten, kehrte er zur Schule zurück. 1661 setzte Newton seine Ausbildung an der University of Cambridge fort.

Universitäre Ausbildung

Im April 1664 bestand Newton erfolgreich seine Prüfungen und erwarb ein höheres Studentenniveau. Während seines Studiums interessierte er sich aktiv für die Werke von G. Galileo, N. Copernicus sowie für die atomistische Theorie von Gassendi.

Im Frühjahr 1663 begannen die Vorlesungen von I. Barrow an der neuen mathematischen Fakultät. Der berühmte Mathematiker und prominente Wissenschaftler wurde später ein enger Freund von Newton. Isaacs Interesse an Mathematik ist ihm zu verdanken.

Während seines Studiums entwickelte Newton seine grundlegende mathematische Methode, die Erweiterung einer Funktion in eine unendliche Reihe. Ende desselben Jahres erhielt I. Newton einen Bachelor-Abschluss.

Bemerkenswerte Entdeckungen

Wenn Sie eine kurze Biographie von Isaac Newton studieren, sollten Sie wissen, dass er die Präsentation des Gesetzes der universellen Gravitation besitzt. Eine weitere wichtige Entdeckung des Wissenschaftlers ist die Theorie der Bewegung von Himmelskörpern. Die von Newton entdeckten 3 Gesetze der Mechanik bildeten die Grundlage der klassischen Mechanik.

Newton machte viele Entdeckungen auf dem Gebiet der Optik und Farbtheorie. Er entwickelte viele physikalische und mathematische Theorien. Die wissenschaftlichen Arbeiten des herausragenden Wissenschaftlers bestimmten maßgeblich die Zeit und waren für Zeitgenossen oft unverständlich.

Seine Hypothesen zur Abflachung der Erdpole, zum Phänomen der Lichtpolarisation und zur Lichtablenkung im Gravitationsfeld überraschen die Wissenschaft noch heute.

1668 erhielt Newton seinen Master-Abschluss. Ein Jahr später wurde er Doktor der mathematischen Wissenschaften. Nachdem er den Reflektor, den Vorläufer des Teleskops, geschaffen hatte, wurden die wichtigsten Entdeckungen in der Astronomie gemacht.

Soziale Aktivität

1689 wurde König James II., mit dem Newton einen Konflikt hatte, infolge eines Putsches gestürzt. Danach wurde der Wissenschaftler von der University of Cambridge ins Parlament gewählt, wo er rund 12 Monate saß.

1679 traf Newton C. Montagu, den späteren Earl of Halifax. Unter Montagus Schirmherrschaft wurde Newton zum Keeper of the Mint ernannt.

letzten Lebensjahre

1725 begann sich der Gesundheitszustand des großen Wissenschaftlers rapide zu verschlechtern. Er starb am 20. (31.) März 1727 in Kensington. Der Tod kam in einem Traum. Isaac Newton wurde in der Westminster Abbey beigesetzt.

Andere Biografieoptionen

• Ganz am Anfang seiner Schulzeit galt Newton als sehr mittelmäßiger, fast als der schlechteste Schüler. Das moralische Trauma zwang ihn zu Höchstleistungen, als er von seinem großen und viel stärkeren Klassenkameraden geschlagen wurde.
• In den letzten Jahren seines Lebens schrieb der große Wissenschaftler ein bestimmtes Buch, das seiner Meinung nach zu einer Art Offenbarung werden sollte. Leider brennen die Manuskripte. Durch die Schuld des geliebten Hundes des Wissenschaftlers, der die Lampe umwarf, verschwand das Buch im Feuer.

NEWTON, ISAAC(Newton, Isaac) (1643-1727) - Englischer Mathematiker, Physiker, Alchemist und Historiker, der die Grundlagen der mathematischen Analyse, der rationalen Mechanik und aller mathematischen Naturwissenschaften legte und auch einen grundlegenden Beitrag zur Entwicklung der physikalischen Optik leistete.

Isaac (auf Englisch wird sein Name als Isaac ausgesprochen) wurde in der Stadt Woolsthorpe in Lincolnshire am Weihnachtstag, dem 25. Dezember 1642 (4. Januar 1643 nach dem neuen Stil) nach dem Tod seines Vaters geboren. Newtons Kindheit verlief unter Bedingungen materiellen Wohlstands, wurde aber der familiären Wärme beraubt. Die Mutter heiratete bald wieder – mit einem Priester mittleren Alters aus einer Nachbarstadt – und zog bei ihm ein, wobei sie ihren Sohn bei seiner Großmutter in Woolsthorpe zurückließ. In den nächsten Jahren kommunizierte der Stiefvater praktisch nicht mit dem Stiefsohn. Es ist bemerkenswert, dass fast zehn Jahre nach dem Tod seines Stiefvaters der neunzehnjährige Newton in seine vorbereitete Beichte für St. Trinity hat eine lange Liste ihrer Sünden und Kindheitsdrohungen gegen ihren Stiefvater und ihre Mutter, ihr Haus niederzubrennen. Einige moderne Forscher erklären Newtons schmerzhafte Ungeselligkeit und Bitterkeit, die sich später in Beziehungen zu anderen manifestierte, durch einen Nervenzusammenbruch in der Kindheit.

Newton erhielt seine Grundschulbildung in den umliegenden Dorfschulen und dann am Gymnasium, wo er hauptsächlich Latein und Bibel studierte. Aufgrund der offenbarten Fähigkeiten des Sohnes gab die Mutter die Absicht auf, ihren Sohn zum Bauern zu machen. 1661 betrat Newton St. Trinity College (Trinity College) der Cambridge University und erhielt drei Jahre später – dank der Gnade des Schicksals, die ihn sein Leben lang auf mysteriöse Weise begleitete – eines der 62 Stipendien, die zur späteren Aufnahme in die Mitgliedschaft (Fellows) des Colleges berechtigten .

Die Frühzeit von Newtons erstaunlicher Schaffenstätigkeit fällt in die Zeit seiner Studienzeit in den schrecklichen Pestjahren 1665 und 1666, der Unterricht in Cambridge wurde teilweise ausgesetzt. Newton verbrachte einen Großteil dieser Zeit auf dem Land. Diese Jahre umfassen die Entstehung von Newton, der vor seinem Eintritt in die Universität praktisch keine mathematische Ausbildung hatte, die grundlegenden Ideen, die die Grundlage für die meisten seiner späteren großen Entdeckungen bildeten – von Elementen der Reihentheorie (einschließlich Newtons Binomialfunktion) und mathematischer Analyse bis hin neue Ansätze in der physikalischen Optik und Dynamik, darunter die Berechnung der Zentrifugalkraft und die Entstehung zumindest einer Vermutung über das Gesetz der universellen Gravitation.

1667 wurde Newton Junggeselle und Juniormitglied des Colleges und im nächsten Jahr Master und Seniormitglied des Trinity College. Schließlich erhielt er im Herbst 1669 einen der acht privilegierten königlichen Lehrstühle von Cambridge – den Lucas-Lehrstuhl für Mathematik, den er von Isaac (Isaac) Barrow erbte, der ihn verließ.

Gemäß der Charta des Kollegiums mussten seine Mitglieder das Priestertum empfangen. Das ist auch Newton passiert. Aber zu diesem Zeitpunkt war er in die für einen orthodoxen Christen schrecklichste Ketzerei verfallen: Ein Mitglied des Kollegiums der Heiligen und Unteilbaren Dreifaltigkeit bezweifelte das grundlegende Dogma der Lehre von der Dreieinigkeit Gottes. Newton stand vor der düsteren Aussicht, Cambridge zu verlassen. Nicht einmal der König konnte ein Mitglied des Trinity College von der Ordination ausnehmen. Aber es lag in seiner Macht, eine Ausnahme für einen Professor zuzulassen, der den königlichen Lehrstuhl besetzte, und eine solche Ausnahme für den Lehrstuhl von Lucas (formell nicht für Newton) wurde 1675 legalisiert. Somit war das letzte Hindernis für Newtons Karriere an der Universität auf wundersame Weise ENTFERNT. Er erwarb eine feste Position und wurde mit fast keinen Pflichten belastet. Newtons allzu komplizierte Vorlesungen kamen bei den Studenten nicht an, und in den Folgejahren fand der Professor manchmal keine Zuhörer im Publikum.

Ende der 1660er - Anfang der 1670er Jahre baute Newton ein Spiegelteleskop, für das er in die Royal Society of London gewählt wurde (1672). Im selben Jahr stellte er der Society seine Forschungen zu einer neuen Theorie des Lichts und der Farben vor, die eine scharfe Kontroverse mit Robert Hooke auslöste (Newtons mit zunehmendem Alter gewachsene pathologische Angst vor öffentlichen Diskussionen führte insbesondere dazu, dass er veröffentlicht Optik nur 30 Jahre später, wartend auf Hookes Tod). Newton besitzt die Konzepte monochromatischer Lichtstrahlen und die Periodizität ihrer Eigenschaften, die durch die subtilsten Experimente untermauert werden, die der physikalischen Optik zugrunde liegen.

In denselben Jahren entwickelte Newton die Grundlagen der mathematischen Analysis, die durch die Korrespondenz europäischer Wissenschaftler weithin bekannt wurden, obwohl Newton selbst damals keine einzige Zeile zu diesem Thema veröffentlichte: Newtons erste Veröffentlichung zu den Grundlagen der Analysis wurde veröffentlicht erst 1704 und ein vollständigerer Leitfaden - posthum (1736).

Zehn Jahre nach Newton kam auch G. W. Leibniz zu den allgemeinen Ideen der mathematischen Analyse, der bereits 1684 damit begann, seine Arbeiten auf diesem Gebiet zu veröffentlichen. Es sollte beachtet werden, dass die später allgemein akzeptierte Leibniz-Notation praktischer war als Newtons "Methode der Flüsse", die bereits in den 1690er Jahren im kontinentalen Westeuropa weit verbreitet war.

Wie jedoch erst im 20. Jahrhundert endgültig klar wurde, lag der Schwerpunkt von Newtons Interessen in den 1670er und 1680er Jahren in der Alchemie. Seit Anfang der 1670er Jahre interessierte er sich aktiv für die Umwandlung von Metallen und Gold.

Newtons äußerlich eintöniges Leben in Cambridge war in einen Hauch von Mysterium gehüllt. Fast die einzige ernsthafte Verletzung ihres Rhythmus waren die zweieinhalb Jahre, die sie Mitte der 1680er Jahre dem Schreiben widmete Mathematische Grundlagen der Naturphilosophie(1687), die nicht nur die rationale Mechanik, sondern die gesamte mathematische Naturwissenschaft begründete. Während dieser kurzen Zeit zeigte Newton übermenschliche Aktivitäten und konzentrierte sich auf das Schaffen Gestartet all das kreative Potenzial des Genies, das ihm verliehen wurde. Anfänge enthielt die Gesetze der Dynamik, das Gesetz der universellen Gravitation mit effektiven Anwendungen auf die Bewegung von Himmelskörpern, die Ursprünge der Lehre von der Bewegung und dem Widerstand von Flüssigkeiten und Gasen, einschließlich der Akustik. Dieses Werk ist über drei Jahrhunderte lang die bemerkenswerteste Schöpfung des menschlichen Genies geblieben.

Geschichte der Schöpfung Gestartet bemerkenswert. In den 1660er Jahren dachte Hooke auch über das Problem der universellen Gravitation nach. 1674 veröffentlichte er seine aufschlussreichen Ideen über die Struktur des Sonnensystems, die Bewegung der Planeten, in der sich gleichförmige geradlinige Bewegungen und Bewegungen unter der Wirkung universeller gegenseitiger Anziehung zwischen Körpern zusammensetzen. Hooke wurde bald Sekretär der Royal Society und im Spätherbst 1679 lud er Newton ein, um über die Bewegungsgesetze von Körpern und insbesondere über die Idee zu sprechen, dass „die Himmelsbewegungen der Planeten gemacht werden“. aus direkter tangentialer Bewegung und Bewegung durch Anziehung zum Zentralkörper". Drei Tage später bestätigte Newton Hookes Eingang seines Briefes, wich aber einer ausführlichen Antwort unter weit hergeholten Vorwänden aus. Newton gab jedoch eine vorschnelle Erklärung ab und stellte fest, dass die Körper beim Aufprall auf die Erde nach Osten abweichen und sich entlang einer Spirale bewegen, die zu ihrem Zentrum zusammenläuft. Der triumphierende Hooke wies Newton respektvoll darauf hin, dass Körper überhaupt nicht in einer Spirale fallen, sondern entlang einer Art elliptischer Kurve. Dann fügte Hooke hinzu, dass die Körper auf der rotierenden Erde nicht streng nach Osten, sondern nach Südosten fallen. Newton antwortete mit einem Brief, der für seinen unversöhnlichen Charakter auffällig ist: „Ich stimme Ihnen zu“, schrieb er, „dass ein Körper in unserer Breite mehr nach Süden als nach Osten fallen wird ... Und auch mit der Tatsache, dass, wenn wir annehmen seine Schwerkraft ist homogen, dann wird er nicht in einer Spirale bis zum Zentrum absinken, sondern mit abwechselndem Auf und Ab kreisen ... Aber ... der Körper wird keine ellipsoidische Kurve beschreiben. Nach Newton beschreibt der Körper dann eine Bahn wie eine Art Kleeblatt, wie eine elliptische Umlaufbahn mit einer rotierenden Apsidenlinie. In seinem nächsten Brief widersprach Hooke Newton und wies darauf hin, dass sich die Apsen der Umlaufbahn eines fallenden Körpers nicht bewegen würden. Newton antwortete ihm nicht, aber Hooke fügte unter einem anderen Vorwand in seinem letzten Brief aus diesem Zyklus hinzu: „Nun bleibt noch, die Eigenschaften einer gekrümmten Linie herauszufinden ... aufgrund einer zentralen Anziehungskraft, unter deren Einfluss Die Geschwindigkeit der Abweichung von einer Tangente oder einer gleichförmigen geradlinigen Bewegung bei allen Entfernungen ist umgekehrt proportional zu den Quadraten der Entfernung. Und ich habe keinen Zweifel, dass Sie mit Hilfe Ihrer wunderbaren Methode leicht feststellen werden, welche Art von Kurve es sein sollte und welche Eigenschaften es hat ... ".

Was und in welcher Reihenfolge in den nächsten vier Jahren geschah, wissen wir nicht genau. Hookes Tagebücher (wie auch viele seiner anderen Manuskripte) verschwanden im Laufe der Jahre auf mysteriöse Weise, und Newton verließ sein Labor kaum. Genervt von seinem Versehen musste Newton natürlich sofort die Analyse des von Hooke klar formulierten Problems aufnehmen und erhielt wahrscheinlich bald seine wichtigsten grundlegenden Ergebnisse, die insbesondere die Existenz zentraler Kräfte bewiesen, wenn das Gebietsgesetz ist beobachtet und die Elliptizität von Planetenbahnen, wenn man den Schwerpunkt in einem ihrer Brennpunkte findet. Dabei hat Newton offenbar die Entwicklung der von ihm später entwickelten Grundlagen berücksichtigt Anfänge System der Welt für sich vollständig und darauf beruhigt.

Anfang 1684 hatte Robert Hooke in London ein historisches Treffen mit dem zukünftigen königlichen Astronomen Edmund Halley (der auf Russisch gewöhnlich Halley genannt wird) und dem königlichen Architekten Christopher Wren, bei dem die Gesprächspartner über das Gesetz der Anziehung diskutierten ~ 1/ R 2 und stellen Sie sich die Aufgabe, die Elliptizität der Bahnen aus dem Gesetz der Anziehung abzuleiten. Im August desselben Jahres besuchte Halley Newton und fragte ihn, was er von diesem Problem halte. Als Antwort sagte Newton, dass er bereits Beweise für die Elliptizität der Umlaufbahnen habe, und versprach, seine Berechnungen zu finden.

Aus dem Filmischen entwickelten sich für das 17. Jahrhundert weitere Veranstaltungen. Geschwindigkeit. Ende 1684 schickte Newton der Royal Society of London den ersten Anwendungstext eines Essays über die Bewegungsgesetze. Unter Halleys Druck begann er, eine große Abhandlung zu schreiben. Er arbeitete mit der ganzen Leidenschaft und Hingabe eines Genies, und am Ende Anfänge wurden in erstaunlich kurzer Zeit geschrieben - von anderthalb bis zweieinhalb Jahren. Im Frühjahr 1686 präsentierte Newton den Text des ersten Buches in London. Gestartet, die die Formulierung der Bewegungsgesetze, die Lehre von den Zentralkräften in Verbindung mit dem Flächengesetz und die Lösung verschiedener Bewegungsprobleme unter der Wirkung von Zentralkräften, einschließlich der Bewegung entlang präzedierender Bahnen, enthielt. In seinem Vortrag erwähnt er nicht einmal die von ihm geschaffene mathematische Analyse und verwendet nur die von ihm entwickelte Grenzwerttheorie und die klassischen geometrischen Methoden der Antike. Keine Erwähnung des Sonnensystems im ersten Buch Gestartet auch nicht enthalten. Die Royal Society, die Newtons Werk begeistert begrüßte, war jedoch nicht in der Lage, seine Veröffentlichung zu finanzieren: den Druck Gestartet von Halley selbst übernommen. Aus Angst vor einer Kontroverse änderte Newton seine Meinung über die Veröffentlichung eines dritten Buches. Gestartet widmet sich der mathematischen Beschreibung des Sonnensystems. Doch Halleys Diplomatie setzte sich durch. Im März 1687 schickte Newton den Text des zweiten Buches nach London, das die Lehre vom hydroaerodynamischen Widerstand bewegter Körper darlegte und sich stillschweigend gegen Descartes' Wirbeltheorie richtete, und am 4. April erhielt Halley das letzte dritte Buch. Gestartetüber das System der Welt. Am 5. Juli 1687 war der Druck des gesamten Werkes abgeschlossen. Das Tempo, in dem Halley die Veröffentlichung durchführte Gestartet vor dreihundert Jahren, kann durchaus als Vorbild für moderne Verlage gelten. Satz (aus dem Manuskript!), Korrekturlesen und Druck des zweiten und dritten Buches Gestartet, die etwas mehr als die Hälfte der gesamten Arbeit ausmachen, dauerten genau vier Monate.

In Vorbereitung Gestartet Halley versuchte, Newton von der Notwendigkeit zu überzeugen, Hookes Rolle bei der Aufstellung des Gesetzes der universellen Gravitation irgendwie zu beachten. Newton beschränkte sich jedoch auf einen sehr zweideutigen Hinweis auf Hooke und versuchte, mit seiner Bemerkung einen Keil zwischen Hooke, Halley und Wren zu treiben.

Newtons Standpunkt zur Rolle mathematischer Beweise bei Entdeckungen ist im Allgemeinen sehr eigenartig, zumindest was seine eigene Priorität betrifft. Newton erkannte also nicht nur die Verdienste von Hooke nicht an in der Formulierung des Gesetzes der universellen Gravitation und der Formulierung des Problems der Planetenbewegung, aber er glaubte, dass diese beiden Sätze, die wir die ersten beiden Gesetze von Kepler nennen, ihm gehören - Newton, da er es war, der diese Gesetze als erhielt Konsequenzen aus der mathematischen Theorie. Kepler hinterließ Newton nur sein drittes Gesetz, das er nur als Keplersches Gesetz erwähnte Anfänge.

Auch heute noch müssen wir die herausragende Rolle von Hooke als Newtons Vorgänger beim Verständnis der Mechanik des Sonnensystems anerkennen. S. I. Vavilov formulierte diese Idee mit folgenden Worten: „Schreiben Anfänge im 17. Jahrhundert niemand außer Newton konnte es, aber es kann nicht bestritten werden, dass das Programm, der Plan Gestartet wurde zuerst von Hooke skizziert.

Nach Abschluss der Veröffentlichung Gestartet, Newton scheint sich wieder in sein (al)chemisches Labor eingeschlossen zu haben. Die letzten Jahre seines Aufenthaltes in Cambridge in den 1690er Jahren waren von einer besonders tiefen seelischen Depression überschattet. Jemand umgab Newton dann mit Sorgfalt, um weit verbreitete Gerüchte über seine Krankheit zu verhindern, und infolgedessen ist wenig über den tatsächlichen Stand der Dinge bekannt.

Im Frühjahr 1696 erhielt Newton den Posten des Warden of the Mint und zog von Cambridge nach London. Hier beteiligte sich Newton sofort aktiv an organisatorischen und administrativen Aktivitäten, unter seiner Leitung wurde in den Jahren 1696-1698 eine enorme Arbeit geleistet, um die gesamte englische Münze neu zu prägen. 1700 wurde er auf den hochbezahlten Posten des Direktors (Meisters) der Münze berufen, den er bis zu seinem Tod innehatte. Im Frühjahr 1703 starb Robert Hooke, ein unerbittlicher Gegner und Antipode von Newton. Hookes Tod gab Newton völlige Freiheit in der Royal Society of London, und auf der nächsten Jahrestagung wurde Newton zu ihrem Präsidenten gewählt, der diesen Stuhl ein Vierteljahrhundert lang innehatte.

In London wandte er sich an das Gericht. 1705 erhob ihn Queen Anne in den Ritterstand. Sir Isaac Newton wurde bald zum allgemein anerkannten Nationalstolz Englands. Diskussionen über die Vorteile seines philosophischen Systems gegenüber dem Cartesianischen und seine Priorität gegenüber Leibniz bei der Entdeckung der Infinitesimalrechnung wurden zu einem unverzichtbaren Element der Gespräche in der gebildeten Gesellschaft.

Newton selbst widmete in den letzten Jahren seines Lebens viel Zeit der Theologie und der antiken und biblischen Geschichte.

Er starb am 31. März 1727 als Junggeselle im Alter von 85 Jahren in seinem Landhaus, verweigerte heimlich die Kommunion und hinterließ ein sehr bedeutendes Vermögen. Eine Woche später wurde seine Asche feierlich an einem Ehrenplatz in der Westminster Abbey beigesetzt.

Eine vergleichsweise vollständige Sammlung von Newtons Schriften wurde in London in fünf Bänden (1779–1785) veröffentlicht. Eine eingehendere Erforschung seiner Werke und Manuskripte begann jedoch erst ab Mitte des 20. Jahrhunderts, als 7 Bände seiner Korrespondenz veröffentlicht wurden ( Korrespondenz, 1959–1977) und 8 Bände mathematischer Manuskripte ( Mathematische Abhandlungen, 1967–1981). Veröffentlicht in russischer Sprache Mathematische Grundlagen der Naturphilosophie Newton (erste Ausgabe 1915/1916, letzte Ausgabe 1989), sein Optik(1927) u Vorlesungen über Optik(1945), ausgewählt Mathematisch Arbeit(1937) und Anmerkungen zum Buch« Prophet Daniel und die Apokalypse von St. John» (1916).

Gleb Michailow

Großer englischer Physiker, Mathematiker und Astronom. Autor des grundlegenden Werkes „Mathematische Prinzipien der Naturphilosophie“ (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), in dem er das Gesetz der universellen Gravitation und die sogenannten Newtonschen Gesetze beschrieb, die die Grundlagen der klassischen Mechanik legten. Er entwickelte Differential- und Integralrechnung, Farbtheorie und viele andere mathematische und physikalische Theorien.

Isaac Newton, der Sohn eines kleinen, aber wohlhabenden Bauern, wurde im Jahr von Galileos Tod und am Vorabend des Bürgerkriegs im Dorf Woolsthorpe (Lincolnshire) geboren. Newtons Vater erlebte die Geburt seines Sohnes nicht mehr. Der Junge wurde kränklich vor der Geburt geboren, überlebte aber trotzdem und lebte 84 Jahre. Die Tatsache, am Weihnachtstag geboren zu sein, wertete Newton als besonderes Zeichen des Schicksals.

Der Patron des Jungen war sein Onkel mütterlicherseits, William Ayskoe. Nach dem Schulabschluss (1661) trat Newton in das Trinity College (Holy Trinity College) der Universität Cambridge ein. Schon damals bildete sich sein starker Charakter heraus - wissenschaftliche Akribie, der Wunsch, auf den Grund zu gehen, Intoleranz gegenüber Betrug und Unterdrückung, Gleichgültigkeit gegenüber öffentlichem Ruhm. Als Kind war Newton laut Zeitgenossen verschlossen und isoliert, er liebte es zu lesen und technisches Spielzeug herzustellen: Uhren, Windmühlen usw.

Die wissenschaftlichen Stützen und Inspiratoren von Newtons Schaffen waren offenbar vor allem die Physiker: Galileo, Descartes und Kepler. Newton vervollständigte ihre Werke, indem er sie zu einem universellen System der Welt vereinte. Weniger, aber bedeutender Einfluss wurde von anderen Mathematikern und Physikern ausgeübt: Euklid, Fermat, Huygens, Mercator, Wallis. Natürlich darf man den enormen Einfluss seines unmittelbaren Lehrers Barrow nicht unterschätzen.

Es scheint, dass Newton einen bedeutenden Teil seiner mathematischen Entdeckungen noch während seines Studiums in den „Pestjahren“ von 1664-1666 gemacht hat. Mit 23 beherrschte er bereits die Methoden der Differential- und Integralrechnung, darunter die Entwicklung von Funktionen in Reihen und die später so genannte Newton-Leibniz-Formel. Dann, so sagte er, entdeckte er das Gesetz der universellen Gravitation, oder besser gesagt, er war überzeugt, dass dieses Gesetz aus Keplers drittem Gesetz folgt. Darüber hinaus bewies Newton in diesen Jahren, dass Weiß eine Mischung von Farben ist, leitete die Newton-Binomialformel für einen beliebigen rationalen Exponenten (einschließlich negativer) ab usw.

1667: Die Pest geht zurück und Newton kehrt nach Cambridge zurück. Er wurde zum Mitglied des Trinity College gewählt und wurde 1668 Meister.

1669 wurde Newton zum Professor für Mathematik gewählt, Barrows Nachfolger. Barrow schickt nach London Newtons „Analyse mittels Gleichungen mit einer unendlichen Anzahl von Termen“, die eine knappe Zusammenfassung einiger seiner wichtigsten Entdeckungen in der Analysis enthält. Es erlangte eine gewisse Bekanntheit in England und darüber hinaus. Newton bereitet eine vollständige Version dieser Arbeit vor, aber es war nicht möglich, einen Verlag zu finden. Es wurde erst 1711 veröffentlicht.

Experimente in Optik und Farbtheorie gehen weiter. Newton erforscht sphärische und chromatische Aberrationen. Um sie zu minimieren, baut er ein gemischtes Spiegelteleskop (eine Linse und einen konkaven sphärischen Spiegel, den er selbst poliert). Er liebt Alchemie ernsthaft und führt viele chemische Experimente durch.

1672: Vorführung eines Reflektors in London - allgemeine begeisterte Kritiken. Newton wird berühmt und zum Fellow der Royal Society (British Academy of Sciences) gewählt. Später wurden verbesserte Reflektoren dieses Designs zu den Hauptwerkzeugen der Astronomen, mit deren Hilfe andere Galaxien, Rotverschiebung usw. entdeckt wurden.

Über die Natur des Lichts entbrennt eine Kontroverse mit Hooke, Huygens und anderen. Newton gibt ein Gelübde für die Zukunft ab: sich nicht auf wissenschaftliche Streitigkeiten einzulassen.

1680: Newton erhält einen Brief von Hooke mit der Formulierung des Gesetzes der universellen Gravitation, das ihm zufolge als Anlass für seine Arbeit zur Bestimmung der Planetenbewegungen diente (wenn auch später um einige Zeit verschoben), die den Gegenstand von Hooke bildete die Anfänge". Anschließend will Newton aus irgendeinem Grund, vielleicht weil er Hooke verdächtigt, einige frühere Ergebnisse von Newton selbst illegal ausgeliehen zu haben, hier keine Verdienste von Hooke anerkennen, stimmt dann aber zu, wenn auch eher widerstrebend und nicht vollständig.

1684-1686: Arbeit an den „Mathematischen Grundlagen der Naturphilosophie“ (die gesamte dreibändige Ausgabe erschien 1687). Weltruhm und heftige Kritik an den Cartesianern kommen: Das Gesetz der universellen Gravitation führt weitreichende Wirkung ein, die mit den Prinzipien von Descartes unvereinbar ist.

1696: Durch königlichen Erlass wird Newton zum Hausmeister der Münze (ab 1699 Direktor) ernannt. Er verfolgt energisch eine Währungsreform und stellt das Vertrauen in das britische Währungssystem wieder her, das von seinen Vorgängern gründlich ins Leben gerufen wurde.

1699: Beginn eines offenen Prioritätsstreits mit Leibniz, an dem sogar Fürsten beteiligt waren. Diese absurde Fehde zwischen zwei Genies kostete die Wissenschaft viel Geld – die englische Schule der Mathematik verkümmerte bald für ein ganzes Jahrhundert, und die europäische ignorierte viele von Newtons herausragenden Ideen und entdeckte sie erst viel später wieder. Auf dem Kontinent wurde Newton beschuldigt, die Ergebnisse von Hooke, Leibniz und dem Astronomen Flamsteed sowie Ketzerei gestohlen zu haben. Der Konflikt wurde auch durch den Tod von Leibniz (1716) nicht gelöscht.

1703: Newton wird zum Präsidenten der Royal Society gewählt, die er zwanzig Jahre lang regierte.

1705: Newton wird von Queen Anne zum Ritter geschlagen. Von nun an heißt er Sir Isaac Newton. Zum ersten Mal in der englischen Geschichte wurde der Rittertitel für wissenschaftliche Verdienste verliehen.

Newton widmete seine letzten Lebensjahre der Abfassung der „Chronology of the Ancient Kingdoms“, an der er rund 40 Jahre lang arbeitete, und der Vorbereitung der dritten Auflage der „Beginnings“.

1725 begann sich Newtons Gesundheit merklich zu verschlechtern (Steinkrankheit), und er zog nach Kensington bei London, wo er am 20. (31.) März 1727 nachts im Schlaf starb.

Die Inschrift auf seinem Grab lautet:

Hier liegt Sir Isaac Newton, der Adlige, der mit fast göttlichem Geist als erster mit der Fackel der Mathematik die Bewegung der Planeten, die Bahnen der Kometen und die Gezeiten der Ozeane bewies.

Er untersuchte den Unterschied der Lichtstrahlen und die unterschiedlichen Eigenschaften der darin auftretenden Farben, die vorher niemand vermutet hatte. Als fleißiger, weiser und treuer Interpret der Natur, der Antike und der Heiligen Schrift bekräftigte er mit seiner Philosophie die Größe des allmächtigen Gottes und brachte die evangelische Einfachheit in seinem Temperament zum Ausdruck.

Mögen sich die Sterblichen darüber freuen, dass eine solche Zierde der menschlichen Rasse existierte.

Benannt nach Newton:

Krater auf dem Mond und auf dem Mars;

Einheit der Kraft im SI-System.

Eine Statue, die 1755 am Trinity College für Newton errichtet wurde, ist mit Versen von Lucretius beschriftet:

Qui genus humanum ingenio superavit (In seiner Vorstellung hat er die Menschheit übertroffen)

Wissenschaftliche Tätigkeit

Mit Newtons Werk ist eine neue Ära in Physik und Mathematik verbunden. In der Mathematik tauchen mächtige analytische Methoden auf, und in der Entwicklung der Analysis und der mathematischen Physik gibt es einen Aufschwung. In der Physik ist die Hauptmethode des Naturstudiums die Konstruktion angemessener mathematischer Modelle natürlicher Prozesse und das intensive Studium dieser Modelle unter systematischer Einbeziehung aller Kräfte des neuen mathematischen Apparats. Die folgenden Jahrhunderte haben die außergewöhnliche Fruchtbarkeit dieses Ansatzes bewiesen.

Laut A. Einstein war „Newton der erste, der versuchte, elementare Gesetze zu formulieren, die den zeitlichen Ablauf einer breiten Klasse von Prozessen in der Natur mit einem hohen Grad an Vollständigkeit und Genauigkeit bestimmen“ und „… einen tiefen und starken Einfluss auf die hatten gesamtes Weltbild durch seine Werke.“

Mathematische Analyse

Newton entwickelte die Differential- und Integralrechnung gleichzeitig mit G. Leibniz (etwas früher) und unabhängig von ihm.

Vor Newton waren Aktionen mit Infinitesimalen nicht in einer einzigen Theorie verknüpft und waren in der Natur disparater witziger Techniken (siehe Methode der Unteilbaren), zumindest gab es keine veröffentlichte systematische Formulierung und die Kraft analytischer Techniken zur Lösung solch komplexer Probleme wie die Probleme der Himmelsmechanik in ihrer Gesamtheit. Die Erstellung mathematischer Analysen reduziert die Lösung relevanter Probleme weitgehend auf eine technische Ebene. Es entstand ein Komplex von Begriffen, Operationen und Symbolen, der zur Ausgangsbasis für die Weiterentwicklung der Mathematik wurde. Das nächste, das 18. Jahrhundert, war das Jahrhundert der schnellen und äußerst erfolgreichen Entwicklung analytischer Methoden.

Anscheinend kam Newton durch Differenzmethoden auf die Idee der Analyse, die er ausgiebig und tiefgehend studierte. Zwar hat Newton in seinen "Prinzipien" fast keine Infinitesimalzahlen verwendet, indem er sich an die alten (geometrischen) Beweismethoden hielt, aber in anderen Werken verwendete er sie frei.

Der Ausgangspunkt für die Differential- und Integralrechnung war die Arbeit von Cavalieri und insbesondere Fermat, die bereits wussten, wie man (für algebraische Kurven) Tangenten zieht, Extrema, Wendepunkte und Krümmungen einer Kurve findet und die Fläche ihres Segments berechnet . Von anderen Vorgängern nannte Newton selbst Wallis, Barrow und den schottischen Astronomen James Gregory. Es gab noch keinen Funktionsbegriff, er interpretierte alle Kurven kinematisch als Trajektorien eines bewegten Punktes.

Schon als Student erkannte Newton, dass Differentiation und Integration wechselseitige Umkehroperationen sind (anscheinend gehört die erste veröffentlichte Arbeit, die dieses Ergebnis in Form einer detaillierten Analyse der Dualität des Flächenproblems und des Tangentenproblems enthält, Newtons Lehrer Barrow ).

Fast 30 Jahre lang kümmerte sich Newton nicht darum, seine Version der Analyse zu veröffentlichen, obwohl er in Briefen (insbesondere an Leibniz) bereitwillig viel von dem teilt, was er erreicht hat. Inzwischen ist die Leibniz-Version seit 1676 in ganz Europa weit und offen verbreitet worden. Erst 1693 erschien die erste Präsentation von Newtons Version - in Form eines Anhangs zu Wallis' Treatise on Algebra. Wir müssen zugeben, dass Newtons Terminologie und Symbolik im Vergleich zu denen von Leibniz ziemlich plump sind: Fluss (Ableitung), Fließen (Primitiv), Moment der Größe (Differential) usw. In der Mathematik hat sich nur Newtons Notation „o“ für ein unendlich kleines dt erhalten (dieser Buchstabe wurde jedoch früher von Gregory im gleichen Sinne verwendet) und sogar ein Punkt über dem Buchstaben als Symbol für die Zeitableitung.

Newton veröffentlichte eine ziemlich vollständige Darstellung der Analyseprinzipien nur in der Arbeit "On the quadrature of curves" (1704), einem Anhang zu seiner Monographie "Optics". Fast das gesamte präsentierte Material war in den 1670er-1680er Jahren fertig, aber erst jetzt überzeugten Gregory und Halley Newton, ein Werk zu veröffentlichen, das mit 40 Jahren Verspätung Newtons erstes veröffentlichtes Werk über Analysis wurde. Hier hat Newton Ableitungen höherer Ordnung, die Werte von Integralen verschiedener rationaler und irrationaler Funktionen werden gefunden, Beispiele für die Lösung von Differentialgleichungen 1. Ordnung werden gegeben.

1711: Endlich gedruckt, nach 40 Jahren, „Analysis mittels Gleichungen mit unendlich vielen Termen“. Newton erforscht sowohl algebraische als auch "mechanische" Kurven (Zykloide, Quadratrix) mit gleicher Leichtigkeit. Partielle Ableitungen treten auf, aber aus irgendeinem Grund gibt es keine Regel zur Differenzierung eines Bruchs und einer komplexen Funktion, obwohl Newton sie kannte; allerdings hatte Leibniz sie damals schon veröffentlicht.

Im selben Jahr wurde die „Method of Differences“ veröffentlicht, in der Newton eine Interpolationsformel zum Durchlaufen von (n + 1) gegebenen Punkten mit gleich oder ungleich beabstandeten Abszissen einer Parabelkurve n-ter Ordnung vorschlug. Dies ist ein Differenzanalogon der Taylor-Formel.

1736: Das letzte Werk „Method of Fluxions and Infinite Series“ wird posthum veröffentlicht, ein bedeutender Fortschritt gegenüber „Analysis by Equations“. Es werden zahlreiche Beispiele für das Auffinden von Extrema, Tangenten und Normalen, das Berechnen von Radien und Krümmungsmittelpunkten in kartesischen und Polarkoordinaten, das Auffinden von Wendepunkten usw. gegeben. In derselben Arbeit werden Quadraturen und Gleichrichtungen verschiedener Kurven erzeugt.

Es sollte beachtet werden, dass Newton die Analyse nicht nur ziemlich vollständig entwickelt hat, sondern auch den Versuch unternahm, ihre Prinzipien rigoros zu untermauern. Wenn Leibniz sich der Idee tatsächlicher Infinitesimalen zuneigte, dann schlug Newton (in den Elementen) eine allgemeine Theorie der Grenzübergänge vor, die er etwas kunstvoll die "Methode der ersten und letzten Verhältnisse" nannte. Es wird der moderne Begriff „Grenze“ (Limes) verwendet, obwohl es keine klare Beschreibung des Wesens dieses Begriffs gibt, was ein intuitives Verständnis impliziert.

Die Theorie der Grenzen ist in 11 Lemmata von Buch I der „Anfänge“ dargelegt; ein Lemma befindet sich auch in Buch II. Es gibt keine Arithmetik der Grenzen, es gibt keinen Beweis für die Eindeutigkeit der Grenze, ihre Verbindung mit Infinitesimalen wurde nicht aufgedeckt. Newton weist jedoch zu Recht darauf hin, dass dieser Ansatz strenger ist als die „grobe“ Methode der Unteilbarkeit.

Nichtsdestotrotz bringt Newton in Buch II durch die Einführung der Momente (Differentiale) die Sache wieder durcheinander, indem er sie tatsächlich als Infinitesimale betrachtet.

Andere mathematische Leistungen

Newton machte seine ersten mathematischen Entdeckungen bereits in seiner Studienzeit: die Klassifikation algebraischer Kurven 3. Ordnung (Kurven 2. Ordnung wurden von Fermat untersucht) und die binomiale Entwicklung eines beliebigen (nicht unbedingt ganzzahligen) Grades, aus dem die Newtonsche Die Theorie der unendlichen Reihen beginnt – ein neues und mächtiges Analysewerkzeug. Newton betrachtete die Erweiterung in einer Reihe als die wichtigste und allgemeine Methode zur Analyse von Funktionen, und in dieser Angelegenheit erreichte er die Höhe der Meisterschaft. Er verwendete Reihen, um Tabellen zu berechnen, Gleichungen (einschließlich Differentialgleichungen) zu lösen und das Verhalten von Funktionen zu untersuchen. Newton gelang es, für alle damals üblichen Funktionen eine Zerlegung zu erhalten.

1707 erschien das Buch „Universal Arithmetic“. Es stellt eine Vielzahl von numerischen Methoden vor.

Newton hat der Näherungslösung von Gleichungen immer große Aufmerksamkeit geschenkt. Newtons berühmte Methode ermöglichte es, die Wurzeln von Gleichungen mit zuvor undenkbarer Geschwindigkeit und Genauigkeit zu finden (veröffentlicht in Algebra von Wallis, 1685). Die moderne Form von Newtons Iterationsverfahren wurde von Joseph Raphson (1690) angegeben.

Bemerkenswert ist, dass Newton sich überhaupt nicht für Zahlentheorie interessierte. Anscheinend stand ihm die Physik viel näher als die Mathematik.

Gravitationstheorie

Die Idee einer universellen Gravitationskraft wurde bereits vor Newton wiederholt geäußert. Früher haben Epikur, Kepler, Descartes, Huygens, Hooke und andere darüber nachgedacht. Kepler glaubte, dass die Schwerkraft umgekehrt proportional zum Abstand zur Sonne ist und sich nur in der Ebene der Ekliptik ausdehnt; Descartes hielt es für das Ergebnis von Wirbeln im Äther. Es gab jedoch Vermutungen mit der richtigen Formel (Bulliald, Wren, Hooke) und sogar ziemlich ernsthafte Belege (durch Korrelation der Huygensschen Zentrifugalkraftformel und Keplers drittes Gesetz für kreisförmige Bahnen). Aber vor Newton war niemand in der Lage, das Gravitationsgesetz (eine Kraft, die umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung ist) und die Gesetze der Planetenbewegung (Keplersche Gesetze) klar und mathematisch schlüssig zu verknüpfen.

Es ist wichtig anzumerken, dass Newton nicht nur eine vermeintliche Formel für das Gesetz der universellen Gravitation veröffentlichte, sondern tatsächlich ein vollständiges mathematisches Modell im Kontext eines gut entwickelten, vollständigen, explizit formulierten und systematischen Ansatzes zur Mechanik vorschlug:

Gravitationsgesetz;

das Bewegungsgesetz (2. Newtonsches Gesetz);

Methodensystem der mathematischen Forschung (mathematische Analyse).

Zusammengenommen reicht dieser Dreiklang aus, um die komplexesten Bewegungen von Himmelskörpern vollständig zu erforschen und damit die Grundlagen der Himmelsmechanik zu schaffen. Vor Einstein waren keine grundlegenden Änderungen an diesem Modell erforderlich, obwohl der mathematische Apparat sehr stark weiterentwickelt wurde.

Newtons Gravitationstheorie löste viele Jahre lang Diskussionen und Kritik am Konzept der Fernwirkung aus.

Das erste Argument für das Newtonsche Modell war die konsequente Ableitung der Keplerschen empirischen Gesetze auf seiner Grundlage. Der nächste Schritt war die Theorie der Bewegung der Kometen und des Mondes, dargelegt in den "Prinzipien". Später wurden mit Hilfe der Newtonschen Gravitation alle beobachteten Bewegungen der Himmelskörper mit hoher Genauigkeit erklärt; das ist das große Verdienst von Clairaut und Laplace.

Die ersten beobachtbaren Korrekturen der Newtonschen Theorie in der Astronomie (erklärt durch die allgemeine Relativitätstheorie) wurden erst nach mehr als 200 Jahren entdeckt (Verschiebung des Perihels des Merkur). Innerhalb des Sonnensystems sind sie jedoch sehr klein.

Newton entdeckte auch die Ursache der Gezeiten: die Anziehungskraft des Mondes (selbst Galileo hielt Gezeiten für einen zentrifugalen Effekt). Darüber hinaus berechnete er, nachdem er Langzeitdaten über die Höhe der Gezeiten verarbeitet hatte, die Masse des Mondes mit guter Genauigkeit.

Eine weitere Folge der Schwerkraft war die Präzession der Erdachse. Newton fand heraus, dass aufgrund der Abflachung der Erde an den Polen die Erdachse unter dem Einfluss der Anziehungskraft von Mond und Sonne eine konstante langsame Verschiebung mit einem Zeitraum von 26.000 Jahren durchführt. So fand das antike Problem der „Vorwegnahme der Tagundnachtgleiche“ (erstmals erwähnt von Hipparch) eine wissenschaftliche Erklärung.

Optik und Theorie des Lichts

Newton machte grundlegende Entdeckungen in der Optik. Er baute das erste Spiegelteleskop (Reflektor), bei dem es im Gegensatz zu reinen Linsenteleskopen keine chromatische Aberration gab. Er entdeckte auch die Lichtstreuung, zeigte, dass weißes Licht durch die unterschiedliche Brechung verschiedenfarbiger Strahlen beim Durchgang durch ein Prisma in die Farben des Regenbogens zerlegt wird, und legte den Grundstein für eine korrekte Farbenlehre.

Während dieser Zeit gab es viele spekulative Theorien über Licht und Farbe; die Sichtweisen von Aristoteles („verschiedene Farben sind eine Mischung aus Licht und Dunkelheit in unterschiedlichen Anteilen“) und Descartes („verschiedene Farben entstehen, wenn Lichtteilchen unterschiedlich schnell rotieren“) bekämpften sich hauptsächlich. Hooke bot in seiner Micrographia (1665) eine Variante der aristotelischen Ansichten an. Viele glaubten, dass Farbe kein Attribut des Lichts, sondern eines beleuchteten Objekts ist. Die allgemeine Zwietracht wurde durch eine Kaskade von Entdeckungen des 17 , Römer), eine deutliche Verbesserung bei Teleskopen. Es gab keine Theorie des Lichts, die mit all diesen Tatsachen vereinbar war.

In seiner Rede vor der Royal Society widerlegte Newton sowohl Aristoteles als auch Descartes und bewies überzeugend, dass weißes Licht nicht primär ist, sondern aus farbigen Komponenten mit unterschiedlichen Brechungswinkeln besteht. Diese Komponenten sind primär - Newton konnte ihre Farbe durch keine Tricks ändern. Damit erhielt das subjektive Farbempfinden eine solide objektive Grundlage – den Brechungsindex.

Newton schuf die mathematische Theorie der von Hooke entdeckten Interferenzringe, die seither „Newtonsche Ringe“ genannt werden.

1689 stellte Newton die Forschung auf dem Gebiet der Optik ein – einer verbreiteten Legende nach schwor er, zu Lebzeiten von Hooke, der Newton ständig mit schmerzlich wahrgenommener Kritik bedrängte, nichts auf diesem Gebiet zu veröffentlichen. Jedenfalls erschien 1704, ein Jahr nach Hookes Tod, die Monographie „Optics“. Während des Lebens des Autors erlebte "Optik" wie "Anfänge" drei Auflagen und viele Übersetzungen.

Das Buch der ersten Monographie enthielt die Prinzipien der geometrischen Optik, die Lehre von der Streuung des Lichts und die Zusammensetzung der weißen Farbe mit verschiedenen Anwendungen.

Zweites Buch: Interferenz von Licht in dünnen Platten.

Buch drei: Beugung und Polarisation des Lichts. Polarisation in Doppelbrechung Newton erklärte näher an der Wahrheit als Huygens (ein Befürworter der Wellennatur des Lichts), obwohl die Erklärung des Phänomens selbst im Sinne der Emissionstheorie des Lichts erfolglos ist.

Newton wird oft als Anhänger der Korpuskulartheorie des Lichts angesehen; Tatsächlich hat er, wie üblich, "keine Hypothesen erfunden" und bereitwillig zugegeben, dass Licht auch mit Wellen im Äther in Verbindung gebracht werden könnte. Newton beschrieb in seiner Monographie detailliert das mathematische Modell der Lichtphänomene, wobei er die Frage nach dem physikalischen Träger des Lichts beiseite ließ.

Andere Arbeiten in der Physik

Newton besitzt die erste Schlussfolgerung der Schallgeschwindigkeit in einem Gas, basierend auf dem Gesetz von Boyle-Mariotte.

Er sagte die Abflachung der Erde an den Polen um 1:230 voraus. Gleichzeitig verwendete Newton zur Beschreibung der Erde ein Modell einer homogenen Flüssigkeit, wandte das Gesetz der universellen Gravitation an und berücksichtigte die Zentrifugalkraft. Gleichzeitig führte Huygens ähnliche Berechnungen aus ähnlichen Gründen durch und betrachtete die Gravitation so, als ob ihre Quelle im Zentrum des Planeten läge, da er anscheinend nicht an die universelle Natur der Schwerkraft glaubte, dh an die Am Ende berücksichtigte er nicht die Gravitation der deformierten Oberflächenschicht des Planeten. Dementsprechend sagte Huygens mehr als die Hälfte der Kontraktion als Newton, 1:576, voraus. Darüber hinaus argumentierten Cassini und andere Cartesianer, dass die Erde nicht komprimiert, sondern wie eine Zitrone an den Polen konvex ist. Später, wenn auch nicht sofort (die ersten Messungen waren ungenau), bestätigten direkte Messungen (Clero, 1743) Newtons Richtigkeit; Die tatsächliche Komprimierung beträgt 1:298. Der Grund, warum dieser Wert von dem von Newton in Richtung Huygens vorgeschlagenen abweicht, liegt darin, dass das Modell einer homogenen Flüssigkeit noch nicht ganz genau ist (die Dichte nimmt mit der Tiefe merklich zu). Eine genauere Theorie, die explizit die Abhängigkeit der Dichte von der Tiefe berücksichtigt, wurde erst im 19. Jahrhundert entwickelt.

Andere Arbeiten

Parallel zu der Forschung, die den Grundstein für die aktuelle wissenschaftliche (physikalische und mathematische) Tradition legte, widmete Newton viel Zeit der Alchemie sowie der Theologie. Er veröffentlichte keine Werke zur Alchemie, und das einzige bekannte Ergebnis dieses langjährigen Hobbys war die schwere Vergiftung von Newton im Jahr 1691.

Es ist paradox, dass Newton, der viele Jahre am College of the Holy Trinity arbeitete, offenbar selbst nicht an die Dreieinigkeit glaubte. Forscher seiner theologischen Werke wie L. More glauben, dass Newtons religiöse Ansichten dem Arianismus nahe standen.

Newton schlug seine Version der biblischen Chronologie vor und hinterließ eine beträchtliche Anzahl von Manuskripten zu diesen Themen. Außerdem schrieb er einen Kommentar zur Apokalypse. Newtons theologische Manuskripte werden heute in der Nationalbibliothek in Jerusalem aufbewahrt.

Die geheimen Werke von Isaac Newton

Wie Sie wissen, widerlegte Isaac kurz vor seinem Lebensende alle von ihm aufgestellten Theorien und verbrannte die Dokumente, die das Geheimnis ihrer Widerlegung enthielten: Einige zweifelten nicht daran, dass alles genau so war, während andere glauben, dass solche Handlungen es tun würden einfach absurd sein und argumentieren, dass das Archiv mit Dokumenten intakt ist, aber nur einigen wenigen gehört...

Isaac Newton ist ein großer englischer theoretischer Wissenschaftler. Die Lebensjahre Newtons sind 1642-1727. Das Leben hat das große Genie nicht verschont. Viel Trauer, Schmerz und Einsamkeit trafen den Wissenschaftler. Finanzielle Schwierigkeiten, sozialer Druck, Ablehnung von Ideen, Tod der Mutter, Nervenzusammenbruch. Der große Newton überlebte alles und präsentierte die Welt mit seinen brillanten Ideen über den Aufbau der Welt und des Universums. Kurzbiographie des Wissenschaftlers in diesem Artikel vorgestellt.

Kindheit eines jungen Wissenschaftlers

Newton wurde in eine Bauernfamilie mit bescheidenen Mitteln hineingeboren. Wenige Monate vor seiner Geburt starb sein Vater. Das Baby wurde sehr schwach und zu früh geboren. Alle Verwandten glaubten, dass er nicht überleben würde. Die Kindersterblichkeit war in jenen Jahren einfach ungeheuerlich. Das Baby war so klein, dass es in einen Wollfäustling passte. Der Junge fiel aus diesem unseligen Fäustling zweimal auf den Boden und schlug mit dem Kopf auf.

Im Alter von drei Jahren bleibt der Junge in der Obhut seiner Großeltern, da seine Mutter ein zweites Mal heiratet und geht. Später wird er wieder mit seiner Mutter vereint sein.

Isaac wuchs als sehr gebrechliches, kränkliches Kind auf. Es war absolut introvertierte Persönlichkeit- "Ding an sich". Das Kind war sehr wissbegierig und stellte verschiedene Gegenstände her: Drachen, Karren mit Pedalen, Windmühlen und so weiter. Schon früh entwickelte er ein Interesse am Lesen. Er zog sich oft mit einem Buch in den Garten zurück und konnte Stunden damit verbringen, den Stoff zu studieren.

1660 trat Isaac in die Universität von Cambridge ein. Er gehörte zu den ungesicherte Schüler Zu seinen Aufgaben gehörte daher neben dem Studium auch der Dienst am Personal der Universität.

Das Studium optischer Phänomene

1665 wurde Newton der Grad eines Master of Arts verliehen. Im selben Jahr beginnt in England eine Pestepidemie. Isaac lässt sich in Woolsthorpe nieder. Hier beginnt er mit dem Studium der Optik, um die Natur des Lichts zu verstehen. Er lernt chromatische Abweichung, enthält Hunderte von Experimenten, die zu Klassikern geworden sind und immer noch in Bildungseinrichtungen eingesetzt werden.

Der studierte Optiker, bekennt sich der Wissenschaftler zunächst Wellennatur des Lichts. Licht in Form von Wellen bewegt sich durch den Äther. Dann gab er diese Theorie auf und erkannte, dass der Äther eine gewisse Viskosität haben muss, die die Bewegung kosmischer Körper verhindern würde, was in der Realität nicht vorkommt.

Mit der Zeit kommt der Wissenschaftler auf die Idee der korpuskularen Natur des Lichts. Er macht Experimente zur Lichtbrechung, zu Reflexions- und Absorptionsprozessen des Spektrums.

Gesetze der Mechanik

Aus Experimenten mit Licht beginnt sich allmählich die Vorstellung des Wissenschaftlers von der Physik der umgebenden Welt zu entwickeln. Es wird die Hauptidee von I. Newton werden. Newton untersucht Materie und die Gesetze ihrer Bewegung im Raum:

1. Dank der Bewegungsforschung kommt er zu dem Schluss, dass sich ein Objekt ohne nennenswerte Einflüsse gleichmäßig und geradlinig im Raum bewegt. Diese Schlussfolgerung wird Newtons erstes Gesetz genannt.
2. Die zweite besagt, dass sich bewegende Körper unter der Wirkung von Kräften, die auf diese Körper wirken, eine Beschleunigung erlangen können. Die Beschleunigung ist direkt proportional zu den auf den Körper wirkenden Kräften und umgekehrt proportional zur Masse. Aus den Konsequenzen dieses Gesetzes ergibt sich das Verständnis der Probleme angewandter Kräfte: welche Art von Kräften sie sind, wie sie wirken, wie sie entstehen.
3. Und schließlich ist das dritte Gesetz das Gesetz der Gegenwirkung. Die Wirkungskraft ist gleich der Reaktionskraft. Mit welcher Kraft ich auf die Wand drücke, mit der gleichen Kraft drückt sie auf mich.

Gesetz der Schwerkraft

Einer der Hauptverdienste von Newton ist die Entdeckung des Gesetzes der universellen Gravitation. Es gibt einen Mythos, dass ein Wissenschaftler im Garten unter einem Apfelbaum saß und ihm ein Apfel auf den Kopf fiel. Dem Wissenschaftler dämmerte: Alle Körper fühlen sich zueinander hingezogen. Fehler auf dem Papier begannen, endlose Formeln und schließlich das Ergebnis - die Anziehungskraft zwischen Körpern ist proportional zu ihrer Masse und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen. Diese Formel erklärte die Bewegung von Planeten und kosmischen Körpern. Viele Physiker begegneten dieser Theorie mit Ablehnung, da ihre Anwendung sehr zweifelhaft erschien.

Arbeiten in Cambridge

Nachdem die Pest abgeklungen war, kehrte Newton nach Cambridge zurück und trat 1668 der mathematischen Fakultät bei. Zu diesem Zeitpunkt war er in engen Kreisen bereits als Autor der Binomialtheorie der Fluxionen - Integralrechnung - bekannt.

Als Lehrer arbeitet er an der Verbesserung des Teleskops – er baut ein Spiegelteleskop. Die Erfindung wurde geschätzt Vertreter der Royal Society of London. Newton erhält eine Einladung, Mitglied zu werden. Er weigert sich jedoch unter dem Vorwand, er habe keine Mitgliedsbeiträge zu zahlen. Er durfte kostenlos Mitglied des Vereins werden.

1869 erkrankte Newtons Mutter schwer an Typhus und wurde bettlägerig. Newton liebte seine Mutter sehr und verbrachte Tage und Nächte am Krankenbett. Er selbst bereitete Medikamente für sie zu, pflegte sie. Die Krankheit schritt jedoch voran und bald darauf starb die Mutter.

Die Mitgliedschaft in der Gesellschaft war für Newton schmerzhaft. Seine Ideen wurden oft als sehr widersprüchlich empfunden, was den Wissenschaftler sehr verärgerte. Das wirkte sich auch auf seine Gesundheit aus. Ständiger Stress und Angst führten zu einer psychischen Störung. 1692 gab es ein Feuer und alle seine Manuskripte und Entwicklungen brannten nieder.

Im selben Jahr wurde Newton schwer krank. Zwei Jahre lang litt er an einer psychischen Störung. Er hörte auf, seine eigenen Werke zu verstehen.

Der ständige Geldmangel und die Einsamkeit verursachten auch seine Krankheit.

1699 wurde Newton zum Superintendenten und Direktor der Münze ernannt. Dies verbesserte die finanzielle Lage des Wissenschaftlers. Und seit 1703 wurde er mit der Vergabe einer Ritterwürde zum Präsidenten der Royal Society of London gewählt.

Veröffentlichte Werke

Wir listen die Hauptwerke des Wissenschaftlers auf, die veröffentlicht wurden:

• „Mathematische Grundlagen der Naturphilosophie“;
• "Optik".

Newtons Privatleben

Newton verbrachte sein ganzes Leben in Einsamkeit. Es gibt keine Hinweise auf seine Partner und Lebenspartner. Es wird angenommen, dass Isaac sein ganzes Leben lang einsam war. Dies beeinflusste natürlich seine sublimierte Umwandlung von sexueller Energie in Kreativität. Aber dieselbe Tatsache diente als Grundlage für seine emotionalen Störungen.

In seinen reifen Jahren verfügte der Wissenschaftler über ein großes finanzielles Vermögen und verteilte sein Geld sehr großzügig an Bedürftige. Er sagte: Wenn Sie Menschen zu Lebzeiten nicht helfen, bedeutet dies, dass Sie noch nie jemandem geholfen haben. Er unterstützte alle seine entfernten Verwandten, spendete Geld an die Gemeinde, in der er einige Zeit aufgewachsen war, vergab individuelle Stipendien für begabte und fähige Studenten (zum Beispiel Maclaurin, einen berühmten Mathematiker).

Zeit seines Lebens war Isaac Newton äußerst bescheiden und schüchtern. Lange veröffentlichte er seine Werke aus diesem Grund nicht. Im Rang eines Münzdirektors war er sehr nachsichtig mit den Angestellten. Nie unhöflich zu Schülern und sie gedemütigt. Obwohl letzterer den Professor oft ärgerte.

Zu seinen Lebzeiten hat Isaac Newton kein Foto gemacht, da die Fotografie zu dieser Zeit noch nicht erfunden war, aber es gibt eine Vielzahl von Porträts des Wissenschaftlers.

Seit 1725 hörte Newton bereits im fortgeschrittenen Alter auf zu arbeiten. 1727 brach in Großbritannien eine neue Pestwelle aus. Newton erkrankt an dieser schrecklichen Krankheit und stirbt. In England arrangiert man Trauer zu Ehren des großen Wissenschaftlers. Er ist in der Westminster Abbey begraben. Auf seinem Grabstein steht die Inschrift: "Lasst die Lebenden sich freuen, dass es in ihrer Welt eine solche Schönheit der menschlichen Rasse gab."