Детская энциклопедия

Меню сайта











Исаак Ньютон

Трудно найти другого человека, который оказал бы столь сильное влияние на историю мировой науки и культуры, как Ньютон.

Известный математик и историк науки Б. Л. Ван-дер-Варден пишет в своей книге «Пробуждающаяся наука»: «Каждый естество­испытатель безусловно согласится, что меха­ника Ньютона есть основа современной физики. Каждый астроном знает, что современная астрономия начинается с Кеплера и Ньютона. И каждый математик знает, что самым значи­тельным и наиболее важным для физики отде­лом современной математики является анализ, в основе которого лежат дифференциальное и интегральное исчисления Ньютона. Следова­тельно, труды Ньютона являются основой огромной части точных наук нашего времени». И не только наук: «Математика и техника влия­ют даже на нашу духовную жизнь, и настолько, что мы редко можем представить это себе пол­ностью. Вслед за необычайным взлетом, кото­рое пережило в XVII веке естествознание, по­следовал неизбежно рационализм XVIII века, обожествление разума, упадок религии... Кто отдает себе отчет в том,— спрашивает автор,— что с исторической точки зрения Ньютон являет­ся самой значительной фигурой XVII века?»

Но, может быть, еще ярче значение Ньютона передает эпиграмма XVIII в.:

Был этот мир глубокой тьмой окутан, Да будет свет! И вот явился Ньютон.

Исаак Ньютон родился в 1643 г. в деревне Вульсторп близ г. Грэнтэма. Отец его был небо­гатым фермером. Жизнь Ньютона совпала с бурными событиями в истории Англии: револю­ция и гражданская война 1640—1648 гг., казнь короля Карла I, правление Кромвеля, рестав­рация Стюартов, вторая «бескровная» рево­люция, установление конституционной монар­хии — вот неполный их перечень, Однако внешне она протекала спокойно и размеренно. Мальчик посещал сначала сельскую школу, а 12 лет его отправили учиться в ближайший город. Директор школы обратил внимание на способного мальчика и уговорил мать Ньютона отправить сына учиться в Кембриджский универ­ситет. Ньютон был принят туда в качестве бед­ного студента, обязанного прислуживать бака­лаврам, магистрам и студентам старших курсов.

В университете Ньютон сразу решил посвя­тить себя физике и математике. Он изучал тру­ды Евклида, Р. Декарта, Дж. Валлиса. Кафедру математики занимал тогда молодой блестящий ученый Исаак Барроу. Он скоро стал не только учителем, но и другом Ньютона, а спустя не­сколько лет уступил своему великому ученику кафедру математики. К этому времени Ньютон получил уже степени бакалавра и магистра, но материальные затруднения не оставили его. Только получение кафедры дало возмож­ность Ньютону продолжить свои научные иссле­дования.

Трудно представить себе всю интенсивность умственной работы молодого ученого. Наибо­лее поразительными в его жизни были 1665— 1667 годы. В это время в Англии свирепствовала чума и Ньютон жил в родном Вульсторпе. Именно здесь, в деревенской тиши, молодой Ньютон сделал почти все свои великие открытия в физике и математике. Уже в это время он открыл закон всемирного тяготения и при­ступил к исследованию с его помощью законов движения планет. Правда, полное подтверж­дение своему открытию Ньютон получил только в 1672 г., когда было проведено более точное измерение градуса меридиана. В те же 1665— 1667 гг. он открыл дисперсию света и начал конструировать зеркальный телескоп-рефлек­тор. В нем впервые получилось четкое изобра­жение предмета, без цветного венчика, который давали все прежние телескопы.

Одновременно Ньютон работал над созда­нием математического аппарата, с помощью ко­торого можно было бы исследовать и выражать законы физики. Такого аппарата еще не было, и каждый ученый придумывал свои методы, обобщая и применяя сделанное еще Архиме­дом. Ньютон первый построил дифференциаль­ное и интегральное исчисления (он назвал его методом флюксий). Это сразу позволило решать самые разнообразные, математические и физические, задачи. До Ньютона многие функ­ции определялись только геометрически, так что к ним невозможно было применять алгебру и новое исчисление флюксий. Ньютон нашел новый общий метод аналитического представ­ления функций — он ввел в математику и на­чал систематически применять бесконечные ряды.

Поясним эту идею Ньютона. Известно, что любое действительное число можно представить десятичной дробью — конечной или бесконеч­ной. Так, например:

 

Это значит, что любое число а можно предста­вить в виде:








где N целая часть, а a1, а2,..., аn,... могут принимать одно из значений 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. По аналогии с таким представлением чисел Ньютон предположил, что любая функция от х, например

может быть представлена как бесконечный многочлен  или ряд, расположенный уже не по степеням





а по степеням х:


где a1, а2, ..., аn,...— коэффициенты, которые каж­дый раз должны быть определены. Примером такого ряда может служить известная нам гео­метрическая прогрессия:



Представление функции с помощью ряда очень удобно. С помощью рядов, как писал Ньютон, «удается преодолеть трудности, в дру­гом виде представляющиеся почти неодоли­мыми».

Ньютон нашел основные приемы разложе­ния функций в ряды и показал, как применять ряды в математических исследованиях. Он на­шел ряды для представления всех известных в то время функций:

 

тригонометри­ческих и обратных тригонометрических функ­ций, показательной функции, логарифма, функ­ций, заданных с помощью алгебраических урав­нений.

Занятия так поглощали Ньютона, что он совершенно забывал об окружающем. Сохра­нилось немало анекдотов о его баснословной рассеянности. А когда Ньютона однажды спро­сили, как он мог решать столь трудные пробле­мы, он ответил: «Постоянным размышлением о них».

Вернувшись в Кембридж, Ньютон изложил письменно свои математические открытия, но не спешил опубликовать их. О части своих ис­следований он рассказывал в лекциях по оп­тике, другая часть была известна математикам только по рукописям Ньютона. Первые чисто ма­тематические работы Ньютона увидели свет толь­ко в 1704 и 1711 гг., самая значительная из них — «Метод флюксий и бесконечных рядов» — была опубликована только после смерти ученого.

В 1672 г. Ньютон был избран членом Лон­донского королевского общества, за конструк­цию телескопа-рефлектора, а с 1703 г. он стано­вится президентом этого общества и остается им до конца жизни.

Еще в 1680 г. Ньютон, уступая настоятель­ным требованиям своих друзей-ученых, при­ступил к работе над книгой «Математические начала натуральной философии», в которой задумал изложить свою систему мира. Работа продолжалась около 5 лет. Об этом периоде жизни Ньютона сохранились записи его сек­ретаря. По его словам, Ньютон был в то время спокойным, приветливым, никогда не впадал в раздражение, почти никуда не выходил из своей комнаты, никогда не садился обедать без многократных напоминаний и чаще всего ел наспех и стоя, спал не более 4 или 5 часов в сутки и каждый час, не посвященный занятиям, считал потерянным. В 1687 г. книга была опубликована. Помимо работы над «Нача­лами», Ньютон много времени посвящал тог­да химическим опытам. Он был великолеп­ным экспериментатором.

По единодушному мнению физиков, в исто­рии естествознания не было более крупного со­бытия, чем появление Ньютоновых «Начал». В нескольких словах трудно передать все ве­личие этой книги. Положив в основу аксиомы движения, которые теперь известны под на­званием трех законов Ньютона, и закон все­мирного тяготения, Ньютон выводит чисто математически все основные известные в то время факты механики земных и небесных тел: законы движения точки и твердого тела, Кеплеровы законы движения планет (Кеплер уста­новил их на основании наблюдений), закон дви­жения Луны, явления приливов и отливов, фор­му орбит комет, строит начала гидродинамики. По выражению Д. И. Менделеева, Ньютоном впервые было показано, что возможно с единой точки зрения «охватить весь механизм мировых явлений — от вращения неподвижных звезд до перемещения химических атомов».

Для построения такой системы в то время не было еще достаточного математического ап­парата, поэтому в начале своей книги Ньютон строит новую математическую теорию — уче­ние о пределах.

«Начала» произвели сильнейшее впечатле­ние на современников, и еще при жизни Нью­тона они издавались 3 раза. Сто лет спустя Ж. Лагранж писал: «Ньютон был величайший гений из всех, когда-либо существовавших, и самый счастливый, ибо только однажды дано человеку открыть систему мира».

Уже будучи президентом Лондонского ко­ролевского общества, Ньютон пишет труды, за­думанные еще в юности. Среди них — «Опти­ка», к которой ученый приложил два замеча­тельных сочинения по математике — «О квад­ратуре кривых» и «Перечисление кривых треть­его порядка». Первое из них посвящено воп­росам дифференциального и интегрального ис­числений, а второе — изучению свойств кри­вых третьего порядка. Все значение этого по­следнего сочинения было понято только в XIX в., когда получила развитие алгебраиче­ская геометрия.

Умер Ньютон в 1727 г. в возрасте 84 лет. Он до последних дней своей жизни не прекращал научных исследовании, как теоретических, так и экспериментальных.

Вот что говорил сам Ньютон о своем твор­честве: «Не знаю, как на меня посмотрит мир, но самому себе я представляюсь мальчиком, играющим на морском берегу и приходящим в восхищение, когда ему удается порой найти более гладкий, нежели обыкновенно, камушек или красивую раковину; между тем громадный океан сокровенной истины простирается пере­до мною».





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016