Что открыл Исаак Ньютон?
Исаак Ньютон создал много важных законов, которые внесли существенный вклад в развитие современной науки.
Три закона движения Ньютона
Самая важная работа ученого была написана в 1687 году. Она называлась «Математические начала натуральной философии». В этом труде описывалась база классической механики, которая внесла большой вклад в развитие физики.
Исаак Ньютон придумал 3 закона движения. Они были сформулированы на основе законов планетарного движения, которые разработал Иоганн Кеплер. Законы Ньютона звучали так:
- Объект в спокойном состоянии будет оставаться в покое до того момента, как на него повлияет сила, которая не имеет баланса. Объект в движении будет перемещаться с той же скоростью и в таком же направлении, если не столкнется с несбалансированной силой.
- Ускорение проявляется в момент влияния силы на массу. Чем больше масса, тем большее количество силы понадобится.
- Для каждого действия существует такое же противодействие.
Универсальная гравитация
Важным достижением Ньютона считается закон всемирного тяготения. Он установил, что каждая точка массы притягивает другую силу, которая направлена вдоль линии, пересекающей две точки. Законы гравитации позволяют измерять траектории комет, равноденствий, приливов и других явлений.
Всем известна легенда, что Ньютон придумал законы гравитации благодаря яблоку, которое упало ему на голову. Многие люди считают, что эта история является шуточной, а ученый придумал формулу другим способом. Однако в пользу этого рассказа говорят и записи в дневнике Ньютона. Также это подтверждают пересказы современников ученого.
Форма Земли
Ученый считал, что планета Земля образовалась в форме сплющенного сфероида. Впоследствии догадка не нашла подтверждения. Но во времена Ньютона эта информация имела особое значение. Она помогла перевести основную часть научного сообщества с системы Декарта на механику Ньютона.
Оптика
В 1666 году Ньютон все больше внимания уделял оптике. При этом вначале он занимался изучением характеристик света, которые измерял через призму. С 1670 по 1672 год ученый посвятил себя исследованию рефракции света. При этом Исаак демонстрировал, как цветной спектр перестраивается в одиночный белый свет посредством линзы или еще одной призмы.
Абсолютная температура
Этот показатель также называют термодинамической температурой. Это связано с тем, что речь идет о законе термодинамики. Именно он дает определение температуры. Согласно этой теории, температура тела служит для изменения кинетической энергии частиц веществ, из которых оно состоит
Важно учитывать, что капли материи имеют значительно больше энергии по сравнению с обыкновенной кинетической энергией атомов в блоке
Реликтовое излучение
Этим термином называют фоновое свечение Большого Взрыва. Его изучение имеет большое значение, поскольку это подтверждает тот факт, что событие действительно имело место.
Звук
Ньютон первым придумал вывод о скорости звука в газе. При этом его заключение основывалось на законе Бойля-Мариотта.
Солнечная энергия
В своей фундаментальной работе Ньютон высказал и доказал правильное предположение, что комета обладает твердым ядром. Его испарение под воздействием солнечной энергии формирует обширный хвост. При этом он всегда направляется в сторону, которая противоположна Солнцу.
Тепловая передача
Ньютон посвятил много внимания вопросам тепловой передачи. В результате ему удалось сформулировать важный закон, который получил название Ньютона-Рихмана.
Теорема Бинома
Бином Ньютона представляет собой формулу, которая используется для разложения целой неотрицательной степени суммы двух переменных на отдельные слагаемые. Причем этой формулой пользовались еще индийские и исламские математики.
Однако Ньютон вывел формулу для более общего случая, когда показатели степени представляют собой производное действительное или даже комплексное число. В таком случае бином – это бесконечный ряд.
Ньютон по праву считается величайшим ученым, который сделал много важных открытий. Самыми главными достижениями исследователя считаются сформулированные им физические законы, которые стали основой для последующего развития науки.
Научная деятельность
Ближе к Рождеству 1664 года на домах Лондона появились красные отметины — метки чумы. Через полгода эпидемия разрослась, и занятия в Тринити-колледже отменили, персонал распустили по домам. Исаак Ньютон поехал домой, забрав с собой книги, тетради и приборы. Для всей страны это был непростой период: болезни, война, Великий пожар в Лондоне.
Но в это время ученый сделал несколько важных открытий. К примеру, проведя оптические эксперименты, он выяснил, что белый цвет — это смесь цветов спектра. Самым знаменитым стало открытие закона всемирного тяготения. Как гласит легенда, в обычный летний день ученый сидел под яблоней и размышлял, когда неожиданно упало яблоко. Ньютон стал думать: «Почему яблоки всегда падают перпендикулярно земле?»
Впервые это упомянул в биографии Ньютона Уильям Стьюкли, хотя на самом деле ученый развивал теорию всемирного тяготения постепенно. Полноценная версия закона появилась позже, когда ученый разобрался с законами механики.
В 1669 году на континенте появились математические труды, которые использовали разложения в бесконечные ряды. Ньютон тоже работал над этой темой, но гораздо глубже проработал ее. Исаак Барроу посоветовал ему опубликовать труд, чтобы зафиксировать за собой приоритет в этой задаче. Молодой ученый последовал совету и создал «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов». Работа стала известна не только в Англии, но и за ее пределами.
В том же году Барроу покинул пост профессора математики и оптики, став придворным капелланом. На его место пришел Исаак, которому в наследство досталась приличная лаборатория алхимии. Ньютон серьезно увлекся химическими экспериментами, но не оставлял оптику. Профессор создал телескоп-рефлектор по идее Джеймса Грегори. Устройство могло увеличивать предмет изучения в 40 раз в хорошем качестве.
Слухи о новом приборе быстро дошли до столицы, и Ньютон был приглашен на демонстрацию прибора. Общество восторгалось инструментом, к ученому пришла слава. Профессора избрали членом Королевского общества.
Помимо него, там состояли такие крупные ученые:
- Джеймс Грегори.
- Джон Уоллис.
- Роберт Гук.
- Кристофер Рен и другие.
Ранее на эту же тему был издан труд Гука, который заявил, что результаты Ньютона не впечатляют. Его поддержали Гюйгенс и другие ученые. Исаак Ньютон встал перед выбором: либо печататься дальше и не отвечать на критику, либо «отражать дилетантские нападки». Он все-таки кратко ответил им лишь через полгода.
В 1673 году в Тринити-колледж вернулся Барроу, что не могло не обрадовать ученого. Еще на математические работы Ньютона заинтересовали Лейбница, который позже развил собственную версию анализа. Генри Ольденбург, который в то время был секретарем Королевского общества, рекомендовал Ньютону опубликовать свою версию, опередив Лейбница, но тот отказался. Ньютоновская версия появилась лишь в 1693 году, когда анализ его оппонента уже был известен всей Европе. На этой почве у них был спор.
Университет, чума и открытия
В 1661 году парень успешно прошёл экзамен с латыни, и его зачислили в колледж Святой Троицы при Кембриджском университете как студента, который вместо оплаты за учёбу выполняет разные поручение и работы на благо альма матер.
Поскольку жизнь в Англии в те годы была весьма тяжёлой, то не лучшим делом обстояли дела и в Кембридже. Биографы сходятся на мысли, что именно годы в колледже закалили характер учёного и его желание доходить до сути предмета собственными усилиями. Через три года он уже добился стипендии.
В 1664 году одним из преподавателей Ньютона стал Исаак Барроу, который привил ему любовь к математике. В те годы Ньютон делает своё первое открытие в математике, известное сейчас как Бином Ньютона.
Через несколько месяцев учёбу в Кембридже прекратили из-за эпидемии чумы, которая разрасталась в Англии. Ньютон вернулся домой, где продолжал свои научные труды. Именно в те годы он начал разрабатывать закон, который со времен получил имя Ньютона-Лейбница; в родном доме он открыл, что белый цвет — не что иное, как смесь всех цветов, и назвал явление «спектром». Тогда же он открыл свой известный закон всемирного тяготения.
То, что было чертой Ньютоновского характера, и было не слишком полезно для науки — это его излишняя скромность. Некоторые свои исследования он публиковал лишь через 20-30 лет после их открытий. Некоторые нашлись спустя три столетия после его смерти.
В 1667 Ньютон вернулся в колледж, а через год стал магистром, его пригласили поработать преподавателем. Но читать лекции Исааку было не слишком по душе, да и особенной популярностью среди учеников он не пользовался.
В 1669 году разные математики начали публиковать свои варианты разложений в бесконечные ряды. Несмотря на то, что Ньютон разработал свою теорию на эту тему уже много лет назад, он её нигде не публиковал. Опять-таки из-за скромности. Но его бывший преподаватель, а теперь уже и друг Барроу уговорил Исаака. И тот написал «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов», где изложил коротко и по сути свои открытия. И хотя Ньютон просил не называть своего имени, Барроу не удержался. Так о Ньютоне впервые узнали ученые всего мира.
В этом же году он переходит на место Барроу и становится профессором математики и оптики в колледже Святой Троицы. А поскольку Барроу оставил ему свою лабораторию, Исаак увлекается алхимией и проводит много опытов на эту тему. Но не оставил он и исследование со светом. Так, он разработал свой первый телескоп-рефлектор, который давал увеличение в 40 раз. Новой разработкой заинтересовались при дворе короля, и после презентации перед учёными, механизм оценили как революционный и очень необходимый, особенно для мореплавателей. А Ньютона в 1672 году приняли в Королевское научное общество. Но уже после первой полемики о спектре, Исаак решил покинуть организацию — его утомляли споры и дискуссии, он привык работать в одиночку и без лишней суеты. Его едва удалось уговорить остаться в Королевском обществе, но контакты с ними у учёного стали минимальными.
Биография Исаака Ньютона (1642-1727 гг.)
Краткая биография:
Имя: Исаак Ньютон
Дата рождения: 25 декабря 1642 г.
Дата смерти:20 марта 1726 г.
Образование: Кембриджский университет
Место рождения: Вулсторп, Линкольншир, Королевство Англия
Место смерти: Кенсингтон, Мидлсекс, Англия, Королевство Великобритания
Исаак Ньютон – английский астроном, физик, математик: биография с фото, идеи и классическая физика Ньютона, закон всемирного тяготения, три закона движения.
Сэр Исаак Ньютон был английским физиком и математиком из бедной фермерской семьи. Его краткая биография началась 25 декабря в 1642 году в Вулсторпе вблизи Грэнтэма в Линкольншире. Ньютон был бедным фермером и в конечном итоге его отослали в Тринити-колледж в Кембриджский университет для обучения в качестве проповедника. Обучаясь в Кембридже, Ньютон преследовал свои личные интересы и изучал философию и математику. Он получил степень бакалавра в 1665 году и позже был вынужден покинуть Кембридж, поскольку его закрыли из-за чумы. Он вернулся в 1667 году и был принят в братство. Исаак Ньютон получил степень магистра в 1668 году.
Ньютон считается одним из величайших ученых в истории. По ходу своей краткой биографии он сделал весомые вложения во многие отрасли современных наук. К сожалению, известная история Ньютона и яблока во многом основана на вымысле, нежели на реальных событиях. Его открытия и теории заложили фундамент для дальнейшего прогресса в науке с тех времен. Ньютон был одним из создателей математического раздела, который именовали как исчисление. Он также раскрыл загадку света и оптики, сформулировал три закона движения и с их помощью создал закон всемирного тяготения. Законы движения Ньютона являются одними из самых основополагающих природных законов в классической механике. В 1686 году Ньютон описал собственные открытия в его книге Principia Mathematica. Три закона движения Ньютона, в объединении, лежат в основе всех взаимодействий силы, материи и движения, помимо тех, которые включают релятивность и квантовые эффекты.
Первый закон движения Ньютона – это Закон Инерции. Если сказать кратко, он заключается в том, что объект в состоянии покоя имеет тенденцию оставаться в таком состоянии, пока на него не влияет внешняя сила.
Второй закон движения Ньютона гласит о том, что существует связь между несбалансированными силами, воздействующими на определенный объект. В результате, объект ускоряется. (Иными словами, сила равняется массе, умноженной на ускорение либо F = ma).
Третий закон движения Ньютона, также именуемый как принцип действия и реакции, описывает то, что абсолютно для каждого действия существует равноценная ему ответная реакция. После тяжелого нервного срыва в 1693 году, Ньютон отошел от собственных изучений для поиска поста губернатора в Лондоне. В 1696 году он стал ректором Королевского монетного двора. В 1708 году Ньютон был избран Королевой Анной. Он является первым ученым, настолько почтенным за свою работу. С этого момента он был известен как сэр Исаак Ньютон. Ученый посвятил большую часть своего времени теологии. Он написал большое количество пророчеств и предсказаний насчет предметов, которые были ему интересны. В 1703 году он был выбран на пост президента Королевского сообщества и был переизбран каждый год вплоть до своей смерти 20 марта 1727 года.
Исаак Ньютон: краткая биография
Исаака Ньютона считают величайшим светилом научного мира. Он прославился в физике и математике, открыл закон гравитации, движения и исчисления. И это кроме основной деятельности.
Родившись в семье неграмотных крестьян, он собственным умом постиг тайны Вселенной, стал одним из создателей классической физики. Отличался скрытностью и замкнутым характером, некоторые свои открытия он так и не продемонстрировал своим современникам.
Детские и юные годы
Исаак Ньютон появился на свет 4 января 1643 года в деревне Вулсторп, находящейся на территории английского графства Линкольншир. Он родился в семье небедного фермера Исаака Ньютона-старшего, который умер еще до рождения сына. Мальчик родился недоношенным в самый канун Рождества, и потом считал это хорошей приметой.
После смерти отца, матери будущего ученого досталось несколько сотен акров земли и 500 фунтов стерлингов, что на тот момент составляло немалую сумму. В скором времени Анна Эйскоу вновь вступила в брак
Ее избранником стал 63-летний мужчина, которому она родила троих детей, так что Исаак был обделен вниманием мамы, поскольку та заботилась о своих младших детях
В результате, воспитанием Ньютона занималась его бабушка, а позже и его дядя Уильям Эйскоу. В тот период мальчик предпочитал находиться в одиночестве. Он был весьма молчалив и замкнут. В свободное время Исаак любил читать книги, а также конструировать различные игрушки, включая водяные часы и ветряную мельницу.
Когда Ньютону было около 10 лет скончался его отчим. Спустя пару лет он поступил на обучение в Грэнтемскую школу. Незаурядные способности будущего ученого обнаружились именно там. Мальчик получал высокие отметки по всем дисциплинам. Кроме этого он пробовал сочинять стихи, продолжая при этом читать разную литературу.
В 1659 году, по настоянию матери, Ньютон был вынужден вернуться домой, чтобы вести фермерское хозяйство. Однако Исаак с неохотой брался за физическую работу, предпочитая ей все то же чтение книг и конструирование различных механизмов.
Школьный учитель Исаака мистер Стокс, его дядя Уильям Эйскоу и знакомый Хэмфри Бабингтон, смогли уговорить Анну разрешить талантливому юноше продолжить учебу. Благодаря этому парень смог успешно окончить школу в 1661 году и поступить в Тринити-колледж Кембриджского университета.
Обучение в Кембридже
Как студент Исаак находился в статусе «сайзер» – это человек, который учится бесплатно, но за это задействуется в разноплановых работах, в том числе и в помощи обеспеченным студентам. И хотя такое положение дел вызывало у него раздражение, ради учебы он был готов выполнять любые просьбы.
Студентов обучали философии и естествознанию по трудам Аристотеля, несмотря на то, что к тому времени уже были известны открытия Галилея, Коперника и Кеплера. В связи с этим, Ньютон занимался самообразованием, его интересовали математика, физика, оптика, астрономия и теория музыки. Исаак настолько много работал, что часто недоедал и недосыпал.
Весной 1663 года на новой, математической кафедре начались лекции Исаака Барроу. Известный математик и крупный ученый позже стал близким другом Ньютона. Именно благодаря ему у студента возрос интерес к математике.
Создание великой работы Математические основы натуральной философии
Конец 70-х годов принес в жизнь Ньютона очень много потерь. Смерть Барроу. Смена руководящей верхушки Королевского общества, которые стали относиться к ученому с явной неприязнью. Пожар в собственном доме, где погибло очень много важных рукописных работ. И в 1779 году болезнь матери, повлекшая ее смерть.
Но даже при таком количестве смертей близких ему людей, Ньютон не останавливал своей работы. Это позволило ему закончить свою известную работу «Математические основы натуральной философии». Работа над рукописью продолжалась в период с 1682 по 1684 гг. В своем труде Ньютон впервые сформулировал закон всемирного тяготения и объяснил принцип движения планет. В своей работе он дал основные понятия и определения в механики, ввел новые физические величины. Вывел три главных закона механики, которые получили его имя. Подробно описал орбиты планет и звезд, а также дал объяснения приливам и отливам. Многие из них на тот момент еще не были известны.
Вопреки ранним убеждениям и под влиянием своих коллег, он решил опубликовать данный труд. Но деньги Королевского общества ушли непонятно куда, и публиковать работу было не на что. Здесь молодому ученому помог Галлей, который нашел денежные средства для выпуска рукописи. И вот, в 1687 на свет появилось огромное трехтомное издание, тираж которого составлял три тысячи тиражей. Книга моментально разошлась и ее пришлось переиздавать еще дважды при жизни ученого.
Биография
Великий ученый имеет достаточно интересную биографию. Будущий математик получил хорошее образование, которое позволило ему сделать много важных открытий.
Происхождение и детство
Исаак Ньютон родился в 1642 году. Будущий ученый появился на свет в деревне Вулсторп, расположенной в графстве Линкольншир. Мальчик с детства был достаточно хилым и слабеньким. Тем не менее, он выжил и умер в почтенном для тех времен возрасте – в 84 года.
Отец мальчика скончался незадолго до его рождения. При жизни он был успешным фермером. Потому после смерти оставил много земли и приличную сумму денег. Мать Исаака в скором времени опять вышла замуж и родила еще троих детей. Женщина посвящала больше времени малышам, потому воспитанием будущего гения вначале занималась бабушка, а затем дядя.
В детские годы Ньютон занимался живописью и поэзией. Он увлекался созданием бумажных змеев и делал первые изобретения. При этом мальчик был весьма болезненным и необщительным. Все свободное время Исаак посвящал своим увлечениям.
Школа
Когда мальчику исполнилось 12 лет, он начал учиться в Грэнтемской школе. Именно там и проявились выдающиеся умственные способности мальчика. В 1659 году мать настояла, чтобы парень вернулся домой и занялся фермерством. Однако благодаря усилиям учителей, которые смогли разглядеть гениальность мальчика, он вернулся в школу.
Колледж
В 1661 году юноша приступил к обучению в Кембридже. В 1664 году Исаак успешно сдал экзамены и получил более высокую студенческую степень. В период обучения он посвящал много времени изучению трудов Коперник и Галилея. Также парня интересовала атомистическая теория Гассенди.
В период обучения в колледже будущий ученый придумал свой главный математический метод, а именно – разложение функции в бесконечный ряд. По результатам обучения Ньютон получил степень бакалавра.
Дорога к науке
Во времена Ньютона система образования в Кембридже была средневековой. В тот период студенты занимались изучением астрономии Аристотеля, однако работы Коперника или Галилея не упоминались. Тем не менее, будущий ученый уже тогда интересовался новыми разработками, хотя астрономия была не единственной сферой его интересов.
В тот же период он стал увлекаться математикой, оптикой, фонетикой. Также Исаак занимался изучением теории музыки. Важным документом того периода считается список научных проблем, которые, по мнению будущего ученого, требовалось решать.
Исаак кратко обозначил то, чем исследователи впоследствии занимались 2 столетия. В список входило больше 40 пунктов. Покровителем Ньютона был известный ученый Барроу, который преимущественно занимался математикой и сразу смог оценить способности юноши. Также исследователь одобрил первое открытие Ньютона, которое стало основой нового математического метода. При этом молодой ученый получил степень бакалавра.
Затем Исаак начал разработку своей основной теории, а именно – закона всемирного тяготения. При этом молодой ученый обобщил информацию своих предшественников. Среди них стоит выделить Декарта, Галилея и Кеплера. При этом в 1665 году ученый вынужден был остановить свои изыскания, поскольку в Англии разгорелась эпидемия чумы. Именно тогда Исаак решил вернуться в Линкольншир. Чтобы продолжать работу, Ньютон взять с собой книги и инструменты.
В тот период он направил свою деятельность на открытие секретов оптики. Исследователь пытался определить, как устранить хроматическую аберрацию линзовых телескопов. Благодаря этому ученый пришел к изучению дисперсии. Суть опытов Исаака заключалась в познании физической природы света. При этом многие из экспериментов ученого по сей день проводят в образовательных учреждениях.
В результате своих работ Ньютону удалось создать корпускулярную модель света. Конечно, она не могла претендовать на полную объективность, но стала основой классической физики. Без этой теории не смогли бы появиться и современные знания о физических явлениях.
Приблизительно тогда же Исаак стал автором своего наиболее известного открытия – закона всемирного тяготения. Но исследования были опубликованы на десятки лет позже, поскольку ученый не стремился прославиться.
В тот же период исследователь придумал телескоп-рефлектор, который позволил ему стать членом королевского общества. Созданное Ньютоном приспособление позволяло делать много астрономических открытий.
Детство и юность
Будущий ученый родился 25 декабря 1642 г. по юлианскому календарю (4 января 1643 г. по григорианскому) в двухэтажном доме в английской деревушке Вулсторп. Младенец увидел свет раньше срока и был слабеньким. Однако мальчик не только выжил, но вырос довольно крепким мужчиной, прожившим долгую и продуктивную жизнь. Сам Ньютон рассматривал свое рождение в Рождество как особый знак.
Исаак в детстве
Отцом Ньютона был зажиточный фермер. До момента рождения сына он не дожил, и малыша назвали в его честь Исааком. Отец будущего ученого оставил после себя две маленькие фермы, довольно много плодородной земли и крупную денежную сумму. Исаак считал, что ведет происхождение от шотландских дворян, но современные историки полагают, что предками знаменитого ученого были обычные крестьяне.
Мать английского гения – Анна Эйскоу, когда мальчику исполнилось три года, вновь вышла замуж. После венчания она переехала в дом мужа – священника Барнабаса Смита, от которого у нее родилось еще трое детей, поручив сына заботам бабушки – Марджери Эйскоу. Мальчик рос молчаливым и замкнутым, проводя время за чтением и игрой с механизмами. Всю жизнь Исаак Ньютон чувствовал себя одиноким, избегал тесных эмоциональных контактов, был способен на вспышки гнева.
В 1655 г. 12-летнего Исаака отправили в школу, находившуюся в близлежащем городе Грантем. Мальчик около 6 лет прожил в доме местного аптекаря Кларка, где и увлекся химией. В школьных занятиях Ньютон сначала отставал (видимо по причине отсутствия к ним интереса), но затем выказал блестящие способности.
В 1659 г. мать вызвала его домой, намереваясь переложить на подросшего сына часть фермерских дел. Однако Исаака не интересовала продажа сельскохозяйственных продуктов (каждую субботу мать посылала его на рынок), юноша предпочитал проводить время за книгами и конструированием хитроумных устройств (еще совсем юным он построил модель ветряной мельницы, разновидность самоката, солнечные и водяные часы). Вскоре директор школы Джон Стокс и дядя Ньютона священник Уильям Эйскоу начали уговаривать Анну не бросать обучение ее талантливого сына. Им удалось добиться успеха – 8 июля 1661 г. завершивший школьное образование Ньютон стал студентом колледжа св. Троицы (Тринити-колледжа) Кембриджского университета, из которого выпустился в 1665 г. со степенью бакалавра.
В молодости
Как Ньютон вошел в королевское общество в 1672
В 1660 году в Англии было создано Лондонское королевское общество по развитию знаний о природе. В своей работе эта организация опиралась на эксперименты и расчеты, которые служили доказательством того или иного явления или закона. Простого бездоказательного мнения даже самых авторитетных ученых теперь было недостаточно. Многие называли эту организацию Академией наук. В нее входили такие известные ученые как Бойль, Рен и многие другие.
В 1672 году Ньютон также стал членом Академии наук. Известность пришла к нему после изобретения новой схемы работы телескопа. Попытки создать телескоп были и ранее, но они были безуспешны. Первая рабочая модель произвела полный фурор на короля и присутствовавших ученых. У Исаака появились новые влиятельные друзья и знакомые, которые имели прямое отношение к науке и уде добились много.
Но как бывает в ученой среде, постоянные ссоры и обсуждения не только работ коллег, но и самого Ньютона очень раздражали его. Молодой ученый несколько раз пытался покинуть Академию, но его уговорили остаться. Однако, выпускать свои труды в печатном виде он все-таки отказался.
Научные работы в области математики
Работы Исаака Ньютона в области математики и физики принесли грандиозную пользу для дальнейшего развития этих наук. В математике появились новые методы аналитики. Физики получили возможность строить модели процессов и явлений, происходящих в природе, описывать их с помощью математических алгоритмов.
Учась в университете Кембриджа, Ньютон работал над новыми открытиями в области математики:
- классифицировал кривые третьего порядка;
- предложил формулу для разложения целой неотрицательной произвольной степени суммы двух переменных. В дальнейшем, полученная формула стала основой для работы над теорией бесконечных рядов. Это открытие стало фундаментальным и универсальным методом в области математического анализа.
Для того, чтобы провести анализ функций, Ньютон активно пользовался методом разложения в ряд. Мастерство ученого с легкостью помогало ему в решении сложных дифференциальных уравнений. Исследование поведения функции теперь занимало гораздо меньше времени и сил.
Параллельно с Лейбницом, Ньютон занимался изучением дифференциального и интегрального исчисления и опубликовал независимо от него свои работы.
Исаак очень глубоко погружался в исследование разных методов, плотно работал над ними и открывал новые возможности.
В 1704 году вышла дополнительная работа Ньютона “О квадратуре кривых”. В ней ученый достаточно подробно излагает принципы анализа, рассказывает о производных высших порядков. Указывает значения интегралов функций и приводит примеры решения задач дифференциалов 1-го порядка. Это первый научный труд, который стал доступен широкому кругу людей и пошел в массы.
1707 год знаменит тем, что ученый выпускает свой труд “Универсальная арифметика”. В этой книге Ньютон приводит примеры численных методов решения задач. Например, он рассказывает об упрощенном методе нахождения корней уравнения. Этот метод имеет большую точность по сравнению с аналогичными.
Законы динамики
Динамика рассматривает силы, влияющие на движение движущихся объектов и систем, в основе динамики лежат законы движения Ньютона. Эти законы являются примером широты и простоты принципов, по которым работает природа.
Они также являются универсальными законами в том смысле, что они применимы к аналогичным ситуациям на Земле, а также в космосе. Изучение движения — это кинематика, но кинематика описывает только то, как движутся объекты: их скорость и их ускорение.
Развитие законов Ньютона знаменует собой переход от эпохи Возрождения к современности, этот переход характеризовался революционным изменением взглядов людей на физическую вселенную.
На протяжении многих веков естествоиспытатели обсуждали природу Вселенной, в основном полагаясь на определенные правила логики, при этом большое значение придавалось мыслям более ранних классических философов, таких как Аристотель (384–322 до н. э.). Среди многих великих мыслителей, внесших свой вклад в это изменение, были Ньютон и Галилей.
Галилей сыграл важную роль в создании наблюдение как абсолютный определитель истины, а не «логический» аргумент
Использование Галилеем телескопа было его самым заметным достижением в демонстрации важности наблюдений. Он открыл спутники, вращающиеся вокруг Земли
Планета Юпитер и сделал другие наблюдения, несовместимые с некоторыми древними идеями и религиозными догмами.
По этой причине и за то, как он обращался с власть имущими, Галилей был осужден инквизицией и наказан. Последние годы своей жизни он провел под домашним арестом.
Поскольку другие до Галилея также делали открытия, наблюдая за природой Вселенной, и поскольку повторные наблюдения подтвердили Галилея, его работу нельзя было замалчивать или отрицать, после его смерти все его работы были проверены другими, а его идеи в конечном итоге были приняты церкви и научных кругов.
14 главных открытий Исаака Ньютона
Одним из популярных изречений Ньютона является: «В философии не может быть государя, кроме истины… Мы должны поставить памятники из золота Кеплеру, Галилею, Декарту и на каждом написать: «Платон – друг, Аристотель – друг, но главный друг – истина».
Ниже приведены основные открытия, которые прославили Ньютона и сделали его всемирно известным ученым.
1) Бином Ньютона.
Сегодня каждый знает формулу разложения многочлена (a+b)n. Для того, чтобы избежать ошибок в коэффициентах и применяется формула разложения или бином Ньютона.
Исаак вывел эту формулу в 21 год, когда был студентом
Благодаря этой формуле, Ньютон в дальнейшем сделал еще одно важное открытие – разложение функции в бесконечный ряд
2) Алгебраическая кривая 3-го порядка.
Благодаря Ньютону кривые получили классификацию по классу, роду и типу. Доказал, что любая алгебраическая кривая имеет систему координат и будет иметь вид согласно его классификации.
3) Дифференциальное и интегральное исчисления.
Ньютон показал, как раскладывать функции в степенные ряды. Ему принадлежит создание таблицы интегралов. Она встречается во многих математических учебниках и представлена в первозданном виде.
4) Метод Ньютона.
Известен как метод касательных и позволяет находить корень заданной функции.
5) Теория цветов.
В 22 года молодому ученому удалось то, что не смог никто. Он разложил белый свет с помощью призмы на спектр: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, сидит, фиолетовый. Свои опыты и объяснения он изложил в научном труде «Оптика», которая является основой для развития современной оптической науки.
6) Закон всемирного тяготения.
Многие ученые, например Декарт и Эпикур, высказывались о существовании сил тяготения, но они не могли связать их и как-то выразить математически. Ньютон выразил это с помощью формулы. Он связал силу тяготения и законы движения планет Кеплера. Исаак первый догадался о наличии гравитации между телами, движущимися во Вселенной. Его открытие стало основой для дальнейшего появления небесной механики.
7) Первый закон Ньютона.
Он лег в основу классической механики и описывающий движение тела по инерции, когда на тело не оказывают действие другие тела.
Второй закон Ньютона.
Описывает связь между силой, приложенной к телу и ускорением.
9) Третий закон Ньютона.
Описывает взаимодействие двух тел между собой и утверждает, что сила действия равна силе противодействия. Сила возникает в результате взаимодействия тел. Благодаря этому закону появился закон сохранения импульса. Как бы тела не взаимодействовали друг с другом, они не изменят суммарный импульс. Наука, основанная на трех законах Ньютона, описывает движения объектов со скоростями от миллиметров в секунду до километров в секунду.
10) Рефлектор.
Это оптический телескоп, дававший 40 кратное увеличение высокого разрешения. В качестве собирательного элемента Ньютон применил зеркало. Благодаря этому изобретению он стал членом Королевского общества и признание своих трудов. Эти устройства дорабатывались и совершенствовались. Их применяли для исследования ночного неба. С помощью одного из этих устройств был открыт Уран.
11) Масса.
Ньютон ввел понятие массы. Она стала мерой количества вещества, заменив понятие вес.
12) Маятник или колыбель Ньютона.
Шарики подвешивались на нитях в одной плоскости. Один из них отпускали, он ударялся о систему шариков и передавал свою энергию другому шарику. Сейчас очень часто можно встретить это устройство как украшение рабочего стола. Ньютон же показал, каким образом кинетическая энергия превращается в потенциальную и наоборот.
13) Интерполяционные формулы.
Применяются для нахождения средних значений величины с учетом дискретного набора известных значений.
14) Универсальная арифметика.
Работа, посвященная алгебре, была опубликована в 1707 году. Этот труд лег в основу дальнейшего развития науки. Он описал формулировки основных теорем алгебры и обобщил теорему Декарта.
Ньютон открыл обобщенную теорему Бинома в 1665 году
Исааку Ньютону приписывают открытие обобщенной теоремы о биномах, действительной для любого рационального показателя, в 1665 году. Она еще широко используется в математике. Помимо теоремы о биноме, вклад Ньютона в математику включает в себя обнаружение тождеств Ньютона, которые находят применение во многих областях математики, включая теорию Галуа, теорию инвариантов, теорию групп и комбинаторику. Метод Ньютона, который можно использовать для нахождения минимума или максимума функции, быстро находит обратную величину числа и решает трансцендентные уравнения и вносит существенный вклад в изучение степенных рядов и теории конечных разностей.