metrika
Великие Люди в Истории

Исаак Ньютон (1642–1726)

На статуе Ньютона в Тринити-колледже Кембриджского университета можно прочесть строки древнеримского поэта и философа Лукреция: «Разумом он предвосхитил род человеческий». Эти слова прекрасно передают восхищение потомков гением Ньютона.

Ньютон – один из основоположников современной физики. Обобщив все, что было сделано до него в физике начиная с Аристотеля, он сумел заложить фундамент классической физики – науки, которая не подверглась изменениям и дополнениям вплоть до начала XX века, когда теория относительности и квантовая механика обозначили границы ее применения.

Ньютон сформулировал основные законы механики и был фактическим создателем единой физической программы описания всех физических явлений на базе механики. Ученый открыл закон всемирного тяготения, объяснил движение планет вокруг Солнца и Луны вокруг Земли, а также приливы в океанах, заложил основы механики сплошных сред, акустики и физической оптики.

Исаак Ньютон родился 24 декабря 1642 года в деревушке Вульсторп в Линкольншире. Семья Ньютонов принадлежала к числу фермеров средней руки. Его отец умер еще до рождения сына.

i_046.jpg

Когда Исаак подрос, его устроили в начальную школу. По достижении двенадцатилетнего возраста мальчик начал посещать общественную школу в Грантэме.

Исаак особенно углубленно занимался математикой. 5 июня 1660 года Ньютона приняли в Кембриджский университет. Судя по книгам университета, в 1661 году он был «субсайзером». Так назывались бедные студенты, не имевшие средств платить за учение и еще недостаточно подготовленные к слушанию настоящего университетского курса. Они посещали некоторые лекции и вместе с тем должны были прислуживать более богатым. Только в 1664 году Ньютон стал настоящим студентом, а в 1665 году он получил степень бакалавра изящных искусств (словесных наук).

В 1666 году в Кембридже появилась какая-то эпидемия, которую по тогдашнему обычаю сочли чумой, и Ньютон удалился в свой Вульсторп. Здесь, в деревенской тиши, не имея под рукой ни книг, ни приборов, живя почти отшельнической жизнью, двадцатичетырехлетний Ньютон предался глубоким философским размышлениям. Плодом их было гениальнейшее из его открытий – учение о всемирном тяготении.

Ньютон никогда не мог бы сформулировать и доказать свою гениальную идею, если бы не обладал могущественным математическим методом, которого не знал ни английский естествоиспытатель Роберт Гук, ни кто-либо иной из предшественников Ньютона – это анализ бесконечно малых величин, известный теперь под именем дифференциального и интегрального исчислений. Задолго до Ньютона многие философы и математики занимались вопросом о бесконечно малых, но ограничились лишь самыми элементарными выводами.

В 1669 году Ньютон уже был профессором математики университета, унаследовав кафедру, которой руководил знаменитый математик того времени Исаак Барроу. Именно там Ньютон совершил свое первое крупное открытие. Почти одновременно с немецким математиком Лейбницем он создал важнейшие разделы математики – дифференциальное и интегральное исчисления. Но открытия английского ученого касались не только математики. Ньютон создал свой метод, опираясь на прежние открытия, сделанные им в области анализа, но в самом главном вопросе он обратился к помощи геометрии и механики.

В Кембридже Ньютон занялся научной и преподавательской деятельностью: с 1669 по 1671 год он читал лекции, в которых излагал свои главные открытия относительно анализа световых лучей. В то же время он продолжал работать над усовершенствованием оптических зеркал.

После открытий, сделанных им относительно разложения световых лучей, он оставил мысль об усовершенствовании преломляющих телескопов и взялся за шлифовку вогнутых зеркал. В результате Ньютон создал первый отражательный телескоп.

В конце 1670 года Ньютон был избран в члены Лондонского королевского общества. В 1673 году на заседании общества Ньютон зачитывает научную статью «Новая теория света и цветов», в котором изложены его гениальные экспериментальные исследования по дисперсии света. Его совершенно новая теория о цветах, построенная на основе убедительных экспериментов, полностью отвергла старые воззрения о свете и цвете, идущие еще от Аристотеля.

Согласно этим воззрениям, разные цвета объяснялись различными пропорциями между светом и тенью, взаимодействием света с веществом. Ньютон первым показал, что реально существуют монохроматические лучи разной цветности и при помощи призмы белый цвет можно разложить на составляющие его цвета.

Ньютон показал, что сила, заставляющая тела падать на Землю, оказалась совершенно равной той, которая управляет движением Луны. Этот вывод был для ученого высочайшим торжеством. Теперь вполне оправдались его слова: «Гений есть терпение мысли, сосредоточенной в известном направлении». Все его глубокие гипотезы, многолетние вычисления оказались верными. Теперь он вполне и окончательно убедился в возможности создать целую систему мироздания, основанную на одном простом и великом начале. Все сложнейшие движения Луны, планет и даже скитающихся по небу комет стали для него вполне ясными. Явилась возможность научного предсказания движений всех тел Солнечной системы, а быть может, и самого Солнца, и даже звезд и звездных систем.

В конце 1683 года Ньютон наконец сообщил Королевскому обществу основные начала своей системы в виде ряда теорем о движении планет.

В 1687 году, благодаря усилиям английского астронома и геофизика Эдмунда Галлея, выходит в свет книга Ньютона под названием «Математические начала натуральной философии». Его учение о пространстве, времени, массе и силах давало общую схему для решения любых конкретных задач механики, физики, астрономии. Эта книга легла в основу классической механики и всей классической физики как современной науки.

По словам самого Ньютона, еще Галилей установил начала, названные Ньютоном «двумя первыми законами движения». Ньютон формулирует эти законы так:

I. Всякое тело пребывает в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока на него не подействует какая-либо сила и не заставит его изменить это состояние.

П. Изменение движения пропорционально движущей силе и направлено по прямой, по которой действует данная сила.

Сверх этих двух законов Ньютон сформулировал еще третий закон движения, выразив его так:

III. Действие всегда равно и прямо противоположно противодействию, то есть действия двух тел друг на друга всегда равны и направлены в противоположные стороны.

Установив общие законы движения, Ньютон вывел из них множество следствий и теорем, позволивших ему довести теоретическую механику до высокой степени совершенства.

Открытие Ньютона привело к созданию новой картины мира, согласно которой все планеты, находящиеся друг от друга на колоссальных расстояниях, оказываются связанными в одну систему. Этим законом Ньютон заложил начало новой отрасли астрономии – небесной механики, которая сегодня изучает движение планет и позволяет рассчитать их положение в пространстве.

Ньютон смог рассчитать орбиты, по которым движутся спутники Юпитера и Сатурна, и, пользуясь этими данными, определить, с какой силой Земля притягивает Луну. Дальнейшие исследования Ньютона позволили ему определить массу и плотность планет и самого Солнца. Ньютон показал, что плотность Солнца вчетверо менее плотности Земли, а средняя плотность Земли приблизительно равна плотности гранита и вообще самых тяжелых каменных пород. Относительно планет Ньютон установил, что наиболее близкие к Солнцу планеты отличаются наибольшею плотностью.

Далее Ньютон приступил к вычислению фигуры земного шара. Он показал, что Земля имеет сфероидальную форму, – представляет собой как бы шар, расширенный у экватора и сплюснутый у полюсов. Ученый доказал зависимость приливов и отливов от совместного действия Луны и Солнца на воды морей и океанов.

Весьма любопытна предложенная Ньютоном теория движения комет, которую он считал недостаточно разработанной и напечатал лишь по настоянию Галлея. Благодаря расчетам Ньютона, Галлей смог предсказать появление огромной кометы. Она действительно появилась на небосводе в 1759 году и была названа кометой Галлея.

В 1688 году Ньютон был избран в парламент. Через год ученого постигло горе: умерла от тифа его мать. Смерть матери глубоко огорчила Ньютона и, наверное, стала одной из причин, наряду с умственным перенапряжением, срыва психики ученого. На несколько лет (1690–1693 годы) он оказался нетрудоспособным. Согласно преданию, психическое расстройство произошло после пожара в доме Ньютона, в результате которого погибли его рукописи по оптике и механике.

Ученому было уже за пятьдесят. Несмотря на свою огромную славу и блестящий успех его книги, Ньютон жил в весьма стесненных обстоятельствах, а иногда просто нуждался. Поэтому для него имела важное значение должность смотрителя Монетного двора с сохранением профессуры в Кембридже. Ревностно приступив к работе и быстро добившись заметных успехов, он был в 1699 году назначен директором. Совмещать это с преподаванием было невозможно, и Ньютон перебрался в Лондон. В конце 1703 года его избрали президентом Королевского общества. К тому времени Ньютон достиг вершины славы. В 1705 году его возводят в рыцарское достоинство.

Ньютона отличали скромность и застенчивость. «Я только потому стою высоко, – говорил Ньютон, – что стал на плечи гигантов». Но и в других людях Ньютон не любил высокомерно-авторитарного тона и особенно не терпел насмешек над чужими убеждениями.

С 1725 года Ньютон перестал ходить на службу. Умер Исаак Ньютон в ночь 20 марта 1726 году во время эпидемии чумы. В день его похорон был объявлен национальный траур. Его прах покоится в Вестминстерском аббатстве, рядом с другими выдающимися людьми Англии.

scroll