Isaac Newtoni elu ja looming. Suur matemaatik Isaac Newton: loodusfilosoofia põhimõtete leiutaja elulugu

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

postitatud http://www.allbest.ru/

postitatud http://www.allbest.ru/

Sissejuhatus

Biograafia

Teaduslikud avastused

Matemaatika

Mehaanika

Astronoomia

Järeldus

Bibliograafia

Sissejuhatus

Selle teema asjakohasus seisneb selles, et Newtoni teostega ja tema maailmasüsteemiga omandab see näo klassikaline füüsika. Ta tähistas uue ajastu algust füüsika ja matemaatika arengus.

Newton viis lõpule Galileo poolt alustatud teoreetilise füüsika loomise, mis põhines ühelt poolt eksperimentaalsetel andmetel, teiselt poolt aga looduse kvantitatiivsel ja matemaatilisel kirjeldusel. Matemaatikas võimas analüüsimeetodid. Füüsikas on looduse uurimise peamiseks meetodiks adekvaatsete matemaatiliste mudelite konstrueerimine looduslikud protsessid ja nende mudelite intensiivne uurimine, kasutades süstemaatiliselt uue matemaatilise aparaadi kogu võimsust.

Tema olulisemad saavutused on liikumisseadused, mis panid aluse mehaanikale kui teadusdistsipliini. Ta avastas seaduse gravitatsiooni ja töötas välja arvutuse (diferentsiaal ja integraal), mis on sellest ajast peale olnud füüsikute ja matemaatikute jaoks olulised tööriistad. Newton ehitas esimese peegeldava teleskoobi ja oli esimene, kes lagundas valguse prisma abil spektrivärvideks. Ta uuris ka soojuse, akustika ja vedelike käitumise nähtusi. Tema järgi on nime saanud jõuühik newton.

Newton tegeles ka aktuaalsete teoloogiliste probleemidega, töötades välja täpse metodoloogilise teooria. Ilma Newtoni ideede õige mõistmiseta ei suuda me täielikult mõista ei olulist osa inglise empirismist ega valgustusajastut, eriti prantsuse oma, ega Kanti ennast. Tõepoolest, inglise empiristide "meel", mida piirab ja juhib "kogemus", ilma milleta ta ei saa enam vabalt ja tahte järgi essentside maailmas liikuda, on Newtoni "mõistus".

Tuleb tunnistada, et kõiki neid avastusi kasutavad inimesed laialdaselt kaasaegne maailm erinevates teadusvaldkondades.

Selle essee eesmärk on analüüsida Isaac Newtoni avastusi ja tema sõnastatud mehhanistlikku maailmapilti.

Selle eesmärgi saavutamiseks lahendan järjekindlalt järgmisi ülesandeid:

2. Mõelge Newtoni elule ja tööle

ainult sellepärast, et ta seisis hiiglaste õlgadel.

I. Newton

Isaac Newton – inglise matemaatik ja loodusteadlane, mehaanik, astronoom ja füüsik, klassikalise füüsika rajaja – sündis 1642. aasta jõulupühade päeval (uue stiili järgi – 4. jaanuaril 1643) Lincolnshire’i osariigis Woolsthorpe’i külas.

Isaac Newtoni isa, vaene talunik, suri paar kuud enne poja sündi, nii et Isaac oli lapsena sugulaste hoole all. Isaac Newtonile andis alghariduse ja kasvatuse tema vanaema ning seejärel õppis ta Granhami linnakoolis.

Poisina armastas ta valmistada mehaanilisi mänguasju, vesiveskite mudeleid, tuulelohesid. Hiljem oli ta suurepärane peeglite, prismade ja läätsede veski.

1661. aastal täitis Newton Cambridge'i ülikooli Trinity kolledžis ühe vähekindlustatud üliõpilaste vaba töökoha. 1665. aastal sai Newton bakalaureusekraadi. Inglismaad haaranud katku õuduste eest põgenedes lahkub Newton kaheks aastaks oma kodumaale Woolsthorpe'i. Siin töötab ta aktiivselt ja väga viljakalt. Newton pidas kahte katkuaastat – 1665 ja 1666 – oma loominguliste jõudude hiilgeajaks. Siin, tema maja akende all kasvas kuulus õunapuu: laialt on teada lugu, et Newtoni universaalse gravitatsiooni avastamise põhjustas õuna ootamatu puult kukkumine. Kuid lõppude lõpuks nähti objektide kukkumist ja teised teadlased püüdsid seda selgitada. Enne Newtonit ei õnnestunud seda aga kellelgi teha. Miks ei kuku õun alati mitte külili, mõtles ta, vaid otse maapinnale? Esimest korda mõtles ta sellele probleemile nooruses, kuid avaldas oma lahenduse alles kakskümmend aastat hiljem. Newtoni avastused ei olnud juhuslikud. Ta mõtiskles oma järelduste üle pikalt ja avaldas need alles siis, kui oli nende eksimatus ja täpsuses täiesti kindel. Newton tegi kindlaks, et langeva õuna, visatud kivi, kuu ja planeetide liikumine allub üldisele külgetõmbeseadusele, mis toimib kõigi kehade vahel. See seadus on siiani kõigi astronoomiliste arvutuste aluseks. Tema abiga ennustavad teadlased täpselt päikesevarjutust ja arvutavad kosmoselaevade trajektoore.

Ka Woolsthorpe’is said alguse Newtoni kuulsad optilised katsed, sündis “voogude meetod” – diferentsiaal- ja integraalarvutuse alged.

1668. aastal sai Newton magistrikraadi ja asus ülikoolis asendama oma õpetajat – kuulsat matemaatikut Barrow’d. Selleks ajaks oli Newton füüsikuna kuulsust kogumas.

Peeglite poleerimise kunst oli Newtonile eriti kasulik tähistaeva vaatlemiseks mõeldud teleskoobi valmistamisel. 1668. aastal ehitas ta oma kätega oma esimese peegeldava teleskoobi. Temast sai kogu Inglismaa uhkus. Newton ise hindas seda oma leiutist kõrgelt, mis võimaldas tal saada Londoni Kuningliku Seltsi liikmeks. Newton saatis kuningas Charles II-le kingituseks teleskoobi täiustatud versiooni.

Newton kogus suur kollektsioon erinevaid optilisi instrumente ja tegi nendega oma laboris katseid. Tänu nendele katsetele oli Newton esimene teadlane, kes mõistis spektri erinevate värvide päritolu ja selgitas õigesti kogu looduse värvirikkust. See seletus oli nii uus ja ootamatu, et isegi kõige suurem selle õpetlased aega, ei mõistnud nad teda kohe ja pidasid aastaid ägedaid vaidlusi Newtoniga.

1669. aastal andis Barrow talle Lucase ülikooli õppetooli ja sellest ajast alates pidas Newton aastaid Cambridge'i ülikoolis matemaatika ja optika loenguid.

Füüsika ja matemaatika aitavad alati üksteist. Newton teadis hästi, et füüsika ei saa ilma matemaatikata hakkama, ta lõi uut matemaatilised meetodid millest kaasaegne kõrgem matemaatika nüüd tuttav igale füüsikule ja insenerile.

Aastal 1695 nimetati ta superintendendiks ja alates 1699. aastast Londoni rahapaja peadirektoriks ning asutas seal mündiäri, viies läbi vajaliku reformi. Rahapaja hooldajana tegutsemise ajal oli Newtoni peamiseks mureks inglise müntide reguleerimine ja eelmiste aastate tööde avaldamise ettevalmistamine. Newtoni peamine teaduspärand sisaldub tema peamistes töödes - "Matemaatilised põhimõtted loodusfilosoofia ja optika.

Muu hulgas näitas Newton üles huvi alkeemia, astroloogia ja teoloogia vastu ning püüdis isegi kehtestada piibli kronoloogiat. Ta õppis ka keemiat, metallide omaduste uurimist. Suur teadlane oli väga alandlik inimene. Ta oli pidevalt tööga hõivatud, talle oli see nii kiindunud, et unustas lõunatama. Öösel magas ta vaid neli-viis tundi. Newton veetis oma elu viimased aastad Londonis. Siin avaldab ja taasavaldab ta oma teaduslikke töid, töötab palju Londoni Kuningliku Seltsi presidendina, kirjutab teoloogilisi traktaate, tegeleb historiograafiaga. Isaac Newton oli sügavalt usklik mees, kristlane. Tema jaoks ei olnud teaduse ja religiooni vahel konflikti. Suurte "Alguste" autorist sai teoloogiliste teoste "Selgitused prohvet Taanieli raamatust", "Apokalüpsis", "Kronoloogia" autor. Newton käsitles nii looduse uurimist kui Pühakiri. Newton, nagu paljud suured teadlased, inimkonnast sündinud, mõistis, et teadus ja religioon on erinevad olemise mõistmise vormid, mis rikastavad inimteadvust, ega otsinud siin vastuolusid.

Sir Isaac Newton suri 31. märtsil 1727 84-aastaselt ja on maetud Westminster Abbeysse.

Newtoni füüsika kirjeldab universumi mudelit, milles kõik näib olevat teadaolevate füüsikaseadustega ette määratud. Ja kuigi 20. sajandil näitas Albert Einstein, et Newtoni seadused ei kehti valguse kiirusele lähedasel kiirusel, rakendatakse Isaac Newtoni seadusi tänapäeva maailmas mitmel eesmärgil.

Teaduslikud avastused

Newtoni teaduspärand on taandatud neljale põhivaldkonnale: matemaatika, mehaanika, astronoomia ja optika.

Vaatleme üksikasjalikumalt tema panust nendesse teadustesse.

Matematica

Newton tegi oma esimesed matemaatilised avastused juba üliõpilaspõlves: algebraliste kõverate klassifikatsioon 3. järku (2. järku kõveraid uuris Fermat) ja suvalise (mitte tingimata täisarvulise) astme binoomlaiendus, millest alates Newtoni algab lõpmatute seeriate teooria – uus ja võimsaim tööriistanalüüs. Newton pidas sarja laiendust peamiseks ja üldine meetod funktsioonide analüüsi ja selles äris jõudis ta meisterlikkuse kõrgustele. Ta kasutas seeriaid tabelite arvutamiseks, võrrandite (sh diferentsiaal) lahendamiseks, funktsioonide käitumise uurimiseks. Newtonil õnnestus saada lagunemine kõigi tol ajal standardsete funktsioonide jaoks.

Newton töötas diferentsiaal- ja integraalarvutuse välja üheaegselt G. Leibniziga (veidi varem) ja temast sõltumatult. Enne Newtonit ei olnud lõpmatute väikestega toimingud seotud ühe teooriaga ja need olid oma olemuselt erinevad vaimukad trikid. Süsteemi loomine matemaatiline analüüs taandab asjakohaste probleemide lahendamise suurel määral tehnilisele tasemele. Tekkis mõistete, operatsioonide ja sümbolite kompleks, mis sai matemaatika edasise arengu lähtealuseks. Järgmisest, 18. sajandist sai tormiline ja ülimalt sajand edukas areng analüüsimeetodid.

Võib-olla jõudis Newton analüüsi ideeni erinevuste meetodite kaudu, mida ta põhjalikult ja põhjalikult uuris. Tõsi, oma "Põhimõttes" Newton peaaegu ei kasutanud infinitesimaale, järgides iidseid (geomeetrilisi) tõestusmeetodeid, kuid teistes töödes kasutas ta neid vabalt.

Diferentsiaal- ja integraalarvutuse lähtepunktiks olid Cavalieri ja eriti Fermat' töö, kes juba teadsid, kuidas (algebraliste kõverate puhul) tõmmata puutujaid, leida kõvera ekstreemse, käändepunkte ja kõverusi ning arvutada selle lõigu pindala. . Teistest eelkäijatest nimetas Newton ise Wallis, Barrow ja Šoti teadlane James Gregory. Funktsiooni mõistet veel polnud, ta tõlgendas kõiki kõveraid kinemaatiliselt liikuva punkti trajektoore.

Juba üliõpilane Newton mõistis, et diferentseerimine ja integreerimine on vastastikku pöördtehted. See analüüsi põhiteoreem oli enam-vähem selgelt välja toodud juba Torricelli, Gregory ja Barrow teostes, kuid ainult Newton mõistis, et selle põhjal on võimalik saada mitte ainult üksikuid avastusi, vaid ka algebrale sarnase võimsa süsteemse arvutuse, millel on selged andmed. reeglid ja hiiglaslikud võimalused.

Peaaegu 30 aastat ei hoolinud Newton oma analüüsi versiooni avaldamisest, ehkki kirjades (eriti Leibnizile) jagab ta meelsasti suurt osa saavutatust. Vahepeal on Leibnizi versiooni alates 1676. aastast laialdaselt ja avalikult levitatud kogu Euroopas. Alles 1693. aastal ilmub esimene Newtoni versiooni esitlus – Wallise Algebra traktaadi lisana. Peab tunnistama, et Newtoni terminoloogia ja sümboolika on Leibnizi omaga võrreldes üsna kohmakad: voog (tuletis), sujuv (antiderivaat), suurusmoment (diferentsiaal) jne. Matemaatikas on säilinud vaid Newtoni tähistus. o» lõpmatult väikeseks dt(samas kasutas Gregory seda tähte varem samas tähenduses) ja ajatuletise sümbolina isegi täpp tähe kohal.

Newton avaldas analüüsi põhimõtete üsna täieliku kirjelduse alles teoses "Kõverate kvadratuurist" (1704), mis oli lisatud tema monograafiale "Optika". Peaaegu kogu esitatud materjal oli valmis juba 1670.–1680. aastatel, kuid alles nüüd veensid Gregory ja Halley Newtonit avaldama teost, millest 40 aastat hiljem sai Newtoni esimene avaldatud analüüsiteos. Siin on Newtonil kõrgema järgu tuletised, leitakse erinevate ratsionaalsete ja irratsionaalsete funktsioonide integraalide väärtused, tuuakse näiteid 1. järku diferentsiaalvõrrandite lahendustest.

1707. aastal ilmus raamat "Universaalne aritmeetika". See tutvustab erinevaid numbrilisi meetodeid. Newton andis alati suurt tähelepanu võrrandite ligikaudne lahendus. Newtoni kuulus meetod võimaldas leida võrrandite juured varem mõeldamatu kiiruse ja täpsusega (avaldatud ajakirjas Algebra, Wallis, 1685). Moodne välimus Newtoni iteratiivse meetodi andis Joseph Raphson (1690).

1711. aastal, pärast 40 aastat, ilmus lõpuks "Analüüs lõpmatu arvu terminitega võrrandite abil". Selles töös uurib Newton võrdselt nii algebralisi kui ka "mehaanilisi" kõveraid (tsükloid, kvadratriks). On osalisi tuletisi. Samal aastal ilmus “Erinevuse meetod”, kus Newton pakkus välja interpolatsioonivalemi läbimiseks. (n + 1) andmepunktid polünoomi võrdsete või ebavõrdsete abstsissidega n- järjekorras. See on Taylori valemi erinevuse analoog.

1736. aastal ilmus postuumselt lõputöö "Väljumiste meetod ja lõpmatu seeria", mis on võrreldes "Võrranditega" oluliselt edasi arenenud. See sisaldab arvukalt näiteid ekstreemumite, puutujate ja normaalide leidmine, raadiuste ja kõveruskeskmete arvutamine Descartes'i ja polaarkoordinaatides, käändepunktide leidmine jne. Samas töös tehti erinevate kõverate kvadratuure ja sirgendusi.

Tuleb märkida, et Newton mitte ainult ei arendanud analüüsi üsna täielikult välja, vaid püüdis ka selle põhimõtteid rangelt põhjendada. Kui Leibniz kaldus tegelike lõpmatute suuruste idee poole, siis Newton pakkus (elementides) välja üldise piirini läbimise teooria, mida ta nimetas mõnevõrra kaunistatud "esimese ja viimase suhte meetodiks". See on kaasaegne termin "piirang" (lat. laimid), kuigi selle termini olemust pole arusaadavalt kirjeldatud, mis viitab intuitiivsele arusaamale. Piiride teooria on välja toodud "Alguste" I raamatu 11 lemmas; üks lemma on ka II raamatus. Puudub piiride aritmeetika, puudub tõestus piiri ainulaadsuse kohta, pole selgunud selle seos lõpmatute suurustega. Newton juhib aga õigusega tähelepanu sellele, et see lähenemine on rangem kui jagamatute "jäme" meetod. Sellegipoolest ajab Newton II raamatus "hetki" (diferentsiaalide) sissetoomisega asja taas segadusse, pidades neid tegelikeks lõpmatuteks.

Tähelepanuväärne on see, et Newtonit ei huvitanud üldse arvuteooria. Ilmselt oli füüsika talle palju lähedasem kui matemaatika.

Mehaanika

Mehaanika valdkonnas ei arendanud Newton mitte ainult Galileo ja teiste teadlaste seisukohti, vaid andis ka uusi põhimõtteid, rääkimata paljudest tähelepanuväärsetest üksikteoreemidest.

Newtoni teene on kahe põhiprobleemi lahendus.

Mehaanika aksiomaatilise aluse loomine, mis tegelikult viis selle teaduse rangete matemaatiliste teooriate kategooriasse.

Dünaamika loomine, mis seob keha käitumise välismõjude (jõudude) omadustega.

Lisaks mattis Newton lõpuks maha iidsetest aegadest juurdunud idee, et maakera liikumisseadused ja taevakehad täiesti erinev. Tema maailmamudelis allub kogu universum ühtsetele seadustele, mis võimaldavad matemaatilist sõnastamist.

Newtoni enda sõnul kehtestas isegi Galileo põhimõtted, mida Newton nimetas "kaheks esimeseks liikumisseaduseks", lisaks nendele kahele seadusele sõnastas Newton veel kolmanda liikumisseaduse.

Newtoni esimene seadus

Iga keha on puhkeseisundis või ühtses olekus sirgjooneline liikumine kuni mingi jõud sellele mõjub ja paneb seda olekut muutma.

See seadus ütleb, et kui mõnda materjali osakest või keha lihtsalt ei puudutata, jätkab see sirgjoonelist liikumist püsiva kiirusega iseenesest. Kui keha liigub sirgjooneliselt ühtlaselt, jätkab see liikumist sirgjoonel ühtlase kiirusega. Kui keha on puhkeasendis, jääb see nii kauaks, kuni sellele rakenduvad välised jõud. Füüsilise keha lihtsalt oma kohalt liigutamiseks on vaja sellele rakendada välist jõudu. Näiteks lennuk: see ei liigu kunagi enne, kui mootorid on käivitatud. Näib, et vaatlus on iseenesestmõistetav, kuid sirgjoonelisest liikumisest tasub kõrvale kalduda, kuna see enam ei tundu nii. Kui keha liigub inertsiaalselt mööda suletud tsüklilist trajektoori, võimaldab selle analüüs Newtoni esimese seaduse seisukohalt ainult tema omadusi täpselt määrata.

Teine näide: kergejõustikuhaamer on pall nööri otsas, mida keerutad ümber pea. Tuum ei liigu sel juhul sirgjooneliselt, vaid ringjooneliselt – mis tähendab, et Newtoni esimese seaduse järgi hoiab teda miski; see "miski" on tsentripetaalne jõud, mis rakendatakse tuumale, keerutades seda. Tegelikkuses on see üsna käegakatsutav – kergejõustikuhaamri käepide surub märgatavalt peopesale. Kui aga käsi lahti teha ja haamer lahti lasta, läheb see välisjõudude puudumisel kohe sirgele teele. Õigem oleks öelda, et just nii käitub haamer ideaaltingimustes (näiteks in avatud ruum), sest Maa gravitatsioonilise külgetõmbejõu mõjul lendab see rangelt sirgjooneliselt ainult sel hetkel, kui lasete tal minna ja edaspidi kaldub lennutrajektoori suunda aina rohkem. maa pind. Kui proovite haamrit tõesti vabastada, selgub, et ringorbiidilt vabastatud vasar hakkab liikuma rangelt sirgjoonel, mis on lineaarse kiirusega puutuja (risti selle ringi raadiusega, mida mööda seda keerutati). võrdne selle tsirkulatsiooni kiirusega piki "orbiidi".

Kui asendada kergejõustikuhaamri südamik planeediga, vasara Päikesega ja nöör gravitatsioonilise külgetõmbejõuga, saame Newtoni mudeli. Päikesesüsteem.

Selline analüüs selle kohta, mis juhtub, kui üks keha tiirleb ringikujulisel orbiidil ümber teise, näib esmapilgul olevat midagi iseenesestmõistetavat, kuid me ei tohiks unustada, et see on neeldunud. terve rida eelmise põlvkonna teadusliku mõtte parimate esindajate järeldused (piisab, kui meenutada Galileo Galilei). Probleem seisneb selles, et liikudes mööda liikumatut ringikujulist orbiidi, näeb taevakeha (ja mis tahes muu) keha väga rahulik välja ning näib olevat stabiilses dünaamilises ja kinemaatilises tasakaalus. Kui aga aru saada, salvestatakse ainult moodul ( absoluutväärtus) lineaarne kiirus selline keha, samas kui selle suund muutub pidevalt gravitatsioonilise külgetõmbejõu mõjul. See tähendab, et taevakeha liigub ühtlase kiirendusega. Newton ise nimetas kiirendust "liikumise muutuseks".

Newtoni esimesel seadusel on ka teine ​​oluline roll loodusteadlase suhtumise seisukohalt materiaalse maailma olemusse. See tähendab, et mis tahes muutus keha liikumise olemuses viitab sellele mõjuvate välisjõudude olemasolule. Näiteks kui rauaviilud põrkuvad ja kleepuvad magneti külge või pesumasina kuivatis kuivatatud pesu kleepub kokku ja kleepub üksteise külge, võib väita, et need mõjud olid tegevuse tulemus. loodusjõud(toodud näidetes on need vastavalt magnetilise ja elektrostaatilise tõmbejõud).

ATNewtoni teine ​​seadus

Liikumine muutub proportsionaalselt liikumapanev jõud ja on suunatud piki sirget, mida mööda jõud mõjub.

Kui Newtoni esimene seadus aitab kindlaks teha, kas keha on välisjõudude mõju all, siis teine ​​seadus kirjeldab, mis juhtub füüsiline keha nende mõju all. See seadus ütleb, et mida suurem on kehale mõjutavate välisjõudude summa, seda suurem on kiirendus kehale. Seekord. Samas seda massiivsem kere mille külge võrdne summa välisjõudude mõjul, seda väiksema kiirenduse see omandab. See on kaks. Intuitiivselt tunduvad need kaks fakti enesestmõistetavad ja sisse matemaatiline vorm need on kirjutatud nii:

kus F on jõud, m on mass ja on kiirendus. See on ilmselt kõige kasulikum ja rakenduslikel eesmärkidel kõige laialdasemalt kasutatav. füüsikalised võrrandid. Piisab teada kõigi mehaanilises süsteemis mõjuvate jõudude suurust ja suunda ning aineliste kehade massi, millest see koosneb, ning selle käitumist ajas on võimalik ammendava täpsusega välja arvutada.

Just Newtoni teine ​​seadus annab kogu klassikalisele mehaanikale oma erilise võlu – hakkab tunduma, nagu oleks tervik füüsiline maailm See on paigutatud nagu kõige täpsem kronomeeter ja miski selles ei pääse uudishimuliku vaatleja pilgu eest. Öelge mulle kõigi ruumilised koordinaadid ja kiirused materiaalsed punktid Universumis, nagu Newton meile ütleks, näidake mulle kõigi selles mõjuvate jõudude suunda ja intensiivsust ning ma ennustan teile selle mis tahes tulevast seisundit. Ja selline vaade asjade olemusele universumis eksisteeris kuni aasta tulekuni kvantmehaanika.

Newtoni kolmas seadus

Tegevus on alati võrdne ja otse vastupidine reaktsioonile, see tähendab, et kahe keha tegevused üksteisele on alati võrdsed ja suunatud vastassuunas.

See seadus ütleb, et kui keha A mõjub kehale B teatud jõuga, siis kehale A mõjub ka keha B võrdse ja vastupidise jõuga. Teisisõnu, põrandal seistes tegutsete põrandal jõuga, mis on võrdeline teie keha massiga. Newtoni kolmanda seaduse kohaselt mõjub põrand teile samal ajal absoluutselt sama jõuga, kuid mitte alla, vaid rangelt ülespoole suunatud. Eksperimentaalselt pole seda seadust raske kontrollida: tunned pidevalt, kuidas maapind su taldadele surub.

Siin on oluline mõista ja meeles pidada, et Newton räägib kahest täiesti erineva olemusega jõust ja kumbki jõud toimib “oma” objektil. Kui õun puu otsast alla kukub, mõjub see Maa õunale oma gravitatsioonilise külgetõmbejõuga (selle tulemusena sööstab õun ühtlase kiirendusega Maa pinnale), kuid samal ajal tõmbab õun ligi ka Maa iseendaga koos võrdne jõud. Ja see, et meile tundub, et Maa peale kukub õun, mitte vastupidi, on juba Newtoni teise seaduse tagajärg. Õuna mass võrreldes Maa massiga on võrreldamatuseni väike, mistõttu on vaatleja silmale märgatav just selle kiirendus. Maa mass on õuna massiga võrreldes tohutu, nii et selle kiirendus on peaaegu märkamatu. (Kui õun langeb, nihkub Maa keskpunkt ülespoole kaugusele, mis on väiksem kui aatomituuma raadius.)

Olles kehtestanud üldised liikumisseadused, tuletas Newton neist palju tagajärgi ja teoreeme, mis võimaldasid tal tuua teoreetiline mehaanika enne kõrge aste täiuslikkus. Nende teoreetiliste põhimõtete abil tuletab ta Kepleri seadustest üksikasjalikult oma gravitatsiooniseaduse ja seejärel lahendab pöördprobleem, see tähendab, et see näitab, milline peaks olema planeetide liikumine, kui aktsepteerime gravitatsiooniseadust tõestatuna.

Newtoni avastuse tulemusel loodi maailmast uus pilt, mille kohaselt on kõik üksteisest kolossaalsetel kaugustel asuvad planeedid ühendatud üheks süsteemiks. Selle seadusega pani Newton aluse uuele astronoomiaharule.

Astronoomia

Idee kehade üksteise külgetõmbamisest tekkis juba ammu enne Newtonit ja seda väljendas kõige ilmsemalt Kepler, kes märkis, et kehade kaal on analoogne magnetilise külgetõmbejõuga ja väljendab kehade kalduvust ühendada. Kepler kirjutas, et Maa ja Kuu lähevad teineteise poole, kui neid ei hoia oma orbiidil samaväärne jõud. Hooke jõudis lähedale gravitatsiooniseaduse sõnastamisele. Newton uskus, et langev keha kirjeldab selle liikumise ja Maa liikumise kombinatsiooni tõttu spiraalset joont. Hooke näitas, et spiraalne joon saadakse ainult siis, kui arvestada õhutakistust ja vaakumis peab liikumine olema elliptiline – jutt on tõeline liikumine, ehk selline, mida saaksime jälgida, kui me ise maakera liikumises ei osaleks.

Pärast Hooke'i järelduste kontrollimist veendus Newton, et piisava kiirusega visatud keha, olles samal ajal Maa gravitatsioonijõu mõju all, suudab tõepoolest kirjeldada elliptilist rada. Seda teemat mõtiskledes avastas Newton kuulsa teoreemi, mille kohaselt kirjeldab gravitatsioonijõuga sarnase külgetõmbejõu mõjul keha alati koonuselõike, st üht koonuse lõikumisel saadud kõverat. tasapinna (ellipsi, hüperbooli, parabooli ja erijuhtudel ringi ja sirge) järgi. Veelgi enam, Newton leidis, et kirjeldatud kõvera fookuses on tõmbekeskus, st punkt, kuhu koondub kõigi liikuvale punktile mõjuvate külgetõmbejõudude toime. Seega on Päikese keskpunkt (ligikaudu) planeetide poolt kirjeldatud ellipside üldfookuses.

Saavutanud sellised tulemused, nägi Newton kohe, et ta oli teoreetiliselt, st ratsionaalse mehaanika põhimõtetele tuginedes järeldanud ühe Kepleri seaduse, mis ütleb, et planeetide keskpunktid kirjeldavad ellipse ja et Päikese keskpunkt asub nende orbiitide fookus. Kuid Newton ei olnud rahul selle põhikokkuleppega teooria ja vaatluse vahel. Ta tahtis näha, kas teooria abil on võimalik planeetide orbiitide elemente tegelikult välja arvutada, st ennustada planeetide liikumise kõiki üksikasju?

Tahtes veenduda, et gravitatsioonijõud, mis paneb kehad Maale langema, on tõesti identne jõuga, mis hoiab Kuud oma orbiidil, hakkas Newton arvutama, kuid kuna tal polnud käepärast raamatuid, kasutas ta ainult kõige karmimat. andmeid. Arvutamine näitas, et selliste arvandmete puhul on Maa gravitatsioonijõud kuuendiku võrra suurem kui Kuud oma orbiidil hoidev jõud ja justkui oleks mingi põhjus, mis Kuu liikumisele vastu mõjub.

Niipea kui Newton sai teada meridiaani mõõtmisest, mille tegi prantsuse teadlane Picard, tegi ta kohe uued arvutused ja oli oma suurimaks rõõmuks veendunud, et tema vanad seisukohad said täielikult kinnitust. Jõud, mis paneb kehad Maale langema, osutus täpselt võrdseks sellega, mis kontrollib Kuu liikumist.

See järeldus oli Newtoni jaoks kõrgeim triumf. Nüüd olid tema sõnad igati õigustatud: "Genius on teatud suunas koondunud mõttekannatlikkus." Kõik tema sügavad hüpoteesid, pikaajalised arvutused osutusid õigeks. Nüüd oli ta täielikult ja lõplikult veendunud võimaluses luua terve universumi süsteem ühe lihtsa ja suurepärase põhimõtte alusel. Kõik kuu, planeetide ja isegi taevas ekslevate komeetide keerukamad liikumised said talle üsna selgeks. Sai võimalikuks teaduslikult ennustada kõigi päikesesüsteemi kehade ja võib-olla ka päikese enda ning isegi tähtede ja tähesüsteemide liikumist.

Newton pakkus tegelikult välja täieliku matemaatiline mudel:

gravitatsiooniseadus;

liikumisseadus (Newtoni teine ​​seadus);

matemaatilise uurimistöö meetodite süsteem (matemaatiline analüüs).

Kokkuvõttes on see kolmik enamiku täielikuks uurimiseks piisav keerulised liigutused taevakehasid, luues seeläbi taevamehaanika alused. Seega alles Newtoni töödega saab alguse dünaamikateadus, sealhulgas selle rakendamine taevakehade liikumisele. Enne relatiivsusteooria ja kvantmehaanika loomist polnud selles mudelis põhimõttelisi muudatusi vaja, kuigi matemaatilist aparaati osutus vajalikuks oluliselt arendada.

Gravitatsiooniseadus võimaldas lahendada mitte ainult taevamehaanika probleeme, vaid ka mitmeid füüsilisi ja astrofüüsikalisi probleeme. Newton pakkus välja meetodi päikese ja planeetide masside määramiseks. Ta avastas loodete põhjuse: Kuu külgetõmbejõu (isegi Galileo pidas loodeid tsentrifugaalefektiks). Pealegi, olles töödelnud pikaajalisi andmeid loodete kõrguse kohta, arvutas ta kuu massi hea täpsusega. Gravitatsiooni teine ​​tagajärg oli Maa telje pretsessioon. Newton selgitas välja, et Maa telg on Maa pooluste laabumise tõttu Kuu ja Päikese külgetõmbe mõjul pideva aeglase nihke perioodiga 26 000 aastat. Seeläbi iidne probleem"pööripäevade ootus" (esmalt märkis Hipparkhos) leidis teadusliku seletuse.

Newtoni gravitatsiooniteooria põhjustas aastaid kestnud arutelu ja kriitikat selles omaks võetud pikamaa kontseptsiooni suhtes. Taevamehaanika silmapaistvad edusammud 18. sajandil kinnitasid aga arvamust Newtoni mudeli adekvaatsuse kohta. Esimesed täheldatud kõrvalekalded Newtoni teooriast astronoomias (Elavhõbeda periheeli nihkumine) avastati alles 200 aastat hiljem. Need kõrvalekalded selgitati peagi üldine teooria relatiivsusteooria (GR); Newtoni teooria osutus selle ligikaudseks versiooniks. Üldrelatiivsusteooria täitis ka gravitatsiooniteooria füüsikalise sisuga, näidates tõmbejõu materiaalset kandjat - aegruumi mõõdikut ja võimaldas vabaneda kaugtegevusest.

Optika

Newton tegi põhilised avastused optikas. Ta ehitas esimese peegelteleskoobi (reflektori), milles erinevalt puhtalt läätsteleskoopidest puudus kromaatiline aberratsioon. Samuti uuris ta üksikasjalikult valguse hajumist, näitas, et valge valgus laguneb kiirte erineva murdumise tõttu vikerkaarevärvideks. erinevad värvid prismast läbides ja vundamendid õige teooria värvid. Newton lõi matemaatilise teooria Hooke'i avastatud interferentsirõngaste kohta, mida on sellest ajast peale nimetatud "Newtoni rõngasteks". Kirjas Flamsteedile esitas ta üksikasjaliku astronoomilise murdumise teooria. Kuid tema peamine saavutus on füüsilise (mitte ainult geomeetrilise) optika kui teaduse aluste loomine ja selle matemaatilise baasi arendamine, valgusteooria muutmine ebasüstemaatilisest faktide kogumist teaduseks, millel on rikkalikult kvalitatiivsed ja kvaliteetsed omadused. kvantitatiivne sisu, eksperimentaalselt hästi põhjendatud. Newtoni optilistest katsetest sai aastakümneteks süvafüüsikalise uurimistöö mudel.

Sel perioodil oli palju spekulatiivseid valguse ja värvi teooriaid; võitles peamiselt Aristotelese vaatepunkti vastu (" erinevad värvid on valguse ja pimeduse segu erinevates proportsioonides") ja Descartes ("erinevad värvid tekivad valgusosakeste erineva kiirusega pöörlemisel"). Hooke pakkus oma Micrographias (1665) välja aristotelese vaadete variandi. Paljud uskusid, et värv ei ole valguse, vaid valgustatud objekti atribuut. Üldine ebakõla süvendas kaskaadi avastused XVII sajand: difraktsioon (1665, Grimaldi), interferents (1665, Hooke), kahekordne murdumine(1670, Erasmus Bartholin, uuris Huygens), valguse kiiruse hinnang (1675, Römer). Kõigi nende faktidega kokkusobivat valgusteooriat polnud. Newton lükkas oma kõnes Kuningliku Seltsi ees ümber nii Aristotelese kui Descartesi ning tõestas veenvalt, et valge valgus ei ole esmane, vaid koosneb erineva murdumisnurgaga värvilistest komponentidest. Need komponendid on esmased – Newton ei saanud nende värvi ühegi nipiga muuta. Seega sai subjektiivne värviaisting kindla objektiivse aluse – murdumisnäitaja

Ajaloolased eristavad Newtoni ajal levinud valguse olemuse kohta kahte hüpoteeside rühma:

Emissioon (korpuskulaarne): valgus koosneb väikestest osakestest (kehadest), mida kiirgab helendav keha. Seda arvamust toetas valguse levimise sirgus, millel on geomeetriline optika difraktsioon ja interferents aga sellesse teooriasse hästi ei sobinud.

Laine: valgus on laine nähtamatus maailma eetris. Newtoni vastaseid (Hooke, Huygens) nimetatakse sageli toetajateks laineteooria, aga tuleb meeles pidada, et laine all nad ei mõelnud perioodiline võnkumine, kuidas sisse kaasaegne teooria, ja üks impulss; sel põhjusel ei olnud nende seletused valgusnähtuste kohta kuigi usutavad ega suutnud Newtoni omadega konkureerida (Huygens püüdis isegi difraktsiooni ümber lükata). Arenenud laineoptika ilmus alles 19. sajandi alguses.

Newtonit peetakse sageli valguse korpuskulaarteooria pooldajaks; tegelikult ta, nagu tavaliselt, "ei leiutanud hüpoteese" ja tunnistas meelsasti, et valgust võib seostada ka lainetega eetris. aastal esitatud traktaadis Kuninglik Ühing aastal 1675 kirjutab ta, et valgus ei saa olla lihtsalt eetri vibratsioon, sest siis võib see näiteks levida mööda kõverat toru, nagu seda teeb heli. Kuid teisest küljest viitab ta sellele, et valguse levik ergastab eetris vibratsiooni, mis põhjustab difraktsiooni ja muid laineefekte. Sisuliselt esitab Newton, olles selgelt teadlik mõlema lähenemisviisi eelistest ja puudustest, kompromiss-, korpuskulaarlaine valguse teooria. Newton kirjeldas oma töödes üksikasjalikult valgusnähtuste matemaatilist mudelit, jättes kõrvale küsimuse valguse füüsilise kandja kohta: „Minu õpetus valguse ja värvide murdumise kohta seisneb üksnes valguse teatud omaduste kindlakstegemises ilma selle päritolu kohta hüpoteesideta. .” laineoptika, kui see ilmus, ei lükanud Newtoni mudeleid tagasi, vaid võttis need endasse ja laiendas neid uutel alustel.

Hoolimata hüpoteeside vastumeelsusest pani Newton Optika lõppu lahendamata probleemide ja nende võimalike vastuste loetelu. Kuid nende aastate jooksul sai ta seda endale juba lubada – Newtoni autoriteet pärast "Põhimõtteid" muutus vaieldamatuks ja vähesed julgesid teda vastuväidetega tülitada. Mitmed hüpoteesid osutusid prohvetlikeks. Täpsemalt ennustas Newton:

* valguse kõrvalekaldumine gravitatsiooniväljas;

* valguse polarisatsiooni nähtus;

* Valguse ja aine vastastikune muundamine.

Järeldus

Newtoni avastusmehaanika matemaatika

“Ma ei tea, mis ma maailmale paista võin, aga enda jaoks näin ma vaid kaldal mängiv poiss, kes lõbustab end sellega, et otsib aeg-ajalt mõnd tavalisest lillelisemat kivikest või ilusat kesta. tõe suur ookean levib minu ees uurimatult."

I. Newton

Selle essee eesmärk oli analüüsida Isaac Newtoni avastusi ja tema sõnastatud mehhanistlikku maailmapilti.

Täideti järgmised ülesanded:

1. Viige läbi selleteemalise kirjanduse analüüs.

2. Mõelge Newtoni elule ja tööle

3. Analüüsige Newtoni avastusi

Newtoni loovuse üks olulisemaid väärtusi on see, et tema avastatud kontseptsioon looduses olevate jõudude toimest, pöörduvuse kontseptsioon füüsikalised seadused kvantitatiivseteks tulemusteks, ja vastupidi, katseandmete põhjal füüsikaseadusi saades lõi diferentsiaal- ja integraalarvutuse põhimõtete väljatöötamine väga tõhusa teadusliku uurimistöö metoodika.

Newtoni panus maailmateaduse arengusse on hindamatu. Selle seadusi kasutatakse mitmesuguste koostoimete ja nähtuste tulemuste arvutamiseks Maal ja kosmoses, neid kasutatakse õhu-, maantee- ja veetranspordi uute mootorite väljatöötamisel, raja ja raja pikkuse arvutamiseks. erinevat tüüpiõhusõidukid, suure kiiruse parameetrid (kalle horisondi poole ja kõverus). kiirteed, arvutamiseks hoonete, sildade ja muude konstruktsioonide ehitamisel, rõivaste, jalatsite, simulaatorite väljatöötamisel, masinaehituses jne.

Ja kokkuvõtteks tuleb kokkuvõtteks märkida, et füüsikutel on Newtoni kohta kindel ja üksmeelne arvamus: ta jõudis looduse tundmise piiridesse, milleni jõudis omaaegne inimene.

Kasutatud allikate loetelu

Samin D.K. Sada suurt teadlast. M., 2000.

Solomatin V.A. Teaduse ajalugu. M., 2003.

Lyubomirov D.E., Sapenok O.V., Petrov S.O. Teaduse ajalugu ja filosoofia: Õpetus magistrantide ja kandidaatide iseseisva töö korraldamiseks. M., 2008.

Majutatud saidil Allbest.ru

Sarnased dokumendid

Vene loodusteadlase ja koolitaja M.V. Lomonosov astronoomia, termodünaamika, optika, mehaanika ja elektrodünaamika valdkonnas. M.V. Lomonosov elektrist. Tema panus molekulaar(statistilise) füüsika kujunemisse.

esitlus, lisatud 06.12.2011


Miletose Thalese - Vana-Kreeka filosoofi ja matemaatiku, joonia loodusfilosoofia esindaja ja Joonia koolkonna rajaja, millest ajalugu algab, eluloo peamised faktid Euroopa teadus. Teadlase avastused astronoomias, geomeetrias, füüsikas.

esitlus, lisatud 24.02.2014


Teadlase D. Mendelejevi eluloo ja elutee uurimine. Vene viina standardi väljatöötamise, kohvrite valmistamise, perioodilise seaduse avastamise, keemiliste elementide süsteemi loomise kirjeldused. Tema uurimistöö analüüs gaaside oleku valdkonnas.

esitlus, lisatud 16.09.2011


Varasematel aastatel Mihhail Vassiljevitš Lomonossovi elukäik, tema maailmavaate kujunemine. Praktilise teadlase peamised saavutused loodusteaduste vallas (keemia, astronoomia, optomehaanika, mõõteriistad) ja humanitaarteadused(retoorika, grammatika, ajalugu).

kursusetöö, lisatud 10.06.2010


Tunnetusprotsess keskajal araabia keelt kõnelevates maades. Suured Teadlased keskaegne ida, nende saavutusi matemaatikas, astronoomias, keemias, füüsikas, mehaanikas ja kirjanduses. Tähendus teaduslikud tööd filosoofia ja loodusteaduste arengus.

abstraktne, lisatud 10.01.2011


Inglise matemaatik ja loodusteadlane, mehaanik, astronoom ja füüsik, klassikalise füüsika rajaja. Newtoni avastuste roll teaduse ajaloos. Noorus. Teadlaste katsed. Planeetide orbiitide probleem. Mõju füüsikateaduse arengule.

abstraktne, lisatud 12.02.2007


Suure vene teadlase Mihhail Vassiljevitš Lomonosovi lapsepõlv. Tee Moskvasse. Õppis Spasski koolides, slaavi-kreeka-ladina akadeemias. Õppis Saksamaal ajalugu, füüsikat, mehaanikat. Moskva ülikooli asutamine. Teadlase elu viimased aastad.

esitlus, lisatud 27.02.2012


elutee Andrei Dmitrijevitš Sahharov. Teaduslik töö ja teadlaste avastused. termotuumarelvad. Inimõigustega seotud tegevused ja viimased aastad teadlase elu. A.D väärtus Sahharov – teadlane, õpetaja, inimõiguste aktivist.

abstraktne, lisatud 08.12.2008


Teadlase-ajaloolase Vladimir Ivanovitš Picheta elu ja teadustegevus. Eluloo peamised verstapostid. Süüdistus suurriigi šovinismis, Valgevene kodanlikus natsionalismis ja läänemeelses orientatsioonis, Picheta arreteerimine ja pagendus. Teadlase panus historiograafiasse.

esitlus, lisatud 24.03.2011


Karl Marxi eluloo uurimine, tema majandusõpetuste sisu ja tähendus. Ülevaade riigikapitalismi teooria tekkimise põhjustest. Poliitiliste kontseptsioonide analüüs, dialektiline materialism, vastasseisu ideed, revolutsioon, relvastatud võitlus.

Tõenäoliselt teate Newtoni kohta lugu, mis on seotud õuna kukkumisega tema pähe. Tegelikult saavutas ta teaduses palju rohkem. Tema haual Westminsteris on kirjutatud, et ta oli suurim mees kõigest, mis planeedil on kunagi elanud. Kui arvate, et see on liiga julge väide, peaksite lihtsalt Newtoni saavutusi lähemalt uurima. Ta oli tõeline geenius – astronoomia, keemia, matemaatika, füüsika, teoloogia tundja. Tema lõputu uudishimu aitas tal lahendada igas suuruses probleeme. Tema leiud, teooriad, seadused tegid teadlasest tõelise legendi. Tutvume tema kõige olulisemate saavutustega - 10 parimat aitavad selles.

kosmoserelv

Üllataval kombel sai peamiseks legendiks Newtoni kohta õunalugu - see on ju üsna igav! Tegelikult olid Newtoni ideed gravitatsiooni kohta palju põnevamad. Gravitatsiooniseadust kirjeldades kujutas Newton ette sellise suurusega mäge, et selle tipp ulatus kosmosesse ja seal oli tal hiiglaslik kahur. Ei, ta ei kavatsenud üldse tulnukatega võidelda. Kosmosepüstol on spekulatiivne eksperiment, mis kirjeldab objekti orbiidile saatmist. Kui püssirohtu kasutatakse liiga vähe või liiga palju, kukub kahurikuul lihtsalt Maale või lendab kosmosesse. Kui kõik on õigesti arvutatud, lendab tuum orbiidil ümber planeedi. Newtoni 1687. aastal avaldatud töös õpetati, et gravitatsioon mõjutab kõiki osakesi ning gravitatsiooni ennast mõjutavad mass ja kaugus. Hiljem lisas Einstein neid ideid, kuid just Newton pani tõsise aluse tänapäevastele gravitatsiooni ideedele.

Uksed kassidele

Kui teadlane polnud hõivatud universumi küsimustega, tegeles ta muude probleemidega – näiteks mõtles ta välja, kuidas panna kassid uste kriimustamist lõpetama. Newtonil polnud kunagi naist, tal oli ka vähe sõpru, kuid tal olid lemmikloomad. AT erinevatest allikatest Selle kohta on erinevaid andmeid. Mõned usuvad, et ta armastas loomi väga, mõni aga vastupidi sisaldab kummalised lood koerast nimega Diamond. Igatahes on lugu sellest, kuidas Cambridge'i ülikoolis häirisid Newtonit pidevalt kassid, kes ust kratsisid. Selle tulemusena kutsus ta puusepa ja käskis tal teha kaks auku ukse sisse: suur suurele kassile ja väike kassipoegadele. Muidugi käisid kassipojad lihtsalt kassi järel, nii et väike auk oli kasutu. Võib-olla ei olnud, kuid Cambridge'i uks on säilinud tänapäevani. Eeldades, et neid auke ei tehtud Newtoni käsul, näib, et ülikoolis rändas kunagi üks mees, kelle veider hobi oli aukude puurimine.

Kolm liikumisseadust

Võib-olla pole lood loomadest liiga tõesed, kuid on täiesti kindel, et füüsikas tegi avastused Newton. Ta mitte ainult ei kirjeldanud gravitatsiooni, vaid tuletas ka välja kolm liikumisseadust. Esimese kohaselt jääb objekt paigale, kui sellele ei mõju kõrvaline jõud. Teine väidab, et objekti liikumine muutub sõltuvalt jõu mõjust. Kolmas ütleb, et iga tegevuse jaoks on reaktsioon. Nende lihtsate seaduste põhjal on tekkinud keerukamad kaasaegsed formuleeringud, mis on põhikontseptsioon. Enne Newtonit ei osanud keegi protsessi nii selgelt kirjeldada, kuigi probleemiga tegelesid nii Kreeka mõtlejad kui ka silmapaistvad prantsuse filosoofid.

Tarkade kivi

Newtoni teadmistejanu ei viinud teda mitte ainult selleni teaduslikud avastused, aga ka algupäraseid alkeemilisi uuringuid. Näiteks otsis ta kuulsat tarkade kivi. Seda kirjeldatakse kui kivi või lahust, mis võib põhjustada erinevate ainete kullaks muutumist, haigusi ravida ja isegi ilma peata lehma mesilaste sülemiks muuta! Newtoni ajal teaduslik revolutsioon oli alles lapsekingades, nii et alkeemia säilitas oma koha teaduste seas. Ta tahtis avastada piiramatut võimu looduse üle ja katsetas igal võimalikul viisil, püüdes luua filosoofikivi. Kõik katsed olid aga tulutud.

Aritmeetika

Newton avastas kiiresti, et tema ajal eksisteerinud algebra lihtsalt ei vasta teadlaste vajadustele. Näiteks võisid matemaatikud tol ajal arvutada laeva kiirust, kuid nad ei teadnud selle kiirendust. Kui Newton veetis katku ajal 18 kuud eraldatuses, muutis ta arvutussüsteemi ja lõi üllatavalt mugava tööriista, mida siiani kasutavad füüsikud, majandusteadlased ja teised spetsialistid.

Valguse murdumine

1704. aastal kirjutas Newton raamatu valguse murdumise kohta, mis rääkis tolle aja kohta uskumatut teavet valguse ja värvide olemuse kohta. Enne teadlast ei teadnud keegi, miks vikerkaar nii värviline on. Inimesed arvasid, et vesi on kuidagi määrdunud Päikesekiired. Newton demonstreeris lambi ja prisma abil valguse murdumist ja selgitas vikerkaare välimuse põhimõtet!

peegelteleskoop

Newtoni ajal kasutati pildi suurendamiseks ainult klaasläätsedega teleskoope. Kõigepealt teadlane tegi ettepaneku kasutada teleskoopides peegeldavate peeglite süsteemi. Nii on pilt selgem, lisaks võib teleskoop olla väiksem. Newton lõi isiklikult teleskoobi prototüübi ja esitles seda teadusringkond. Enamik kaasaegseid observatooriume kasutab Newtoni väljatöötatud mudeleid.

Ideaalne münt

Leiutaja oli tõesti hõivatud paljude teemadega korraga – näiteks tahtis ta võltsijatest jagu saada. 17. sajandil Inglise süsteem kogenud kriisi. Mündid olid hõbedased ja hõbe oli mõnikord rohkem väärt, kui sellest valmistatud mündi nimiväärtus näitas. Selle tulemusena sulatasid inimesed Prantsusmaal müümiseks münte. Münte oli erinevas suuruses ja nii erinevat tüüpi, et kohati oli isegi raske aru saada, kas tegu on tõesti Briti rahaga – see kõik tegi ka võltsijate töö lihtsamaks. Newton lõi kvaliteetsed ühtlase suurusega mündid, mida oleks raske võltsida. Selle tulemusena hakkas võltsijate probleem vähenema. Kas olete kunagi märganud müntide servadel sälkusid? See oli Newton, kes neid soovitas!

Jahutus

Newtonit huvitas, kuidas jahtumine toimub. Ta viis läbi palju katseid kuumade pallidega. Ta märkas, et soojuskao kiirus oli võrdeline atmosfääri ja objekti temperatuuride erinevusega. Nii töötas ta välja jahtumise seaduse. Tema töö sai aluseks paljudele hilisematele avastustele, sealhulgas tuumareaktori tööpõhimõte ja kosmosereiside ohutuseeskirjad.

Apokalüpsis

Inimesed on apokalüpsist alati kartnud, kuid Newtoni reeglites ei olnud sellega leppida hirmus lugu usku sellele mõtlemata. Kui kaheksateistkümnenda sajandi alguses hakati ühiskonnas õhutama hüsteeriat maailmalõpu teemal, istus teadlane raamatute taha ja otsustas seda küsimust üksikasjalikult uurida. Ta oli teoloogias hästi kursis, seega suutis ta piiblisalme üsna hästi lahti mõtestada. Ta oli veendunud, et Piibel sisaldab iidset tarkust, mida ta tunneb ära teadlane mees. Selle tulemusena jõudis Newton järeldusele, et maailmalõpp ei saabu enne 2060. aastat. Selline teave võimaldas mõnevõrra vähendada paanika taset ühiskonnas. Newton pani oma uurimistööga oma kohale inimesed, kes levitasid kohutavaid kuulujutte, ja lasi kõigil veenduda, et üldiselt pole karta midagi.

>> Isaac Newton

Isaac Newtoni (1642-1727) elulugu

Lühike elulugu:

Haridus: Cambridge'i ülikool

Sünnikoht: Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglismaa

Surma koht: Kensington, Middlesex, Inglismaa, Suurbritannia Kuningriik

- Inglise astronoom, füüsik, matemaatik: fotoga elulugu, Newtoni ideed ja klassikaline füüsika, universaalse gravitatsiooni seadus, kolm liikumisseadust.

härra oli Inglise füüsik ja matemaatik vaesest taluperekonnast. Tema lühike elulugu algas 25. detsembril 1642 Lincolnshire'is Granthami lähedal Woolsthorpe'is. Newton oli vaene põllumees ja saadeti lõpuks Cambridge'i ülikooli Trinity kolledžisse jutlustaja koolitusele. Cambridge'is õppides tegeles Newton oma isiklike huvidega ning õppis filosoofiat ja matemaatikat. Ta sai bakalaureusekraadi 1665. aastal ja oli hiljem sunnitud Cambridge'ist lahkuma, kuna see oli katku tõttu suletud. Ta naasis 1667. aastal ja võeti vennastekogudusse. Isaac Newton sai magistrikraadi 1668. aastal.

Newtonit peetakse üheks ajaloo suurimaks teadlaseks. Tema käigus lühike elulugu ta tegi märkimisväärseid investeeringuid paljudesse kaasaegse teaduse harudesse. Kahjuks kuulus ajalugu Newton ja õun põhinevad suures osas pigem ilukirjandusel kui tõelised sündmused. Tema avastused ja teooriad panid aluse teaduse edasisele arengule alates sellest ajast. Newton oli üks asutajatest matemaatiline osa, mida nimetati arvutuseks. Ta harutas lahti ka valguse ja optika mõistatuse, sõnastas kolm liikumisseadust ning lõi nende abiga universaalse gravitatsiooni seaduse. Newtoni liikumisseadused on klassikalise mehaanika kõige olulisemad loodusseadused. 1686. aastal kirjeldas Newton oma avastusi raamatus Principia Mathematica. Newtoni kolm liikumisseadust, kui need on ühtsed, on kõigi jõu, mateeria ja liikumise vastastikmõjude aluseks peale nende, mis hõlmavad relatiivsuse ja kvantefekte.

Newtoni esimene liikumisseadus on inertsiseadus. Lühidalt öeldes seisneb see selles, et puhkeasendis olev objekt kipub sellesse olekusse jääma seni, kuni välisjõud sellele mõjub.

Newtoni teine ​​​​liikumisseadus väidab, et teatud objektile mõjuvate tasakaalustamata jõudude vahel on seos. Selle tulemusena objekt kiireneb. (Teisisõnu, jõud võrdub massi ja kiirendusega või F = ma).

Newtoni kolmas liikumisseadus, mida nimetatakse ka tegevuse ja reaktsiooni põhimõtteks, kirjeldab, et absoluutselt igale tegevusele on samaväärne reaktsioon. Pärast tõsist närvivapustust 1693. aastal loobus Newton oma õpingutest, et otsida Londoni kubernerikohta. 1696. aastal sai temast kuningliku rahapaja rektor. Aastal 1708 valiti Newton kuninganna Anneks. Ta on esimene teadlane, kes on oma töö eest nii austatud. Sellest hetkest alates oli ta tuntud kui Sir Isaac Newton. Teadlane pühendas suure osa oma ajast teoloogiale. Ta kirjutas suure hulga ettekuulutusi ja ennustusi teemadel, mis talle huvi pakkusid. Aastal 1703 valiti ta Kuningliku Seltsi presidendiks ja valiti igal aastal tagasi kuni oma surmani 20. märtsil 1727.

Isaac Newtoni elu ja avastused

Isaac Newton, (1642-1727) suurim teadlane, kellel oli suurim mõju teaduse arengule, sündis Inglismaal Woolsthorpe'is 1642. aasta jõulupühal (Galileo suri aastal).

Nagu Mohammed, sündis ka Newton pärast oma isa surma. Lapsena näitas ta üles kiindumust mehaanikasse ja oli väga osav. Kuigi Isaac oli tark poiss, ei pingutanud ta koolis kuigi palju ega paistnud eriti silma. Teismelisena võttis ema ta koolist välja, lootes, et poeg saab põllumajanduses edukaks. Õnneks ei kaotanud ta usku tema võimetesse ja pärast kaheksateistkümnendat eluaastat astus Isaac Cambridge'i ülikooli. Seal õppis ta kiiresti selgeks tollal tuntud matemaatika ja loodusteaduste vallas ning tegeles isegi oma uurimistööga.

21–27-aastaselt pani Newton aluse oma teooriatele, mis muutsid teadusmaailmas pöörde. 17. sajandi keskpaik oli teaduse kiire arengu aeg. Teleskoobi leiutamine sajandi alguses avanes uus ajastu astronoomias. Inglise filosoof Francis Bacon ja prantsuse filosoof René Descartes kutsusid Euroopa teadlasi üles mitte toetuma enam Aristotelese autoriteedile, vaid tegelema oma katsetega.

Galileo täitis selle üleskutse. Tema teleskoobivaatlused muutsid tolleaegsed astronoomilised kontseptsioonid ja tema mehaanilised katsed panid paika nn Newtoni mehaanika esimese seaduse.

Ka teised suured teadlased, nagu Harvey oma avastustega vereringe vallas ja Kepler, kes kirjeldas planeetide liikumisseadusi ümber Päikese, andsid teadusele palju uut olulist teavet. Kuid üldiselt jäi puhas teadus mõistusemängu areeniks ja endiselt polnud tõendeid selle kohta, et teadus koos tehnoloogiaga suudaks muuta kogu inimeste elu, nagu Francis Bacon ennustas.

Kuigi Kopernik ja Galileo lükkasid ümber mõned iidsete teadlaste ekslikud kontseptsioonid ja andsid suure panuse parem arusaamine universumi seadused, kuid neid pole veel sõnastatud aluspõhimõtted, mis võib ühendada erinevad faktid ja teha teadusliku prognoosimise võimalikuks. Just Newton lõi sellise ühendava teooria ja sillutas teed, mida teadus on järginud tänapäevani.

Newton ei soovinud tavaliselt oma uurimistöö tulemusi avaldada ja kuigi tema põhikontseptsioonid olid sõnastatud 1669. aastaks, avaldati palju hiljem.

Esimene töö, milles ta oma avastused avalikustas, oli tema jahmatav raamat valguse olemusest.

Pärast mitmeid katseid jõudis Newton järeldusele, et tavaline valge valgus on segu kõigist vikerkaarevärvidest. Samuti analüüsis ta põhjalikult valguse peegelduse ja murdumise seadusi. Nende seaduste tundmise põhjal lõi ta 1668. aastal esimese refraktorteleskoobi – sama tüüpi teleskoobi, mida praegu kasutatakse peamistes astronoomilistes vaatluskeskustes.

Nendest, aga ka teistest oma katsetest ja avastustest rääkis Newton Briti kuningliku kohtumisel teadusselts kui ta oli 29-aastane. Isegi Isaac Newtoni saavutused optikas oleks taganud tema kandmise meie nimekirja, kuid tema avastused matemaatikas ja mehaanikas olid palju olulisemad.

Tema peamine panus matemaatikasse oli integraalarvutuse avastamine (ajal, mil ta oli kahekümne kolme kuni kahekümne nelja aastane). See leiutis ei olnud lihtsalt seeme, millest kasvas välja kaasaegne matemaatiline teooria; ilma selle meetodita poleks enamik saavutusi olnud võimalik kaasaegne teadus.

Kuid Newtoni peamised avastused tehti mehaanika valdkonnas. Galileo avastas kehade esimese liikumisseaduse, mis ei allu väliste (võõr)jõudude mõjule.

Praktikas alluvad muidugi kõik objektid mõnele välised jõud, ja küsimus objektide liikumisest näidatud asjaoludel on kõige tähtsam küsimus mehaanika. Selle probleemi lahendas Newton, kes avastas kuulsa mehaanika teise seaduse, mis on tegelikult klassikalise füüsika seaduste kõige põhilisem.

See teine ​​seadus, mis on matemaatiliselt väljendatud valemiga

ütleb, et kiirendus võrdub jõuga, mis on jagatud objekti massiga. Kahele mehaanikaseadusele lisas Newton kuulsa kolmanda seaduse, mis ütleb, et iga tegevus põhjustab võrdse reaktsiooni, ja (kõige kuulsama) universaalse gravitatsiooni seaduse.

Need neli mehaanikaseadust moodustavad ühtse süsteemi, mille abil on võimalik uurida tegelikult kõiki makroskoopilisi mehaanilisi süsteeme alates pendli võnkumisest kuni planeetide liikumiseni ümber Päikese.

Newton mitte ainult ei sõnastanud neid mehaanikaseadusi, vaid näitas ka ise matemaatilisi meetodeid kasutades, kuidas neid seadusi saab kasutada tegelike probleemide lahendamiseks.

Newtoni seaduste tundmine võimaldab lahendada äärmiselt laia valikut teaduslikke ja tehnilisi probleeme. Tema eluajal leidsid need seadused kõige silmatorkavama rakenduse astronoomia valdkonnas. 1687. aastal avaldas ta oma suur töö"Loodusfilosoofia matemaatilised põhimõtted", mida tavaliselt nimetatakse lihtsalt "põhimõteteks", kus ta sõnastas mehaanika seadused ja universaalse gravitatsiooni seaduse.

Newton näitas, et neid seadusi kasutades on võimalik üsna täpselt ennustada planeetide liikumist ümber Päikese. Astronoomilise dünaamika põhiprobleemi – taevakehade liikumise ennustatavuse probleemi – lahendas Newton ühe suurejoonelise käigu abil. Seetõttu kutsutakse teda sageli ka suureks astronoomiks.

Millel meie hinnang põhineb? teaduslik väärtus Newton? Kui vaadata indekseid teaduslikud entsüklopeediad, on Newtonile ja tema avastustele rohkem viiteid kui ühelegi teisele teadlasele.

Arvestada tuleb ka sellega, et Newtoni kohta kirjutas ka suur teadlane Leibniz, kellega Newton teravalt vaidles: „Kui rääkida matemaatikast maailma algusest kuni Newtoni ajani, siis ta tegi selle teaduse heaks rohkem. kui kõik teised." Suur prantsuse teadlane Laplace nimetas Principiat "inimgeeniuse suurimaks teoseks". suurim geenius pidas Newtonit ka Lagrange'iks ja Ernst Much kirjutas 1901. aastal, et "sellest ajast peale on kõik matemaatika saavutused olnud lihtsalt mehaanikaseaduste väljatöötamine Newtoni ideede alusel".

Sellises kokkuvõte, nagu meie oma, on võimatu üksikasjalikult rääkida kõigist Newtoni saavutustest, kuigi tähelepanu väärivad ka tema privaatsemad saavutused. Newtoni astronoomia universaalne gravitatsioon

Nii andis Isaac Newton olulise panuse termodünaamikasse ja akustikasse, sõnastas energiahulga jäävuse kõige olulisema põhimõtte, lõi oma kuulsa binoomteoreemi ning andis olulise panuse astronoomiasse ja kosmogooniasse. Kuid tunnistades Newtonit suurimaks geeniuseks, kellel oli suurim mõju maailmateadus ometi võib küsida, miks ta asetatakse siin selliste silmapaistvate poliitikute nagu Aleksander Suur või Washington või suurimate usujuhtide, nagu Kristus või Buddha, ette.

Minu arvamus: vaatamata poliitiliste või religioossete transformatsioonide tähtsusele elas enamik inimesi maailmas täpselt samamoodi nii 500 aastat enne Aleksandrit kui ka 500 aastat hiljem. Sarnased igapäevane elu enamik inimesi oli aastal 1500 pKr peaaegu sama palju kui aastal 1500 eKr.

Vahepeal, alates 1500. aastast, kaasaegse teaduse arengu ja tõusuga, on inimeste igapäevaelus, nende töös, toidus, riietuses, vaba aja tegevustes jne toimunud murrangulised muutused. Mitte vähem on toimunud muutusi filosoofias ja religioosses mõtlemises, poliitikas ja majanduses. Newton, hiilgav teadlane, avaldas suurimat mõju kaasaegse teaduse arengule ja väärib seetõttu üht auväärsemat kohta (olulisuselt teine) mis tahes mõjukamate ajalooliste tegelaste loendis.

Newton suri 1727. aastal ja oli esimene teadlane, kellele oli au Westminsteri kloostrisse maetud.

Isaac Newton oli hämmastav ja tõeliselt suurepärane inimene kogu inimkonna ajaloo jaoks. Ilma tema avastusteta oleks meie maailm kahtlemata väga erinev. Ja kuigi varem või hiljem oleksid kõik Newtoni avastused siiski tehtud, lubas Newton omal ajal teadusel tohutu sammu edasi teha.

Mis oli see, mille Newton avastas ja mis teadust suuresti mõjutas?

Esiteks tõestas Newton esmakordselt, et valge valgus sisaldab kõiki teisi värve. Ja see avastus ei mõjutanud mitte ainult füüsikat, vaid astronoomiat ja paljusid teisi teadusi.

Kuid tähtsamad avastused Newtoni kolm mehaanikaseadust on:

• 1) kiirendus võrdub jõuga, mis on jagatud objekti massiga (F=mw);
• 2) mis tahes tegevus põhjustab võrdse reaktsiooni;
• 3) universaalse gravitatsiooni seadus.

Esmapilgul on need seadused lihtsad ja ilmsed. Enne Newtonit seisis nende lihtsate seaduste puudumine aga ületamatu müürina inimkonna arengu teel. Ja loomulikult, kuna kõik teadused on omavahel seotud, ei mõjutanud see barjäär mitte ainult füüsikat, vaid ka matemaatikat, astronoomiat, isegi filosoofiat ja majandust.

Kuid need avastused anti Newtonile põhjusega. See on lihtsalt anekdoot, et kõiges oli süüdi Newtoni pähe kukkunud õun, samas kui tegelikult võimaldasid Newtoni suurte ja oluliste avastusteni jõuda vaid mõtlemine, otsingud ja vaevarikas töö.

Alates Newtoni avastamisest peavad paljud teadlased teda peaaegu kõige olulisemaks ja suurepärasemaks inimeseks nii teadusmaailma kui ka kogu inimkonna jaoks. Veelgi enam, Newtoni teeneid tunnustasid nii nende päevade teadlased, mil Isaac Newton alles oma suuri avastusi tegi, kui ka tänapäeva teadlased, mil inimkond on teinud nii palju avastusi, et neid kõiki on lihtsalt võimatu meeles pidada.

Seega on Isaac Newton kahtlemata üks suurimaid inimesi ning tema ja tema avastuste suurust hindavad vääriliselt kõik inimjärglased.