Livet og arbeidet til Isaac Newton. Den store matematikeren Isaac Newton: en biografi om oppfinneren av prinsippene for naturfilosofi

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

postet på http://www.allbest.ru/

Introduksjon

Biografi

Vitenskapelige funn

Matte

Mekanikk

Astronomi

Konklusjon

Bibliografi

Introduksjon

Relevansen til dette emnet ligger i det faktum at med verkene til Newton, med hans system av verden, får det et ansikt klassisk fysikk. Han markerte begynnelsen på en ny æra i utviklingen av fysikk og matematikk.

Newton fullførte skapelsen av teoretisk fysikk startet av Galileo, basert på den ene siden på eksperimentelle data, og på den andre siden på en kvantitativ og matematisk beskrivelse av naturen. I matematikk, kraftig analytiske metoder. I fysikk er hovedmetoden for å studere naturen konstruksjonen av tilstrekkelige matematiske modeller naturlige prosesser og intensiv studie av disse modellene med systematisk involvering av den fulle kraften til det nye matematiske apparatet.

Hans viktigste prestasjoner er bevegelseslovene, som la grunnlaget for mekanikk som vitenskapelig disiplin. Han oppdaget loven gravitasjon og utviklet kalkulusen (differensial og integral), som har vært viktige verktøy for fysikere og matematikere siden den gang. Newton bygde det første reflekterende teleskopet og var den første som dekomponerte lys til spektrale farger ved hjelp av et prisme. Han undersøkte også fenomenene varme, akustikk og oppførselen til væsker. Kraftenheten, newton, er oppkalt etter ham.

Newton behandlet også aktuelle teologiske problemer, og utviklet en eksakt metodologisk teori. Uten en korrekt forståelse av Newtons ideer vil vi ikke fullt ut kunne forstå verken en vesentlig del av engelsk empiri, eller opplysningstiden, spesielt den franske, eller Kant selv. Faktisk er "sinnet" til de engelske empiristene, begrenset og kontrollert av "erfaring", uten hvilket han ikke lenger kan bevege seg fritt og etter eget ønske i essensens verden, Newtons "sinn".

Det må innrømmes at alle disse funnene er mye brukt av folk i moderne verden innen ulike vitenskapelige felt.

Hensikten med dette essayet er å analysere oppdagelsene til Isaac Newton og det mekanistiske bildet av verden formulert av ham.

For å nå dette målet løser jeg konsekvent følgende oppgaver:

2. Vurder Newtons liv og virke

bare fordi han sto på skuldrene til kjemper.

I. Newton

Isaac Newton - engelsk matematiker og naturforsker, mekaniker, astronom og fysiker, grunnlegger av klassisk fysikk - ble født på dagen for julehøytiden 1642 (i henhold til den nye stilen - 4. januar 1643) i landsbyen Woolsthorpe i Lincolnshire.

Isaac Newtons far, en fattig bonde, døde noen måneder før sønnens fødsel, så Isaac var i omsorgen for slektninger som barn. Grunnutdanning og oppvekst ble gitt til Isaac Newton av bestemoren, og deretter studerte han ved byskolen i Granham.

Som gutt elsket han å lage mekaniske leker, modeller av vannmøller, drager. Senere var han en utmerket kvern av speil, prismer og linser.

I 1661 fylte Newton en av de ledige stillingene for underprivilegerte studenter ved Trinity College, Cambridge University. I 1665 mottok Newton en bachelorgrad. På flukt fra grusomhetene til pesten som feide England, drar Newton i to år i hjemlandet Woolsthorpe. Her jobber han aktivt og svært fruktbart. Newton betraktet de to pestårene - 1665 og 1666 - som storhetstiden til hans kreative krefter. Her, under vinduene i huset hans, vokste det berømte epletreet: historien er viden kjent om at oppdagelsen av Newtons universelle gravitasjon ble forårsaket av et uventet fall av et eple fra et tre. Men tross alt ble gjenstanders fall sett, og andre forskere prøvde å forklare det. Ingen klarte imidlertid å gjøre dette før Newton. Hvorfor faller alltid et eple ikke til siden, tenkte han, men rett ned på bakken? Han tenkte først på dette problemet i ungdommen, men publiserte løsningen sin bare tjue år senere. Newtons funn var ikke tilfeldig. Han grunnet lenge på sine konklusjoner og publiserte dem først når han var helt sikker på deres ufeilbarlighet og nøyaktighet. Newton slo fast at bevegelsen til et fallende eple, en kastet stein, månen og planetene er underlagt den generelle loven om tiltrekning som virker mellom alle legemer. Denne loven er fortsatt grunnlaget for alle astronomiske beregninger. Med dens hjelp forutsier forskere nøyaktig solformørkelsen og beregner banene til romfartøyer.

Også i Woolsthorpe ble Newtons berømte optiske eksperimenter startet, "metoden for flukser" ble født - begynnelsen på differensial- og integralregning.

I 1668 mottok Newton en mastergrad og begynte å erstatte læreren sin ved universitetet - den berømte matematikeren Barrow. På dette tidspunktet fikk Newton berømmelse som fysiker.

Kunsten å polere speil var spesielt nyttig for Newton under produksjonen av et teleskop for å observere stjernehimmelen. I 1668 bygde han sitt første reflekterende teleskop med egne hender. Han ble hele Englands stolthet. Newton selv satte stor pris på denne oppfinnelsen hans, som tillot ham å bli medlem av Royal Society of London. Newton sendte en forbedret versjon av teleskopet som en gave til kong Charles II.

Newton satt sammen stor samling forskjellige optiske instrumenter og utførte eksperimenter med dem i laboratoriet hans. Takket være disse eksperimentene var Newton den første forskeren som forsto opprinnelsen til forskjellige farger i spekteret og forklarte riktig all fargerikdommen i naturen. Denne forklaringen var så ny og uventet at selv den største de lærde av det tid, forsto de ham ikke umiddelbart, og i mange år hadde de harde stridigheter med Newton.

I 1669 ga Barrow ham Lucas University Chair, og fra den tiden foreleste Newton i mange år om matematikk og optikk ved University of Cambridge.

Fysikk og matematikk hjelper alltid hverandre. Newton var godt klar over at fysikk ikke kan klare seg uten matematikk, han skapte nytt matematiske metoder hvorfra det moderne høyere matematikk kjent nå for enhver fysiker og ingeniør.

I 1695 ble han utnevnt til superintendent, og siden 1699 - sjefdirektør for Mint i London og opprettet en myntvirksomhet der, og utførte den nødvendige reformen. I løpet av sin tid som vaktmester for mynten var Newtons hovedanliggende reguleringen av engelsk mynt og forberedelsene til publisering av hans arbeid fra tidligere år. Den viktigste vitenskapelige arven til Newton er inneholdt i hans hovedverk - "Matematiske prinsipper naturfilosofi og optikk.

Newton viste blant annet interesse for alkymi, astrologi og teologi, og forsøkte til og med å etablere bibelsk kronologi. Han studerte også kjemi, studiet av egenskapene til metaller. Den store vitenskapsmannen var veldig ydmyk person. Han var konstant opptatt med jobben, var så glad i det at han glemte å spise lunsj. Han sov bare fire eller fem timer om natten. Newton tilbrakte de siste årene av sitt liv i London. Her publiserer og republiserer han sine vitenskapelige arbeider, jobber mye som president i Royal Society of London, skriver teologiske avhandlinger, arbeider med historiografi. Isaac Newton var en dypt religiøs mann, en kristen. For ham var det ingen konflikt mellom vitenskap og religion. Forfatteren av den store "Begynnelsen" ble forfatteren av de teologiske verkene "Forklaringer på profeten Daniels bok", "Apokalypse", "Kronologi". Newton vurderte både studiet av natur og Den hellige skrift. Newton, som mange store vitenskapsmenn, født av menneskeheten, forsto at vitenskap og religion er forskjellige former for forståelse av væren som beriker den menneskelige bevisstheten, og så ikke etter motsetninger her.

Sir Isaac Newton døde 31. mars 1727 i en alder av 84 år og er gravlagt i Westminster Abbey.

Newtonsk fysikk beskriver en modell av universet der alt ser ut til å være forhåndsbestemt av kjente fysiske lover. Og selv om Albert Einstein på 1900-tallet viste at Newtons lover ikke gjelder i hastigheter nær lysets hastighet, brukes lovene til Isaac Newton i den moderne verden for mange formål.

Vitenskapelige funn

Newtons vitenskapelige arv er redusert til fire hovedområder: matematikk, mekanikk, astronomi og optikk.

La oss vurdere mer detaljert hans bidrag til disse vitenskapene.

Matematica

Newton gjorde sine første matematiske oppdagelser tilbake i studieårene: klassifiseringen av algebraiske kurver av 3. orden (kurver av 2. orden ble studert av Fermat) og den binomiale utvidelsen av en vilkårlig (ikke nødvendigvis heltalls) grad, hvorfra den newtonske teorien om uendelige serier begynner - en ny og kraftigste verktøyanalyse. Newton anså serieutvidelsen for å være den viktigste og generell metode analyse av funksjoner, og i denne bransjen nådde han mestringshøyder. Han brukte serier til å beregne tabeller, løse likninger (inkludert differensialer), studere funksjonene til funksjoner. Newton klarte å få en dekomponering for alle funksjonene som var standard på den tiden.

Newton utviklet differensial- og integralregning samtidig med G. Leibniz (litt tidligere) og uavhengig av ham. Før Newton var handlinger med infinitesimals ikke knyttet til en enkelt teori og var i karakter av forskjellige vittige triks. Oppretting av et system matematisk analyse reduserer løsningen av relevante problemer, i stor grad, til det tekniske nivået. Et kompleks av begreper, operasjoner og symboler dukket opp, som ble startgrunnlaget for videre utvikling av matematikk. Det neste, 1700-tallet, ble et århundre med storm og ekstremt vellykket utvikling analytiske metoder.

Kanskje Newton kom til ideen om analyse gjennom forskjellige metoder, som han studerte mye og dypt. Riktignok brukte Newton nesten ikke i sine "prinsipper" infinitesimals, og fulgte de eldgamle (geometriske) bevismetodene, men i andre verk brukte han dem fritt.

Utgangspunktet for differensial- og integralregning var arbeidet til Cavalieri og spesielt Fermat, som allerede visste hvordan (for algebraiske kurver) tegne tangenter, finne ekstrema, bøyningspunkter og krumning av en kurve og beregne arealet av segmentet. . Av de andre forgjengerne kalte Newton selv Wallis, Barrow og den skotske vitenskapsmannen James Gregory. Det var ikke noe konsept for en funksjon ennå; han tolket alle kurver kinematisk som baner for et bevegelig punkt.

Allerede som student innså Newton at differensiering og integrasjon er gjensidig inverse operasjoner. Dette grunnleggende analyseteoremet var allerede mer eller mindre klart skissert i verkene til Torricelli, Gregory og Barrow, men bare Newton innså at man på dette grunnlaget ikke bare kunne oppnå individuelle funn, men en kraftig systemisk kalkulus, lik algebra, med klar regler og gigantiske muligheter.

I nesten 30 år har Newton ikke brydd seg om å publisere sin versjon av analysen, selv om han i brev (spesielt til Leibniz) villig deler mye av det han har oppnådd. I mellomtiden har Leibniz sin versjon blitt bredt og åpent distribuert over hele Europa siden 1676. Først i 1693 dukker den første presentasjonen av Newtons versjon opp – i form av et vedlegg til Wallis’ Treatise on Algebra. Vi må innrømme at Newtons terminologi og symbolikk er ganske klønete sammenlignet med Leibniz: fluks (derivert), flytende (antiderivativ), størrelsesmoment (differensial) osv. Bare Newtons betegnelse har overlevd i matematikk. o» for en uendelig liten dt(Gregory brukte imidlertid denne bokstaven i samme betydning tidligere), og til og med en prikk over bokstaven som et symbol på tidsavledet.

Newton publiserte en ganske fullstendig fremstilling av analyseprinsippene bare i verket "On the quadrature of curves" (1704), vedlagt monografien hans "Optics". Nesten alt materialet som ble presentert var klart tilbake på 1670-1680-tallet, men først nå overtalte Gregory og Halley Newton til å publisere et verk som, 40 år for sent, ble Newtons første publiserte arbeid om analyse. Her har Newton derivater av høyere orden, verdiene til integraler av forskjellige rasjonelle og irrasjonelle funksjoner er funnet, eksempler på løsning av differensialligninger av 1. orden er gitt.

I 1707 ble boken "Universal Arithmetic" utgitt. Den presenterer en rekke numeriske metoder. Newton ga alltid stor oppmerksomhet omtrentlig løsning av ligninger. Newtons berømte metode gjorde det mulig å finne røttene til ligninger med tidligere utenkelig hastighet og nøyaktighet (publisert i Algebra av Wallis, 1685). Moderne utseende Newtons iterative metode ble gitt av Joseph Raphson (1690).

I 1711, etter 40 år, ble endelig «Analyse ved hjelp av ligninger med et uendelig antall ledd» publisert. I dette arbeidet utforsker Newton både algebraiske og "mekaniske" kurver (cykloid, quadratrix) like enkelt. Det er partielle derivater. Samme år ble "Method of Differences" publisert, der Newton foreslo en interpolasjonsformel for å passere gjennom (n + 1) datapunkter med ekvidistant eller ulik abscisse av et polynom n-te orden. Dette er en forskjellsanalog av Taylor-formelen.

I 1736 ble det endelige verket "Method of Fluxions and Infinite Series" publisert posthumt, betydelig avansert sammenlignet med "Analysis by Equations". Det inneholder mange eksempler finne ekstrema, tangenter og normaler, beregne radier og krumningssentre i kartesiske og polare koordinater, finne bøyningspunkter osv. I det samme arbeidet ble det laget kvadraturer og utrettinger av ulike kurver.

Det skal bemerkes at Newton ikke bare utviklet analysen ganske fullt ut, men også gjorde et forsøk på å underbygge prinsippene strengt. Hvis Leibniz lente seg mot ideen om faktiske infinitesimals, foreslo Newton (i elementene) en generell teori om passasjer til grensen, som han kalte noe utsmykket "metoden for første og siste forhold." Det er det moderne begrepet "grense" (lat. lime), selv om det ikke er noen forståelig beskrivelse av essensen av dette begrepet, noe som antyder en intuitiv forståelse. Teorien om grenser er satt frem i 11 lemmaer i bok I av "Begynnelsene"; ett lemma er også i bok II. Det er ingen aritmetikk av grenser, det er ingen bevis for grensens unikhet, dens forbindelse med infinitesimals har ikke blitt avslørt. Newton påpeker imidlertid med rette at denne tilnærmingen er strengere enn den "grove" metoden med udelelige. Likevel, i bok II, ved å introdusere "øyeblikk" (differensialer), forvirrer Newton igjen saken, og betrakter dem faktisk som faktiske infinitesimals.

Det er bemerkelsesverdig at Newton ikke var interessert i tallteori i det hele tatt. Tilsynelatende var fysikk mye nærmere ham enn matematikk.

Mekanikk

På mekanikkfeltet utviklet Newton ikke bare posisjonene til Galileo og andre forskere, men ga også nye prinsipper, for ikke å nevne mange bemerkelsesverdige individuelle teoremer.

Newtons fortjeneste er løsningen av to grunnleggende problemer.

Opprettelse av et aksiomatisk grunnlag for mekanikk, som faktisk overførte denne vitenskapen til kategorien strenge matematiske teorier.

Skapelse av dynamikk som forbinder kroppens oppførsel med egenskapene til ytre påvirkninger på den (krefter).

I tillegg begravde Newton til slutt ideen, som hadde slått rot siden antikken, at bevegelseslovene til jorden og himmellegemer helt annerledes. I hans modell av verden er hele universet underlagt ensartede lover som tillater matematisk formulering.

I følge Newton selv etablerte til og med Galileo prinsippene, som Newton kalte "de to første bevegelseslovene", i tillegg til disse to lovene formulerte Newton en annen tredje bevegelseslov.

Newtons første lov

Hver kropp er i en tilstand av hvile eller uniform rettlinjet bevegelse inntil en kraft virker på den og får den til å endre den tilstanden.

Denne loven sier at hvis en materiell partikkel eller kropp ganske enkelt ikke berøres, vil den fortsette å bevege seg i en rett linje med konstant hastighet av seg selv. Hvis en kropp beveger seg jevnt i en rett linje, vil den fortsette å bevege seg i en rett linje med konstant hastighet. Hvis kroppen er i ro, vil den forbli slik inntil ytre krefter påføres den. For ganske enkelt å flytte en fysisk kropp fra sin plass, er det nødvendig å bruke en ekstern kraft på den. For eksempel et fly: det vil aldri rokke seg før motorene er startet. Det ser ut til at observasjonen er selvinnlysende, men det er verdt å gå bort fra rettlinjet bevegelse, siden det slutter å virke slik. Når et legeme beveger seg treg langs en lukket syklisk bane, gjør dens analyse fra Newtons første lov det bare mulig å nøyaktig bestemme dens egenskaper.

Et annet eksempel: en friidrettshammer er en ball i enden av en streng som du snurrer rundt hodet. Kjernen i dette tilfellet beveger seg ikke i en rett linje, men i en sirkel - som betyr, ifølge Newtons første lov, er det noe som holder den; dette "noe" er sentripetalkraften som påføres kjernen og spinner den. I virkeligheten er det ganske håndgripelig - håndtaket på en friidrettshammer trykker merkbart på håndflaten din. Hvis imidlertid hånden åpnes og hammeren slippes, vil den - i mangel av ytre krefter - umiddelbart sette av gårde på en rett vei. Det ville være mer nøyaktig å si at dette er hvordan hammeren oppfører seg under ideelle forhold (for eksempel i åpen plass), fordi under påvirkning av kraften fra jordens gravitasjonsattraksjon, vil den fly strengt i en rett linje bare i det øyeblikket du slipper den, og i fremtiden vil flyveien avvike mer og mer i retningen jordens overflate. Hvis du prøver å virkelig løsne hammeren, viser det seg at hammeren som slippes ut fra den sirkulære banen vil sette av strengt i en rett linje, som er tangent (vinkelrett på radiusen til sirkelen den ble spunnet langs) med en lineær hastighet lik hastigheten på dens sirkulasjon langs "banen".

Hvis vi erstatter kjernen til en atletikkhammer med en planet, hammeren med solen og strengen med gravitasjonskraften, får vi den Newtonske modellen solsystemet.

En slik analyse av hva som skjer når en kropp kretser rundt en annen i en sirkulær bane ser ved første øyekast ut til å være noe selvinnlysende, men vi bør ikke glemme at den har absorbert hele linjen konklusjoner fra de beste representantene for vitenskapelig tenkning fra forrige generasjon (det er nok å huske Galileo Galilei). Problemet her er at når man beveger seg langs en stasjonær sirkulær bane, ser et himmellegeme (og et hvilket som helst annet) legeme veldig rolig ut og ser ut til å være i en tilstand av stabil dynamisk og kinematisk likevekt. Men hvis du finner ut av det, lagres bare modulen ( absolutt verdi) lineær hastighet et slikt legeme, mens dets retning hele tiden endres under påvirkning av gravitasjonskraften. Dette betyr at himmellegemet beveger seg med jevn akselerasjon. Newton selv kalte akselerasjon «en endring i bevegelse».

Newtons første lov spiller også en annen viktig rolle sett fra naturviterens holdning til den materielle verdens natur. Det innebærer at enhver endring i naturen til kroppens bevegelse indikerer tilstedeværelsen av ytre krefter som virker på den. For eksempel, hvis jernspon spretter og fester seg til en magnet, eller tøy tørket i en tørketrommel på en vaskemaskin klistrer seg sammen og fester seg til hverandre, kan det hevdes at disse effektene var et resultat av handlingen naturkrefter(i de gitte eksemplene er dette kreftene til henholdsvis magnetisk og elektrostatisk tiltrekning).

PÅNewtons andre lov

Bevegelse endres proporsjonalt drivkraft og er rettet langs den rette linjen som kraften virker langs.

Hvis Newtons første lov er med på å bestemme om et legeme er under påvirkning av ytre krefter, så beskriver den andre loven hva som skjer med fysisk kropp under deres innflytelse. Jo større summen av ytre krefter som påføres kroppen, sier denne loven, jo større akselerasjon får kroppen. Denne gangen. Samtidig, jo mer massive kroppen som like mye ytre krefter, jo mindre akselerasjon får den. Dette er to. Intuitivt virker disse to fakta selvinnlysende, og i matematisk form de er skrevet slik:

hvor F er kraft, m er masse og akselerasjon. Dette er sannsynligvis den mest nyttige og mest brukte for anvendte formål av alle. fysiske ligninger. Det er nok å kjenne størrelsen og retningen til alle krefter som virker i et mekanisk system, og massen til de materielle legemene det består av, og det er mulig å beregne oppførselen i tide med uttømmende nøyaktighet.

Det er Newtons andre lov som gir hele den klassiske mekanikken sin spesielle sjarm – det begynner å virke som om helheten fysisk verden Det er arrangert som det mest nøyaktige kronometeret, og ingenting i det unnslipper blikket til en nysgjerrig observatør. Fortell meg de romlige koordinatene og hastighetene til alle materielle poeng i universet, som om Newton forteller oss, vis meg retningen og intensiteten til alle kreftene som virker i det, og jeg vil forutsi for deg enhver fremtidig tilstand av det. Og et slikt syn på tingenes natur i universet eksisterte frem til ankomsten av kvantemekanikk.

Newtons tredje lov

Handlingen er alltid lik og direkte motsatt av reaksjonen, det vil si at handlingene til to kropper på hverandre alltid er like og rettet i motsatte retninger.

Denne loven sier at hvis legeme A virker med en viss kraft på legeme B, så virker legeme B også på legeme A med en lik og motsatt kraft. Med andre ord, stående på gulvet handler du på gulvet med en kraft proporsjonal med massen til kroppen din. I følge Newtons tredje lov virker gulvet samtidig på deg med absolutt samme kraft, men rettet ikke ned, men strengt tatt opp. Det er ikke vanskelig å verifisere denne loven eksperimentelt: du føler hele tiden hvordan jorden presser på sålene dine.

Her er det viktig å forstå og huske at Newton snakker om to krefter av helt forskjellig natur, og hver kraft virker på "sitt eget" objekt. Når et eple faller fra et tre, virker denne jorden på eplet med kraften fra dets gravitasjonsattraksjon (som et resultat av at eplet skynder seg til jordens overflate med jevn akselerasjon), men samtidig tiltrekker eplet også Jorden for seg selv med lik kraft. Og det faktum at det ser ut for oss at det er eplet som faller til jorden, og ikke omvendt, er allerede en konsekvens av Newtons andre lov. Massen til et eple sammenlignet med jordens masse er lav til det er uforlignelig, så det er nettopp dets akselerasjon som er merkbar for observatørens øyne. Jordens masse, sammenlignet med massen til et eple, er enorm, så akselerasjonen er nesten umerkelig. (Hvis et eple faller, skifter jordens senter oppover til en avstand mindre enn radiusen til atomkjernen.)

Etter å ha etablert de generelle bevegelseslovene, utledet Newton fra dem mange konsekvenser og teoremer som tillot ham å bringe teoretisk mekanikk før høy grad fullkommenhet. Ved hjelp av disse teoretiske prinsippene utleder han gravitasjonsloven i detalj fra Keplers lover og bestemmer seg så omvendt problem, det vil si at den viser hva bevegelsen til planetene bør være hvis vi aksepterer tyngdeloven som bevist.

Newtons oppdagelse førte til opprettelsen av et nytt bilde av verden, ifølge hvilket alle planetene som ligger i kolossale avstander fra hverandre er koblet til ett system. Med denne loven la Newton grunnlaget for en ny gren av astronomi.

Astronomi

Selve ideen om tiltrekning av kropper til hverandre dukket opp lenge før Newton og ble mest åpenbart uttrykt av Kepler, som bemerket at vekten av kropper er analog med magnetisk tiltrekning og uttrykker kroppens tendens til å koble seg sammen. Kepler skrev at Jorden og Månen ville gå mot hverandre hvis de ikke ble holdt i sine baner av en tilsvarende kraft. Hooke var nær ved å formulere gravitasjonsloven. Newton mente at et fallende legeme, på grunn av kombinasjonen av dets bevegelse med jordens bevegelse, ville beskrive en spirallinje. Hooke viste at en spirallinje kun oppnås hvis luftmotstanden tas i betraktning og at i et vakuum må bevegelsen være elliptisk - vi snakker om ekte bevegelse, altså en som vi kunne observere hvis vi ikke selv deltok i klodens bevegelse.

Etter å ha sjekket Hookes konklusjoner, ble Newton overbevist om at et legeme som kastes med tilstrekkelig hastighet, samtidig som det er under påvirkning av jordens tyngdekraft, faktisk kan beskrive en elliptisk bane. Ved å reflektere over dette emnet oppdaget Newton det berømte teoremet, ifølge hvilket et legeme under påvirkning av en tiltrekningskraft, lik tyngdekraften, alltid beskriver et kjeglesnitt, det vil si en av kurvene som oppnås når en kjegle krysses av et plan (ellipse, hyperbel, parabel og i spesielle tilfeller en sirkel og en rett linje). Dessuten fant Newton at attraksjonssenteret, det vil si punktet der virkningen av alle tiltrekningskrefter som virker på et bevegelig punkt er konsentrert, er i fokus for den beskrevne kurven. Dermed er sentrum av solen (omtrent) i det generelle fokuset til ellipsene beskrevet av planetene.

Etter å ha oppnådd slike resultater, så Newton umiddelbart at han teoretisk, det vil si basert på prinsippene for rasjonell mekanikk, hadde utledet en av Keplers lover, som sier at sentrene til planetene beskriver ellipser og at sentrum av solen er ved fokus for banene deres. Men Newton var ikke fornøyd med denne grunnleggende overensstemmelsen mellom teori og observasjon. Han ønsket å se om det var mulig ved hjelp av teori å faktisk beregne elementene i planetbaner, det vil si å forutsi alle detaljene i planetbevegelser?

For å forsikre seg om at tyngdekraften, som får kropper til å falle til jorden, egentlig er identisk med kraften som holder månen i sin bane, begynte Newton å beregne, men da han ikke hadde noen bøker for hånden, brukte han bare de groveste data. Beregningen viste at med slike numeriske data er kraften til jordens tyngdekraft større enn kraften som holder Månen i sin bane med en sjettedel, og som om det er en eller annen grunn som motvirker Månens bevegelse.

Så snart Newton fikk vite om målingen av meridianen, gjort av den franske forskeren Picard, gjorde han umiddelbart nye beregninger og var til sin største glede overbevist om at hans gamle synspunkter ble fullstendig bekreftet. Kraften som får kropper til å falle til jorden viste seg å være nøyaktig lik den som styrer månens bevegelse.

Denne konklusjonen var for Newton den høyeste triumfen. Nå var ordene hans fullt berettiget: "Geni er tankens tålmodighet konsentrert i en bestemt retning." Alle hans dype hypoteser, langsiktige beregninger viste seg å være korrekte. Nå var han helt og endelig overbevist om muligheten for å skape et helt system av universet basert på ett enkelt og stort prinsipp. Alle de mest komplekse bevegelsene til månen, planeter og til og med kometer som vandret gjennom himmelen ble ganske tydelige for ham. Det ble mulig å vitenskapelig forutsi bevegelsene til alle kroppene i solsystemet, og kanskje solen selv, og til og med stjerner og stjernesystemer.

Newton foreslo faktisk en komplett matematisk modell:

gravitasjonsloven;

bevegelsesloven (Newtons andre lov);

system av metoder for matematisk forskning (matematisk analyse).

Til sammen er denne triaden tilstrekkelig for en fullstendig studie av de fleste komplekse bevegelser himmellegemer, og skaper derved grunnlaget for himmelmekanikk. Kun med verkene til Newton begynner vitenskapen om dynamikk, inkludert dens anvendelse på himmellegemers bevegelse. Før etableringen av relativitetsteorien og kvantemekanikken var det ikke nødvendig med noen grunnleggende endringer i denne modellen, selv om det matematiske apparatet viste seg å være nødvendig for å bli betydelig utviklet.

Gravitasjonsloven gjorde det mulig å løse ikke bare problemene med himmelmekanikk, men også en rekke fysiske og astrofysiske problemer. Newton ga en metode for å bestemme massene til solen og planetene. Han oppdaget årsaken til tidevannet: månens tiltrekning (selv Galileo betraktet tidevannet som en sentrifugaleffekt). Etter å ha behandlet langtidsdata om høyden på tidevannet, beregnet han dessuten månens masse med god nøyaktighet. En annen konsekvens av tyngdekraften var presesjonen av jordaksen. Newton fant ut at på grunn av jordens oblatitet ved polene, gjør jordaksen en konstant langsom forskyvning med en periode på 26 000 år under påvirkning av månens og solens tiltrekning. Derved gammelt problem"forventning av jevndøgn" (først bemerket av Hipparchus) fant en vitenskapelig forklaring.

Newtons gravitasjonsteori forårsaket mange års debatt og kritikk av langdistansebegrepet som ble tatt i bruk i den. Imidlertid bekreftet de enestående suksessene til himmelmekanikk på 1700-tallet oppfatningen om tilstrekkeligheten til den newtonske modellen. De første observerte avvikene fra Newtons teori innen astronomi (forskyvning av Merkurs perihelium) ble oppdaget bare 200 år senere. Disse avvikene ble snart forklart generell teori relativitet (GR); Newtonsk teori viste seg å være dens omtrentlige versjon. Generell relativitetsteori fylte også gravitasjonsteorien med fysisk innhold, og indikerte den materielle bæreren av tiltrekningskraften - metrikken for rom-tid, og gjorde det mulig å kvitte seg med langdistansehandling.

Optikk

Newton gjorde grunnleggende funn innen optikk. Han bygde det første speilteleskopet (reflektor) der det, i motsetning til rene linseteleskoper, ikke var kromatisk aberrasjon. Han studerte også i detalj spredningen av lys, viste at hvitt lys brytes ned i regnbuens farger på grunn av strålenes forskjellige brytning. forskjellige farger mens de gikk gjennom prismet, og la grunnlaget riktig teori farger. Newton laget en matematisk teori om interferensringene oppdaget av Hooke, som siden har blitt kalt "Newtons ringer". I et brev til Flamsteed la han ut en detaljert teori om astronomisk brytning. Men hans viktigste prestasjon er etableringen av grunnlaget for fysisk (ikke bare geometrisk) optikk som en vitenskap og utviklingen av dens matematiske base, transformasjonen av teorien om lys fra et usystematisk sett med fakta til en vitenskap med en rik kvalitativ og kvantitativt innhold, eksperimentelt godt underbygget. Newtons optiske eksperimenter ble en modell for dyp fysisk forskning i flere tiår.

Det var mange spekulative teorier om lys og farge i denne perioden; kjempet hovedsakelig mot synspunktet til Aristoteles (" forskjellige farger er en blanding av lys og mørkt i forskjellige proporsjoner") og Descartes ("forskjellige farger skapes ved rotasjon av lyse partikler med forskjellige hastigheter"). Hooke tilbød i sin Micrographia (1665) en variant av aristoteliske synspunkter. Mange mente at farge ikke er en egenskap av lys, men av et opplyst objekt. Generell uenighet forverret kaskaden funn XVIIårhundre: diffraksjon (1665, Grimaldi), interferens (1665, Hooke), dobbeltbrytning(1670, Erasmus Bartholin, studert av Huygens), et estimat av lysets hastighet (1675, Römer). Det var ingen teori om lys som var forenlig med alle disse fakta. I sin tale for Royal Society tilbakeviste Newton både Aristoteles og Descartes, og beviste overbevisende at hvitt lys ikke er primært, men består av fargede komponenter med forskjellige brytningsvinkler. Disse komponentene er primære - Newton kunne ikke endre fargen med noen triks. Dermed fikk den subjektive følelsen av farge en solid objektiv base - brytningsindeksen

Historikere skiller to grupper av hypoteser om lysets natur som var populær på Newtons tid:

Emisjon (korpuskulær): lys består av små partikler (korpuskler) som sendes ut av et lysende legeme. Denne oppfatningen ble støttet av rettheten til forplantningen av lys, som geometrisk optikk, men diffraksjon og interferens passet ikke godt inn i denne teorien.

Bølge: lys er en bølge i den usynlige verdenseteren. Motstandere av Newton (Hooke, Huygens) blir ofte kalt tilhengere av bølgeteori, men det må huskes på at de ikke mente med bølgen periodisk svingning, hvordan inn moderne teori, og en enkelt impuls; av denne grunn var deres forklaringer av lysfenomener lite plausible og kunne ikke konkurrere med Newtons (Huygens prøvde til og med å tilbakevise diffraksjon). Utviklet bølgeoptikk dukket opp først på begynnelsen av 1800-tallet.

Newton regnes ofte som en tilhenger av den korpuskulære teorien om lys; faktisk, han, som vanlig, "fant ikke opp hypoteser" og innrømmet villig at lys også kunne assosieres med bølger i eteren. I en avhandling presentert i Royal Society i 1675 skriver han at lys ikke bare kan være vibrasjoner av eteren, siden det da for eksempel kunne forplante seg langs et buet rør, slik lyd gjør. Men på den annen side antyder han at lysets forplantning eksiterer vibrasjoner i eteren, noe som gir opphav til diffraksjon og andre bølgeeffekter. I hovedsak legger Newton, tydelig klar over fordelene og ulempene ved begge tilnærmingene, frem en kompromiss, korpuskulær bølgeteori om lys. I sine arbeider beskrev Newton i detalj den matematiske modellen for lysfenomener, og ser bort fra spørsmålet om den fysiske bæreren av lys: «Min undervisning om brytning av lys og farger består utelukkende i å etablere visse egenskaper til lys uten noen hypoteser om dets opprinnelse ." bølgeoptikk, da den dukket opp, avviste ikke Newtons modeller, men absorberte dem og utvidet dem på et nytt grunnlag.

Til tross for at han mislikte hypoteser, plasserte Newton på slutten av Optics en liste over uløste problemer og mulige svar på dem. Men i løpet av disse årene hadde han allerede råd til dette – Newtons autoritet etter «Prinsiplene» ble udiskutable, og få mennesker turte å plage ham med innvendinger. En rekke hypoteser viste seg å være profetiske. Spesielt spådde Newton:

* avbøyning av lys i gravitasjonsfeltet;

* fenomenet lyspolarisering;

* Interkonvertering av lys og materie.

Konklusjon

newton discovery mekanikk matematikk

«Jeg vet ikke hva jeg kan se ut for verden, men for meg selv virker jeg som bare en gutt som leker på kysten, og morer meg med å lete etter en mer blomstrende rullestein enn vanlig, eller et vakkert skall, fra tid til annen, mens det store havet av sannhet sprer seg uutforsket foran meg."

I. Newton

Hensikten med dette essayet var å analysere oppdagelsene til Isaac Newton og det mekanistiske bildet av verden formulert av ham.

Følgende oppgaver ble iverksatt:

1. Gjennomfør en analyse av litteraturen om dette emnet.

2. Tenk på livet og arbeidet til Newton

3. Analyser Newtons funn

En av de viktigste verdiene til Newtons kreativitet er at konseptet om virkningen av krefter i naturen oppdaget av ham, begrepet reversibilitet fysiske lover inn i kvantitative resultater, og omvendt oppnå fysiske lover på grunnlag av eksperimentelle data, skapte utviklingen av prinsippene for differensial- og integralregning en svært effektiv metodikk for vitenskapelig forskning.

Newtons bidrag til utviklingen av verdensvitenskapen er uvurderlig. Dens lover brukes til å beregne resultatene av en lang rekke interaksjoner og fenomener på jorden og i verdensrommet, brukes i utviklingen av nye motorer for luft-, vei- og vanntransport, beregne lengden på rullebanen og rullebanen for forskjellige typer fly, parametere (helling til horisonten og krumning) for høyhastighets motorveier, for beregning i konstruksjon av bygninger, broer og andre konstruksjoner, i utvikling av klær, fottøy, simulatorer, i maskinteknikk, etc.

Og avslutningsvis, oppsummert, bør det bemerkes at fysikere har en fast og enstemmig mening om Newton: han nådde grensene for kunnskapen om naturen i den grad en person i sin tid kunne nå.

Liste over kilder som er brukt

Samin D.K. Hundre store vitenskapsmenn. M., 2000.

Solomatin V.A. Vitenskapshistorie. M., 2003.

Lyubomirov D.E., Sapenok O.V., Petrov S.O. Vitenskapens historie og filosofi: Opplæringen for organisering av selvstendig arbeid for hovedfagsstudenter og søkere. M., 2008.

Vert på Allbest.ru

Lignende dokumenter

Oppdagelsene til den russiske naturforskeren og pedagogen M.V. Lomonosov innen astronomi, termodynamikk, optikk, mekanikk og elektrodynamikk. Verkene til M.V. Lomonosov på elektrisitet. Hans bidrag til dannelsen av molekylær (statistisk) fysikk.

presentasjon, lagt til 12.06.2011

Hovedfakta i biografien til Thales of Miletus - en gammel gresk filosof og matematiker, en representant for jonisk naturfilosofi og grunnleggeren av den joniske skolen, hvorfra historien begynner Europeisk vitenskap. Oppdagelser av forskeren innen astronomi, geometri, fysikk.

presentasjon, lagt til 24.02.2014

Studiet av biografien og livsveien til forskeren D. Mendeleev. Beskrivelser av utviklingen av en standard for russisk vodka, produksjon av kofferter, oppdagelsen av den periodiske loven, opprettelsen av et system av kjemiske elementer. Analyse av hans forskning innen gassers tilstand.

presentasjon, lagt til 16.09.2011

tidlige år livet til Mikhail Vasilyevich Lomonosov, dannelsen av hans verdensbilde. Hovedprestasjonene til en praktisk vitenskapsmann innen naturvitenskap (kjemi, astronomi, optomekanikk, instrumentering) og humaniora(retorikk, grammatikk, historie).

semesteroppgave, lagt til 06.10.2010

Erkjennelsesprosessen i middelalderen i arabisktalende land. Store vitenskapsmenn middelalderens øst, deres prestasjoner innen matematikk, astronomi, kjemi, fysikk, mekanikk og litteratur. Betydning vitenskapelige artikler i utviklingen av filosofi og naturvitenskap.

sammendrag, lagt til 01.10.2011

Engelsk matematiker og naturforsker, mekaniker, astronom og fysiker, grunnlegger av klassisk fysikk. Rollen til Newtons oppdagelser for vitenskapens historie. Ungdom. Forskereksperimenter. Problemet med planetbaner. Påvirkning på utviklingen av naturvitenskap.

sammendrag, lagt til 02.12.2007

Barndommen til den store russiske forskeren Mikhail Vasilyevich Lomonosov. Veien til Moskva. Studerer ved Spassky-skolene, det slavisk-gresk-latinske akademiet. Studerer historie, fysikk, mekanikk i Tyskland. Stiftelsen av Moskva-universitetet. De siste årene av forskerens liv.

presentasjon, lagt til 27.02.2012

livsvei Andrei Dmitrievich Sakharov. Vitenskapelig arbeid og forskeres oppdagelser. termonukleære våpen. Menneskerettighetsaktiviteter og i fjor vitenskapsmannens liv. Verdien av A.D. Sakharov - vitenskapsmann, lærer, menneskerettighetsaktivist for menneskeheten.

sammendrag, lagt til 12.08.2008

Liv og vitenskapelig aktivitet til vitenskapsmannen-historikeren Vladimir Ivanovich Picheta. De viktigste milepælene i biografien. Anklager om stormaktsjåvinisme, hviterussisk borgerlig nasjonalisme og pro-vestlig orientering, arrestasjon og eksil av Picheta. Forskerens bidrag til historiografi.

presentasjon, lagt til 24.03.2011

Studiet av biografien til Karl Marx, innholdet og betydningen av hans økonomiske lære. En oversikt over årsakene til fremveksten av teorien om statskapitalisme. Analyse av politiske begreper, dialektisk materialisme, ideer om konfrontasjon, revolusjon, væpnet kamp.

Mest sannsynlig, om Newton, kjenner du historien knyttet til fallet av et eple på hodet hans. Faktisk oppnådde han mye mer innen vitenskap. På graven hans i Westminster står det skrevet at han var det den største mannen av alt som noen gang har levd på planeten. Hvis du synes dette er et for dristig utsagn, bør du bare se nærmere på Newtons prestasjoner. Han var et ekte geni - en kjenner av astronomi, kjemi, matematikk, fysikk, teologi. Hans uendelige nysgjerrighet hjalp ham med å løse problemer i alle størrelser. Hans funn, teorier, lover gjorde forskeren til en ekte legende. La oss bli kjent med de viktigste av prestasjonene hans - topp 10 vil hjelpe med dette.

rompistol

Overraskende nok ble historien om eplet hovedlegenden om Newton - tross alt er det ganske kjedelig! Faktisk var Newtons ideer om gravitasjon mye mer fascinerende. Når han beskrev tyngdeloven, så Newton for seg et fjell av en slik størrelse at toppen nådde verdensrommet, og der hadde han en enorm kanon. Nei, han planla ikke å kjempe mot romvesenene i det hele tatt. Rompistolen er et spekulativt eksperiment som beskriver hvordan man sender et objekt i bane. Hvis det brukes for lite eller for mye krutt, vil kanonkulen rett og slett falle til jorden eller fly ut i verdensrommet. Hvis alt er riktig beregnet, vil kjernen fly rundt planeten i bane. Newtons arbeid, publisert i 1687, lærte at alle partikler påvirkes av tyngdekraften, og at tyngdekraften i seg selv påvirkes av masse og avstand. Einstein la senere til disse ideene, men det var Newton som la et seriøst grunnlag for moderne ideer om gravitasjon.

Dører for katter

Når forskeren ikke var opptatt med å jobbe med universets spørsmål, var han opptatt med andre problemer – for eksempel fant han ut hvordan han kunne få katter til å slutte å klø dører. Newton hadde aldri en kone, han hadde også få venner, men han hadde kjæledyr. PÅ ulike kilder Det finnes ulike data om dette. Noen mener at han var veldig glad i dyr, mens noen tvert imot inneholder merkelige historier om en hund som heter Diamond. Uansett, det er en historie om hvordan Newton ved Cambridge University hele tiden ble forstyrret av katter som klødde på døren. Som et resultat ringte han en snekker og beordret ham til å lage to hull i døren: et stort for en stor katt og et lite for kattunger. Selvfølgelig fulgte kattungene bare etter katten, så det lille hullet var ubrukelig. Det var det kanskje ikke, men døren i Cambridge har overlevd til i dag. Forutsatt at disse hullene ikke ble laget på Newtons ordre, ser det ut til at universitetet en gang ble streifet rundt av en mann med den rare hobbyen å bore hull.

Tre bevegelseslover

Kanskje historiene om dyr ikke er så sanne, men det er helt sikkert at det var Newton som gjorde oppdagelsene i fysikk. Han beskrev ikke bare tyngdekraften, men utledet også tre bevegelseslover. Ifølge den første forblir gjenstanden i ro hvis den ikke påvirkes av en fremmed kraft. Den andre sier at bevegelsen til et objekt endres avhengig av virkningen av en kraft. Den tredje sier at for hver handling er det en reaksjon. Basert på disse enkle lovene har det dukket opp mer komplekse moderne formuleringer, som er det grunnleggende konseptet. Før Newton var det ingen som var i stand til å beskrive prosessen så tydelig, selv om både greske tenkere og fremtredende franske filosofer tok for seg problemet.

De vises sten

Newtons kunnskapstørst førte ham ikke bare til vitenskapelige funn, men også til original alkymistisk forskning. For eksempel lette han etter den berømte de vises sten. Det beskrives som en stein eller løsning som kan få forskjellige stoffer til å bli til gull, kurere sykdommer og til og med forvandle en hodeløs ku til en sverm av bier! På Newtons tid vitenskapelig revolusjon var bare i sin spede begynnelse, slik at alkymien beholdt sin plass blant vitenskapene. Han ønsket å oppdage ubegrenset makt over naturen og eksperimenterte på alle mulige måter, og prøvde å skape en vises stein. Alle forsøk var imidlertid resultatløse.

Aritmetikk

Newton oppdaget raskt at algebraen som eksisterte på hans tid rett og slett ikke dekket behovene til forskerne. For eksempel, i disse dager kunne matematikere beregne farten til skipet, men de visste ikke akselerasjonen. Da Newton tilbrakte 18 måneder i isolasjon under en pest, forvandlet han beregningssystemet og skapte et overraskende praktisk verktøy som fortsatt brukes av fysikere, økonomer og andre spesialister.

Lysbrytning

I 1704 skrev Newton en bok om lysets brytning, som fortalte utrolig informasjon for den tiden om naturen til lys og farger. Før vitenskapsmannen visste ingen hvorfor regnbuen er så fargerik. Folk trodde at vann på en eller annen måte ble flekkete solstråler. Ved hjelp av en lampe og et prisme demonstrerte Newton lysets brytning og forklarte prinsippet for utseendet til en regnbue!

speil teleskop

På Newtons tid ble det kun brukt teleskoper med glasslinser for å forstørre bildet. Forsker først foreslått å bruke et system med reflekterende speil i teleskoper. På denne måten blir bildet klarere, i tillegg kan teleskopet bli mindre. Newton skapte personlig en prototype av teleskopet og presenterte den vitenskapelige samfunn. De fleste moderne observatorier bruker modeller utviklet av Newton på den tiden.

Ideell mynt

Oppfinneren var virkelig opptatt med mange emner på en gang – for eksempel ville han beseire falsknere. På 1600-tallet Engelsk system opplevd en krise. Myntene var sølv, og sølv var noen ganger verdt mer enn valøren på mynten laget av det antydet. Som et resultat smeltet folk mynter for å selge i Frankrike. Det var mynter av forskjellige størrelser og så forskjellige typer at det noen ganger var vanskelig å forstå om det virkelig var britiske penger - alt dette gjorde også falskmønternes arbeid lettere. Newton skapte kvalitetsmynter av ensartet størrelse som ville være vanskelig å forfalske. Som et resultat begynte problemet med falsknere å avta. Har du noen gang lagt merke til hakk langs kantene på mynter? Det var Newton som foreslo dem!

Avkjøling

Newton var interessert i hvordan avkjøling skjer. Han utførte mange eksperimenter med rødglødende baller. Han la merke til at hastigheten på varmetapet var proporsjonal med temperaturforskjellen mellom atmosfæren og objektet. Så han utviklet loven om kjøling. Arbeidet hans ble grunnlaget for mange påfølgende oppdagelser, inkludert prinsippet om drift av en atomreaktor og reglene for sikkerhet ved romfart.

verdens undergang

Folk har alltid vært redde for apokalypsen, men det var ikke i Newtons regler å akseptere skummel historie tro uten å tenke over det. Da det på begynnelsen av det attende århundre begynte å piskes opp hysteri i samfunnet om verdens undergang, satte forskeren seg ved bøkene og bestemte seg for å studere saken i detalj. Han var godt bevandret i teologi, så han var ganske i stand til å tyde bibelversene. Han var overbevist om at Bibelen inneholdt gammel visdom som han kunne gjenkjenne vitenskapsmann. Som et resultat kom Newton til den konklusjon at verdens undergang ikke ville komme før 2060. Slik informasjon tillot å redusere nivået av panikk i samfunnet noe. Med sin forskning satte Newton folk som spredte forferdelige rykter i stedet, og lot alle bli overbevist om at det generelt ikke var noe å frykte.

> > Isaac Newton

Biografi om Isaac Newton (1642-1727)

Kort biografi:

utdanning: Cambridge universitet

Fødselssted: Woolsthorpe, Lincolnshire, England

Et dødssted: Kensington, Middlesex, England, Storbritannia

- Engelsk astronom, fysiker, matematiker: biografi med foto, ideer og klassisk fysikk av Newton, loven om universell gravitasjon, tre bevegelseslover.

sir var engelsk fysiker og en matematiker fra en fattig bondefamilie. Hans kort biografi begynte 25. desember 1642 ved Woolsthorpe nær Grantham i Lincolnshire. Newton var en fattig bonde og ble til slutt sendt til Trinity College ved University of Cambridge for opplæring som predikant. Mens han studerte ved Cambridge, forfulgte Newton sine personlige interesser og studerte filosofi og matematikk. Han fikk sin bachelorgrad i 1665 og ble senere tvunget til å forlate Cambridge da det ble stengt på grunn av pesten. Han kom tilbake i 1667 og ble tatt opp i brorskapet. Isaac Newton mottok sin mastergrad i 1668.

Newton regnes som en av de største vitenskapsmennene i historien. I løpet av hans kort biografi han gjorde betydelige investeringer i mange grener av moderne vitenskap. Dessverre, kjent historie Newton og eplet er i stor grad basert på fiksjon snarere enn virkelige hendelser. Hans oppdagelser og teorier la grunnlaget for videre fremgang innen vitenskapen siden den gang. Newton var en av grunnleggerne matematisk seksjon, som ble referert til som kalkulus. Han løste også gåten om lys og optikk, formulerte de tre bevegelseslovene og skapte med deres hjelp loven om universell gravitasjon. Newtons bevegelseslover er blant de mest grunnleggende naturlovene i klassisk mekanikk. I 1686 beskrev Newton sine egne oppdagelser i Principia Mathematica. Newtons tre bevegelseslover, når de er forent, ligger til grunn for alle interaksjoner av kraft, materie og bevegelse, utover de som involverer relativitet og kvanteeffekter.

Newtons første lov om bevegelse er treghetsloven. Kort fortalt ligger det i det faktum at et objekt i ro har en tendens til å forbli i denne tilstanden til det blir påvirket av en ytre kraft.

Newtons andre bevegelseslov sier at det er en sammenheng mellom ubalanserte krefter som virker på et bestemt objekt. Som et resultat akselererer objektet. (Med andre ord, kraft er lik masse ganger akselerasjon, eller F = ma).

Newtons tredje bevegelseslov, også referert til som prinsippet om handling og reaksjon, beskriver at absolutt for hver handling er det en ekvivalent respons. Etter et alvorlig nervøst sammenbrudd i 1693 trakk Newton seg fra sine egne studier for å søke et guvernørskap i London. I 1696 ble han rektor for Royal Mint. I 1708 ble Newton valgt til dronning Anne. Han er den første vitenskapsmannen som har blitt så hedret for sitt arbeid. Fra det øyeblikket var han kjent som Sir Isaac Newton. Vitenskapsmannen viet mye av tiden sin til teologi. Han skrev et stort antall profetier og spådommer om emner som var av interesse for ham. I 1703 ble han valgt til å være president i Royal Society og ble gjenvalgt hvert år frem til sin død 20. mars 1727.

Livet og oppdagelsene til Isaac Newton

Isaac Newton, (1642-1727) den største vitenskapsmannen som hadde størst innflytelse på utviklingen av vitenskapen ble født i Woolsthorpe, England, juledag 1642 (året Galileo døde).

I likhet med Mohammed ble Newton født etter farens død. Som barn viste han en forkjærlighet for mekanikk og var meget dyktig. Selv om Isaac var en smart gutt, prøvde han ikke veldig hardt på skolen og skilte seg ikke spesielt ut. Som tenåring tok moren ham ut av skolen i håp om at sønnen skulle lykkes i jordbruket. Heldigvis mistet hun ikke troen på hans evner, og etter å ha nådd en alder av atten, gikk Isaac inn på University of Cambridge. Der lærte han raskt det som den gang var kjent innen matematikk og naturvitenskap, og drev til og med med egen forskning.

Mellom 21 og 27 år la Newton grunnlaget for teoriene sine, som revolusjonerte vitenskapens verden. Midten av 1600-tallet var en tid med rask vitenskapelig utvikling. Oppfinnelsen av teleskopet på begynnelsen av århundret åpnet ny æra i astronomi. Den engelske filosofen Francis Bacon og den franske filosofen René Descartes oppfordret europeiske forskere til ikke lenger å stole på Aristoteles autoritet, men å engasjere seg i sine egne eksperimenter.

Galileo oppfylte dette kallet. Teleskopobservasjonene hans endret datidens astronomiske konsepter, og hans mekaniske eksperimenter etablerte det som er kjent som den første loven i newtonsk mekanikk.

Andre store vitenskapsmenn, som Harvey med sine oppdagelser innen blodsirkulasjon og Kepler, som beskrev bevegelseslovene til planetene rundt Solen, ga også vitenskapen mye ny viktig informasjon. Men generelt forble ren vitenskap en arena for sinnsspillet, og det var fortsatt ingen bevis for at vitenskap, kombinert med teknologi, kunne forandre hele livet til mennesker, slik Francis Bacon spådde.

Selv om Copernicus og Galileo avkreftet noen av de feilaktige begrepene til gamle vitenskapsmenn og ga et stort bidrag til bedre forståelse universets lover, men har ennå ikke blitt formulert grunnleggende prinsipper, som kan binde sammen ulike fakta og gjøre vitenskapelige prognoser mulig. Det var Newton som skapte en slik samlende teori og banet vei som vitenskapen har fulgt opp til i dag.

Newton var vanligvis motvillig til å publisere resultatene av sin forskning, og selv om hovedkonseptene hans ble formulert i 1669, ble mye publisert mye senere.

Det første verket der han offentliggjorde oppdagelsene sine, var hans oppsiktsvekkende bok om lysets natur.

Etter en rekke eksperimenter kom Newton til at vanlig hvitt lys er en blanding av alle regnbuens farger. Han gjorde også en grundig analyse av lovene for refleksjon og lysbrytning. Basert på kunnskapen om disse lovene skapte han i 1668 det første refraktorteleskopet - et teleskop av samme type, som nå brukes i de viktigste astronomiske observatoriene.

Om disse, så vel som om hans andre eksperimenter og funn, rapporterte Newton på et møte i det britiske kongelige vitenskapelige samfunn da han var 29 år gammel. Selv prestasjonene til Isaac Newton innen optikk ville ha sikret hans inkludering i listen vår, men hans oppdagelser innen matematikk og mekanikk var mye mer betydningsfulle.

Hans viktigste bidrag til matematikk var oppdagelsen av integralregning (i perioden da han var tjuetre til tjuefire år gammel). Denne oppfinnelsen var ikke bare frøet som moderne matematisk teori vokste fra; uten denne metoden ville de fleste prestasjonene ikke vært mulige moderne vitenskap.

Men Newtons viktigste funn ble gjort innen mekanikk. Galileo oppdaget den første bevegelsesloven for kropper som ikke er utsatt for påvirkning av ytre (fremmede) krefter.

I praksis er selvfølgelig alle gjenstander underlagt noen eksterne krefter, og spørsmålet om bevegelse av gjenstander under de angitte omstendighetene er det viktigste spørsmålet mekanikk. Dette problemet ble løst av Newton, som oppdaget den berømte andre loven om mekanikk, faktisk den mest grunnleggende av lovene i klassisk fysikk.

Denne andre loven, matematisk uttrykt med formelen

sier at akselerasjon er lik kraften delt på massen til objektet. Til de to mekanikkens lover la Newton den berømte tredje loven, som sier at hver handling forårsaker en lik reaksjon, og den (mest kjente) loven om universell gravitasjon.

Disse fire mekanikkens lover utgjør et enkelt system, ved hjelp av hvilket det er mulig å studere, faktisk, alle makroskopiske mekaniske systemer, fra pendelsvingninger til planetenes bevegelse rundt solen.

Newton formulerte ikke bare disse mekanikkens lover, men viste selv ved hjelp av matematiske metoder hvordan disse lovene kan brukes til å løse faktiske problemer.

Kunnskap om Newtons lover gjør det mulig å løse et ekstremt bredt spekter av vitenskapelige og tekniske problemer. I løpet av hans levetid fant disse lovene sin mest slående anvendelse innen astronomi. I 1687 ga han ut sin flott arbeid"Matematiske prinsipper for naturfilosofi", vanligvis referert til som "prinsipper", der han formulerte mekanikkens lover og loven om universell gravitasjon.

Newton viste at ved å bruke disse lovene er det mulig å forutsi bevegelsen til planetene rundt solen ganske nøyaktig. Det grunnleggende problemet med astronomisk dynamikk - problemet med forutsigbarheten av himmellegemers bevegelser - ble løst av Newton ved hjelp av ett praktfullt trekk. Derfor blir han ofte også kalt en stor astronom.

Hva er vår vurdering basert på? vitenskapelig fortjeneste Newton? Hvis du ser på indeksene vitenskapelige leksikon, er det flere referanser til Newton og hans oppdagelser enn til noen annen vitenskapsmann.

Det bør også tas i betraktning at Leibniz, også en stor vitenskapsmann, skrev om Newton, som Newton argumenterte skarpt med: «Hvis vi snakker om matematikk fra verdens begynnelse til Newtons tid, så gjorde han mer for denne vitenskapen. enn alle andre." Den store franske vitenskapsmannen Laplace kalte Principia «det største verk av menneskelig geni». det største geni betraktet Newton også Lagrange, og Ernst Much skrev i 1901 at "siden den tiden har alle prestasjoner i matematikk ganske enkelt vært utviklingen av mekanikkens lover på grunnlag av Newtons ideer."

I slike sammendrag, som vår, er det umulig å fortelle i detalj om alle prestasjonene til Newton, selv om hans mer private prestasjoner også fortjener oppmerksomhet. newton astronomi universell gravitasjon

Dermed ga Isaac Newton et betydelig bidrag til termodynamikk og akustikk, formulerte det viktigste prinsippet for bevaring av energimengden, skapte sitt berømte binomiale teorem og ga et betydelig bidrag til astronomi og kosmogoni. Men, anerkjenner Newton som den største av genier, som hadde størst innflytelse på verdensvitenskap likevel kan man spørre hvorfor han her er plassert foran så eminente politikere som Alexander den store eller Washington, eller de største religiøse lederne som Kristus eller Buddha.

Min mening: til tross for viktigheten av politiske eller religiøse transformasjoner, levde de fleste mennesker i verden på nøyaktig samme måte både 500 år før Alexander og 500 år senere. Lignende hverdagen folk flest i 1500 e.Kr. var nesten de samme som i 1500 f.Kr.

I mellomtiden, siden 1500, med utviklingen og fremveksten av moderne vitenskap, har revolusjonerende endringer funnet sted i folks hverdag, i deres arbeid, mat, klær, fritidsaktiviteter, etc. Ikke mindre endringer har funnet sted i filosofi, og i religiøs tenkning, i politikk og økonomi.Newton, en briljant vitenskapsmann, hadde størst innflytelse på utviklingen av moderne vitenskap, og fortjener derfor en av de mest ærefulle plassene (nest i betydning) i enhver liste over de mest innflytelsesrike historiske figurene. .

Newton døde i 1727 og var den første vitenskapsmannen som ble beæret over å bli gravlagt i Westminster Abbey.

Isaac Newton var en fantastisk og virkelig flott person for hele menneskehetens historie. Uten hans oppdagelser ville vår verden utvilsomt vært veldig annerledes. Og selv om alle Newtons oppdagelser før eller siden fortsatt ville blitt gjort, var det en gang Newton som lot vitenskapen ta et stort skritt fremover.

Hva var det Newton oppdaget som i stor grad påvirket vitenskapen?

Først og fremst var det Newton som først beviste at hvitt lys inneholder alle andre farger. Og denne oppdagelsen påvirket ikke bare fysikk, men astronomi og mange andre vitenskaper.

men de viktigste funnene Newtons tre mekanikklover er:

1) akselerasjon er lik kraften delt på massen til objektet (F=mw);
2) enhver handling forårsaker en likeverdig reaksjon;
3) loven om universell gravitasjon.

Ved første øyekast er disse lovene enkle og åpenbare. Men før Newton sto fraværet av disse enkle lovene som en uoverkommelig vegg i veien for menneskelig utvikling. Og, selvfølgelig, siden alle vitenskaper er sammenkoblet, påvirket denne barrieren ikke bare fysikk, men også matematikk, astronomi, til og med filosofi og økonomi.

Men disse oppdagelsene ble gitt til Newton av en grunn. Dette er bare en anekdote om at eplet som falt på hodet til Newton var skyld i alt, mens det faktisk bare var tanke, søk og møysommelig arbeid som gjorde at Newton kunne komme til sine store og viktige oppdagelser.

Siden oppdagelsen av Newton anser mange forskere ham nesten som den viktigste og viktigste personen både for vitenskapens verden og for hele menneskeheten som helhet. Dessuten ble Newtons fordeler anerkjent både av forskerne på den tiden da Isaac Newton bare gjorde sine store oppdagelser, og av forskerne i dag, da menneskeheten har gjort så mange oppdagelser at det rett og slett er umulig å huske dem alle.

Så, uten tvil, er Isaac Newton en av de største menneskene, og storheten til ham og hans oppdagelser er fortjent verdsatt av alle menneskelige etterkommere.