Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Jó munka webhelyre">

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

közzétett http://www.allbest.ru/

közzétett http://www.allbest.ru/

Bevezetés

Életrajz

Tudományos felfedezések

Matematika

Mechanika

Csillagászat

Következtetés

Bibliográfia

Bevezetés

A téma aktualitása abban rejlik, hogy Newton műveivel, az ő világrendszerével a klasszikus fizika arcot ölt. Egy új korszak kezdetét jelentette a fizika és a matematika fejlődésében.

Newton befejezte a Galilei által megkezdett elméleti fizika megalkotását, amely egyrészt kísérleti adatokon, másrészt a természet kvantitatív és matematikai leírásán alapult. Hatékony analitikai módszerek jelennek meg a matematikában. A fizikában a természet tanulmányozásának fő módszere a természeti folyamatok megfelelő matematikai modelljeinek felépítése és e modellek intenzív tanulmányozása az új matematikai apparátus minden erejének szisztematikus bevonásával.

Legjelentősebb eredményei a mozgástörvények, amelyek lefektették a mechanika, mint tudományág alapjait. Felfedezte az univerzális gravitáció törvényét, és kifejlesztette a kalkulust (differenciál- és integrálszámítás), amelyek azóta is fontos eszközei a fizikusoknak és a matematikusoknak. Newton megépítette az első fényvisszaverő távcsövet, és elsőként bontotta szét a fényt spektrális színekre prizma segítségével. Vizsgálta a hő jelenségeit, az akusztikát és a folyadékok viselkedését is. Róla nevezték el az erő mértékegységét, a newtont.

Newton aktuális teológiai problémákkal is foglalkozott, egzakt módszertani elméletet dolgozott ki. Newton elképzeléseinek helyes megértése nélkül nem fogjuk teljesen megérteni sem az angol empirizmus jelentős részét, sem a felvilágosodást, különösen a franciát, sem magát Kantot. Valójában az angol empiristák „elméje”, amelyet a „tapasztalat” korlátoz és irányít, amely nélkül már nem tud szabadon és tetszés szerint mozogni a lényegek világában, Newton „elméje”.

El kell ismerni, hogy ezeket a felfedezéseket az emberek széles körben használják modern világ különböző tudományos területeken.

Jelen esszé célja Isaac Newton felfedezései és az általa megfogalmazott mechanisztikus világkép elemzése.

A cél elérése érdekében következetesen a következő feladatokat oldom meg:

2. Tekintsük Newton életét és munkásságát

csak azért, mert óriások vállán állt"

I. Newton

Isaac Newton - angol matematikus és természettudós, mechanikus, csillagász és fizikus, a klasszikus fizika megalapítója - 1642 karácsonyi ünnepének napján (az új stílus szerint - 1643. január 4-én) született a lincolnshire-i Woolsthorpe faluban.

Isaac Newton szegény gazdálkodó apja néhány hónappal fia születése előtt meghalt, így Isaac gyermekkorában rokonok gondozásában volt. A kezdeti oktatást és nevelést Isaac Newton nagymamája adta, majd Granham városi iskolájában tanult.

Fiúként szeretett mechanikus játékokat, vízimalom maketteket, sárkányokat készíteni. Később tükrök, prizmák és lencsék kiváló csiszolója volt.

1661-ben Newton betöltötte az egyik hátrányos helyzetű hallgatói állást a Cambridge-i Egyetem Trinity College-jában. 1665-ben Newton főiskolai diplomát kapott. Az Angliát végigsöprő pestisjárvány borzalmai elől menekülve Newton két évre szülőhazájába, Woolsthorpe-ba távozik. Itt aktívan és nagyon eredményesen dolgozik. Newton a két pestisévet – 1665-öt és 1666-ot – teremtő ereje virágkorának tekintette. Itt, háza ablakai alatt nőtt a híres almafa: széles körben ismert a történet, hogy Newton egyetemes gravitációjának felfedezését az okozta, hogy egy alma váratlanul leesett a fáról. De végül is a tárgyak zuhanását látták, és más tudósok megpróbálták megmagyarázni. Ezt azonban senkinek sem sikerült megtennie Newton előtt. Miért esik az alma mindig nem oldalra, gondolta, hanem egyenesen a földre? Fiatal korában gondolt először erre a problémára, de megoldását csak húsz évvel később publikálta. Newton felfedezései nem voltak véletlenek. Következtetésein sokáig töprengett, és csak akkor tette közzé azokat, amikor teljesen biztos volt tévedhetetlenségükben és pontosságukban. Newton megállapította, hogy a zuhanó alma, egy kidobott kő, a hold és a bolygók mozgása az összes test között ható vonzás általános törvényének van kitéve. Ez a törvény ma is minden csillagászati ​​számítás alapja. Segítségével a tudósok pontosan megjósolják a napfogyatkozást, és kiszámítják az űrhajók röppályáit.

Ugyancsak Woolsthorpe-ban indultak meg Newton híres optikai kísérletei, megszületett a "fluxusok módszere" - a differenciál- és integrálszámítás kezdetei.

1668-ban Newton mesteri fokozatot kapott, és elkezdte helyettesíteni tanárát az egyetemen - a híres matematikus Barrow-t. Addigra Newton fizikusként szerzett hírnevet.

A tükrök polírozásának művészete különösen hasznos volt Newton számára a csillagos égbolt megfigyelésére szolgáló távcső gyártása során. 1668-ban saját kezűleg megépítette első fényvisszaverő távcsövét. Egész Anglia büszkesége lett. Maga Newton is nagyra értékelte ezt a találmányát, amely lehetővé tette számára, hogy a Londoni Királyi Társaság tagja legyen. Newton a távcső továbbfejlesztett változatát küldte ajándékba II. Károly királynak.

Newton különféle optikai eszközök nagy gyűjteményét gyűjtötte össze, és laboratóriumában kísérleteket végzett velük. Ezeknek a kísérleteknek köszönhetően Newton volt az első tudós, aki megértette a spektrum különböző színeinek eredetét, és helyesen magyarázta el a természet színeinek gazdagságát. Ez a magyarázat annyira új és váratlan volt, hogy még az akkori legnagyobb tudósok sem értették meg azonnal, és sok éven át heves vitákat folytattak Newtonnal.

1669-ben Barrow átadta neki az egyetemi lucas tanszéket, és attól kezdve Newton sok éven át matematikáról és optikáról tartott előadásokat a Cambridge-i Egyetemen.

A fizika és a matematika mindig segíti egymást. Newton jól tudta, hogy a fizika nem nélkülözheti a matematikát, újat alkotott matematikai módszerek amelyből megszületett a modern felsőbb matematika, amelyet ma már minden fizikus és mérnök ismer.

1695-ben felügyelőnek, 1699-től pedig a londoni pénzverde főigazgatójává nevezték ki, és ott érmeüzletet alapított, végrehajtva a szükséges reformot. Amikor a pénzverde gondnoka volt, Newton fő gondja az volt, hogy egyszerűsítse az angol pénzverést, és előkészítse korábbi évek munkáját a publikálásra. Newton fő tudományos öröksége fő műveiben található - "A természetfilozófia matematikai alapelvei" és az "Optika".

Newtont többek között az alkímia, az asztrológia és a teológia is érdekelte, sőt megpróbálta felállítani a bibliai kronológiát. Kémiát is tanult, a fémek tulajdonságainak vizsgálatát. A nagy tudós nagyon alázatos ember volt. Állandóan munkával volt elfoglalva, annyira szerette, hogy elfelejtett ebédelni. Éjszaka mindössze négy-öt órát aludt. Newton élete utolsó éveit Londonban töltötte. Itt publikálja és újrakiadja tudományos munkáit, sokat dolgozik a Londoni Királyi Társaság elnökeként, teológiai értekezéseket ír, történetírással foglalkozik. Isaac Newton mélyen vallásos ember volt, keresztény. Számára nem volt konfliktus a tudomány és a vallás között. A nagy „Kezdetek” szerzője a „Magyarázatok Dániel próféta könyvéhez”, „Apokalipszis”, „Kronológia” című teológiai művek szerzője lett. Newton egyaránt fontosnak tartotta a természet és a Szentírás tanulmányozását. Newton, mint sok nagy emberiség szülötte, megértette, hogy a tudomány és a vallás a létmegértés különböző formái, amelyek gazdagítják az emberi tudatot, és nem keresett itt ellentmondásokat.

Sir Isaac Newton 1727. március 31-én halt meg 84 éves korában, és a Westminster Abbeyben nyugszik.

A newtoni fizika az univerzum egy olyan modelljét írja le, amelyben úgy tűnik, mindent ismert fizikai törvények határoznak meg. És bár a 20. században Albert Einstein kimutatta, hogy Newton törvényei nem érvényesek a fénysebességhez közeli sebességnél, Isaac Newton törvényeit a modern világban számos célra alkalmazzák.

Tudományos felfedezések

Newton tudományos öröksége négy fő területre szűkül: matematika, mechanika, csillagászat és optika.

Tekintsük részletesebben hozzájárulását ezekhez a tudományokhoz.

Matematica

Newton még diákéveiben tette meg első matematikai felfedezéseit: a 3. rendű algebrai görbék osztályozását (a 2. rendű görbéket Fermat vizsgálta) és egy tetszőleges (nem feltétlenül egész) fokozat binomiális kiterjesztését, amelyből a newtoni Elkezdődik a végtelen sorozat elmélete – egy új és leghatékonyabb eszközelemzés. Newton a sorozatbővítést tartotta a fő és általános módszer funkciók elemzése, és ebben az üzletben elérte a mesteri magasságokat. Sorozatokat használt táblázatok kiszámításához, egyenletek megoldásához (beleértve a differenciálisakat is), a függvények viselkedésének tanulmányozására. Newtonnak sikerült egy dekompozíciót elérnie az összes akkoriban szabványos függvényre.

Newton G. Leibnizzel egyidejűleg (kicsit korábban) és tőle függetlenül fejlesztette ki a differenciál- és integrálszámítást. Newton előtt az infinitezimális cselekmények nem kapcsolódtak egyetlen elméletbe, és különböző szellemes trükkök voltak. A rendszerszintű matematikai elemzés elkészítése a megfelelő problémák megoldását nagymértékben technikai szintre redukálja. Fogalmak, műveletek és szimbólumok komplexuma jelent meg, amely a kiindulási alap lett további fejlődés matematika. A következő, a 18. század az elemzési módszerek gyors és rendkívül sikeres fejlődésének százada volt.

Talán Newton a különbségi módszereken keresztül jutott el az elemzés gondolatához, amelyet alaposan és mélyen tanulmányozott. Igaz, Newton "Elveiben" szinte nem használt infinitezimálisokat, ragaszkodva az ősi (geometriai) bizonyítási módszerekhez, de más munkákban szabadon alkalmazta azokat.

A differenciál- és integrálszámítás kiindulópontja Cavalieri és különösen Fermat munkája volt, akik már tudták (algebrai görbék esetében) az érintők rajzolását, a szélsőségek, inflexiós pontok és görbületek meghatározását, valamint szakaszának területének kiszámítását. . A többi előd közül maga Newton Wallist, Barrow-t és a skót tudóst, James Gregoryt nevezte meg. Függvényfogalom még nem volt, minden görbét kinematikailag egy mozgó pont trajektóriájaként értelmezett.

Newton már diákként rájött, hogy a differenciálás és az integráció kölcsönösen fordított műveletek. Ez az elemzési alaptétel többé-kevésbé világosan körvonalazódott már Torricelli, Gregory és Barrow munkáiban, de csak Newton ismerte fel, hogy ezen az alapon nemcsak egyedi felfedezéseket lehet elérni, hanem az algebrához hasonló erőteljes rendszerszámítást is. szabályok és gigantikus lehetőségek.

Közel 30 éven át Newton nem törődött azzal, hogy közzétegye az elemzés verzióját, bár leveleiben (különösen Leibniznek) szívesen megosztja az elért eredményeit. Mindeközben Leibniz változatát 1676 óta széles körben és nyíltan terjesztik Európa-szerte. Csak 1693-ban jelenik meg Newton változatának első bemutatása – Wallis algebráról szóló traktátusának melléklete formájában. El kell ismernünk, hogy Newton terminológiája és szimbolikája meglehetősen esetlen Leibnizéhez képest: fluxus (származék), fluent (antiderivatív), nagyságrendi momentum (differenciál) stb. A matematikában csak Newton megjelölése maradt fenn. o» egy végtelenül kicsi dt(Gregory azonban korábban ugyanebben az értelemben használta ezt a betűt), sőt a betű fölött egy pont az időszármazék szimbólumaként.

Newton csak az "Optika" monográfiájához csatolt "A görbék kvadratúrájáról" (1704) című művében publikálta az elemzés elveinek meglehetősen teljes kifejtését. Szinte az összes bemutatott anyag készen állt az 1670-1680-as években, de Gregory és Halley csak most vették rá Newtont egy olyan munka kiadására, amely 40 év elteltével Newton első nyomtatott elemzési munkája lett. Itt megjelennek a magasabb rendű Newton-származékok, megtalálhatók a különböző racionális és irracionális függvények integráljainak értékei, példák találhatók az elsőrendű differenciálegyenletek megoldására.

1707-ben megjelent az "Univerzális aritmetika" című könyv. Számos numerikus módszert mutat be. Newton mindig is nagy figyelmet fordított az egyenletek közelítő megoldására. Newton híres módszere lehetővé tette az egyenletek gyökereinek korábban elképzelhetetlen gyors és pontos megtalálását (Wallis Algebra, 1685). A Newton-féle iteratív módszer modern formáját Joseph Raphson (1690) adta meg.

1711-ben, 40 év után végre megjelent az "Elemzés végtelen számú tagú egyenletek segítségével". Ebben a munkában Newton az algebrai és a "mechanikai" görbéket (cikloid, kvadratrix) egyaránt könnyedén feltárja. Vannak részleges származékok. Ugyanebben az évben megjelent a „Különbségek módszere”, ahol Newton interpolációs képletet javasolt az áthaladáshoz. (n + 1) adatpontok egy polinom egyenlő távolságra vagy nem egyenlő abszcisszákkal n-edik sorrend. Ez a Taylor-képlet különbségi analógja.

1736-ban posztumusz adták ki a "Fluxusok módszere és végtelen sorozat" című zárómunkát, amely jelentősen előrehaladott az "Egyenletek elemzéséhez" képest. Számos példát ad szélsőségek, érintők és normálok meghatározására, sugarak és görbületi középpontok derékszögű és poláris koordinátákban történő kiszámítására, inflexiós pontok megtalálására stb.

Meg kell jegyezni, hogy Newton nemcsak teljesen kidolgozta az elemzést, hanem kísérletet tett annak elveinek szigorú alátámasztására is. Ha Leibniz a tényleges infinitezimálok gondolata felé hajlott, akkor Newton (az Elemekben) egy általános elméletet javasolt a határok áthaladására, amelyet kissé díszesen az "első és utolsó arányok módszerének" nevezett. Ez a modern „határ” kifejezés (lat. lime), bár ennek a kifejezésnek nincs érthető leírása, ami intuitív megértést jelent. A határok elméletét a „Kezdetek” I. könyvének 11 lemmája tartalmazza; egy lemma a II. könyvben is szerepel. Nincs határszámítás, nincs bizonyíték a határ egyediségére, nem derült ki kapcsolata az infinitezimálisokkal. Newton azonban helyesen mutat rá arra, hogy ez a megközelítés szigorúbb, mint az oszthatatlanok „durva” módszere. Mindazonáltal a II. könyvben a "pillanatok" (differenciálok) bevezetésével Newton ismét összekeveri a dolgot, valójában végtelenül kicsinyeknek tekinti őket.

Figyelemre méltó, hogy Newtont egyáltalán nem érdekelte a számelmélet. Úgy látszik, a fizika sokkal közelebb állt hozzá, mint a matematika.

Mechanika

A mechanika területén Newton nemcsak Galilei és más tudósok álláspontját dolgozta ki, hanem új elveket is adott, nem is beszélve számos figyelemre méltó egyéni tételről.

Newton érdeme két alapvető probléma megoldása.

A mechanika axiomatikus alapjainak megteremtése, amely ezt a tudományt tulajdonképpen a szigorú matematikai elméletek kategóriájába helyezte át.

A test viselkedését a rá ható külső hatások (erők) jellemzőivel összekapcsoló dinamika kialakítása.

Ráadásul Newton végleg eltemette azt az ősidők óta gyökeret vert gondolatot, miszerint a földi és az égi testek mozgástörvényei teljesen eltérőek. Az ő világmodelljében az egész univerzum egységes törvényeknek van alávetve, amelyek lehetővé teszik a matematikai megfogalmazást.

Maga Newton szerint még Galilei is megalkotta azokat az elveket, amelyeket Newton "a mozgás első két törvényének" nevezett, e két törvény mellett Newton egy másik harmadik mozgástörvényt is megfogalmazott.

Newton első törvénye

Bármely test nyugalmi állapotban vagy egyenletes egyenes vonalú mozgásban van mindaddig, amíg valamilyen erő nem hat rá, és arra kényszeríti, hogy megváltoztassa ezt az állapotot.

Ez a törvény kimondja, hogy ha bármely anyagrészecskét vagy testet egyszerűen nem érintik meg, az magától állandó sebességgel, egyenes vonalban halad tovább. Ha egy test egyenletesen mozog egy egyenes vonalban, akkor az egyenes vonalban, állandó sebességgel halad tovább. Ha a test nyugalomban van, addig az is marad, amíg külső erők nem fejtik ki. Ahhoz, hogy egy fizikai testet egyszerűen elmozdítsunk a helyéről, külső erőt kell kifejteni rá. Például egy repülőgép: addig nem mozdul meg, amíg a hajtóműveket be nem indítják. Úgy tűnik, hogy a megfigyelés magától értetődő, de érdemes eltérni az egyenes vonalú mozgástól, mivel az már nem tűnik annak. Amikor egy test inerciálisan mozog egy zárt ciklikus pálya mentén, Newton első törvénye szempontjából történő elemzése csak a jellemzőinek pontos meghatározását teszi lehetővé.

Egy másik példa: az atlétikai kalapács egy labda egy zsinór végén, amelyet a fejed körül forgatsz. Az atommag ebben az esetben nem egyenes vonalban, hanem körben mozog - ami Newton első törvénye szerint azt jelenti, hogy valami tartja; ez a „valami” az a centripetális erő, amely az atommagra hat, megpörgeti azt. A valóságban ez egészen kézzelfogható - az atlétikai kalapács nyele kézzelfoghatóan nyomja a tenyerét. Ha azonban a kezet kinyitják és a kalapácsot elengedik, az - külső erők hiányában - azonnal egyenes úton indul. Helyesebb lenne azt mondani, hogy a kalapács így fog viselkedni ideális körülmények(például a világűrben), mivel a Föld gravitációs vonzási erejének hatására szigorúan egyenes vonalban repül csak abban a pillanatban, amikor elengedi, és a jövőben a repülési útvonal egyre jobban eltér az irányba a Föld felszíne. Ha megpróbáljuk valóban elengedni a kalapácsot, akkor kiderül, hogy a körpályáról kiszabaduló kalapács szigorúan egyenes vonalban indul el, ami egy érintő (a kör sugarára merőlegesen, amelyen végigpördült) lineáris sebességgel. , egyenlő sebességgel keringését a „pályán”.

Ha az atlétikai kalapács magját egy bolygóval, a kalapácsot a Nappal, a húrt pedig a gravitációs vonzás erejével helyettesítjük, a newtoni modellt kapjuk. Naprendszer.

Annak az elemzése, hogy mi történik, amikor egy test körpályán kering egy másik test körül, első pillantásra magától értetődőnek tűnik, de ne felejtsük el, hogy az előző tudományos gondolkodás legjobb képviselőinek számos következtetését magába szívta. generáció (elég felidézni Galileo Galilei). A probléma itt az, hogy amikor egy helyhez kötött körpályán mozog, egy égitest (és bármely más) nagyon nyugodtnak tűnik, és úgy tűnik, hogy stabil dinamikus és kinematikai egyensúlyi állapotban van. Ha azonban kitalálja, csak a modul kerül mentésre ( abszolút érték) egy ilyen test lineáris sebessége, miközben iránya a gravitációs vonzás erejének hatására folyamatosan változik. Ez azt jelenti, hogy az égitest egyenletes gyorsulással mozog. Newton maga a gyorsulást "a mozgás változásának" nevezte.

Newton első törvénye a természettudósnak az anyagi világ természetéhez való viszonyulása szempontjából is fontos szerepet játszik. Ez azt jelenti, hogy a test mozgásának természetében bekövetkezett bármilyen változás a rá ható külső erők jelenlétét jelzi. Például, ha a vasreszelék felpattannak és rátapadnak egy mágnesre, vagy a mosógép szárítójában szárított ruhanemű összetapad és egymáshoz tapad, akkor vitatható, hogy ezek a hatások természeti erők hatásának következményei. példaként ezek a mágneses, illetve az elektrosztatikus vonzási erők) .

NÁL NÉLNewton második törvénye

A mozgás változása arányos a hajtóerővel, és azon az egyenes mentén irányul, amely mentén az adott erő hat.

Ha Newton első törvénye segít meghatározni, hogy egy test külső erők hatása alatt áll-e, akkor a második törvény azt írja le, hogy mi történik a fizikai testtel ezek hatására. Ez a törvény szerint minél nagyobb a testre ható külső erők összege, annál nagyobb a gyorsulás a testre. Ezúttal. Ugyanakkor minél nagyobb tömegű a test, amelyre egyenlő összegű külső erő hat, annál kisebb gyorsulásra tesz szert. Ez kettő. Intuitív módon ez a két tény magától értetődőnek tűnik, és matematikai formában a következőképpen vannak leírva:

ahol F az erő, m a tömeg és a gyorsulás. Valószínűleg ez a leghasznosabb és legszélesebb körben használt fizikai egyenlet. Elég, ha ismerjük a mechanikai rendszerben ható összes erő nagyságát és irányát, valamint az azt alkotó anyagi testek tömegét, és kimerítő pontossággal ki lehet számítani annak viselkedését időben.

Newton második törvénye adja meg a klasszikus mechanika egészének különleges varázsát – kezd úgy tűnni, mintha az egész fizikai világÚgy van elrendezve, mint a legpontosabb kronométer, és semmi sem kerüli el benne a kíváncsi szemlélő tekintetét. Add meg nekem az Univerzum összes anyagi pontjának térbeli koordinátáit és sebességét, mintha Newton mondaná, mutasd meg a benne ható összes erő irányát és intenzitását, és megjósolom ennek bármilyen jövőbeli állapotát. És az Univerzumban lévő dolgok természetének ilyen nézete a kvantummechanika megjelenéséig létezett.

Newton harmadik törvénye

A cselekvés mindig egyenlő és közvetlenül ellentétes a reakcióval, vagyis két test egymásra gyakorolt ​​hatása mindig egyenlő és ellentétes irányba irányul.

Ez a törvény kimondja, hogy ha A test bizonyos erővel hat a B testre, akkor B test is egyenlő és ellentétes erővel hat az A testre. Más szóval, a padlón állva testének tömegével arányos erővel hat a padlóra. Newton harmadik törvénye szerint a padló egyidejűleg abszolút ugyanolyan erővel hat rád, de nem lefelé, hanem szigorúan felfelé irányítva. Ezt a törvényt nem nehéz kísérletileg ellenőrizni: állandóan érzi, hogyan nyomja a föld a talpát.

Itt fontos megérteni és emlékezni, hogy Newton két teljesen eltérő természetű erőről beszél, és mindegyik erő „saját” tárgyára hat. Amikor az alma leesik a fáról, akkor a Föld az almára gyakorolja gravitációs vonzását (aminek következtében az alma egyenletes gyorsulással rohan a Föld felszínére), ugyanakkor az alma a Földet is magához vonzza. magát egyenlő erővel. És az, hogy számunkra úgy tűnik, hogy az alma esik a Földre, és nem fordítva, már Newton második törvényének a következménye. Az alma tömege a Föld tömegéhez képest az összehasonlíthatatlanságig kicsi, így éppen a gyorsulása az, ami észrevehető a szemlélő szemével. A Föld tömege egy alma tömegéhez képest hatalmas, így gyorsulása szinte észrevehetetlen. (Ha egy alma leesik, a Föld középpontja az atommag sugaránál kisebb távolságra tolódik felfelé.)

Miután megállapította a mozgás általános törvényeit, Newton sok következményt és tételt levont belőlük, amelyek lehetővé tették számára, hogy az elméleti mechanikát magas fokon tökéletesítse. Ezen elméleti alapelvek segítségével részletesen levezeti a gravitáció törvényét Kepler törvényeiből, majd megoldja az inverz problémát, vagyis megmutatja, milyen legyen a bolygók mozgása, ha a gravitáció törvényét bizonyítottnak fogadjuk el.

Newton felfedezése vezetett a teremtéshez új festmény világ, amely szerint az egymástól óriási távolságra elhelyezkedő bolygók egy rendszerben kapcsolódnak össze. Ezzel a törvénnyel Newton lefektette a csillagászat új ágának alapjait.

Csillagászat

A testek egymáshoz való vonzódásának maga a gondolata már jóval Newton előtt megjelent, és legnyilvánvalóbban Kepler fejezte ki, aki megjegyezte, hogy a testek súlya a mágneses vonzással analóg, és a testek összekapcsolódási hajlamát fejezi ki. Kepler azt írta, hogy a Föld és a Hold egymás felé menne, ha nem egyenértékű erő tartja őket pályájukon. Hooke közel került a gravitáció törvényének megfogalmazásához. Newton úgy gondolta, hogy egy zuhanó test mozgásának és a Föld mozgásának kombinációja miatt csavarvonalat ír le. Hooke megmutatta, hogy csavarvonalat csak akkor kapunk, ha figyelembe vesszük a légellenállást, és hogy vákuumban a mozgásnak elliptikusnak kell lennie – valódi mozgásról beszélünk, vagyis olyanról, hogy megfigyelhetjük, ha mi magunk nem veszünk részt a mozgásban. a földgömb.

Miután megvizsgálta Hooke következtetéseit, Newton meggyőződött arról, hogy egy kellő sebességgel dobott test, amely ugyanakkor a föld gravitációjának hatása alatt áll, valóban leírhat egy elliptikus utat. Erre a témára reflektálva Newton felfedezte azt a híres tételt, amely szerint a vonóerő hatására, a gravitációs erőhöz hasonló test mindig egy kúpmetszetet ír le, vagyis a kúp metszésekor kapott görbék egyikét. síkkal (ellipszis, hiperbola, parabola és speciális esetekben kör és egyenes). Ezenkívül Newton azt találta, hogy a vonzás középpontja, vagyis az a pont, ahol a mozgó pontra ható összes vonzóerő összpontosul, a leírt görbe fókuszában van. Így a Nap középpontja (körülbelül) a bolygók által leírt ellipszisek általános fókuszában van.

Miután elérte ezeket az eredményeket, Newton azonnal látta, hogy elméletileg, vagyis a racionális mechanika elvei alapján levezette Kepler egyik törvényét, amely szerint a bolygók középpontja ellipszist ír le, a Nap középpontja pedig a pályájuk fókusza. Newton azonban nem elégedett meg ezzel az alapvető egyetértéssel az elmélet és a megfigyelés között. Azt akarta látni, hogy lehetséges-e az elmélet segítségével ténylegesen kiszámítani a bolygópályák elemeit, vagyis megjósolni a bolygómozgások minden részletét?

Newton meg akart győződni arról, hogy a gravitációs erő, amely a testeket a Földre zuhan, valóban megegyezik-e azzal az erővel, amely a Holdat keringési pályán tartja, és elkezdett számolni, de mivel nem voltak kéznél könyvek, csak a legdurvább adatok. A számítás azt mutatta, hogy ilyen számszerű adatok mellett a föld gravitációs ereje több erő, a Holdat egy hatodával a pályáján tartja, és mintha valami ok lenne, ami ellensúlyozza a Hold mozgását.

Amint Newton értesült a meridián Picard francia tudós által végzett méréséről, azonnal új számításokat végzett, és legnagyobb örömére meg volt győződve arról, hogy régi nézetei teljes mértékben beigazolódnak. Kiderült, hogy az az erő, amely a testeket a Földre zuhan, pontosan megegyezik azzal az erővel, amely a Hold mozgását szabályozza.

Ez a következtetés jelentette Newton legnagyobb diadalát. Most már teljesen jogosnak bizonyultak a szavai: "A zsenialitás a gondolkodás egy bizonyos irányba koncentrált türelme." Minden mély hipotézise, ​​hosszú távú számítása helyesnek bizonyult. Most teljesen és véglegesen meg volt győződve arról, hogy egyetlen egyszerű és nagyszerű elv alapján létre lehet hozni a világegyetem egész rendszerét. A hold, a bolygók, sőt az égen vándorló üstökösök összes legösszetettebb mozgása teljesen világossá vált számára. Lehetővé vált a Naprendszer összes testének, és talán magának a Napnak, sőt a csillagoknak és csillagrendszereknek a mozgásának tudományos előrejelzése is.

Newton valójában egy teljes matematikai modellt javasolt:

a gravitáció törvénye;

a mozgás törvénye (Newton második törvénye);

a matematikai kutatás módszerrendszere (matematikai elemzés).

Összességében ez a triász elegendő az égitestek legbonyolultabb mozgásainak teljes feltárásához, megteremtve ezzel az égi mechanika alapjait. Így csak Newton munkáival kezdődik a dinamika tudománya, beleértve annak alkalmazását az égitestek mozgására. A relativitáselmélet és a kvantummechanika megalkotása előtt ezen a modellen nem volt szükség alapvető módosításokra, bár a matematikai apparátus jelentős fejlesztésre szorult.

A gravitáció törvénye nemcsak az égi mechanika problémáinak megoldását tette lehetővé, hanem számos fizikai és asztrofizikai problémát is. Newton módszert adott a Nap és a bolygók tömegének meghatározására. Felfedezte az árapály okát: a Hold vonzását (az árapályt már Galilei is centrifugális hatásnak tekintette). Sőt, miután feldolgozta az árapály magasságára vonatkozó hosszú távú adatokat, jó pontossággal kiszámította a hold tömegét. A gravitáció másik következménye a Föld tengelyének precessziója volt. Newton kiderítette, hogy a Föld pólusi meglapultsága miatt a Hold és a Nap vonzása hatására a Föld tengelye 26 000 éves periódussal állandó lassú elmozdulást hajt végre. Így a „napéjegyenlőségek várakozásának” ősi problémája (először Hipparkhosz jegyezte meg) tudományos magyarázatot talált.

Newton gravitációs elmélete sok éves vitát és kritikát váltott ki a benne elfogadott hosszú távú koncepcióval kapcsolatban. Az égi mechanika 18. századi kiemelkedő sikerei azonban megerősítették a newtoni modell megfelelőségéről alkotott véleményt. Az első megfigyelt eltéréseket Newton elméletétől a csillagászatban (a Merkúr perihéliumának elmozdulását) csak 200 évvel később fedezték fel. Ezeket az eltéréseket hamarosan az általános relativitáselmélet (GR) magyarázta; A newtoni elmélet a hozzávetőleges változata. Az általános relativitáselmélet a gravitáció elméletét is fizikai tartalommal töltötte meg, jelezve a vonzási erő anyagi hordozóját - a téridő mérőszámát, és lehetővé tette a hosszú távú cselekvéstől való megszabadulást.

Optika

Newton alapvető felfedezéseket tett az optikában. Ő építette meg az első tükörteleszkópot (reflektort), amelyben a tisztán lencsés teleszkópokkal ellentétben nem volt kromatikus aberráció. Részletesen tanulmányozta a fény szórását is, megmutatta, hogy a fehér fény a prizmán áthaladó különböző színű sugarak eltérő törése miatt a szivárvány színeire bomlik, és megalapozta a helyes színelméletet. Newton megalkotta a Hooke által felfedezett interferenciagyűrűk matematikai elméletét, amelyeket azóta "Newton gyűrűinek" neveznek. Flamsteednek írt levelében részletesen ismertette a csillagászati ​​fénytörés elméletét. Legfőbb eredménye azonban a fizikai (nem csak a geometriai) optika mint tudomány alapjainak megteremtése és matematikai alapjainak fejlesztése, a fényelmélet átalakítása egy rendszertelen tényhalmazból gazdag minőségi és mennyiségi tudományokká. tartalmú, kísérletileg jól alátámasztott. Newton optikai kísérletei évtizedekre a mélyfizikai kutatások modelljévé váltak.

Ebben az időszakban számos spekulatív elmélet született a fényről és a színről; Arisztotelész ("a különböző színek a fény és a sötétség különböző arányú keveréke") és Descartes ("különböző színek jönnek létre, amikor a fényrészecskék együtt forognak" különböző sebességgel"). Hooke Micrographiájában (1665) az arisztotelészi nézetek egy változatát kínálta. Sokan úgy gondolták, hogy a szín nem a fény attribútuma, hanem egy megvilágított tárgyé. Az általános viszályt súlyosbította a 17. századi felfedezések sorozata: diffrakció (1665, Grimaldi), interferencia (1665, Hooke), kettős fénytörés (1670, Erasmus Bartholin, Huygens tanulmányozása), fénysebesség becslése (1675). , Römer). Mindezekkel a tényekkel nem volt összeegyeztethető fényelmélet. Newton a Királyi Társaság előtt mondott beszédében mind Arisztotelészt, mind Descartes-t cáfolta, és meggyőzően bebizonyította, hogy a fehér fény nem elsődleges, hanem különböző törésszögű színes komponensekből áll. Ezek az alkatrészek elsődlegesek – Newton semmilyen trükkel nem tudta megváltoztatni a színüket. Így a szubjektív színérzékelés szilárd objektív alapot kapott - a törésmutatót

A történészek két hipotéziscsoportot különböztetnek meg a fény természetéről, amelyek Newton korában népszerűek voltak:

Emisszió (korpuszkuláris): a fény kis részecskékből (testek) áll, amelyeket világító test bocsát ki. Ezt a véleményt alátámasztotta a fényterjedés egyenes vonalúsága, amelyen a geometriai optika alapul, de a diffrakció és az interferencia nem illett jól ebbe az elméletbe.

Hullám: a fény egy hullám a láthatatlan világéterben. Newton ellenfeleit (Hooke, Huygens) gyakran a hullámelmélet támogatóinak nevezik, de nem szabad elfelejteni, hogy ők a hullámot nem periodikus oszcillációként fogták fel, mint pl. modern elmélet, és egyetlen impulzus; emiatt a fényjelenségekkel kapcsolatos magyarázataik nem voltak túl hihetőek, és nem vehették fel a versenyt Newtonival (Huygens még a diffrakciót is megpróbálta cáfolni). A kifejlesztett hullámoptika csak ben jelent meg eleje XIX század.

Newtont gyakran a fény korpuszkuláris elméletének támogatójaként tartják számon; valójában ő, mint általában, "nem talált ki hipotéziseket", és készségesen elismerte, hogy a fény az éterben lévő hullámokkal is kapcsolatba hozható. A Királyi Társaságnak 1675-ben bemutatott értekezésében azt írja, hogy a fény nem lehet egyszerűen az éter rezgése, hiszen akkor például egy íves cső mentén terjedhet, ahogy a hang is. Másrészt azonban azt sugallja, hogy a fény terjedése rezgéseket gerjeszt az éterben, ami diffrakciót és más hullámhatásokat okoz. Lényegében Newton, világosan tudatában mindkét megközelítés előnyeinek és hátrányainak, kompromisszumos, korpuszkuláris hullámelméletet terjeszt elő a fényről. Newton műveiben részletesen leírta a fényjelenségek matematikai modelljét, figyelmen kívül hagyva a fény fizikai hordozójának kérdését: „Az én tanításom a fény és a színek töréséről kizárólag abból áll, hogy megállapítom a fény bizonyos tulajdonságait, anélkül, hogy az eredetével kapcsolatos hipotéziseket megfogalmaznám. .” A hullámoptika, amikor megjelent, nem utasította el Newton modelljeit, hanem elnyelte és új alapokra terjesztette ki őket.

Annak ellenére, hogy nem szereti a hipotéziseket, Newton az Optika végére elhelyezte a megoldatlan problémák listáját és a rájuk adott lehetséges válaszokat. Azonban ezekben az években ezt már megengedhette magának – Newton tekintélye az „Elvek” után vitathatatlanná vált, és kevesen merték kifogásokkal zaklatni. Számos hipotézis prófétainak bizonyult. Pontosabban Newton megjósolta:

* a fény eltérítése a gravitációs térben;

* a fénypolarizáció jelensége;

* A fény és az anyag kölcsönös átalakulása.

Következtetés

Newton felfedezés mechanika matematika

„Nem tudom, mit jelenhetek meg a világ előtt, de magamnak úgy tűnik, csak egy fiú vagyok, aki a parton játszik, és időnként egy-egy, a szokásosnál színesebb kavics után mulatva szórakozom, ill. gyönyörű kagyló miközben az igazság nagy óceánja felfedezetlenül terül el előttem.”

I. Newton

Jelen esszé célja Isaac Newton felfedezései és az általa megfogalmazott mechanikus világkép elemzése volt.

A következő feladatokat hajtották végre:

1. Végezze el a témával kapcsolatos szakirodalom elemzését.

2. Tekintsük Newton életét és munkásságát

3. Elemezze Newton felfedezéseit

Az egyik kritikus értékek Newton kreativitása abban rejlik, hogy az általa felfedezett természeti erők hatásának koncepciója, a fizikai törvények mennyiségi eredményekké való megfordíthatóságának koncepciója, és fordítva, a kísérleti adatokon alapuló fizikai törvények megszerzése, a természeti erők elveinek kidolgozása. A differenciál- és integrálszámítás nagyon hatékony módszertant hozott létre a tudományos kutatáshoz.

Newton hozzájárulása a világtudomány fejlődéséhez felbecsülhetetlen. Törvényeit a Földön és az űrben zajló kölcsönhatások és jelenségek legkülönbözőbb eredményeinek kiszámítására használják, új hajtóművek kifejlesztésében használják a légi-, autó- és vízi közlekedés, számítsa ki a futópálya és a kifutópálya hosszát különféle típusok repülőgép, nagysebességű paraméterek (a horizonthoz való dőlés és görbület). autópályák, számításhoz épületek, hidak és egyéb építmények építésénél, ruházati cikkek, lábbelik, szimulátorok fejlesztésénél, gépészetben stb.

Összegezve pedig meg kell jegyezni, hogy a fizikusok határozott és egyöntetű véleménye van Newtonról: a természet megismerésének határait olyan mértékben érte el, amennyit korabeli ember elérhetett.

A felhasznált források listája

Samin D.K. Száz nagy tudós. M., 2000.

Solomatin V.A. Tudománytörténet. M., 2003.

Lyubomirov D.E., Sapenok O.V., Petrov S.O. Tudománytörténet és tudományfilozófia: oktatóanyag szervezésért önálló munkavégzés végzős hallgatók és jelentkezők. M., 2008.

Az Allbest.ru oldalon található

Hasonló dokumentumok

Az orosz természettudós és oktató felfedezései, M.V. Lomonoszov a csillagászat, a termodinamika, az optika, a mechanika és az elektrodinamika területén. M.V. Lomonoszov az elektromosságról. Hozzájárulása a molekuláris (statisztikai) fizika kialakulásához.

bemutató, hozzáadva: 2011.12.06


A milétoszi Thalész életrajzának főbb tényei - ókori görög filozófusés matematikus, az ión természetfilozófia képviselője és a jón iskola megalapítója, amelyből az európai tudomány története indul ki. A tudós felfedezései a csillagászatban, geometriában, fizikában.

bemutató, hozzáadva 2014.02.24


D. Mengyelejev tudós életrajzának és életútjának tanulmányozása. Leírások az orosz vodka szabvány kidolgozásáról, bőröndök készítéséről, kinyitásáról időszakos törvény, rendszer létrehozása kémiai elemek. A gázok állapotával kapcsolatos kutatásainak elemzése.

bemutató, hozzáadva 2011.09.16


korai évek Mihail Vasziljevics Lomonoszov élete, világnézetének kialakulása. A gyakorlati tudós főbb eredményei a természettudományok (kémia, csillagászat, optomechanika, műszertan) területén, ill. bölcsészettudományok(retorika, nyelvtan, történelem).

szakdolgozat, hozzáadva: 2010.10.06


A megismerés folyamata a középkorban az arab nyelvű országokban. A középkori Kelet nagy tudósai, eredményeik matematikában, csillagászatban, kémiában, fizikában, mechanikában és irodalomban. A tudományos művek értéke a filozófia és a természettudományok fejlődésében.

absztrakt, hozzáadva: 2011.10.01


Angol matematikus és természettudós, mechanikus, csillagász és fizikus, a klasszikus fizika megalapítója. Newton felfedezéseinek szerepe a tudománytörténetben. Ifjúság. Tudós kísérletei. A bolygópályák problémája. Hatás a fizikatudomány fejlődésére.

absztrakt, hozzáadva: 2007.02.12


A nagy orosz tudós, Mihail Vasziljevics Lomonoszov gyermekkora. Út Moszkvába. A Szpasszkij Iskolákban, a Szláv-Görög-Latin Akadémián tanult. Történelmet, fizikát, mechanikát tanul Németországban. A Moszkvai Egyetem alapítása. A tudós életének utolsó évei.

bemutató, hozzáadva 2012.02.27


életút Andrej Dmitrijevics Szaharov. Egy tudós tudományos munkája és felfedezései. Termonukleáris fegyverek. Emberi jogi tevékenységekés utóbbi évek tudós élete. Az A.D. értéke Szaharov - tudós, tanár, emberi jogi aktivista.

absztrakt, hozzáadva: 2008.12.08


Vladimir Ivanovich Picheta tudós történész élete és tudományos tevékenysége. Az életrajz főbb mérföldkövei. A nagyhatalmi sovinizmus, a fehérorosz burzsoá nacionalizmus és a nyugatbarát irányultság vádja, Picheta letartóztatása és száműzése. A tudós hozzájárulása a történetíráshoz.

bemutató, hozzáadva 2011.03.24


Karl Marx életrajzának tanulmányozása, gazdasági tanításainak tartalma és jelentősége. Áttekintés az államkapitalizmus elmélete megjelenésének okairól. Politikai fogalmak elemzése, dialektikus materializmus, konfrontáció, forradalom, fegyveres harc eszméi.

Nagyszerű személyiség

A korszakos személyiségek életét és előrehaladó szerepüket sok évszázadon keresztül aprólékosan tanulmányozzák. Eseményről eseményre fokozatosan sorakoznak fel az utókor szemében, benőtt dokumentumokból újrateremtött részletek és mindenféle tétlen találmány. Isaac Newton is. A távoli 17. században élt férfi rövid életrajza csak egy tégla méretű könyvkötetbe fér bele.

Szóval, kezdjük. Isaac Newton – angol (most minden szót „nagyszerű” helyettesítéssel) csillagász, matematikus, fizikus, szerelő. 1672 óta a Londoni Királyi Társaság tudósa, 1703-ban pedig elnöke lett. Teremtő elméleti mechanika, az egész modern fizika megalapítója. Minden fizikai jelenséget a mechanika alapján írt le; felfedezte az egyetemes gravitáció törvényét, amely megmagyarázza a kozmikus jelenségeket és a földi valóságok tőlük való függőségét; az óceánok árapályának okait a Hold Föld körüli mozgásához kötötte; leírta egész naprendszerünk törvényeit. Ő kezdte el először a folytonos közegek mechanikáját, a fizikai optikát és az akusztikát tanulmányozni. Isaac Newton Leibniztől függetlenül differenciál- és integrálegyenleteket dolgozott ki, feltárta előttünk a fény szórását, a kromatikus aberrációt, a matematikát a filozófiához kötötte, műveket írt az interferencia és diffrakció témájában, dolgozott a fény korpuszkuláris elméletén, tér- és időelméleteken. Ő volt az, aki megtervezte a tükörteleszkópot, és megszervezte az érmeüzletet Angliában. Isaac Newton a matematika és a fizika mellett alkímiával, az ókori királyságok kronológiájával foglalkozott, és teológiai műveket írt. A híres tudós zsenialitása messze megelőzte az egészet tudományos szinten században, amikor a kortársak emlékeztek rá több mint kizárólagosan jó ember: nem birtokló, nagylelkű, rendkívül szerény és barátságos, mindig kész segíteni felebarátjának.

Gyermekkor

Egy kis gazda családjában született, aki három hónapja halt meg egy kis faluban nagy Izsák Newton. Életrajza 1643. január 4-én kezdődött, amikor egy nagyon kicsi koraszülött babát báránybőr kesztyűbe helyeztek egy padra, amelyről erős ütéssel leesett. A gyermek betegesen nőtt fel, és ezért nem volt társaságkedve a társak számára gyors játékok nem tartotta a lépést, és a könyvek rabja lett. A rokonok észrevették ezt, és iskolába küldték a kis Izsákot, amelyet első diákként végzett. Később, látva tanulási buzgalmát, megengedték neki, hogy továbbtanuljon. Isaac Cambridge-be ment. Mivel nem volt elég pénz az oktatásra, hallgatói szerepe nagyon megalázó lett volna, ha nem lett volna szerencséje mentorral.

Ifjúság

Akkoriban a szegény diákok csak cselédként tanulhattak a tanáraiktól. Ez a részesedés a leendő briliáns tudósra esett. Erről az életszakaszról és kreatív módokon Newton mindenféle legenda, némelyikük csúnya. A mentor, akit Isaac szolgált, a legbefolyásosabb szabadkőműves volt, aki nemcsak Európát, hanem Ázsiát is bejárta, beleértve a Közel-, Távol-Keletet és Délkeletet is. Az egyik kirándulás alkalmával – ahogy a legenda mondja – arab tudósok ősi kéziratait bízták rá, akiknek matematikai számításait máig használjuk. A legenda szerint Newton hozzáférhetett ezekhez a kéziratokhoz, és ezek ihlették sok felfedezését.

A tudomány

Hat év tanulmányi és szolgálati idő alatt Isaac Newton a főiskola minden szakaszán átment, és a művészetek mesterévé vált.

A pestisjárvány idején el kellett hagynia alma materét, de nem vesztegette az időt: tanulmányozta a fény fizikai természetét, építette a mechanika törvényeit. 1668-ban Isaac Newton visszatért Cambridge-be, és hamarosan megkapta a Lucas-széket matematikából. Egy tanártól került hozzá – I. Barrow-tól, attól a Masontól. Newton hamar kedvenc tanítványa lett, és hogy anyagilag eltartsa a ragyogó pártfogolt, Barrow lemondott a székről a javára. Ekkor már Newton volt a binomiális szerzője. És ez csak a kezdete a nagy tudós életrajzának. Aztán volt egy titáni szellemi munkával teli élet. Newtont mindig a szerénység, sőt a félénkség jellemezte. Például sokáig nem publikálta felfedezéseit, és folyamatosan el akarta semmisíteni csodálatos "Kezdetek" első fejezeteit, majd más fejezeteit. Úgy gondolta, hogy mindent azoknak az óriásoknak köszönhet, akiknek a vállán áll, vagyis valószínűleg a tudósoknak-elődöknek. Bár ki megelőzhette volna Newtont, ha szó szerint a legelső és legsúlyosabb szót mondja a világon mindenről.

Isaac Newton 1643. január 4-én született egy kis brit faluban, Woolsthorpe-ban, Lincolnshire-ben. Egy törékeny, idő előtt elhagyott anyaméh fiú az angol polgárháború előestéjén, nem sokkal apja halála után és nem sokkal karácsony ünnepe előtt érkezett erre a világra.

A gyerek annyira gyenge volt, hogy sokáig meg sem keresztelték. De mégis, a kis Isaac Newton, akit apjáról neveztek el, túlélte és nagyon hosszú életet élt a tizenhetedik században - 84 évig.

A leendő ragyogó tudós apja kisparaszt volt, de meglehetősen sikeres és gazdag. Idősebb Newton halála után családja több száz hektárnyi mezőt és erdőt kapott termékeny talajés tetemes összeg, 500 font.

Isaac anyja, Anna Ayskow hamarosan újraházasodott, és három gyermeket szült újdonsült férjének. Anna jobban odafigyelt kisebbik utódjára, első gyermekének nevelését először Isaac nagymamája, majd nagybátyja, William Ayskoe vette fel.

Newton gyerekkorában szeretett festeni, verset írni, önzetlenül feltalált egy vízórát, szélmalom, sárkányokat készített. Ugyanakkor továbbra is nagyon fájdalmas volt, és rendkívül kommunikatív is: Isaac inkább a saját hobbijait részesítette előnyben, mint a társaival való vidám játékokat.

Fizikus fiatal korában

Amikor a gyereket iskolába küldték, testi gyengesége és gyenge kommunikációs készsége egyszer még azt is okozta, hogy a fiút ájulásig verték. Ezt a megaláztatást Newton nem tudta elviselni. De természetesen egyik napról a másikra nem tudott sportos fizikai formát szerezni, ezért a fiú úgy döntött, hogy más módon szórakoztatja önbecsülését.

Ha ezt az esetet megelőzően meglehetősen gyengén tanult, és egyértelműen nem volt a tanárok kedvence, akkor ezt követően kezdett komolyan kiemelkedni osztálytársai közül a tanulmányi teljesítmény tekintetében. Fokozatosan azzá vált legjobb tanuló, és még komolyabban, mint korábban, elkezdett érdeklődni a technológia, a matematika és a csodálatos, megmagyarázhatatlan jelenségek természet.

Amikor Isaac 16 éves volt, édesanyja visszavitte a birtokra, és megpróbálta rábízni a felnőtt legidősebb fiát a háztartási munkák egy részével (Anna Ayskoe második férje is meghalt ekkorra). A srác azonban csak ötletes mechanizmusok tervezésével, számos könyv „lenyelésével” és versírással foglalkozott.

Iskolai tanár fiatal férfi, Mr. Stokes, valamint nagybátyja, William Ayskow és ismerőse, Humphrey Babington (a Cambridge Trinity College részmunkaidős tagja) Granthamből, ahol a leendő világhírű tudós iskolába járt, rávették Anna Ayskow-t, hogy hagyja, hogy tehetséges fia folytassa tanulmányok. Az 1661-es kollektív alku eredményeként Isaac befejezte tanulmányait az iskolában, majd sikeresen letette a felvételi vizsgákat a Cambridge-i Egyetemre.

A tudományos pálya kezdete

Diákként Newton "sizar" státuszban volt. Ez azt jelentette, hogy nem fizetett a tanulmányaiért, hanem különféle munkákat kellett végeznie az egyetemen, vagy a tehetősebb hallgatókat kell szolgálnia. Isaac bátran kiállta ezt a próbát, bár még mindig nem szerette elnyomva érezni magát, nem volt társaságkedvelő és nem tudta, hogyan kell barátkozni.

Abban az időben a filozófiát és a természettudományt a világhírű Cambridge-ben oktatták, bár ekkor már Galilei felfedezéseit, Gassendi atomisztikus elméletét, Kopernikusz, Kepler és más kiváló tudósok merész munkáit bemutatták a világnak. . Isaac Newton minden információt felfalt, amit a matematikáról, csillagászatról, optikáról, fonetikáról, sőt még a zeneelméletről is talált. Ugyanakkor gyakran megfeledkezett az étkezésről és az alvásról.

Isaac Newton a fénytörést tanulmányozza

A kutató 1664-ben kezdte meg önálló tudományos tevékenységét, amikor 45 problémát tartalmazó listát állított össze. emberi életés a természet, amelyeket még nem sikerült megoldani. A sors ugyanakkor a tehetséges matematikushoz, Isaac Barrow-hoz hozta a diákot, aki a főiskola matematika tanszékén kezdett dolgozni. Ezt követően Barrow lett a tanára, valamint néhány barátja egyike.

Egy tehetséges tanárnak köszönhetően tovább érdeklődött a matematika iránt, Newton végrehajtotta a binomiális kiterjesztést egy tetszőleges racionális kitevőre, ami volt az első ragyogó felfedezése a matematika területén. Ugyanebben az évben Isaac főiskolai diplomát kapott.

1665-1667-ben, amikor a pestisjárvány végigsöpört Anglián, a nagy londoni tűzvész és a költséges háború Hollandiával, Newton rövid időre Woosthorpe-ban telepedett le. Ezekben az években fő tevékenységét az optikai titkok feltárására irányította. Megpróbálta kitalálni, hogyan lehet megszabadítani a lencsés teleszkópokat a kromatikus aberrációtól, a tudós a diszperzió vizsgálatához érkezett. Az Isaac által végzett kísérletek lényege az volt, hogy megismerjék a fény fizikai természetét, és sok kísérletet még mindig végeznek oktatási intézményekben.

Ennek eredményeként Newton eljutott a fény korpuszkuláris modelljéhez, és úgy döntött, hogy ez olyan részecskék áramának tekinthető, amelyek valamilyen fényforrásból kirepülnek, és egyenes vonalban mozognak a legközelebbi akadályig. Bár egy ilyen modell nem mondhatja magát a végső objektivitásnak, a klasszikus fizika egyik alapjává vált, amely nélkül nem jelentek volna meg modernebb elképzelések a fizikai jelenségekről.

Azok között, akik szeretnek gyűjteni Érdekes tények Régóta tévhit, hogy Newton a klasszikus mechanika eme kulcsfontosságú törvényét azután fedezte fel, hogy egy alma a fejére esett. Valójában Isaac szisztematikusan járt felfedezése felé, ami számos feljegyzéséből kiderül. Az alma legendáját akkoriban a tekintélyes filozófus, Voltaire népszerűsítette.

Tudományos hírnév

Az 1660-as évek végén Isaac Newton visszatért Cambridge-be, ahol megkapta a mesteri státuszt, saját lakószobát, sőt egy csoport fiatal diákot is, akiknek a tudós tanára lett. A tanítás azonban nyilvánvalóan nem egy tehetséges kutató „lova” volt, és előadásainak látogatottsága is érezhetően sántított. Ugyanakkor a tudós feltalált egy tükröző távcsövet, amely dicsőítette őt, és lehetővé tette Newton számára, hogy csatlakozzon a Londoni Királyi Társasághoz. Keresztül ez az eszköz sok csodálatos csillagászati ​​felfedezést tettek.

1687-ben Newton kiadta talán legfontosabb művét, a Principia Mathematicát. A kutató korábban is publikálta munkáit, de ez volt a legfontosabb: ez lett a racionális mechanika és minden matematikai tudomány alapja. Tartalmazta az univerzális gravitáció jól ismert törvényét, a mechanika három eddig ismert törvényét, amelyek nélkül elképzelhetetlen a klasszikus fizika, és bevezette a kulcsfontosságú elemeket. fizikai fogalmak, nem volt kétséges heliocentrikus rendszer Kopernikusz.

A matematikai és fizikai szintet tekintve a "Természetfilozófia matematikai alapelvei" egy nagyságrenddel magasabbak voltak, mint az összes olyan tudós kutatása, akik Isaac Newton előtt dolgoztak ezen a problémán. Nem volt bizonyított metafizika hosszadalmas érveléssel, alaptalan törvényekkel és tisztázatlan megfogalmazásokkal, amelyet Arisztotelész és Descartes művei annyira vétettek.

1699-ben, miközben Newton adminisztratív beosztásban volt, világrendszerét a Cambridge-i Egyetemen kezdték oktatni.

Magánélet

A nők sem akkor, sem az évek során nem mutattak nagy rokonszenvet Newton iránt, és egész életében soha nem házasodott meg.

A nagy tudós halála 1727-ben következett be, és szinte egész London összegyűlt a temetésén.

Newton törvényei

• A mechanika első törvénye: minden test nyugalomban van vagy egyenletes transzlációs mozgás állapotában marad mindaddig, amíg ezt az állapotot külső erők hatására ki nem javítják.
• A mechanika második főtétele: az impulzus változása arányos az alkalmazott erővel, és a hatás irányában történik.
• A mechanika harmadik törvénye: az anyagi pontok az őket összekötő egyenes mentén kölcsönhatásba lépnek egymással, egyenlő nagyságú és ellentétes irányú erőkkel.
• Az egyetemes gravitáció törvénye: két anyagi pont közötti gravitációs vonzás ereje arányos tömegük szorzatával, szorozva a gravitációs állandóval, és fordítottan arányos a pontok közötti távolság négyzetével.

Valószínűleg Newtonról ismeri azt a történetet, amely egy alma fejére zuhanásához kapcsolódik. Valójában sokkal többet ért el a tudományban. Westminster-i sírjára az van írva, hogy ő volt a legnagyobb ember mindabból, ami valaha is élt a bolygón. Ha úgy gondolja, hogy ez túl merész kijelentés, csak nézze meg közelebbről Newton eredményeit. Igazi zseni volt – a csillagászat, a kémia, a matematika, a fizika, a teológia ismerője. Végtelen kíváncsisága segített neki minden méretű probléma megoldásában. Megállapításai, elméletei, törvényei tették a tudóst igazi legenda. Ismerkedjünk meg a legjelentősebb eredményeivel - a legjobb 10 segít ebben.

űrpisztoly

Meglepő módon az alma története lett a fő legenda Newtonról - elvégre meglehetősen unalmas! Valójában Newtonnak a gravitációról alkotott elképzelései sokkal lenyűgözőbbek voltak. A gravitáció törvényét leírva Newton egy akkora hegyet képzelt el, hogy a csúcsa elérte az űrt, és ott volt egy hatalmas ágyúja. Nem, egyáltalán nem szándékozott harcolni az idegenekkel. Az űrfegyver egy spekulatív kísérlet, amely leírja, hogyan lehet tárgyat pályára állítani. Ha túl kevés vagy túl sok puskaport használnak fel, az ágyúgolyó egyszerűen a Földre esik, vagy kirepül az űrbe. Ha mindent helyesen számolunk ki, akkor a mag körbe fogja repülni a bolygót. Newton 1687-ben publikált munkája kimutatta, hogy minden részecskére hatással van a gravitáció, és magát a gravitációt is befolyásolja a tömeg és a távolság. Einstein később kiegészítette ezeket az elképzeléseket, de Newton volt az, aki komoly alapot fektetett le kortárs elképzelések a gravitációról.

Ajtók macskáknak

Amikor a tudós nem az univerzum kérdéseivel volt elfoglalva, más problémákkal volt elfoglalva – például kitalálta, hogyan veheti rá a macskákat, hogy ne karcolják az ajtókat. Newtonnak sosem volt felesége, kevés barátja is volt, de voltak házi kedvencei. A különböző források eltérő adatokkal rendelkeznek erről. Vannak, akik úgy vélik, hogy nagyon szerette az állatokat, míg mások, éppen ellenkezőleg, furcsa történeteket tartalmaznak egy Diamond nevű kutyáról. Egyébként van egy történet arról, hogy a Cambridge-i Egyetemen Newtont folyamatosan zavarták az ajtót kaparó macskák. Ennek eredményeként hívott egy asztalost, és megparancsolta neki, hogy készítsen két lyukat az ajtón: egy nagyot a nagy macskáknak és egy kicsiket a cicáknak. Persze a cicák csak követték a macskát, így a kis lyuk használhatatlan volt. Lehet, hogy nem így volt, de a cambridge-i ajtó a mai napig fennmaradt. Feltételezve, hogy ezek a lyukak nem Newton parancsára készültek, úgy tűnik, hogy az egyetemen valamikor egy férfi járt, akinek furcsa hobbija volt a lyukak fúrása.

A mozgás három törvénye

Lehet, hogy az állatokról szóló történetek nem túl igazak, de az teljesen biztos, hogy Newton volt az, aki felfedezte a fizikát. Nemcsak a gravitációt írta le, hanem három mozgástörvényt is levezetett. Az első szerint a tárgy nyugalomban marad, ha nem hat rá idegen erő. A második kimondja, hogy egy tárgy mozgása az erő hatásától függően változik. A harmadik azt mondja, hogy minden cselekvéshez van reakció. Ezen egyszerű törvények alapján bonyolultabbak is születtek. modern megfogalmazások amelyek az alapfogalom. Newton előtt senki sem tudta ilyen egyértelműen leírni a folyamatot, pedig görög gondolkodók és neves francia filozófusok egyaránt foglalkoztak a kérdéssel.

Bölcsek köve

Newton tudásszomja nemcsak arra késztette tudományos felfedezések, hanem az eredeti alkímiai kutatásokhoz is. Például a híres bölcsek kövét kereste. Úgy írják le, mint egy kő vagy oldat, amely különböző anyagokat arannyá változtathat, betegségeket gyógyíthat, sőt a fejetlen tehenet is méhrajrá alakíthatja! Newton idejében a tudományos forradalom még csak gyerekcipőben járt, így az alkímia megtartotta helyét a tudományok között. Fel akarta fedezni a korlátlan hatalmat a természet felett, és minden lehetséges módon kísérletezett, megpróbálva megalkotni a bölcsek kövét. Minden próbálkozás azonban eredménytelen volt.

Számtan

Newton gyorsan felfedezte, hogy az ő korában létező algebra egyszerűen nem felel meg a tudósok igényeinek. Például akkoriban a matematikusok ki tudták számítani a hajó sebességét, de nem tudták a gyorsulását. Amikor Newton 18 hónapot elzártan töltött egy pestisjárvány idején, átalakította a számítási rendszert, és megalkotott egy meglepően kényelmes eszközt, amelyet még mindig használnak fizikusok, közgazdászok és más szakemberek.

Fénytörés

1704-ben Newton könyvet írt a fénytörésről, amely hihetetlen információkat közölt az akkori időkben a fény és a szín természetéről. A tudós előtt senki sem tudta, miért olyan színes a szivárvány. Az emberek azt hitték, hogy a víz valamilyen módon megszínezi a napsugarakat. Egy lámpa és egy prizma segítségével Newton bemutatta a fénytörést és elmagyarázta a szivárvány megjelenésének elvét!

tükörteleszkóp

Newton idejében csak üveglencsés teleszkópokat használtak a kép nagyítására. A tudós volt az első, aki javaslatot tett egy visszaverő tükrök rendszerére a teleszkópokban. Így tisztább a kép, ráadásul a távcső is kisebb lehet. Newton személyesen készítette el a távcső prototípusát, és bemutatta a tudományos közösségnek. A legtöbb modern obszervatórium a Newton által annak idején kifejlesztett modelleket használja.

Ideális érme

A feltalálót nagyon sok témával volt elfoglalva egyszerre – például a hamisítókat akarta legyőzni. A 17. században az angol rendszer válságba került. Az érmék ezüstből készültek, és az ezüst néha többet ért, mint amennyit a belőle készült érme címlete jelez. Ennek eredményeként az emberek megolvasztottak érméket, hogy eladják Franciaországban. A tanfolyam során különböző méretű érmék voltak és így tovább másfajta hogy néha még azt is nehéz volt megérteni, hogy valóban brit pénzről van-e szó – mindez a hamisítók munkáját is megkönnyítette. Newton minőségi, egységes méretű érméket készített, amelyeket nehéz volt hamisítani. Ennek eredményeként a hamisítók problémája csökkenni kezdett. Észrevettél már bevágásokat az érmék szélein? Newton javasolta őket!

Hűtés

Newtont érdekelte, hogyan történik a lehűlés. Sok kísérletet végzett vörösen izzó golyókkal. Észrevette, hogy a hőveszteség mértéke arányos a légkör és az objektum hőmérséklet-különbségével. Így kidolgozta a lehűlés törvényét. Munkája sok későbbi felfedezés alapja lett, beleértve a működési elvet is nukleáris reaktorés az űrutazás biztonsági előírásai.

Apokalipszis

Az emberek mindig is féltek az apokalipszistől, de Newton szabályai között nem szerepelt, hogy elfogadják ijesztő történet hit anélkül, hogy rá gondolnánk. Amikor a tizennyolcadik század elején a világvégével kapcsolatos hisztéria kezdett felkorbácsolni a társadalomban, a tudós leült a könyvekhez, és úgy döntött, hogy részletesen tanulmányozza a kérdést. Jól járatos volt a teológiában, így eléggé meg tudta fejteni a bibliai verseket. Biztos volt benne, hogy a Biblia olyan ősi bölcsességet tartalmaz, amelyet egy tanult ember felismer. Ennek eredményeként Newton arra a következtetésre jutott, hogy 2060 előtt nem jön el a világvége. Az ilyen információk némileg csökkentették a pánik szintjét a társadalomban. Newton kutatásaival olyan embereket állított a helyükre, akik szörnyű pletykákat terjesztettek, és mindenkit megengedett, hogy meggyőződjön arról, hogy általában nincs mitől félni.

Isaac Newton élete és felfedezései

Isaac Newton, (1642-1727) a legnagyobb tudós, aki a legnagyobb hatással volt a tudomány fejlődésére, Woolsthorpe-ban, Angliában született 1642 karácsonyán (Galileo halálának évében).

Mohamedhez hasonlóan Newton is apja halála után született. Gyerekként a szerelők iránti vonzalmat mutatta, és nagyon ügyes volt. Bár Isaac okos gyerek volt, nem nagyon próbálkozott az iskolában, és nem is tűnt ki különösebben. Tinédzserként édesanyja kivette az iskolából, abban a reményben, hogy fia sikeres lesz a mezőgazdaságban. Szerencsére nem veszítette el hitét a képességeiben, és tizennyolc éves kora után Isaac belépett a Cambridge-i Egyetemre. Ott gyorsan megtanulta az akkoriban a matematika és a természettudományok területén ismert dolgokat, sőt saját kutatásokkal is foglalkozott.

Newton 21 és 27 éves kora között fektette le elméleteinek alapjait, amelyek forradalmasították a tudomány világát. A 17. század közepe a rohamos tudományos fejlődés időszaka volt. A távcső találmánya a század elején megnyílt új kor a csillagászatban. Francis Bacon angol filozófus és René Descartes francia filozófus arra ösztönözte az európai tudósokat, hogy ne hagyatkozzanak többé Arisztotelész tekintélyére, hanem vegyenek részt saját kísérleteikben.

Galileo teljesítette ezt a felhívást. Távcsöves megfigyelései felforgatták a korabeli csillagászati ​​elképzeléseket, mechanikai kísérletei pedig megalapozták a newtoni mechanika első törvényének nevezett dolgot.

Más nagy tudósok, mint például Harvey a vérkeringés terén tett felfedezéseivel és Kepler, aki a Nap körüli bolygók mozgásának törvényeit írta le, szintén sok új fontos információt adtak a tudománynak. De általában a tiszta tudomány az elme játékának színtere maradt, és továbbra sem volt bizonyíték arra, hogy a tudomány a technológiával kombinálva megváltoztathatná az emberek egész életét, ahogy azt Francis Bacon megjósolta.

Bár Kopernikusz és Galilei megcáfolta az ókori tudósok téves elképzeléseit, és nagyban hozzájárult az univerzum törvényeinek jobb megértéséhez, még nem fogalmazták meg azokat az alapvető elveket, amelyek összekapcsolhatják az eltérő tényeket és lehetővé tennék a tudományos előrejelzést. Newton volt az, aki megalkotta ezt az egyesítő elméletet, és kikövezte azt az utat, amelyet a tudomány követett a mai napig.

Newton rendszerint vonakodott kutatásai eredményeinek publikálásától, és bár fő koncepciói 1669-re fogalmazódtak meg, sok jóval később publikáltak.

Az első munka, amelyben felfedezéseit nyilvánosságra hozta, a fény természetéről szóló megdöbbentő könyve volt.

Egy sor kísérlet után Newton arra a következtetésre jutott, hogy a közönséges fehér fény a szivárvány összes színének keveréke. Alaposan elemezte a fény visszaverődésének és törésének törvényeit is. E törvények ismerete alapján 1668-ban megalkotta az első refraktor távcsövet - egy azonos típusú távcsövet, amelyet ma a fő csillagászati ​​megfigyelőkben használnak.

Ezekről, valamint egyéb kísérleteiről és felfedezéseiről Newton számolt be a brit királyi testület ülésén tudományos társaság amikor 29 éves volt. Még Isaac Newtonnak az optikában elért eredményei is biztosították volna, hogy felkerüljön a listánkra, de a matematika és a mechanika terén tett felfedezései sokkal jelentősebbek voltak.

Fő hozzájárulása a matematikához az integrálszámítás felfedezése volt (huszonhárom-huszonnégy éves korában). Ez a találmány nemcsak a magva volt, amelyből a modern matematikai elmélet kinőtt; e módszer nélkül a modern tudomány legtöbb vívmánya lehetetlen lenne.

Newton fő felfedezéseit azonban a mechanika területén tette. Galilei felfedezte azon testek mozgásának első törvényét, amelyek nincsenek kitéve külső (idegen) erők hatásának.

A gyakorlatban természetesen minden tárgy ki van téve valamilyen külső erőnek, és a tárgyak mozgásának kérdése a jelzett körülmények között a mechanika legfontosabb kérdése. Ezt a problémát Newton oldotta meg, aki felfedezte híres második a mechanika törvénye valójában a klasszikus fizika törvényei közül a legalapvetőbb.

Ez a második törvény, matematikailag kifejezve a képlettel

kimondja, hogy a gyorsulás egyenlő az erővel osztva a tárgy tömegével. A mechanika két törvényéhez Newton hozzátette a híres harmadik törvényt, amely kimondja, hogy minden cselekvés azonos reakciót vált ki, valamint az egyetemes gravitáció (leghíresebb) törvényét.

Ez a négy mechanikai törvény egyetlen rendszert alkot, amelynek segítségével tulajdonképpen az összes makroszkopikus mechanikai rendszer tanulmányozható, az ingarezgéstől a bolygók Nap körüli mozgásáig.

Newton nemcsak megfogalmazta ezeket a mechanikai törvényeket, hanem matematikai módszerekkel maga is megmutatta, hogyan lehet ezeket a törvényeket tényleges problémák megoldására használni.

A Newton-törvények ismerete rendkívül sokféle tudományos és műszaki probléma megoldását teszi lehetővé. Élete során ezek a törvények a csillagászat területén találták a legszembetűnőbb alkalmazásukat. 1687-ben publikálta nagyszerű művét, a Principia Mathematicát, amelyet egyszerűen Principiaként emlegetnek, és amelyben megfogalmazta a mechanika törvényeit és az egyetemes gravitáció törvényét.

Newton megmutatta, hogy ezekkel a törvényekkel elég pontosan megjósolható a bolygók Nap körüli mozgása. A csillagászati ​​dinamika alapvető problémáját - az égitestek mozgásának kiszámíthatóságának problémáját - Newton egyetlen csodálatos mozdulattal megoldotta. Ezért gyakran nevezik nagy csillagásznak is.

Mi alapján értékeljük Newton tudományos érdemeit? Ha átnézi a tudományos enciklopédiák mutatóit, több hivatkozást talál Newtonra és felfedezéseire, mint bármely más tudósra.

Figyelembe kell venni azt is, hogy a szintén nagy tudós Leibniz így írt Newtonról, akivel Newton élesen vitatkozott: „Ha a matematikáról beszélünk a világ kezdetétől Newton koráig, akkor többet tett ezért a tudományért. mint az összes többi." A nagy francia tudós, Laplace a Principiát "az emberi zsenialitás legnagyobb művének" nevezte. Lagrange Newtont is a legnagyobb zseninek tartotta, Ernst Much pedig 1901-ben azt írta, hogy "azóta a matematika minden vívmánya egyszerűen a mechanika törvényeinek kidolgozása Newton elképzelései alapján".

Egy ilyen rövid áttekintésben, mint a miénk, nem lehet részletesen elmesélni Newton összes teljesítményét, bár az ő személyesebb eredményei is figyelmet érdemelnek. Newton csillagászat egyetemes gravitáció

Így Isaac Newton jelentős mértékben hozzájárult a termodinamikához és az akusztikához, megfogalmazta az energiamennyiség megmaradásának legfontosabb elvét, megalkotta híres binomiális tételét, és jelentős mértékben hozzájárult a csillagászathoz és a kozmogóniához. De miután felismerték Newtont a világtudományra a legnagyobb befolyást gyakorló zseniek közül a legnagyobbnak, még mindig felmerülhet a kérdés, miért helyezik ide olyan kiemelkedő politikusok elé, mint Nagy Sándor vagy Washington, vagy a legnagyobb vallási vezetők elé, mint Krisztus vagy Buddha. .

Véleményem: a politikai vagy vallási átalakulások fontossága ellenére a legtöbb ember a világon pontosan ugyanúgy élt 500 évvel Sándor előtt és 500 évvel később is. Hasonló mindennapi élet A legtöbb ember i.sz. 1500-ban majdnem ugyanaz volt, mint ie 1500-ban.

Eközben 1500 óta, a modern tudomány fejlődésével és felemelkedésével forradalmi változások mentek végbe az emberek mindennapi életében, munkájukban, élelmezésükben, ruházatukban, szabadidős tevékenységeikben stb. Nem kisebb változások mentek végbe a filozófiában és a vallásos gondolkodásban, a politikában és a közgazdaságtanban. Newton, a briliáns tudós volt a legnagyobb hatással a modern tudomány fejlődésére, ezért az egyik legtisztességesebb helyezést érdemli (fontosságát tekintve a második) a legbefolyásosabb történelmi személyiségek listáján.

Newton 1727-ben halt meg, és ő volt az első tudós, akit megtiszteltek azzal, hogy a Westminster Abbeyben temették el.