НЬЮТОН Исаак (4.I 1643 - 31.III 1727) - выдающийся английский учёный, заложивший основы современного естествознания, создатель классической физики, член Лондонского королевского общества (1627), президент (с 1703). Родился в Вулсторпе. Окончил Кембриджский университет (1665). В 1669 - 1701 возглавлял в нём кафедру. С 1695 - смотритель, с 1699 - директор Монетного двора.

Работы относятся к механике, оптике, астрономии, математике. Сформулировал основные законы классической механики, открыл закон всемирного тяготения, дисперсию света, развил корпускулярную теорию света, разработал (независимо от Г.Лейбница) дифференциальное и интегральное исчисление. Обобщив результаты исследований своих предшественников в области механики и свои собственные, создал огромный труд "Математические начала натуральной философии" ("Начала"), изданный в 1687. "Начала" содержали основные понятия и аксиоматику классической механики, в частности понятия масса (которому Ньютон придавал большое значение как основному в механических процессах), количество движения, сила, ускорение, центростремительная сила и три закона движения (законы Ньютона) - закон инерции, закон пропорциональности силы ускорению и закон действия и противодействия.

Тут же дан его закон всемирного тяготения, исходя из которого Ньютон объяснил движение небесных тел (планет, их спутников, комет) и создал теорию тяготения. Открытие этого закона знаменовало переход от кинематического описания солнечной системы к динамическому объяснению явлений и окончательно утвердило победу учения Коперника. Он показал, что из закона всемирного тяготения вытекают три закона Кеплера; объяснил особенности движения Луны, явление процессии; развил теорию фигуры Земли, отметив, что она должна быть сжата у полюсов, теорию приливов и отливов; рассмотрел проблему создания искусственного спутника Земли и т.д.Установил закон сопротивления и основной закон внутреннего трения в жидкостях и газах, дал формулу для скорости распространения волн.

Создал физическую картину мира, которая длительное время господствовала в науке (ньютоновская теория пространства и времени). Пространство и время он считал абсолютным, постулируя это в своих "Началах". С таким пониманием пространства и времени тесно связана его идея дальнодействия - мгновенной передачи действия от одного тела к другому на расстояние через пустое пространство без помощи материи. Ньютоновская теория дальнодействия и его схема мира господствовали до начала XX в.

Впервые её ограниченность обнаружили М.Фарадей и Дж.Максвелл, показав неприменимость её к электромагнитным явлениям, а теория относительности, возникшая в начале XX в., окончательно доказала ограниченность классической физики Ньютона - физики малых скоростей и макроскопических масштабов. Однако специальная теория относительности не отбросила совсем закономерностей, установленных классической механикой Ньютона, а лишь уточнила и дополнила её для случая движения со скоростями, соизмеримыми со скоростью света в вакууме. "Ныне место ньютоновской схемы дальнодействующих сил, - писал А.Эйнштейн, - заняла теория поля, испытали изменения и его законы, но всё, что было создано после Ньютона является дальнейшим органическим развитием его идей и методов".

Велик вклад Ньютона в оптику. В 1666 при помощи трёхгранной стеклянной призмы разложил белый свет на семь цветов (в спектр), тем самым доказав его сложность (явление дисперсии), открыл хроматическую аберрацию. Пытаясь избежать аберрации в телескопах, в 1668 и в 1671 сконструировал телескоп - рефлектор оригинальной системы - зеркальный (отражённый), где вместо линзы использовалось вогнутое сферическое зеркало (телескоп Ньютона).

Исследовал интерференцию и дифракцию света, изучая цвета тонких пластинок, открыл так называемые кольца Ньютона, установил закономерности в их размещении, высказал мысль о периодичности светового процесса. Пытался объяснить двойное лучепреломление и близко подошёл к открытию явления поляризации. Свет считал потоком корпускул - корпускулярная теория света Ньютона (однако на разных этапах рассматривал возможность существования и волновых свойств света, в частности в 1675 предпринял попытку создать компромиссную корпускулярно - волновую теорию света). Свои оптические исследования изложил в "Оптике" (1704).

По своему мировоззрению Ньютон был стихийным материалистом, вторым после Р.Декарта великим представителем механистического материализма в естествознании XVII - XVIII вв.

Научное творчество Ньютона сыграло исключительно важную роль в истории развития физики. По словам А.Эйнштейна, "Ньютон был первым, кто попытался сформулировать элементарные законы, которые определяют временной ход широкого класса процессов в природе с высокой степенью полноты и точности" и "... оказал своими трудами глубокое и сильное влияние на всё мировоззрение в целом". В его честь названа единица сила в Международной системе единиц - ньютон. Член Парижской Академии Наук (1699).

Коперник доказал, что планеты - в том числе и Земля - обращаются вокруг Солнца; Кеплер открыл законы, по которым совершается обращение планет; Галилей своими наблюдениями подтвердил правильность учения Коперника. Но оставалось еще неизвестным, какая причина заставляет планеты обращаться вокруг Солнца, не падая на него и не улетая в сторону; какая сила заставляет отделившиеся от поверхности Земли предметы (например, брошенный камень или ружейную пулю) падать обратно на Землю, а не улетать в пространство.

Все это стало известно лишь спустя полтора столетия после выхода трудов Коперника, когда уже давно не было в живых ни Кеплера, ни Галилея. В конце XVII в. гениальный английский ученый Исаак Ньютон открыл и обосновал закон всемирного тяготения, объяснивший все эти явления. Развивавшийся в ряде стран, в особенности в Голландии и Англии, капитализм предъявлял все большие требования к технике и точным наукам. Система Коперника была признана многими передовыми учеными. И церковь, при всей своей вражде к передовой науке, вынуждена была ослабить борьбу против нес. Поэтому Ньютону не пришлось разделить трагической судьбы Бруно, Галилея и Кеплера.

Ньютон родился в 1643 г. в одном из провинциальных английских городов - Вулсторпе. В детстве он не испытывал склонности к науке, но в юности у него обнаружились исключительные математические способности. В 1661-1665 гг. Ньютон учился в Кембриджском университете - одном из лучших университетов Англии. В 1669 г. он был уже профессором математики этого университета. В 1696 г. он переехал в Лондон, в котором жил до самой смерти. Скончался Ньютон в 1727 г. на 85-м году жизни, будучи всемирно известным ученым.

Ньютон обогатил своими открытиями все основные области точных наук - математику и механику, физику и астрономию. И прежде астрономия не могла развиваться без помощи математики, но теперь развитие астрономии наряду с развитием физики и техники предъявляло повышенные требования к математике.

Ньютон почти одновременно с немецким ученым Лейбницем создал важнейшие разделы высшей математики - дифференциальное и интегральное исчисления. Он внес важнейший вклад в физику: открыл сложный состав белого цвета. Оказалось, что белый солнечный луч представляет «собой «смесь» многих цветов. Ньютон доказал, что при помощи призмы белый цвет можно разложить на составляющие его цвета или вновь собрать их в белый цвет. Это открытие впоследствии легло в основу спектрального анализа, который со второй половины XIX в. оказал неоценимые услуги астрономии: с его помощью оказалось возможным узнать химический состав и физическую природу далеких небесных тел.

Ньютон построил отражательный телескоп, или рефлектор, в котором, в отличие от трубы Галилея, лучи света от наблюдаемого предмета собираются при помощи зеркала, а не линзы. Вообще Ньютон очень много сделал для развития оптики - важнейшего отдела физики, занимающегося изучением световых явлений. Но самым замечательным из всех открытий Ньютона было открытие закона всемирного тяготения, управляющего движением небесных тел.

Ньютон упорно размышлял над вопросами: почему Луна, обращаясь по своей орбите вокруг Земли, не падает на нее и не улетает в сторону? Почему в то же время «земные предметы», отделившись от Земли, неизбежно снова на нее падают?

Ньютон пришел к выводу, что между всеми телами существует взаимное притяжение (которое он назвал «тяготением»), что сила этого притяжения зависит от масс притягивающихся тел и расстояния между ними. Эта зависимость определяется следующим образом: сила притяжения (тяготения) прямо пропорциональна массам притягивающихся тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Тогда сразу стало понятно, что Луну на ее орбите удерживает сила земного притяжения, а планеты, в том числе и Землю, на их орбитах удерживает сила солнечного притяжения. И всегда тяготение действует именно так, как доказал Ньютон: в зависимости от масс тел и расстояния между ними. Во времена Ньютона еще не было возможности проверить, действует ли этот закон далеко за пределами солнечной системы, в мире звезд. Значительно позже, когда были открыты двойные звезды - звездные «пары», в которых одна является «главной» звездой, а другая ее «спутником», удалось установить, что и здесь, в звездном мире, также действует закон Ньютона. Выяснилось, что закон тяготения действует не только в солнечной системе, но и в отдаленнейших глубинах Вселенной. Вот поэтому его и назвали законом всемирного тяготения.

С помощью вычислений, основанных на применении закона тяготения, ученые определили массы Солнца, Луны, Земли, планет солнечной системы и их спутников. Было доказано, что Земля не является правильным шаром, а имеет «полярное сжатие», т. е. сплюснута у полюсов, что и было подтверждено измерениями Земли.

После великого открытия Коперника и трудов Галилея и Кеплера открытие закона всемирного тяготения, сделанное Ньютоном, было новой замечательной победой науки.

Содержание и подготовка в электронном виде - Козловский А., дизайн, обработка и выкладка на сайт - Кременчуцкий А. Copyright © 2003-2022 'Галактика' сайт. При копировании ссылка на источник обязательна. Авторские права принадлежат сайту «Галактика»

Сopyright 2002-2022 © Сайт "Галактика"•Проект "Астрономическая энциклопедия"•Идея, дизайн, хостинг, веб-мастер сайта - Кременчуцкий Александр, Москва.