Исак Нютон

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Тази статия е предложена за избрана статия. За да бъде приета, предложението е подложено на гласуване. Всеки може да даде своя глас тук.


Исак Нютон
английски учен
Исак Нютон
Роден: 4 януари 1643*
Улсторп при Колстъруърт, Великобритания
Починал: 31 март 1727*
Лондон, Великобритания

Исак Нютон (на английски: Isaac Newton) е английски физик, математик, астроном, алхимик, философ и политик. Приносът на Нютон в развитието на математиката и различни области на физиката изиграва важна роля в Научната революция.

В областта на механиката Нютон описва закона за всемирното привличане и чрез предложените Закони за движение поставя основите на класическата механика. Освен това той формулира принципа за запазване на импулса и момента на импулса и пръв показва, че движението на небесните тела и на предметите на Земята се подчинява на общи закони. Работейки над проблемите на физиката, Исак Нютон поставя началото на математическия анализ, който е в основата на развитието на науката до наши дни.

Сред многобройните проблеми, които изследва Нютон, са също разлагането и природата на светлината, скоростта на звука, охлаждането, произхода на звездите, хронологията на Библията, природата на Светата Троица.

Съдържание

[редактиране] Кратка хронология

[редактиране] Биография

[редактиране] Ранни години

Гравюра по портрет на Нютон от 1726
Гравюра по портрет на Нютон от 1726

Нютон е роден на 4 януари 1643 (стар стил 25 декември 1642, Коледа) в Улсторп при Колстъруърт, селце близо до град Грантъм в английското графство Линкълншир. Според собствените му разкази, той се ражда преждевременно и никой не очаква да оживее. Баща му, също Исак, е селянин (йомен), който умира по време на Английската гражданска война, три месеца преди раждането на сина си.

През 1646 майката на Нютон се жени повторно за Барнабас Смит, възрастен свещеник в съседното село Норт Уитъм. Тя отива да живее при новия си съпруг, като оставя сина си при своите родители в Улсторп. Барнабас Смит е сравнително заможен и подпомага финансово поддръжката на имението в Улсторп. Той умира през 1653 и майката на Нютон се връща в Улсторп с три деца от него.

Исак Нютон започва образованието си около 1655 в Кралското училище в Грантъм, където показва необикновени способности, най-вече в конструирането на различни механизми. Според някои изследователи[1], в града той живее при местния аптекар Уилям Кларк, като се сгодява за дъщеря му, но по-късно двамата се разделят и Нютон не се жени до края на живота си. През 1659 Нютон е отстранен от училището и се връща в Улсторп, като майка му се надява той да поеме управлението на семейната ферма. Нейният брат, който е посещавал Кеймбриджкия университет, и учителят на Нютон от Грантъм Хенри Строукс успяват да я убедят, че той трябва да продължи образованието си. Строукс дори поема част от разходите по престоя на Нютон в Грантъм, където той довършва обучението си, подготвяйки се за Кеймбридж.

През юни 1661 Исак Нютон е приет в Тринити Колидж в Кеймбриджкия университет. По това време там се изучава главно Аристотел, но той предпочита по-нови философи като Рене Декарт и астрономи като Галилео Галилей, Николай Коперник и Йоханес Кеплер. Скоро след като се дипломира през 1665, университетът е затворен като предпазна мярка против започналата чумна епидемия. Следващата година и половина Нютон се занимава самостоятелно с математика, оптика и теорията за гравитацията.

[редактиране] Преподавател в Кеймбридж

През 1669 Исак Нютон става преподавател в Тринити Колидж в Кеймбридж. През 1669 публикува първите си изследвания върху своя метод на флуксиите, станал основа за математическия анализ. През същата година Айзък Бароу, първият Лукасов професор по математика, му отстъпва този пост.

По времето на Нютон е прието преподавателите в Кеймбриджкия и Оксфордския университет да имат духовен сан в Англиканската църква. По традиция заемащите поста на Лукасов професор не трябва да са активно ангажирани с църковни функции, за да имат повече време за научна работа. Нютон използва този факт и със съдействието на Айзък Бароу, вече на поста кралски капелан, успява да си издейства от крал Чарлз II изключение от правилото за заемане на духовна длъжност. Така той не става свещеник, което предотвратява евентуален конфликт между религиозните му възгледи и църковната ортодоксалност.

От 1670 до 1672 Нютон чете лекции по оптика. През 1671 Айзък Бароу демонстрира направения от Нютон рефлекторен телескоп пред Кралското научно дружество, след което Нютон е избран за член на дружеството. Още преди това шотландският учен Джеймс Грегъри публикува подобна конструкция на телескоп, но Нютон пръв успява да осъществи идеята, като без чужда помощ прави действащ прототип с увеличение 40 пъти.

През 1679, Нютон се връща към работата си по гравитацията и нейното влияние върху орбитите на планетите, като се консултира по темата с Робърт Хук и Джон Фламстед. През 1684 той публикува резултатите от работата си в „De Motu Corporum“. През 1687 издава и най-известния си труд „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica“, в който обобщава Законите за движение, които стават основа на класическата механика. С издаването на „Principia“ Нютон получава международно признание, като си създава кръг от почитатели. Сред тях е швейцарският математик Никола Фасио дьо Дюилие, с когото поддържа оживена връзка до 1693. Краят на приятелството им довежда Нютон до нервен срив.

[редактиране] Политическа кариера

Гробът на Нютон в Уестминстърското абатство
Гробът на Нютон в Уестминстърското абатство

От 1689 до 1690 и отново през 1701 Нютон е член на Парламента, но единственият запис, свързан с него, е оплакване от течението в залата и молба да бъде затворен прозореца.

През 1696, с препоръка от Чарлз Монтагю, тогава канцлер на хазната, Исак Нютон заема поста управител на Кралския монетен двор и се премества да живее в Лондон. През 1699 става магистър на Монетния двор, какъвто остава до края на живота си, като през 1701 напуска и официално Кеймбриджкия университет.

През 1703 Нютон е избран за председател на Британското кралско научно дружество и за член-кореспондент на Френската академия на науките. На този пост той разваля отношенията си с кралския астроном Джон Фламстед, след като публикува преждевременно подготвян от него звезден каталог.

Назначението на Нютон в Монетния двор е направено с цел да му се осигури почетна длъжност и редовен доход, но той се заема активно с новите си задължения. Той участва в голямата подмяна на монетите в циркулация в страната. В хода на подмяната се установява, че 20% от монетите в обръщение са фалшифицирани. Според тогавашното законодателство, фалшифицирането на пари се третира като държавна измяна и се наказва със смърт.

Нютон развива активна дейност по преследване на фалшификаторите, като благодарение на усилията му много от тях са осъдени. Той лично събира доказателства, като преоблечен обикаля кръчмите. Кралят му предоставя права на обвинител и той води няколкостотин разпита на свидетели, информатори и заподозрени. Сред най-големите му успехи е осъждането на смърт за фалшификация на Уилям Чалонър, известен гражданин, който преди това го обвинява в съучастие с фалшификаторите. [2]

Под ръководството на Нютон става преминаването на британския паунд към златен стандарт през 1717, важна реформа, която оказва влияние върху икономиката на Великобритания през следващите десетилетия. За заслугите си като магистър на Монетния двор Нютон е удостоен с благородническа титла от кралица Анна през 1705.

Исак Нютон умира в Лондон през 1727 и е погребан в Уестминстърското абатство. Нютон, който не се жени и няма деца, умира, без да остави завещание. Значителното му движимо имущество е разделено по равно между неговите осем полуплеменници, сред които Кетрин Бартън Кондюит, която се грижи за домакинството му в Лондон.[3] Имението му в Улсторп получава старшият му наследник Джон Нютон.

След смъртта на Нютон се установява, че в тялото му има значителни количества живак. Това вероятно се дължи на неговите занимания с алхимия и може би обяснява ексцентричностите в края на живота му.[4]

[редактиране] Научна дейност

[редактиране] Математика

Най-важният принос на Исак Нютон към математиката е разработването на метода на флуксиите, който по-късно ще се превърне в математически анализ. Първата му публикация по темата е „De Analysi per Aequationes Numeri Terminorum Infinitas“ (1669, „Върху анализа с крайни редове“).

Исак Нютон и Готфрид Лайбниц развиват независимо един от друг теорията на математическия анализ, използвайки различни означения. Макар че хронологично Нютон разработва метода си първи, той не публикува почти нищо до 1693, като в пълен обем работите му в тази област са публикувани едва през 1704. В същото време Лайбниц започва да публикува през 1684. В крайна сметка означенията на Лайбниц стават общоприети в Континентална Европа, а след 1820 - и в Британската империя.

През 1699 някои членове на Кралското научно дружество обвиняват Лайбниц в плагиатство. След 1711 спорът между Нютон и Лайбниц се разгаря с пълна сила, отравяйки живота и на двамата до смъртта на Лайбниц през 1716. Този спор предизвиква разив между британските и континенталните математици, който забавя развитието на британската математика в продължение на столетие.

През 1665 Исак Нютон доказва обобщената биномна теорема, валидна за произволна експонента. Той извежда метода на Нютон, изследва кубичните повърхнини, допринася за развитието на теорията на крайните разлики и пръв използва дробни индекси и координатна геометрия, за да получи решения на диофантовите уравнения. Нютон открива и нова формула за изчисляване на пи.

[редактиране] Механика

Личното копие на Нютон на неговата „Principia“, с нанесени на ръка корекции за второто издание
Личното копие на Нютон на неговата „Principia“, с нанесени на ръка корекции за второто издание

През 1684 Исак Нютон публикува „De Motu Corporum“, която съдържа в начална форма Законите за движение. В нея той обосновава теоретично Закона на Кеплер, според който планетите в Слънчевата система се движат по елиптични орбити. Той смята също, че действащата върху тях центростремителната сила е пропорционална на разстоянието им до Слънцето.

Принципите на механиката са доразвити във „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica“, публикувана на 5 юли 1687 с моралната и финансова помощ на Едмънд Халей. В този труд Нютон формулира трите фундаментални Закона за движение, които са в основата на класическата механика и се използват без промени през следващите два века:

  1. Първият закон на Нютон гласи, че телата остават в покой или запазват праволинейното си движение с постоянна скорост, ако върху тях не въздейства външна сила.
  2. Вторият закон на Нютон гласи, че сила F, приложена върху тяло, е равна на степента на изменение във времето на неговия импулс p. Математически, това се записва като \vec F = \frac{d\vec p}{dt} \, = \, \frac{d}{dt} (m \vec v) \, = \, \vec v \, \frac{dm}{dt} + m \, \frac{d\vec v}{dt} \,. Ако масата се приеме за постоянна, първият член отпада, а дефинирайки ускорението като \vec a \equiv d\vec v/dt, се получава известното уравнение \vec F = m \, \vec a \,,</math>, според което ускорението на дадено тяло е правопропорционално на силата, действаща върху него, и обратнопропорционално на неговата маса.
  3. Третият закон на Нютон гласи, че на всяко въздействие съответва равна по големина и противоположна по посока реакция.

Исак Нютон формулира и закона за всеобщото привличане, като използва за него латинската дума „gravitas“ („тегло“), от която идва и българската форма „гравитация“. В същата книга определя аналитично и скоростта на звука във въздуха, изхождайки от Закона на Бойл.

[редактиране] Оптика

Още в средата на 60-те години, преди да започне да преподава оптика, Нютон изследва пречупването на светлината, демонстрирайки, че със стъклена призма бялата светлина се разлага на отделни цветове, които с леща и втора призма могат отново да съставят бяла светлина. Като отделя оцветен лъч и го насочва към различни предмети, той показва, че отделните цветове могат да се отразяват, пречупват и разсейват, но винаги остават същия цвят. Изводът му е, че цветът е резултат на това как предметите взаимодействат с вече оцветената светлина, а не се поражда от самите тях. На тази основа той изгражда цялостна теория за цветовете, която е критикувана от по-късни теоретици, най-известен от които е Йохан Волфганг фон Гьоте.

Реплика на телескоп на Нютон с отражателна оптика от 1672
Реплика на телескоп на Нютон с отражателна оптика от 1672

От изследванията си върху пречупването на светлината Нютон прави извода, че всеки рефракторен телескоп ще има като недостатък дисперсията на светлината в цветове и изобретява рефлекторния телескоп с отражателна оптика, за да избегне този проблем. Полирайки сам огледалата му, той използва пръстените от интерференция на светлината (Нютонови пръстени) за окачествяване. Така създава телескоп, по-добър от съществуващите тогава рефракторни модели, главно заради по-големия диаметър на огледалото. Много по-късно, с откриването на стъкла с различни рефрактивни свойства, става възможно изработването на ахроматични лещи, решаващи проблема с дисперсията при рефракторните телескопи.

Исак Нютон демонстрира рефлекторния телескоп пред Кралското научно дружество през 1671. Предизвиканият интерес го окуражава да публикува своите бележки „За цвета“ („On Colour“), които по късно доразвива в „Оптика“ (1704; „Opticks“), която включва и идеята за корпускулярната природа на светлината. Работите му са сериозно критикувани от Робърт Хук, след което Нютон е много обиден и се оттегля от публичен спор, а двама остават врагове до смъртта на Хук.

Според теорията на Нютон светлината е съставена от частици, но той е принуден да им придаде вълнови свойства, за да обясни дифракцията. В началото на 19 век Томас Юнг и Огюстен Френел разглеждат светлината като чисто вълново явление и теорията на Нютон е отхвърлена. Съвременната теория за фотоните отново обединява свойствата на частица и вълна, макар и по начин, различен от теорията на Нютон.

[редактиране] Теология

Портрет на Нютон в книга от 1889
Портрет на Нютон в книга от 1889

Въпреки че Нютон става известен със Законите за движение и всеобщото привличане, самият той предупреждава, че от тях не следва Вселената да се разглежда като механизъм. Той казва: „Гравитацията обяснява движенията на планетите, но т не може да обясни кой е задвижил планетите. Господ управлява всички неща и знае всичко, което е или може да бъде направено.“ Той отделя голяма част от времето си на изследвания на Библията и на текстовете на Отците на Църквата, като заявява: „Аз имам фундаментална вяра в Библията, като Божие слово, записано от вдъхновените. Аз изучавам Библията всеки ден.“[5]

От последното десетилетие на 17 век Нютон пише редица религиозни трактати с интрепретация на библейски текстове, като повечето са публикувани след смъртта му. В резултат на проучванията си той определя една от широко приетите дати на разпъването на Исус Христос - 3 април 33. Разглеждайки пророчествата на Даниил и Откровението като едно цяло, той пише книгата „Наблюдения върху пророчествата на Даниил и Откровението на Йоан“ („Observations Upon the Prophecies of Daniel and the Apocalypse of St. John“), която е публикувана през 1733, шест години след смъртта му. Нютон изтъква, че в книгата „Даниил“ се намира ключът за всички други пророчества и че „отхвърлянето на неговите пророчества би означавало отхвърляне на християнската религия“.

Религиозните идеи на Нютон по всяка вероятност са повлияни от вярата на Хенри Мор в безкрайността на Вселената, както и от отхвърлянето на Декартовия дуализъм. В ръкопис, който изпраща на Джон Лок, но по-късно се отказва да публикува, той оспорва съществуването на Светата Троица, смятайки, че тя е въведена през 4 век чрез фалшификация на библейски текстове. Докато е още жив, Нютон е обвиняван, както много други членове на Кралското научно дружество и придворни на Чарлз II, че е привърженик на розенкройцерството.[6]

[редактиране] Алхимия

В своята „Хипотеза за светлината“ (1675; „Hypothesis of Light“) Нютон предполага, че съществува светлинен етер, който да предава взаимодействията между частиците. Той поддържа връзка с родения в Грантъм религиозен философ Хенри Мор и започва да се интересува от алхимия. Той заменя етера от своята теория с окултни сили, основавайки се на херметичните идеи за привличане и отблъскване между частиците. Джон Мейнард Кейнс, който притежава много от алхимичните трудове на Нютон, казва, че „Нютон не е първият човек от Века на Разума, той е последният от магьосниците“. [7]

Нютон смята, че светлината е съставена от съвсем малки частици, а обикновената материя - от по-големи. Той предполага, че по алхимически път телата и светлината могат да бъдат преобразувани едно в друго и че телата дължат активността си на частиците светлина, влизащи в състава им.[8] Според някои тълкувания това е първото формулиране на идеята за взаимозаменяемост на маса и енергия. Нютон дори успява да направи прост фрикционен електростатичен генератор, като използва за тази цел стъклена сфера.

[редактиране] Книги от Исак Нютон

  • „Method of Fluxions“ (1671)
  • „De Motu Corporum in Gyrum“ (1684)
  • „Philosophiae Naturalis Principia Mathematica“ (1687)
  • „Opticks“ (1704)
  • Reports as Master of the Mint (1701-1725)
  • „Arithmetica Universalis“ (1707)
  • „Short Chronicle“, „The System of the World“, „Optical Lectures“, „The Chronology of Ancient Kingdoms, Amended“ и „De mundi systemate“ са издедане посмъртно през 1728
  • „Observations Upon the Prophecies of Daniel and the Apocalypse of St. John“ (1733)
  • „An Historical Account of Two Notable Corruptions of Scripture“ (1754)

[редактиране] Други

  • Популярната история за ябълката и Нютон вероятно води началото си от разказа на един съвременник, Уилям Стъкли, който в неговите „Спомени за сър Исак Нютон“ възпроизвежда един разговор с Нютон в дома му в Кенсингтън на 15 април 1726, в който Нютон си спомня как му е дошла на ум идеята за гравитацията. Това станало при падането на една ябълка, докато той се бил замислил нещо. Запитал се защо ябълката пада винаги перпендикулярно на земята, а не се отклонява настрани или пък нагоре, а винаги сочи центъра на Земята. Историята се среща и при други автори, но днес се счита, че вероятно е измислена от самия Нютон по-късно, за да покаже как и най-ежедневните неща са го вдъхновявали.

[редактиране] Източници

Тази статия частично или изцяло, представлява превод на статията „Isaac Newton“ в Уикипедия на английски. Оригиналната статия, както и този превод, са защитени от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната статия, за да видите списъка на съавторите.


  • Cropper, William H. (2001). “A Man Obsessed: Isaac Newton”, „Great Physicists: The Life and Times of Leading Physicists from Galileo to Hawking“, New York: Oxford University Press, стр. 18-40. ISBN 978-0-19-513748-4.

[редактиране] Бележки

  1. Bell, E.T. [1937] (1986). „Men of Mathematics“, Touchstone edition, New York: Simon & Schuster, стр. pp. 91-2. ISBN 978-0-671-62818-5.
  2. Westfall 1980, pp. 571-5
  3. Westfall, Richard S. [1980] (1983). „"Never at Rest: A Biography of Isaac Newton“, Cambridge: Cambridge University Press, стр. 870. ISBN 978-0-521-27435-7.
  4. „Newton, Isaac (1642-1727)“. Eric Weisstein's World of Biography. Сайтът е посетен на 2006-08-30
  5. Tiner, J.H. (1975). „Isaac Newton: Inventor, Scientist and Teacher“. Milford, Michigan, U.S.: Mott Media.
  6. Yates, Frances A. (1972). „The Rosicrucian Enlightenment“. London: Routledge.
  7. Keynes, John Maynard (1972). “"Newton, The Man"”, „The Collected Writings of John Maynard Keynes Volume X“, стр. pp. 363-4.
  8. Dobbs, J.T. (December 1982). „Newton's Alchemy and His Theory of Matter“. Isis 73 (4): стр. p. 523. quoting Opticks

[редактиране] Вижте още

[редактиране] Външни препратки

Открийте още информация за Исак Нютон в нашите сродни проекти:

 Уикицитат (цитати)

 Общомедия (изображения и звук)


Айзък Бароу >>> Лукасов професор (16691702) >>> Уилям Уистън