Исак Нютон - биография и научни открития, които обърнаха света с главата надолу. Исак Нютон: биография, интересни факти, видео

Някой е в състояние да умножи петцифрени числа в ума си. Друг се затруднява да преброи смяната в магазина, но може да сглоби машината Апокалипсис от боклука в купчината за боклук. Третият по сила да изведе общата формула на всичко – ако, разбира се, му махнат усмирителната риза. И понякога се раждат хора, които могат да напишат теория на оптиката на чаша чай, да разработят методи за интегрално смятане на обяд и да очертаят законите на гравитацията преди лягане - и всичко това в епоха, когато вещиците понякога са били горяха по площадите, а известни учени се интересуваха сериозно от окултизма.

Трудно е да се знае много, невъзможно е да се знае всичко. Но да направиш големи открития в напълно различни области на фундаменталното познание и да определиш лицето на науката за стотици години напред е почти чудо. Малко са хората в света, чиито портрети висят едновременно в класните стаи по математика, физика, астрономия и културология. И, може би, главният "месия на науката" беше сър Исак Нютон. През 2005 г. Кралското общество на Лондон гласува за най-влиятелния физик в историята на планетата. Нютон се смяташе за по-значим от Айнщайн.

Мълчалив и самотен

През април 1642 г. Исак Нютон, богат, но напълно неграмотен фермер от малкото селце Уулсторп, се жени за добре образованата 19-годишна Ана Айскоу от село Маркет Овертън. Щастието на младите не продължи дълго. През октомври съпругът й почина. И точно на Коледа, 25 декември, Ана роди момченце. Той е кръстен на баща си - Исак. Тези обстоятелства определиха съдбата на научния прогрес, защото ако Исак по-възрастният беше жив, той със сигурност щеше да отгледа син фермер.

Бебето се роди преждевременно. Според майката детето било толкова малко, че можело да се побере в една четвърт четвърт чаша. Всички очакваха, че той няма да живее и ден. Въпреки това, Исак израства здрав и доживява 84 години.

Три години по-късно Анна се омъжи за богатия викарий Барнаби Смит, който по това време беше на 63 години. Тя остави сина си на родителите си и се премести при преподобния. Вторият брак на майка му "дава" на Нютон две полусестри и един полубрат (Мери, Бенджамин и Анна). Трябва да кажа, че отношенията им бяха добри - след като постигна успех, Исак винаги помагаше на полуроднините си.

Някои изследователи смятат, че младият Нютон е страдал от аутизъм. Той говореше малко (качество, което продължи през целия му живот) и беше толкова погълнат от мислите си, че забрави да яде. До седемгодишна възраст той често „се задържа“ в повтарянето на едни и същи изречения, което, разбира се, не добавя приятели към странното момче.

Необикновените таланти на Исак за първи път се появяват на практическа основа. Изработва играчки, миниатюрни вятърни мелници, хвърчила (с тях летят фенери и разнасят мълвата за комета из околността), прави каменен слънчев часовник за къщата си, а също така измерва силата на вятъра, скачайки в неговата посока и срещу него.

През 1652 г. Нютон е изпратен да учи в Grantham School. Този град се намираше само на 5 мили от дома му, но Исак избра да напусне родните си стени и се установи при фармацевта от Грантам – г-н Кларк.

През 1656 г. викарият умира, а вдовицата Смит се връща в семейното имение. Не може да се каже, че Исак беше доволен от нея. На 19-годишна възраст той състави списък с миналите си младежки грехове, където по-специално посочи намерението си да изгори къщата на викария заедно с небрежната си майка. Анна със закъснение реши да участва в отглеждането на първото си дете и реши, че синът й ще тръгне по стъпките на баща си. Айзък беше изведен от училище и известно време той усърдно копаеше нивите на Линкълншир.

Запознаването със земята не продължи дълго. Чрез усилията на преподобния Уилям Айскоу (брат на майката на Нютон и пастор на съседно село) английското земеделие загуби още един лош работник. Чичото забеляза научния напредък на младежа и убеди Анна да изпрати сина си в университета.

Самотна и блестяща

Първоначално Нютон е бил субсидьор - с други думи, плащал е обучението си с домакинска работа. През пролетта на 1664 г. той е приет в Тринити Колидж като стипендиант. Това му даде достъп до огромната библиотека на Кеймбридж. Младият мъж с нетърпение поглъщаше творбите на Архимед, Аристотел, Платон, Коперник, Кеплер, Галилей и Декарт - самите гиганти, на чиито рамене, по собствените му думи, той стои в бъдещето.

Има малко информация за отношенията му със съученици. Може да се предположи, че оттегленият Нютон, който се озовава в така обожаваната от него цитадела на науката, избягва бурния студентски живот. Известно е, че веднъж той смени стаята заради „насилието“ на съсед и се настани до тихия Джон Уилкинс.

Запленен от оптиката, Нютон посвещава много време на наблюдение на атмосферни явления – по-специално на ореола (пръстена около Слънцето, за подробности вижте „МФ“ № 11 (63), 2008).

На Исак му трябваше една година, за да придобие основни познания по математика, физика и оптика. През юли 1665 г. Лондон е поразен от ужасна чума. Броят на жертвите беше толкова голям, че администрацията на университета изпрати студентите у дома (през следващите две години Кеймбридж затваряше и отваряше няколко пъти).

Нютон взе "събота" и се върна в родния си Уулсторп. Спокойствието на селския живот се отрази благоприятно на Исак. Шумните студенти не го отклоняват от книгите, така че още през януари 1665 г. той защитава бакалавърската си степен, а през 1668 г. става магистър.

Ще изглежда странно, но Нютон прави основните открития, докато е все още студент в Кеймбридж. Той не извика "Еврика!" на всеки ъгъл и не се стремеше да популяризира своите постижения, така че Исак получи световна слава само в зряла възраст.

До 23-годишна възраст младият мъж усвоява методите на диференциалното и интегралното смятане, извежда биномната формула на Нютон, формулира основната теорема на анализа (по-късно наричана формула на Нютон-Лайбниц), открива закона за всемирното привличане и доказва, че бялото е смесица от цветове.

Всичко това беше направено с помощта на кратки бележки в дневниците. Съдейки по тях, мислите на Нютон свободно прескачаха от оптиката към математиката и обратно. Тишината на провинцията му даваше неограничено време за размисъл. Самият той отдава успеха си на факта, че непрекъснато мисли.

През 1669 г. чумата отстъпва. Кеймбридж отново оживява и Нютон е назначен за професор по математика. По това време математическите науки означават и геометрия, астрономия, география и оптика, но лекциите на Нютон се смятат за скучни и не са търсени сред студентите – често му се налага да говори пред празни пейки.

Бащата на Нютон не доживя да види раждането на сина си. Момчето се роди болнаво, преждевременно, но все пак оцеля. Фактът, че си роден на Коледа, се счита от Нютон за специален знак на съдбата. Въпреки трудното раждане, Нютон доживява 84 години.

Часовникова кула на колежа Тринити

Покровител на момчето беше чичо му по майчина линия Уилям Айское. Като дете Нютон, според съвременниците, е бил затворен и изолиран, обичал да чете и да прави технически играчки: часовници, вятърни мелници и др. След като завършва училище (), той постъпва в Тринити Колидж (Колеж Светата Троица) на Кеймбриджския университет. Още тогава се формира неговият мощен характер - научна педантичност, желание да стигне до дъното, нетърпимост към измамата и потисничеството, безразличие към обществената слава.

Научната подкрепа и вдъхновители на творчеството на Нютон в най-голяма степен са физиците: Галилей, Декарт и Кеплер. Нютон завърши техните произведения, като ги обедини в универсална система на света. По-малко, но значително влияние оказват други математици и физици: Евклид, Ферма, Хюйгенс, Уолис и неговият непосредствен учител Бароу.

Изглежда, че Нютон е направил значителна част от своите математически открития като ученик, в „чумните години“ -. На 23 години той вече владее свободно методите на диференциалното и интегралното смятане, включително разширяването на функциите в серии и това, което по-късно беше наречено формулата на Нютон-Лайбниц. Тогава, според него, той открива закона за всемирното притегляне, по-точно е убеден, че този закон следва от третия закон на Кеплер. Освен това Нютон през тези години доказа, че бялото е смес от цветове, изведе биномната формула на Нютон за произволен рационален показател (включително отрицателен) и т.н.

Експериментите в оптиката и теорията на цветовете продължават. Нютон изследва сферичните и хроматичните аберации. За да ги сведе до минимум, той изгражда смесен отразяващ телескоп (леща и вдлъбнато сферично огледало, което сам полира). Сериозно обича алхимията, провежда много химически експерименти.

Рейтинги

Надписът на гроба на Нютон гласи:

Тук лежи сър Исак Нютон, благородникът, който с почти божествен ум е първият, който доказва с факела на математиката движението на планетите, пътищата на кометите и приливите на океаните.
Той изследва разликата в светлинните лъчи и произтичащите от това различни свойства на цветовете, за които никой преди това не е подозирал. Прилежен, мъдър и верен тълкувател на природата, древността и Свещеното писание, той утвърди със своята философия величието на Всемогъщия Бог и изрази евангелската простота в нрава си.
Нека простосмъртните се радват, че съществува такова украшение на човешката раса.

Статуя на Нютон в Тринити Колидж

Статуя, издигната на Нютон през 1755 г. в Тринити Колидж, е изписана със стихове от Лукреций:

Самият Нютон оцени постиженията си по-скромно:

Не знам как ме възприема светът, но за себе си аз съм само момче, което играе на морския бряг, което се забавлява като търси от време на време камъче, по-цветно от другите, или красива раковина, докато великият океанът от истина се разпростира преди неизследван от мен.

Въпреки това, в книга II, като въвежда моментите (диференциалите), Нютон отново обърква въпроса, като всъщност ги разглежда като действителни безкрайно малки.

Прави впечатление, че Нютон изобщо не се интересуваше от теорията на числата. Очевидно физиката му е била много по-близка от математиката.

механика

Страница Елементи на Нютон с аксиомите на механиката

Заслугата на Нютон е решението на два основни проблема.

• Създаване на аксиоматична основа за механиката, която всъщност прехвърли тази наука в категорията на строги математически теории.
• Създаване на динамика, която свързва поведението на тялото с характеристиките на външните въздействия върху него (сили).

Освен това Нютон най-накрая погреба идеята, която се е вкоренила от древни времена, че законите за движение на земните и небесните тела са напълно различни. В неговия модел на света цялата вселена е подчинена на единни закони.

Нютон също даде строги дефиниции на такива физически понятия като количество движение(не е съвсем ясно използван от Декарт) и сила. Той въвежда във физиката понятието маса като мярка за инерция и в същото време за гравитационни свойства (преди това физиците са използвали концепцията теглото).

Ойлер и Лагранж завършиха математизацията на механиката.

Теория на гравитацията

Законът на Нютон за гравитацията

Самата идея за универсалната сила на гравитацията е многократно изразявана дори преди Нютон. По-рано за това са мислили Епикур, Гасенди, Кеплер, Борели, Декарт, Хюйгенс и др. Кеплер вярвал, че гравитацията е обратно пропорционална на разстоянието до Слънцето и се простира само в равнината на еклиптиката; Декарт го смята за резултат от вихри в етера. Имаше обаче предположения с правилната формула (Булиалд, Рен, Хук) и дори кинематично обосновани (чрез съпоставянето на формулата за центробежната сила на Хюйгенс и третия закон на Кеплер за кръгови орбити). . Но преди Нютон никой не можеше ясно и математически да свърже категорично закона за гравитацията (сила, обратно пропорционална на квадрата на разстоянието) и законите за движението на планетите (законите на Кеплер). Едва с трудовете на Нютон започва науката за динамиката.

Важно е да се отбележи, че Нютон не просто публикува предполагаема формула за закона за универсалното притегляне, но всъщност предлага пълен математически модел в контекста на добре развит, пълен, изрично формулиран и систематичен подход към механиката:

• закон за гравитацията;
• законът за движението (2-ри закон на Нютон);
• система от методи за математически изследвания (математически анализ).

Взета заедно, тази триада е достатъчна, за да се изследват напълно най-сложните движения на небесните тела, като по този начин се създават основите на небесната механика. Преди Айнщайн не бяха необходими фундаментални изменения на този модел, въпреки че се оказа необходимостта от значително развитие на математическия апарат.

Теорията на Нютон за гравитацията предизвика дълги години дебати и критики на концепцията за действие на далечни разстояния.

Важен аргумент в полза на нютоновия модел е стриктното извеждане на емпиричните закони на Кеплер на неговата основа. Следващата стъпка беше теорията за движението на кометите и луната, изложена в „Принципи“. По-късно с помощта на нютонова гравитация всички наблюдавани движения на небесните тела бяха обяснени с висока точност; това е голямата заслуга на Ойлер, Клеро и Лаплас, които разработиха теорията на смущенията за това. Основата на тази теория е положена от Нютон, който анализира движението на луната, използвайки обичайния си метод за разширяване на сериите; по пътя той открива причините за известните тогава аномалии ( неравенства) в движението на луната.

Първите видими корекции на теорията на Нютон в астрономията (обяснени от общата теория на относителността) са открити едва след повече от 200 години (изместване на перихелия на Меркурий). Те обаче са много малки в рамките на Слънчевата система.

Нютон открива и причината за приливите и отливите: привличането на Луната (дори Галилей смята, че приливите са центробежен ефект). Освен това, след като обработи дългосрочни данни за височината на приливите и отливите, той изчисли масата на луната с добра точност.

Друга последица от гравитацията е прецесията на земната ос. Нютон установил, че поради сгъстяването на Земята на полюсите, земната ос извършва постоянно бавно изместване с период от 26 000 години под влияние на привличането на Луната и Слънцето. Така древният проблем за "предваряването на равноденствията" (за първи път отбелязан от Хипарх) намери научно обяснение.

Оптика и теория на светлината

Нютон притежава фундаментални открития в оптиката. Той построява първия огледален телескоп (рефлектор), който, за разлика от телескопите с чисто лещи, е без хроматични аберации. Той също така открива дисперсията на светлината, показва, че бялата светлина се разлага на цветовете на дъгата поради различното пречупване на лъчите с различни цветове при преминаване през призма и положи основите на правилната теория за цветовете.

През този период имаше много спекулативни теории за светлината и цвета; се бори основно гледната точка на Аристотел („различните цветове са смес от светлина и тъмнина в различни пропорции“) и Декарт („различните цветове се създават, когато светлинните частици се въртят с различна скорост“). Хук, в своята Микрография (1665), предлага вариант на аристотелови възгледи. Мнозина вярваха, че цветът не е атрибут на светлината, а на осветен обект. Общото противоречие влоши каскадата от открития от 17-ти век: дифракция (1665, Грималди), интерференция (1665, Хук), двойно пречупване (1670, Еразъм Бартолин ( Расмус Бартолин), изучаван от Хюйгенс), оценка на скоростта на светлината (1675, Рьомер). Нямаше теория за светлината, съвместима с всички тези факти.

Светлинна дисперсия
(Опитът на Нютон)

В речта си пред Кралското общество Нютон опроверга и Аристотел, и Декарт и убедително доказа, че бялата светлина не е първична, а се състои от цветни компоненти с различни ъгли на пречупване. Тези компоненти са първични - Нютон не може да промени цвета им с никакви трикове. Така субективното усещане за цвят получава солидна обективна основа - показателят на пречупване.

Нютон създава математическата теория за интерференционните пръстени, открити от Хук, които оттогава са наречени "пръстени на Нютон".

Заглавна страница на Нютоновата оптика

През 1689 г. Нютон прекратява изследванията в областта на оптиката – според една обща легенда, той се закле да не публикува нищо в тази област по време на живота на Хук, който непрекъснато досаждава на Нютон с болезнено възприеманата критика от страна на последния. Във всеки случай през 1704 г., годината след смъртта на Хук, излиза монографията „Оптика”. По време на живота на автора „Оптиката“, подобно на „Начала“, премина през три издания и много преводи.

Книгата на първата монография съдържа принципите на геометричната оптика, учението за дисперсията на светлината и състава на белия цвят с различни приложения.

Той предсказал слясването на Земята при полюсите, около 1:230. В същото време Нютон използва модел на хомогенен флуид, за да опише Земята, приложи закона за универсалното притегляне и взе предвид центробежната сила. В същото време подобни изчисления бяха направени от Хюйгенс, който не вярваше в гравитационната сила на далечни разстояния и подходи към проблема чисто кинематично. Съответно, Хюйгенс прогнозира повече от половината свиване като Нютон, 1:576. Освен това Касини и други картезианци твърдят, че Земята не е компресирана, а изпъкнала на полюсите като лимон. Впоследствие, макар и не веднага (първите измервания бяха неточни), директните измервания (Clero, ) потвърдиха правилността на Нютон; истинската компресия е 1:298. Причината, поради която тази стойност се различава от тази, предложена от Нютон в посока на Хюйгенс, е, че моделът на хомогенна течност все още не е съвсем точен (плътността се увеличава значително с дълбочината). По-точна теория, която изрично отчита зависимостта на плътността от дълбочината, е разработена едва през 19 век.

Други области на дейност

Изискана хронология на древните царства

Успоредно с изследванията, които положиха основата на настоящата научна (физико-математическа) традиция, Нютон отделя много време на алхимията, както и на теологията. Той не публикува никакви произведения по алхимия и единственият известен резултат от това дългогодишно хоби е сериозното отравяне на Нютон през 1691 г.

Нютон предложи своята версия на библейската хронология, оставяйки след себе си значителен брой ръкописи по тези въпроси. Освен това той написа коментар на Апокалипсиса. Богословските ръкописи на Нютон сега се съхраняват в Йерусалим, в Националната библиотека.

Бележки

Основните публикувани писания на Нютон

• Метод на флуксии(„Метод на флуксиите“, публикуван посмъртно през 1736 г.)
• De Motu Corporum в Gyrum ()
• Philosophiae Naturalis Principia Mathematica(, "Математически принципи на естествената философия")
• оптика( , "Оптика")
• Аритметика Универсалис( , "Универсална аритметика")
• Кратка хроника, Системата на света, Оптични лекции, Хронологията на древните царства, измененаи De mundi systemateпубликуван посмъртно през 1728 г.
• Исторически разказ на две забележителни покварени писания (1754)

литература

Композиции

• Нютон И.Математическа работа. Пер. и комун. Д. Д. Мордухай-Болтовски. М.-Л.: ОНТИ, 1937г.
• Нютон И.Обща аритметика или Книга за аритметичен синтез и анализ. М.: Изд. Академия на науките на СССР, 1948 г.
• Нютон И.Математически принципи на натурфилософията. Пер. и прибл. А. Н. Крилова. Москва: Наука, 1989.
• Нютон И.Лекции по оптика. М.: Изд. Академия на науките на СССР, 1946 г.
• Нютон И.Оптика или трактат за отраженията, пречупванията, огъванията и цветовете на светлината. Москва: Гостехиздат, 1954.
• Нютон И.Коментар на Книгата на пророк Даниил и Апокалипсиса на Св. Джон. Стр.: Ново време, 1915 г.
• Нютон И.Коригирана хронология на древните царства. М.: РИМИС, 2007.

За него

• Арнолд V.I.Хюйгенс и Бароу, Нютон и Хук. . Москва: Наука, 1989.
• Bell E.T.създателите на математиката. Москва: Образование, 1979.
• Вавилов S.I.Исак Нютон. 2-ро допълнение. изд. М.-Л.: Изд. Академия на науките на СССР, 1945 г.
• История на математиката под редакцията на А. П. Юшкевич в три тома, М.: Наука, 1970. Том 2. Математика на 17 век.
• Карцев В.Нютон. М .: Млада гвардия, 1987.
• Катасонов В. Н.Метафизическата математика от 17 век. Москва: Наука, 1993.
• Кирсанов В.С.Научната революция от 17 век. Москва: Наука, 1987.
• Кузнецов Б. Г.Нютон. М.: Мисъл, 1982.
• Московски университет - в памет на Исак Нютон. М., 1946г.
• Спаски B.I.История на физиката. Изд. 2-ро М.: висше училище, 1977. Част 1. Част 2.
• Хелман Х.Големи конфронтации в науката. Десет най-вълнуващи спора. М.: Диалектика, 2007. - Глава 3. Нютон срещу Лайбниц: Битката на титаните.
• Юшкевич A.P.За математическите ръкописи на Нютон. Историко-математически изследвания, 22, 1977, с. 127-192.
• Юшкевич A.P.Концепции за безкрайно малките изчисления на Нютон и Лайбниц. Историко-математически изследвания, 23, 1978, с. 11-31.
• Артър Р.Т.В.Потоците на Нютон и равномерно протичащото време. Изследвания по история и философия на науката, 26, 1995, с. 323-351.
• Bertoloni M.D.Еквивалентност и приоритет: Нютон срещу Лайбниц. Оксфорд: Clarendon Press, 1993.
• Коен И.Б.Принципите на философията на Нютон: изследва научната работа на Нютон и нейната обща среда. Кеймбридж (Маса) UP, 1956.
• Коен И.Б.Въведение в Принципите на Нютон. Кеймбридж (Маса) UP, 1971.
• Лай Т.Нютон отказа ли се от безкрайно малките? Historia Mathematica, 2, 1975, p. 127-136.
• Селес М.А.Безкрайно малки в основите на механиката на Нютон. Historia Mathematica, 33, 2006, с. 210-223.
• Уайнсток Р.Принципите на Нютон и орбитите с обратен квадрат: недостатъкът е преразгледан. Historia Mathematica, 19, 1992, p. 60-70.
• Westfall R.S.Никога в покой: Биолог. на Исак Нютон. Кеймбридж Ю.П., 1981.
• Whiteside D.T.Модели на математическата мисъл през по-късния седемнадесети век. Архив за история на точните науки, 1, 1963, с. 179-388.
• Бял М.Исак Нютон: Последният магьосник. Персей, 1999, 928 стр.

Произведения на изкуството

НЮТОН(Нютон) Исак (1643-1727), английски математик, механик, астроном и физик, създател на класическата механика, член (1672) и президент (от 1703) на Лондонското кралско общество. Фундаментални трудове "Математически начала на естествената философия" (1687) и "Оптика" (1704). Разработено (независимо от Г. Лайбниц) диференциално и интегрално смятане. Той открива дисперсията на светлината, хроматичната аберация, изучава интерференцията и дифракцията, разработва корпускулярната теория на светлината и изразява хипотеза, която комбинира корпускулярни и вълнови представи. Направи огледален телескоп. Формулира основните закони на класическата механика. Той открива закона за всемирното привличане, дава теория за движението на небесните тела, създавайки основите на небесната механика. Пространството и времето се смятаха за абсолютни. Произведенията на Нютон са далеч по-напред от общото научно ниво на неговото време и са неясни за неговите съвременници. Той беше директор на монетния двор, установи паричния бизнес в Англия. Известен алхимик, Нютон се занимава с хронологията на древните царства. Той посвети богословски трудове на тълкуването на библейските пророчества (предимно непубликувани).

НЮТОН (Нютон) Исак (4 януари 1643, Woolsthorpe, близо до Грантъм, Линкълншир, Англия - 31 март 1727, Лондон; погребан в Уестминстърското абатство), един от основателите на съвременната физика, формулира основните закони на механиката и е действителен създател на единна програма за физическо описание на всички физически явления, базирани на механиката; открил закона за всемирното привличане, обяснил движението на планетите около Слънцето и Луната около Земята, както и приливите и отливите в океаните, положил основите на механиката на континуума, акустиката и физическата оптика.

Детство

Исак Нютон е роден в малко селце в семейството на малък фермер, починал три месеца преди раждането на сина си. Бебето беше недоносено; има легенда, че бил толкова малък, че бил поставен в ръкавица от овча кожа, лежаща на пейка, от която веднъж изпаднал и ударил силно главата си в пода.

Когато детето е на три години, майка му се омъжва повторно и напуска, оставяйки го на грижите на баба му. Нютон израства болнав и необщителен, склонен да мечтае. Привличат го поезията и живописта, той, далеч от връстниците си, прави хвърчила, изобретява вятърна мелница, воден часовник, количка с педали. Началото на училищния живот беше трудно за Нютон. Учеше лошо, беше слабо момче и веднъж съученици го биеха, докато загуби съзнание. Издържането на такава унизителна ситуация беше непоносимо за гордия Нютон и оставаше само едно: да изпъкне с академичен успех. С упорита работа той постигна факта, че зае първо място в класа.

Интересът към технологиите накара Нютон да се замисли за природните явления; той също беше дълбоко ангажиран с математиката. Жан Батист Био по-късно пише за това: „Един от чичовците му, намирайки го един ден под жив плет с книга в ръце, потънал в дълбок размисъл, взел книгата от него и установил, че е зает с решаването на математически задача. с такава сериозна и активна посока, толкова млад мъж, той убеди майка си да не се съпротивлява повече на желанието на сина си и да го изпрати да продължи обучението си. След сериозна подготовка, Нютон влиза в Кеймбридж през 1660 г. като Subsizzfr "a (т.нар. бедни студенти, които са задължени да обслужват членовете на колежа, което не може да не натоварва Нютон).

Началото на творчеството. Оптика

За шест години Нютон завършва всички степени на колежа и подготвя всички свои по-нататъшни големи открития. През 1665 г. Нютон става майстор на изкуствата.

През същата година, когато чумата бушува в Англия, той решава временно да се установи в Уулсторп. Именно там той започва активно да се занимава с оптика; Търсенето на начини за премахване на хроматичната аберация в телескопите с лещи накара Нютон да изследва това, което днес се нарича дисперсия, т.е. зависимостта на индекса на пречупване от честотата. Много от проведените от него експерименти (а те са повече от хиляда) са станали класически и се повтарят днес в училища и институти.

Лайтмотивът на всички изследвания беше желанието да се разбере физическата природа на светлината. Първоначално Нютон е склонен да мисли, че светлината е вълни във всепроникващия етер, но по-късно той изоставя тази идея, решавайки, че съпротивлението на етера е трябвало значително да забави движението на небесните тела. Тези аргументи доведоха Нютон до идеята, че светлината е поток от специални частици, корпускули, излъчвани от източник и движещи се по права линия, докато не срещнат препятствия. Корпускуларният модел обяснява не само праволинейността на разпространението на светлината, но и закона за отражението (еластично отражение) и - макар и не без допълнително предположение - закона за пречупването. Това предположение се състоеше във факта, че светлинните частици, летящи до повърхността на водата, например, трябва да бъдат привлечени от него и следователно да изпитват ускорение. Според тази теория скоростта на светлината във водата трябва да бъде по-голяма, отколкото във въздуха (което противоречи на по-късните експериментални данни).

Закони на механиката

Формирането на корпускулярни идеи за светлината беше очевидно повлияно от факта, че по това време работата, която беше предназначена да се превърне в основния голям резултат от произведенията на Нютон, вече беше завършена - създаването на единна физическа картина на Света, основана на законите на формулирана от него механика.

Тази картина се основава на идеята за материалните точки - физически безкрайно малки частици материя и законите, управляващи тяхното движение. Точно точната формулировка на тези закони даде на механиката на Нютон пълнота и пълнота. Първият от тези закони всъщност беше дефиницията на инерционните референтни системи: именно в такива системи материалните точки, които не изпитват никакви влияния, се движат равномерно и праволинейно. Вторият закон на механиката играе централна роля. Той казва, че промяната в количеството, движението (продуктът на масата и скоростта) за единица време е равна на силата, действаща върху материална точка. Масата на всяка от тези точки е фиксирана величина; като цяло всички тези точки "не се износват", според израза на Нютон, всяка от тях е вечна, тоест не може нито да възникне, нито да бъде унищожена. Материалните точки взаимодействат, а силата е количествената мярка за влияние върху всяка от тях. Задачата да се установи какви са тези сили е коренният проблем на механиката.

И накрая, третият закон - законът за "равенството на действието и реакцията" обяснява защо общият импулс на всяко тяло, което не изпитва външни влияния, остава непроменено, независимо как съставните му части взаимодействат една с друга.

Закон за гравитацията

След като постави проблема за изучаването на различни сили, самият Нютон даде първия брилянтен пример за неговото решение, като формулира закона за универсалното привличане: силата на гравитационното привличане между тела, чиито размери са много по-малки от разстоянието между тях, е право пропорционална на техните маси , обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях и насочена по свързващата им права линия. Законът за универсалната гравитация позволи на Нютон да даде количествено обяснение на движението на планетите около Слънцето и Луната около Земята, да разбере природата на морските приливи и отливи. Това не можеше да не направи огромно впечатление в умовете на изследователите. Програмата за единно механично описание на всички природни явления - както "земни", така и "небесни" в продължение на много години е установена във физиката. Освен това в продължение на два века много физици смятаха самия въпрос за границите на приложимост на законите на Нютон за неоправдан.

Лукас Пулпит в Кеймбридж

През 1668 г. Нютон се завръща в Кеймбридж и скоро получава катедрата на Лукас по математика. Преди него тази катедра е била заета от неговия учител И. Бароу, който отстъпи катедрата на любимия си ученик, за да го осигури финансово. По това време Нютон вече е автор на бинома и създател (едновременно с Лайбниц, но независимо от него) на метода на флуксиите - това, което сега се нарича диференциално и интегрално смятане. Като цяло това е най-плодотворният период в творчеството на Нютон: в продължение на седем години, от 1660 до 1667 г., се формират основните му идеи, включително идеята за закона за всемирното привличане. Не се ограничава само до теоретични изследвания, през същите години той проектира и започва да създава отразяващ телескоп (отражателен). Тази работа доведе до откриването на това, което по-късно стана известно като интерференция на "линии с еднаква дебелина". (Нютон, осъзнавайки, че тук се проявява "угасването на светлината от светлина", което не се вписва в корпускулярния модел, се опита да преодолее възникналите тук трудности, като въведе допускането, че корпускулите в светлината се движат на вълни - "приливи") . Вторият от произведените телескопи (подобрен) беше причината за представянето на Нютон като член на Лондонското кралско общество. Когато Нютон отказва членство, позовавайки се на липса на средства за плащане на членски внос, се счита за възможно, предвид научните му заслуги, да се направи изключение за него, което го освобождава от плащането им.

Тъй като по природа е много предпазлив (да не кажа плах) човек, Нютон, против волята си, понякога се оказва въвлечен в дискусии и конфликти, които са болезнени за него. Така неговата теория за светлината и цветовете, представена през 1675 г., предизвиква такива атаки, че Нютон решава да не публикува нищо за оптиката, докато Хук, неговият най-горчив противник, е жив. Нютон трябваше да участва в политически събития. От 1688 до 1694 г. е народен представител. По това време, през 1687 г., е публикувана основната му работа "Математически принципи на естествената философия" - основата на механиката на всички физически явления, от движението на небесните тела до разпространението на звука. За няколко века напред тази програма определя развитието на физиката и нейното значение не е изчерпано и до днес.

болест на Нютон

Постоянният огромен нервен и психически стрес доведе до факта, че през 1692 г. Нютон се разболява от психично разстройство. Непосредственият тласък за това е пожар, в който загиват всички подготвени от него ръкописи. Едва към 1694 г., според Хюйгенс, "... той вече започва да разбира книгата си" Начала ".

Постоянното потискащо чувство на материална несигурност несъмнено е една от причините за болестта на Нютон. Следователно за него беше важно да бъде пазач на монетния двор със запазване на професорска длъжност в Кеймбридж. Ревностно се захванал с работата и бързо постигнал забележителен успех, той бил назначен за директор през 1699 г. Беше невъзможно да се съчетае това с преподаването и Нютон се премести в Лондон. В края на 1703 г. е избран за президент на Кралското общество. По това време Нютон е достигнал върха на славата. През 1705 г. той е издигнат в рицарско достойнство, но с голям апартамент, шестима слуги и богато заминаване, той остава все още сам. Времето за активно творчество изтече и Нютон се ограничава до подготовката за издаване на „Оптика“, препечатването на „Принципите“ и тълкуването на Свещеното писание (притежава тълкуването на Апокалипсиса, есе за пророк Даниил).

Нютон е погребан в Уестминстърското абатство. Надписът на гроба му завършва с думите: „Нека простосмъртните се радват, че такова украшение на човешкия род е живяло сред тях“.

Англичанин, който по принцип е смятан от мнозина за най-великия учен на всички времена и народи. Роден в семейство на дребни благородници в околностите на Woolsthorpe (Линкълншир, Англия). Не намерил баща си жив (починал три месеца преди раждането на сина си). След като се омъжи повторно, майката остави двегодишния Исак на грижите на баба му. Много изследователи на неговата биография приписват особеното ексцентрично поведение на вече възрастен учен на факта, че до деветгодишна възраст, когато последва смъртта на втория му баща, момчето е било напълно лишено от родителски грижи.

За известно време младият Исак изучава мъдростта на земеделието в търговско училище. Както често се случва с по-късните велики мъже, все още има много легенди за неговите ексцентричности в този ранен период от живота му. Така, по-специално, те казват, че веднъж той бил изпратен на паша да пази добитък, който безопасно се разпръснал в неизвестна посока, докато момчето седело под едно дърво и ентусиазирано четело книга, която го интересувала. Харесва ли ви или не, но жаждата на тийнейджъра за знания скоро беше забелязана - и изпратена обратно в гимназията в Грантъм, след което младежът успешно влезе в колежа Тринити, университета в Кеймбридж.

Нютон бързо усвоява учебната програма и преминава към изучаване на трудовете на водещите учени от онова време, по-специално последователите на френския философ Рене Декарт (1596-1650), който има механистичен възглед за Вселената. През пролетта на 1665 г. той получава бакалавърска степен - и тогава се случват най-невероятните събития в историята на науката. През същата година в Англия избухна последната бубонна чума, все по-често се чуваше биенето на погребални камбани и Кеймбриджският университет беше затворен. Нютон се върна в Уулсторп за почти две години, като взе със себе си само няколко книги и забележителната си интелигентност.

Когато университетът в Кеймбридж отвори врати две години по-късно, Нютон вече (1) е разработил диференциално смятане, отделен клон на математиката, (2) очертава основите на съвременната теория на цветовете, (3) извежда закона за всемирното притегляне и (4) ) решава няколко математически задачи, които са били пред него. Никой не може да реши. Както самият Нютон каза: „В онези дни бях на върха на изобретателските си сили, а математиката и философията никога оттогава не са ме завладявали толкова силно, колкото тогава.“ (Често питам учениците си, като им казвам още веднъж за постиженията на Нютон: „Какво Виеуспяхте ли да го направите през лятната ваканция?)

Малко след завръщането си в Кеймбридж, Нютон е избран в Академичния съвет на Тринити Колидж и неговата статуя все още украсява университетската църква. Той изнесе лекции по теория на цветовете, в които показа, че различията в цветовете се обясняват с основните характеристики на светлинната вълна (или, както сега се казва, дължината на вълната) и че светлината има корпускулярна природа. Той също така проектира огледален телескоп, изобретение, което го привлече вниманието на Кралското общество. Дългосрочните изследвания на светлината и цветовете са публикувани през 1704 г. в неговия фундаментален труд "Оптика" ( Оптика).

Застъпничеството на Нютон за "грешната" теория за светлината (по това време доминираха представянията на вълните) доведе до конфликт с Робърт Хук ( см.Законът на Хук), ръководител на Кралското общество. В отговор Нютон предложи хипотеза, която комбинира корпускулярни и вълнови концепции за светлината. Хук обвини Нютон в плагиатство и направи претенции за приоритет в това откритие. Конфликтът продължава до смъртта на Хук през 1702 г. и прави толкова депресиращо впечатление на Нютон, че той се оттегля от интелектуалния живот за шест. Някои психолози от онова време обаче обясняват това с нервен срив, който се влошава след смъртта на майка му.

През 1679 г. Нютон се връща на работа и придобива слава, като изследва траекториите на планетите и техните спътници. В резултат на тези изследвания, също придружени от спорове с Хук относно приоритета, бяха формулирани законът за всемирното притегляне и законите на механиката на Нютон, както ги наричаме сега. Нютон обобщава своите изследвания в книгата „Математически принципи на естествената философия“ ( Philosophiae naturalis principia mathematica), представен на Кралското общество през 1686 г. и публикуван година по-късно. Тази работа, която постави началото на тогавашната научна революция, донесе на Нютон световно признание.

Неговите религиозни възгледи, неговата силна привързаност към протестантството също привличат вниманието на Нютон към вниманието на широките кръгове от английския интелектуален елит и особено на философа Джон Лок (John Locke, 1632-1704). Прекарвайки все повече време в Лондон, Нютон се включва в политическия живот на столицата и през 1696 г. е назначен за суперинтендант на монетния двор. Въпреки че тази позиция традиционно се смяташе за синекура, Нютон подходи към работата си с цялата сериозност, считайки повторното сечене на английски монети като ефективна мярка в борбата срещу фалшификаторите. Точно по това време Нютон участва в друг приоритетен спор, този път с Готфрид Лайбниц (1646-1716), относно откриването на диференциалното смятане. В края на живота си Нютон създава нови издания на основните си произведения и също така служи като президент на Кралското общество, докато заема доживотна позиция като директор на монетния двор.

ранните години

Исак Нютон, син на малък, но проспериращ фермер, е роден в село Woolsthorpe (англ. Woolsthorpe, Lincolnshire), в навечерието на Гражданската война. Бащата на Нютон не доживя да види раждането на сина си. Момчето се роди преждевременно, беше болезнено, така че дълго време не смееха да го кръстят. И все пак той оцеля, кръстен е (1 януари) и кръстен Исак в чест на покойния си баща. Фактът, че си роден на Коледа, се счита от Нютон за специален знак на съдбата. Въпреки лошото здраве като бебе, той доживява до 84 години.

Нютон искрено вярвал, че семейството му датира от шотландските благородници от 15-ти век, но историците са открили, че през 1524 г. предците му са били бедни селяни. До края на 16-ти век семейството забогатява и преминава в категорията йомени (земевладелци). Бащата на Нютон остави голяма сума от 500 лири стерлинги за онези времена и няколкостотин акра плодородна земя, заета от ниви и гори.

През януари 1646 г. майката на Нютон, Хана Айскоу, се омъжва повторно. Тя има три деца от новия си съпруг, 63-годишен вдовец, и започна да обръща малко внимание на Исак. Покровител на момчето беше чичо му по майчина линия Уилям Айское. Като дете Нютон, според съвременниците, бил мълчалив, оттеглен и изолиран, обичал да чете и да прави технически играчки: слънчеви и водни часовници, мелница и пр. През целия си живот се чувствал самотен.

Пастрокът му умира през 1653 г., част от наследството му преминава към майката на Нютон и незабавно е издадено от нея на Исак. Майката се върнала у дома, но основното й внимание било обърнато на трите най-малки деца и обширното домакинство; Исак все още беше сам.

През 1655 г. 12-годишният Нютон е изпратен да учи в близкото училище в Грантъм, където живее в къщата на аптекаря Кларк. Скоро момчето проявява необикновени способности, но през 1659 г. майка му Анна го връща в имението и се опитва да повери на 16-годишния син част от управлението на домакинството. Опитът е неуспешен – Исак предпочита четенето на книги, стихосписването и особено изграждането на различни механизми пред всички други дейности. По това време към Анна се приближава Стоукс, училищният учител на Нютон, и започва да я убеждава да продължи образованието на един необичайно надарен син; към тази молба се присъединиха чичо Уилям и познат на Грантъм на Исак (роднина на аптекаря Кларк) Хъмфри Бабингтън, член на Тринити Колидж Кеймбридж. С общите си усилия те най-накрая успяха. През 1661 г. Нютон успешно завършва училище и отива да продължи образованието си в Кеймбриджския университет.

Тринити Колидж (1661-1664)

През юни 1661 г. 18-годишният Нютон пристига в Кеймбридж. Според устава му е даден изпит по латински, след което е уведомен, че е приет в Тринити Колидж (Колеж на Светата Троица) на Кеймбриджския университет. Повече от 30 години от живота на Нютон са свързани с тази образователна институция.

Колежът, както и целият университет, преживяваше труден период. Монархията току-що била възстановена в Англия (1660 г.), крал Чарлз II често забавял плащанията към университета, уволнявал значителна част от преподавателския състав, назначен през годините на революцията. Общо в колежа Тринити живееха 400 души, включително студенти, слуги и 20 просяци, на които според устава колежът беше длъжен да дава милостиня. Учебният процес беше в плачевно състояние.

Нютон е записан в редиците на студентите "сайзери" (англ. sizar), от които не взимат такси за обучение (вероятно по препоръка на Бабингтън). Има много малко документални свидетелства и спомени за този период от живота му. През тези години най-накрая се формира характерът на Нютон - желанието да се стигне до дъното, нетърпимост към измама, клевета и потисничество, безразличие към обществената слава. Все още нямаше приятели.

През април 1664 г. Нютон, след като издържа изпитите си, се премества в по-високата студентска категория на „ученици“ (учени), което го прави право на стипендия и продължава образованието в колеж.

Въпреки откритията на Галилей, науката и философията в Кеймбридж все още се преподават според Аристотел. Въпреки това, оцелелите тетрадки на Нютон вече споменават Галилей, Коперник, картезианството, Кеплер и атомистичната теория на Гасенди. Съдейки по тези тетрадки, той продължава да прави (главно научни инструменти), ентусиазирано се занимава с оптика, астрономия, математика, фонетика и теория на музиката. Според мемоарите на съквартирант, Нютон безкористно се отдал на преподаване, забравяйки за храната и съня; вероятно, въпреки всички трудности, това беше точно начинът на живот, който той самият желаеше.

Годината 1664 в живота на Нютон беше богата и на други събития. Нютон преживява творчески подем, започва самостоятелна научна дейност и съставя мащабен списък (от 45 точки) с нерешени проблеми в природата и човешкия живот (Въпросник, латински Questiones quaedam philosophicae). В бъдеще подобни списъци се появяват повече от веднъж в работните му книги. През март същата година започват лекциите на нов учител, 34-годишният Исак Бароу, виден математик, бъдещ приятел и учител на Нютон, в новосъздадения (1663) отдел по математика на колежа. Интересът на Нютон към математиката нараства драстично. Той направи първото значимо математическо откритие: биномното разширение за произволен рационален показател (включително отрицателен) и чрез него стигна до основния си математически метод - разширяването на функция в безкраен ред. Накрая в самия край на годината Нютон става ерген.

Научната подкрепа и вдъхновители на творчеството на Нютон в най-голяма степен са физиците: Галилей, Декарт и Кеплер. Нютон завърши техните произведения, като ги обедини в универсална система на света. По-малко, но значително влияние оказват други математици и физици: Евклид, Ферма, Хюйгенс, Уолис и неговият непосредствен учител Бароу. В ученическата тетрадка на Нютон има програмна фраза:

„Години на чума“ (1665-1667)

На Бъдни вечер през 1664 г. червените кръстове започват да се появяват по къщите в Лондон, първите белези на Голямата чума. До лятото смъртоносната епидемия се разшири значително. На 8 август 1665 г. учебните занятия в Тринити Колидж са прекратени и персоналът е разпуснат до края на епидемията. Нютон се прибра вкъщи в Уулсторп, като взе със себе си основните книги, тетрадки и инструменти.

Това бяха пагубни години за Англия – опустошителна чума (само в Лондон загина една пета от населението), опустошителна война с Холандия, Големият пожар в Лондон. Но Нютон прави значителна част от научните си открития в самотата на „чумните години“. Оцелелите бележки показват, че 23-годишният Нютон вече владее свободно основните методи на диференциалното и интегралното смятане, включително разширяването на функциите в серии и това, което по-късно беше наречено формулата на Нютон-Лайбниц. След като извърши редица гениални оптични експерименти, той доказа, че бялото е смесица от цветове на спектъра. По-късно Нютон си спомня тези години:

Но най-значимото му откритие през тези години е законът за всемирното привличане. По-късно, през 1686 г., Нютон пише на Халей:

Посочената от Нютон неточност се дължи на факта, че Нютон е взел размерите на Земята и стойността на ускорението на свободното падане от Механиката на Галилей, където те са дадени със значителна грешка. По-късно Нютон получава по-точни данни от Пикард и най-накрая се убеждава в истинността на своята теория.

Има известна легенда, че Нютон открива закона за гравитацията, като наблюдава как ябълка пада от клон на дърво. За първи път „ябълката на Нютон“ е спомената накратко от биографа на Нютон Уилям Стукли (книга „Мемоари от живота на Нютон“, 1752 г.):

Легендата стана популярна благодарение на Волтер. Всъщност, както може да се види от работните тетрадки на Нютон, неговата теория за универсалната гравитация се развива постепенно. Друг биограф, Хенри Пембъртън, дава разсъжденията на Нютон (без да споменава ябълката) по-подробно: „Сравнявайки периодите на няколко планети и техните разстояния от Слънцето, той установи, че... тази сила трябва да намалява в квадратична пропорция с увеличаване на разстоянието. " С други думи, Нютон открива, че от третия закон на Кеплер, който свързва периодите на въртене на планетите с разстоянието до Слънцето, това е точно „формулата с обратния квадрат“ за закона за гравитацията (в приближението на кръговите орбити) това следва. Окончателната формулировка на закона за гравитацията, която беше включена в учебниците, беше написана от Нютон по-късно, след като му станаха ясни законите на механиката.

Тези открития, както и много от по-късните, са публикувани 20-40 години по-късно, отколкото са направени. Нютон не преследваше славата. През 1670 г. той пише на Джон Колинс: „Не виждам нищо желателно в славата, дори и да съм способен да я спечеля. Това сигурно би увеличило броя на моите познати, но точно това се опитвам да избягвам най-вече. Той не публикува първия си научен труд (октомври 1666 г.), който очертава основите на анализа; е намерен едва след 300 години.

Началото на научната слава (1667-1684)

През март-юни 1666 г. Нютон посещава Кеймбридж. През лятото обаче нова вълна от чума го принуди отново да напусне дома си. Накрая в началото на 1667 г. епидемията отшумява и през април Нютон се завръща в Кеймбридж. На 1 октомври той е избран за член на Тринити Колидж, а през 1668 г. става магистър. Дадена му е просторна самостоятелна стая за живеене, заплата от £2 на година и група студенти, с които съвестно изучава стандартни предмети по няколко часа седмично. Но нито тогава, нито по-късно Нютон стана известен като учител, лекциите му бяха слабо посещавани.

След като консолидира позицията си, Нютон заминава за Лондон, където малко преди това, през 1660 г., е създадено Лондонското кралско общество - авторитетна организация на видни учени, една от първите академии на науките. Печатният орган на Кралското общество беше списанието Philosophical Transactions.

През 1669 г. в Европа започват да се появяват математически произведения, използващи разширения в безкрайни серии. Въпреки че дълбочината на тези открития не се сравняваше с това на Нютон, Бароу настоя студентът му да определи приоритета си по този въпрос. Нютон написа кратко, но доста пълно резюме на тази част от своите открития, която той нарече „Анализ чрез уравнения с безкраен брой термини“. Бароу изпрати този трактат в Лондон. Нютон помоли Бароу да не разкрива името на автора на произведението (но той все пак го остави да се изплъзне). „Анализът“ се разпространи сред специалистите и придоби известна известност в Англия и извън нея.

През същата година Бароу приема поканата на краля да стане придворен свещеник и напуска обучението. На 29 октомври 1669 г. 26-годишният Нютон е избран за негов наследник, професор по математика и оптика в Тринити Колидж, с висока заплата от £100 годишно. Бароу остави на Нютон обширна алхимична лаборатория; през този период Нютон се интересува сериозно от алхимията, провежда много химически експерименти.

Едновременно с това Нютон продължи експериментите в оптиката и теорията на цветовете. Нютон изследва сферичните и хроматичните аберации. За да ги сведе до минимум, той построи смесен отразяващ телескоп: леща и вдлъбнато сферично огледало, които направи и полира сам. Проектът за такъв телескоп е предложен за първи път от Джеймс Грегъри (1663), но тази идея така и не е реализирана. Първият дизайн на Нютон (1668 г.) беше неуспешен, но следващият, с по-внимателно полирано огледало, въпреки малкия си размер, даде 40-кратно увеличение на отличното качество.

Мълвата за новия инструмент бързо достига до Лондон и Нютон е поканен да покаже изобретението си на научната общност. В края на 1671 и началото на 1672 г. е демонстриран рефлектор пред краля, а след това и в Кралското общество. Устройството получи възторжени отзиви. Вероятно практическото значение на изобретението също е изиграло роля: астрономическите наблюдения послужиха за точно определяне на времето, което от своя страна е необходимо за навигация в морето. Нютон става известен и през януари 1672 г. е избран за член на Кралското общество. По-късно подобрените рефлектори се превърнаха в основни инструменти на астрономите; с тяхна помощ бяха открити планетата Уран, други галактики и червено отместване.

Първоначално Нютон оценяваше комуникацията с колеги от Кралското общество, което включваше освен Бароу, Джеймс Грегъри, Джон Валис, Робърт Хук, Робърт Бойл, Кристофър Рен и други известни фигури на английската наука. Скоро обаче започнаха досадни конфликти, които Нютон не хареса много. По-специално, се разгоря шумен спор за природата на светлината. Започна с факта, че през февруари 1672 г. Нютон публикува във „Философски транзакции“ подробно описание на своите класически експерименти с призми и своята теория за цвета. Хук, който преди това е публикувал своя собствена теория, заявява, че резултатите на Нютон не са го убедили; тя беше подкрепена от Хюйгенс на основание, че теорията на Нютон "противоречи на общоприетите схващания". Нютон отговори на критиките им само шест месеца по-късно, но по това време броят на критиците се увеличи значително.

Лавината от некомпетентни атаки накара Нютон да стане раздразнен и депресиран. Той съжалява, че доверчиво е оповестил своите открития пред своите колеги учени. Нютон помоли секретаря на Олденбургското общество да не му изпраща повече критични писма и даде обет за бъдещето: да не се забърква в научни спорове. В писма той се оплаква, че е изправен пред избор: или да не публикува откритията си, или да похарчи цялото си време и цялата си енергия за отблъскване на недружелюбна аматьорска критика. В крайна сметка той избира първия вариант и прави декларация за оставка от Кралското общество (8 март 1673 г.). Олденбург не без затруднения го убеди да остане. Въпреки това научните контакти с Обществото сега са сведени до минимум.

През 1673 г. се случват две важни събития. Първо, с кралски указ, старият приятел и покровител на Нютон, Исак Бароу, се завръща в Тринити, сега като лидер („господар“). Второ, Лайбниц, известен по това време като философ и изобретател, се интересува от математическите открития на Нютон. След като получи работата на Нютон от 1669 г. за безкрайни серии и след като го проучи задълбочено, той по-нататък независимо започва да развива своята версия на анализа. През 1676 г. Нютон и Лайбниц си разменят писма, в които Нютон обяснява редица свои методи, отговаря на въпросите на Лайбниц и намеква за съществуването на още по-общи методи, които все още не са публикувани (което означава общото диференциално и интегрално смятане). Секретарят на Кралското общество Хенри Олденбург настоятелно помоли Нютон да публикува своите математически открития за анализ за славата на Англия, но Нютон отговори, че работи по друга тема от пет години и не иска да се разсейва. Нютон не отговори на друго писмо от Лайбниц. Първата кратка публикация за Нютоновата версия на анализа се появява едва през 1693 г., когато версията на Лайбниц вече се е разпространила широко в цяла Европа.

Краят на 1670-те години е тъжен за Нютон. През май 1677 г. 47-годишният Бароу умира неочаквано. През зимата на същата година в къщата на Нютон избухва силен пожар и част от ръкописния архив на Нютон изгаря. През септември 1677 г. секретарят на Кралското общество на Олденбург, който подкрепя Нютон, умира, а Хук, който е враждебен към Нютон, става нов секретар. През 1679 г. майката на Анна се разболява тежко; Нютон, оставяйки всичките си дела, дойде при нея, взе активно участие в грижите за пациента, но състоянието на майка му бързо се влоши и тя почина. Майка и Бароу бяха сред малкото хора, които разведряваха самотата на Нютон.

"Математически принципи на естествената философия" (1684-1686)

Историята на създаването на това произведение, заедно с "Принципите" на Евклид, един от най-известните в историята на науката, започва през 1682 г., когато преминаването на Халеевата комета предизвиква засилване на интереса към небесната механика. Едмонд Халей се опитва да убеди Нютон да публикува своята „обща теория на движението“, за която дълго време се говори в научната общност. Нютон отказа. Като цяло той не желаеше да се отклони от изследванията си в името на старателния бизнес по публикуване на научни статии.

През август 1684 г. Халей пристига в Кеймбридж и казва на Нютон, че той, Рен и Хук обсъждат как да изведат елиптичността на орбитите на планетите от формулата за закона за гравитацията, но не знаят как да подходят към решението. Нютон съобщи, че вече има такова доказателство и през ноември изпрати на Халей готовия ръкопис. Той веднага оцени значимостта на резултата и метода, веднага отново посети Нютон и този път успя да го убеди да публикува своите открития. На 10 декември 1684 г. в протоколите на Кралското общество се появява исторически запис:

Работата по книгата продължава през 1684-1686 г. Според мемоарите на Хъмфри Нютон, роднина на учения и негов асистент през тези години, отначало Нютон пише „Принципите“ между алхимичните експерименти, на които обръща основното внимание, след това постепенно се увлича и ентусиазирано се отдава да работи върху главната книга на живота си.

Публикацията трябваше да бъде извършена за сметка на Кралското общество, но в началото на 1686 г. Обществото публикува трактат за историята на рибата, която не намери търсене и по този начин изчерпа бюджета си. Тогава Халей обяви, че ще поеме разходите по издаването. Обществото прие това щедро предложение с благодарност и предостави на Халей безплатно 50 екземпляра от трактат за историята на рибите като частична компенсация.

Работата на Нютон - може би по аналогия с "Принципи на философията" на Декарт (1644) - се нарича "Математически принципи на естествената философия" (лат. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), тоест на съвременен език "Математически основи на физиката".

На 28 април 1686 г. първият том на Principia Mathematica е представен на Кралското общество. И трите тома, след известна редакция от автора, се появяват през 1687 г. Тиражът (около 300 екземпляра) беше разпродаден за 4 години – много бързо за това време.

Както физическото, така и математическото ниво на работата на Нютон е напълно несравнимо с работата на неговите предшественици. Липсва аристотелова или картезианска метафизика с нейните неясни разсъждения и неясно формулирани, често пресилени „първопричини“ на природните явления. Нютон, например, не провъзгласява, че законът за гравитацията действа в природата, той стриктно доказва този факт, въз основа на наблюдаваната картина на движението на планетите и техните спътници. Методът на Нютон е създаването на модел на явление, "без да се измислят хипотези", а след това, ако има достатъчно данни, търсенето на неговите причини. Този подход, иницииран от Галилей, означаваше края на старата физика. Качественото описание на природата отстъпи място на количественото - значителна част от книгата е заета от изчисления, чертежи и таблици.

В книгата си Нютон ясно дефинира основните понятия на механиката и въведе няколко нови, включително такива важни физически величини като маса, външна сила и импулс. Формулирани са три закона на механиката. Дадено е строго извеждане от закона за гравитацията и на трите закона на Кеплер. Обърнете внимание, че са описани и хиперболични и параболични орбити на небесни тела, неизвестни на Кеплер. Истината за хелиоцентричната система на Коперник Нютон не обсъжда директно, а предполага; той дори оценява отклонението на слънцето от центъра на масата на Слънчевата система. С други думи, Слънцето в системата на Нютон, за разлика от системата на Кеплер, не е в покой, а се подчинява на общите закони на движението. Кометите също са включени в общата система, чийто тип орбити тогава предизвика големи противоречия.

Слабото място на теорията на Нютон за гравитацията според много учени от онова време е липсата на обяснение за природата на тази сила. Нютон очертава само математическия апарат, оставяйки отворени въпроси за причината за гравитацията и нейния материален носител. За научната общност, възпитана върху философията на Декарт, това е необичаен и предизвикателен подход и само триумфалният успех на небесната механика през 18-ти век принуждава физиците временно да се примирят с Нютонова теория. Физическите основи на гравитацията станаха ясни едва след повече от два века, с появата на Общата теория на относителността.

Нютон изгражда математическия апарат и общата структура на книгата възможно най-близо до тогавашния стандарт за научна строгост – „Принципите“ на Евклид. Той умишлено почти никога не е използвал математически анализ - използването на нови, необичайни методи би застрашило достоверността на представените резултати. Тази предпазливост обаче направи нютоновия метод на представяне безполезен за следващите поколения читатели. Книгата на Нютон беше първата работа по новата физика и в същото време една от последните сериозни трудове, използващи старите методи на математически изследвания. Всички последователи на Нютон вече са използвали мощните методи за математически анализ, които той е създал. Д'Аламбер, Ойлер, Лаплас, Клеро и Лагранж стават най-големите непосредствени наследници на работата на Нютон.

Административна дейност (1687-1703)

1687 година е белязана не само от издаването на великата книга, но и от конфликта на Нютон с крал Джеймс II. През февруари кралят, продължавайки последователно своята линия за възстановяване на католицизма в Англия, нареди на университета в Кеймбридж да даде магистърска степен на католическия монах Албан Франсис. Ръководството на университета се поколеба, без да иска да дразни краля; скоро делегация от учени, включително Нютон, беше призована да се изправи срещу прословутия груб и жесток лорд върховен съдия Джордж Джефрис. Нютон се противопостави на всеки компромис, който би нарушил автономията на университета и призова делегацията да заеме принципна позиция. В резултат на това заместник-ректорът на университета е отстранен от длъжност, но желанието на краля така и не е изпълнено. В едно от писмата от тези години Нютон очертава своите политически принципи:

През 1689 г., след свалянето на крал Джеймс II, Нютон е избран за първи път в парламента от университета в Кеймбридж и седи там малко повече от година. Вторите избори се състояха през 1701-1702 г. Има популярен анекдот, че той взе думата, за да говори в Камарата на общините само веднъж, като поиска прозорецът да бъде затворен, за да не се пропуска течение. Всъщност Нютон изпълняваше парламентарните си задължения със същата съвестност, с която се отнасяше към всичките си дела.

Около 1691 г. Нютон се разболява тежко (най-вероятно се е отровил по време на химически експерименти, въпреки че има и други версии - преумора, шок след пожар, довел до загуба на важни резултати, и заболявания, свързани с възрастта). Роднините се страхуваха за здравия му разум; малкото оцелели негови писма от този период наистина свидетелстват за психично разстройство. Едва в края на 1693 г. здравето на Нютон се възстановява напълно.

През 1679 г. Нютон среща в Тринити 18-годишния аристократ, любител на науката и алхимията, Чарлз Монтегю (1661-1715). Нютон вероятно прави най-силно впечатление на Монтегю, защото през 1696 г., след като става лорд Халифакс, президент на Кралското общество и канцлер на финансите (тоест министър на финансите на Англия), Монтегю предлага на краля Нютон да бъде назначен до монетния двор. Кралят дава своето съгласие и през 1696 г. Нютон заема тази позиция, напуска Кеймбридж и се премества в Лондон. От 1699 г. той става управител („майстор“) на монетния двор.

Като начало Нютон изучава задълбочено технологията на производство на монети, подрежда документите, преправя счетоводството за последните 30 години. В същото време Нютон енергично и умело допринесе за провежданата от Монтегю монетарна реформа, като възстанови доверието в паричната система на Англия, която е била старателно стартирана от неговите предшественици. В Англия от тези години в обращение са били почти изключително слаби монети, а фалшивите монети са били в значително количество. Подрязването на ръбовете на сребърните монети стана широко разпространено. Сега монетата започна да се произвежда на специални машини и имаше надпис по ръба, така че престъпното смилане на метала стана невъзможно. Старата сребърна монета с поднормено тегло за 2 години беше напълно изтеглена от обращение и сечена отново, емисията на нови монети се увеличи, за да бъде в крак с нуждата от тях, качеството им се подобри. По-рано, по време на такива реформи, населението трябваше да смени старите пари по тегло, след което количеството на парите намаля както сред физическите лица (частни и юридически), така и в цялата страна, но задълженията за лихви и заеми остават същите, което причинява икономиката да започне стагнация. Нютон също предлага размяна на пари по номинална стойност, което предотвратява тези проблеми, а неизбежният след като такъв недостиг на средства беше компенсиран чрез вземане на заеми от други страни (най-вече от Холандия), инфлацията рязко спадна, но към средата на века външният публичен дълг нарасна до безпрецедентни нива в историята на Англия. Но през това време имаше забележим икономически растеж, поради което се увеличиха данъчните облекчения в хазната (равни по размер с французите, въпреки факта, че Франция беше населена с 2,5 пъти повече хора), поради това обществеността дългът постепенно се изплаща.

Честен и компетентен човек начело на монетния двор обаче не подхождаше на всички. Още от първите дни върху Нютон заваляха жалби и доноси и непрекъснато се появяваха инспекционни комисии. Както се оказа, много доноси идват от фалшификатори, раздразнени от реформите на Нютон. Нютон, като правило, беше безразличен към клеветите, но никога не прощаваше, ако това засегна честта и репутацията му. Той лично участва в десетки разследвания, а над 100 фалшификатора са изловени и осъдени; при липса на утежняващи обстоятелства те най-често са изпращани в северноамериканските колонии, но няколко таролини са екзекутирани. Броят на фалшивите монети в Англия е значително намален. Монтегю в мемоарите си възхвалява изключителните административни способности на Нютон, които осигуряват успеха на реформата. Така проведените от учения реформи не само предотвратиха икономическа криза, но дори десетилетия по-късно доведоха до значително повишаване на благосъстоянието на страната.

През април 1698 г. руският цар Петър I посещава три пъти монетния двор по време на „Голямото посолство“; за съжаление не са запазени подробностите от посещението му и комуникацията с Нютон. Известно е обаче, че през 1700 г. в Русия е проведена парична реформа, подобна на английската. И през 1713 г. Нютон изпраща на цар Петър в Русия първите шест печатни екземпляра от 2-рото издание на „Начало“.

Две събития през 1699 г. стават символ на научния триумф на Нютон: преподаването на световната система на Нютон започва в Кеймбридж (от 1704 г., също в Оксфорд), а Парижката академия на науките, крепост на неговите картузиански противници, го избира за свой чуждестранен член . През цялото това време Нютон все още е член и професор в Тринити Колидж, но през декември 1701 г. той официално подава оставка от всичките си постове в Кеймбридж.

През 1703 г. президентът на Кралското общество, лорд Джон Сомърс, умира, след като е присъствал на събранията на Обществото само два пъти за 5 години от своето председателство. През ноември Нютон е избран за негов наследник и ръководи Обществото до края на живота си – повече от двадесет години. За разлика от своите предшественици, той лично присъства на всички срещи и прави всичко, за да гарантира, че Британското кралско общество заема почетно място в научния свят. Броят на членовете на Обществото нарасна (сред тях, в допълнение към Халей, Дени Папен, Ейбрахам де Муавр, Роджър Коутс, Брук Тейлър), бяха проведени и дискутирани интересни експерименти, качеството на статиите в списанията се подобри значително, финансовите проблеми бяха облекчени. Обществото придоби платени секретарки и собствена резиденция (на Fleet Street), Нютон плаща разходите за преместване от собствения си джоб. През тези години Нютон често е канен като консултант в различни правителствени комисии, а принцеса Каролайн, бъдещата кралица на Великобритания, прекарва часове в разговор с него в двореца на философски и религиозни теми.

Последните години

През 1704 г. излиза монографията „Оптика“ (първо на английски), която определя развитието на тази наука до началото на 19 век. Той съдържаше приложение "За квадратурата на кривите" - първото и доста пълно изложение на Нютоновата версия на смятането. Всъщност това е последната работа на Нютон в природните науки, въпреки че той е живял повече от 20 години. Каталогът на библиотеката, който остави след себе си, съдържаше книги главно по история и теология и именно на тези занимания Нютон посвети остатъка от живота си. Нютон остана управител на монетния двор, тъй като този пост, за разлика от поста на пазач, не изискваше от него да бъде особено активен. Два пъти седмично ходеше на монетния двор, веднъж седмично - на събрание на Кралското общество. Нютон никога не е пътувал извън Англия.

Нютон е посветен в рицар от кралица Ан през 1705 г. Отсега нататък той е сър Исак Нютон. За първи път в английската история е присъдено рицарско звание за научни заслуги; следващия път това се случи повече от век по-късно (1819 г., позовавайки се на Хъмфри Дейви). Някои биографи обаче смятат, че кралицата се е ръководила не от научни, а от политически мотиви. Нютон придоби собствен герб и не много надеждно родословие.

През 1707 г. е публикуван сборник с математически трудове на Нютон „Универсална аритметика“. Представените в него числени методи бележат раждането на нова перспективна дисциплина - численият анализ.

През 1708 г. започва открит приоритетен спор с Лайбниц (виж по-долу), в който участват дори управляващите лица. Тази вражда между двама гении струва скъпо на науката – английската математическа школа скоро изсъхна за цял век, а европейската школа игнорира много от изключителните идеи на Нютон, преоткривайки ги много по-късно. Конфликтът не е потушен дори със смъртта на Лайбниц (1716).

Първото издание на Newton's Elements беше разпродадено отдавна. Дългогодишната работа на Нютон по подготовката на 2-ро издание, преработено и допълнено, се увенчава с успех през 1710 г., когато излиза първият том на новото издание (последният, третият - през 1713 г.). Първоначалният тираж (700 екземпляра) се оказва явно недостатъчен, през 1714 и 1723 г. има допълнителен печат. При финализирането на втория том, Нютон, като изключение, трябваше да се върне към физиката, за да обясни несъответствието между теорията и експерименталните данни, и веднага направи голямо откритие - хидродинамичното компресиране на струята. Сега теорията е в добро съответствие с експеримента. Нютон добави „Проповед“ към края на книгата с язвителна критика на „теорията на вихърите“, с която неговите картезиански противници се опитваха да обяснят движението на планетите. На естествения въпрос "как е всъщност?" книгата следва известния и честен отговор: „Все още не можах да изведа причината... на свойствата на силата на гравитацията от явления, но не измислям хипотези“.

През април 1714 г. Нютон обобщава опита си от финансовото регулиране и представя в Министерството на финансите своята статия „Наблюдения върху стойността на златото и среброто“. Статията съдържаше конкретни предложения за коригиране на стойността на благородните метали. Тези предложения бяха частично приети и това имаше благоприятен ефект върху британската икономика.

Малко преди смъртта си Нютон става една от жертвите на финансова измама от голяма търговска компания South Sea Company, която е подкрепена от правителството. Той купи голяма част от ценните книжа на компанията, а също така настоя за придобиването им от Кралското общество. На 24 септември 1720 г. банката на дружеството обявява фалит. Племенницата Катрин припомня в бележките си, че Нютон е загубил над 20 000 паунда, след което заявява, че може да изчисли движението на небесните тела, но не и степента на лудост на тълпата. Въпреки това, много биографи смятат, че Катрин не е имала предвид реална загуба, а неуспех да получи очакваната печалба. След като компанията фалира, Нютон предлага да компенсира Кралското общество от собствения си джоб, но предложението му е отхвърлено.

Последните години от живота си Нютон посвещава на написването на "Хронологията на древните царства", върху която работи около 40 години, и на подготовката на третото издание на "Началата". Третото издание се появява през 1726 г.; за разлика от втория, промените в него са малки - главно резултатите от нови астрономически наблюдения, включително доста пълно ръководство за комети, наблюдавани от 14 век. Наред с другото беше представена изчислената орбита на Халеевата комета, чиято повторна поява в посочения момент (1758 г.) ясно потвърди теоретичните изчисления на (по това време вече починалите) Нютон и Халей. Тиражът на книгата за научното издание от онези години може да се счита за огромен: 1250 екземпляра.

През 1725 г. здравето на Нютон започва забележимо да се влошава и той се премества в Кенсингтън близо до Лондон, където умира през нощта, в съня си, на 20 (31) март 1727 г. Той не остави писмено завещание, но малко преди смъртта си прехвърли значителна част от голямото си състояние на най-близките си роднини. По указ на краля той е погребан в Уестминстърското абатство.

Лични качества

Черти

Трудно е да се направи психологически портрет на Нютон, тъй като дори хората, които му симпатизират, често приписват различни качества на Нютон. Трябва да се вземе предвид култът към Нютон в Англия, който принуди авторите на мемоарите да надарят великия учен с всички възможни добродетели и истинските противоречия в неговата природа. Освен това до края на живота му в характера на Нютон се появяват черти като добродушие, снизходителност и общителност, които преди не са били характерни за него.

Външно Нютон беше нисък, силно телосложение, с вълниста коса. Почти не се разболяваше, до старост запази гъста коса (вече от 40-годишна възраст беше напълно побеляла) и всичките си зъби, с изключение на един. Той никога (според други източници почти никога) не е използвал очила, въпреки че е бил малко късоглед. Почти никога не се смееше и не се дразнеше, няма и помен от шегите му или други прояви на чувство за хумор. В паричните изчисления той беше точен и пестелив, но не и скъперник. Неомъжвана. Обикновено той беше в състояние на дълбока вътрешна концентрация, поради което често проявяваше разсеяност: например, веднъж, като покани гости, той отиде в килера за вино, но тогава му хрумна някаква научна идея, той се втурна да офиса и никога не се върна при гостите. Той беше безразличен към спорта, музиката, изкуството, театъра, пътуванията, въпреки че знаеше как да рисува добре. Неговият асистент си спомня: „Той не си позволяваше никаква почивка и отдих... смяташе всеки час, който не беше посветен на [науката], за загубен... Мисля, че беше много натъжен от необходимостта да прекарва време в храна и спи.” С всичко казано, Нютон успява да съчетае светската практичност и здравия разум, които ясно се проявяват в успешното му управление на монетния двор и Кралското общество.

Възпитан в пуританска традиция, Нютон си поставя набор от строги принципи и самоограничения. И не беше склонен да прощава на другите това, което не би простил на себе си; това е коренът на много от неговите конфликти (виж по-долу). Отнасяше се топло към близките си и много колеги, но нямаше близки приятели, не търсеше компанията на други хора и се държеше настрана. В същото време Нютон не беше безсърдечен и безразличен към съдбата на другите. Когато след смъртта на полусестра му Ана, децата й останали без препитание, Нютон отпуснал надбавка на непълнолетни деца, а по-късно дъщерята на Ана, Катрин, го взела за отглеждане. Помагал е и на други роднини. „Бъдейки икономичен и разумен, той в същото време беше много свободен с парите и винаги беше готов да помогне на приятел в нужда, без да проявява мания. Той е особено благороден към младежта.” Много известни английски учени – Стърлинг, Маклорин, астрономът Джеймс Паунд и други – припомниха с дълбока благодарност за помощта, оказана от Нютон в началото на тяхната научна кариера.

Конфликти

В историята на науката Робърт Хук е известен не само със забележителни открития и изобретения, но и с постоянни спорове за приоритети. Той обвини първия си покровител Робърт Бойл, че е присвоил подобренията на Хук на въздушната помпа. Със секретаря на Обществото, Олденбург, той се скарва, казвайки, че с помощта на Олденбург Хюйгенс е откраднал идеята за часовник със спираловидна пружина от Хук. Неговият приятел и биограф Ричард Уолър пише в предговора към посмъртната колекция от писания на Хук: „Характерът му беше меланхоличен, недоверчив и ревнив, което ставаше все по-забележимо с годините“. С. И. Вавилов пише:

През 1675 г. Нютон изпраща на Обществото своя трактат с нови изследвания и разсъждения за природата на светлината. Хук заяви на срещата, че всичко, което е ценно в трактата, вече е достъпно в предишната публикувана книга на Хук Микрография. В частни разговори той обвини Нютон в плагиатство: „Показах, че г-н Нютон използва моите хипотези за импулси и вълни“ (от дневника на Хук). Хук оспорва приоритета на всички открития на Нютон в областта на оптиката, с изключение на тези, с които той не е съгласен. Олденбург незабавно уведомява Нютон за тези обвинения и той ги разглежда като инсинуации. Този път конфликтът е потушен и учените си разменят помирителни писма (1676 г.). Въпреки това, от този момент до смъртта на Хук (1703 г.), Нютон не публикува никаква работа по оптика, въпреки че натрупа огромно количество материал, систематизиран от него в класическата монография Оптика (1704).

Когато Нютон подготвяше своите Принципи за публикуване, Хук поиска Нютон в предговора да определи приоритета на Хук по отношение на закона за гравитацията. Нютон възрази, че Булиалд, Кристофър Рен и самият Нютон са стигнали до същата формула независимо и преди Хук. Избухна конфликт, който отрови много живота и на двамата учени. С. И. Вавилов пише:

В бъдеще отношенията на Нютон с Хук остават напрегнати. Например, когато Нютон представи на Обществото нов дизайн на изобретения от него секстан, Хук веднага обяви, че е изобретил такова устройство преди повече от 30 години (въпреки че никога не е създавал секстанти). Въпреки това Нютон е наясно с научната стойност на откритията на Хук и в своята "Оптика" няколко пъти споменава вече починалия си противник.

Понякога Нютон е обвиняван, че е унищожил единствения портрет на Хук, държан някога от Кралското общество. Всъщност няма нито едно доказателство в полза на подобно обвинение.

Джон Фламстид, изтъкнат английски астроном, се срещна с Нютон в Кеймбридж (1670), когато Фламстид беше все още ученик, а Нютон беше майстор. Въпреки това, още през 1673 г., почти едновременно с Нютон, Фламстид също става известен - той публикува астрономически таблици с отлично качество, за което кралят го удостоява с лична аудиенция и титлата "Кралски астроном". Нещо повече, кралят нареди да се построи обсерватория в Гринуич близо до Лондон и да се прехвърли във Фламстид. Кралят обаче смятал парите за оборудване на обсерваторията за ненужен разход и почти всички приходи на Фламстид отивали за изграждането на инструменти и икономическите нужди на обсерваторията.

Отначало отношенията на Нютон и Фламстид бяха сърдечни. Нютон подготвяше второ издание на Principia и силно се нуждаеше от точни наблюдения на луната, за да конструира и (както се надяваше) да потвърди своята теория за нейното движение; в първото издание теорията за движението на луната и кометите беше незадоволителна. Това беше важно и за утвърждаването на теорията на Нютон за гравитацията, която беше остро критикувана от картезианците на континента. Фламстид охотно му даде исканите данни и през 1694 г. Нютон с гордост информира Фламстид, че сравнението на изчислени и експериментални данни показва тяхното практическо съвпадение. В някои писма Фламстид призова Нютон, в случай на използване на наблюдения, да му даде приоритет, Фламстид; това се отнасяше предимно за Халей, когото Фламстид не харесваше и подозираше в научна нечестност, но може да означава и недоверие към самия Нютон. В писмата на Фламстид започва да се проявява негодуванието:

Началото на открит конфликт е поставено с писмо от Фламстид, в което той с извинение съобщава, че е открил редица систематични грешки в някои от данните, предоставени на Нютон. Това застраши Нютоновата теория за Луната и принуди да се преработят изчисленията, а достоверността на останалите данни също беше разклатена. Нютон, който не понасяше нечестността, беше изключително раздразнен и дори подозираше, че грешките са умишлено въведени от Фламстид.

През 1704 г. Нютон посети Фламстид, който по това време е получил нови, изключително точни данни от наблюдения, и го помоли да прехвърли тези данни; в замяна Нютон обещава да помогне на Фламстид в публикуването на основното му произведение – Великият звезден каталог. Фламстид обаче започна да играе за времето по две причини: каталогът все още не беше напълно готов и той вече не вярваше на Нютон и се страхуваше да не открадне безценните му наблюдения. Фламстид използвал предоставените му опитни калкулатори, за да завърши работата по изчисляване на позициите на звездите, докато Нютон се интересувал предимно от Луната, планетите и кометите. Най-накрая, през 1706 г. започва отпечатването на книгата, но Фламстид, страдащ от мъчителна подагра и ставащ все по-подозрителен, изисква Нютон да не отваря запечатаното копие, докато отпечатването не приключи; Нютон, който спешно се нуждаеше от данните, пренебрегна тази забрана и изписа необходимите стойности. Напрежението растеше. Фламстид скандализира Нютон за опит лично да направи дребни корекции на грешки. Отпечатването на книгата беше изключително бавно.

Поради финансови затруднения Фламстид не успява да плати членския си внос и е изключен от Кралското общество; нов удар беше нанесен от кралицата, която очевидно по искане на Нютон прехвърли контролните функции над обсерваторията на Обществото. Нютон постави на Фламстид ултиматум:

Нютон също заплаши, че по-нататъшните забавяния ще се разглеждат като неподчинение на заповедите на Нейно Величество. През март 1710 г. Фламстид, след пламенни оплаквания за несправедливостта и интриги на враговете, все пак предава последните страници от своя каталог и в началото на 1712 г. излиза първият том, озаглавен „Небесна история“. То съдържаше всички данни, от които Нютон се нуждаеше, а година по-късно скоро щеше да се появи и преработено издание на Принципите с много по-точна теория за луната. Отмъстителният Нютон не включи благодарността на Фламстид в изданието и зачеркна всички препратки към него, които присъстваха в първото издание. В отговор Фламстид изгори всички непродадени 300 копия от каталога в камината си и започна да подготвя второ издание, този път по свой вкус. Той умира през 1719 г., но с усилията на жена му и приятели, това забележително издание, гордостта на английската астрономия, е публикувано през 1725 г.

От оцелелите документи историците на науката установяват, че Нютон е открил диференциалното и интегралното смятане през 1665-1666 г., но не го е публикувал до 1704 г. Лайбниц развива своята версия на анализа самостоятелно (от 1675 г.), въпреки че първоначалният тласък на мисълта му вероятно идва от слуховете, че Нютон вече има такова смятане, както и благодарение на научни разговори в Англия и кореспонденция с Нютон. За разлика от Нютон, Лайбниц незабавно публикува своята версия, а по-късно, заедно с Якоб и Йохан Бернули, широко популяризира това забележително откритие в цяла Европа. Повечето учени на континента не се съмняваха, че Лайбниц е открил анализа.

Вслушвайки се в убежденията на приятели, които се обръщат към неговия патриотизъм, Нютон във 2-ра книга на своите „Принципи“ (1687 г.) казва:

След появата на първата подробна публикация на Нютонов анализ (математическо допълнение към "Оптика", 1704 г.), в списанието на Лайбниц "Acta eruditorum" се появява анонимен преглед с обидни алюзии за Нютон. Прегледът ясно показва, че авторът на новото изчисление е Лайбниц. Самият Лайбниц категорично отрече рецензията да е написана от него, но историците са успели да намерят чернова, написана с негов почерк. Нютон игнорира статията на Лайбниц, но учениците му отговарят възмутено, след което избухва общоевропейска война за приоритети, „най-срамната кавга в цялата история на математиката“.

На 31 януари 1713 г. Кралското общество получава писмо от Лайбниц, съдържащо помирителен език: той се съгласява, че Нютон е дошъл до анализ сам, „на общи принципи като нашите“. Ядосан Нютон поиска създаването на международна комисия, която да изясни приоритета. Комисията не отне много време: месец и половина по-късно, след като проучи кореспонденцията на Нютон с Олденбург и други документи, тя единодушно призна приоритета на Нютон, освен това с формулировка, която този път беше обидна за Лайбниц. Решението на комисията е отпечатано в сборника на Дружеството с приложени всички оправдателни документи. В отговор от лятото на 1713 г. Европа е залята с анонимни памфлети, които защитават приоритета на Лайбниц и твърдят, че „Нютон присвоява на себе си честта, която принадлежи на друг“. Брошурата също обвинява Нютон в кражба на резултатите от Хук и Фламстид. Приятелите на Нютон от своя страна обвиниха самия Лайбниц в плагиатство; според тяхната версия по време на престоя си в Лондон (1676 г.) Лайбниц се запознава с непубликуваните произведения и писма на Нютон в Кралското общество, след което Лайбниц публикува представените там идеи и ги предава за свои.

Войната не стихва до декември 1716 г., когато абат Конти информира Нютон: „Лайбниц е мъртъв – спорът е приключил“.

Научна дейност

Нова ера във физиката и математиката се свързва с работата на Нютон. Той завърши създаването на теоретична физика, започната от Галилей, базирана, от една страна, на експериментални данни, а от друга страна, на количествено и математическо описание на природата. В математиката се появяват мощни аналитични методи. Във физиката основният метод за изучаване на природата е изграждането на адекватни математически модели на природни процеси и интензивното изучаване на тези модели със систематичното участие на цялата сила на новия математически апарат. Следващите векове доказаха изключителната плодотворност на този подход.

Философия и научен метод

Нютон решително отхвърли подхода на Декарт и неговите последователи, картезианците, популярен в края на 17-ти век, които нареждат, когато изграждат научна теория, първо да се открият „първопричините“ на изследваното явление с „прозрението на умът". На практика този подход често води до измислени хипотези за „вещества“ и „скрити свойства“, които не подлежат на експериментална проверка. Нютон вярваше, че в „натурфилософията“ (тоест физиката) са допустими само такива предположения („принципи“, сега те предпочитат името „закони на природата“), които пряко следват от надеждни експерименти, обобщават техните резултати; той нарече хипотези хипотези, които са недостатъчно обосновани от експерименти. „Всичко... което не се извежда от явления трябва да се нарече хипотеза; хипотезите за метафизични, физически, механични, скрити свойства нямат място в експерименталната философия. Примери за принципи са закона за гравитацията и 3-те закона на механиката в Елементите; думата "принципи" (Principia Mathematica, традиционно превеждана като "математически принципи") се съдържа и в заглавието на основната му книга.

В писмо до Пардис Нютон формулира „златното правило на науката“:

Подобен подход не само поставя спекулативните фантазии извън науката (например разсъжденията на картезианците за свойствата на "фината материя", уж обясняващи електромагнитните явления), но е по-гъвкав и плодотворен, тъй като позволява математическо моделиране на явления, за които основните причини все още не бяха открити. Това се случи с гравитацията и теорията за светлината – тяхната природа стана ясна много по-късно, което не попречи на успешното вековно прилагане на нютоновите модели.

Известната фраза „Аз не измислям хипотези“ (лат. Hypotheses non fingo), разбира се, не означава, че Нютон е подценил важността на намирането на „първопричини“, ако те са недвусмислено потвърдени от опита. Общите принципи, получени от експеримента, и последствията от тях също трябва да бъдат подложени на експериментална проверка, което може да доведе до корекция или дори промяна в принципите. „Цялата трудност на физиката... се състои в разпознаването на природните сили от явленията на движението и след това използването на тези сили за обяснение на останалите явления.

Нютон, подобно на Галилей, вярва, че механичното движение е в основата на всички процеси в природата:

Нютон формулира своя научен метод в книгата си Оптика:

В 3-та книга на "Началата" (започвайки от 2-ро издание) Нютон поставя редица методологически правила, насочени срещу картезианците; първият от тях е вариант на "бръснач на Окам":

Механистичните възгледи на Нютон се оказаха погрешни – не всички природни явления са резултат от механично движение. Въпреки това неговият научен метод се е утвърдил в науката. Съвременната физика успешно изследва и прилага явления, чиято природа все още не е изяснена (например елементарни частици). От Нютон се развива естествената наука, твърдо убедена, че светът е познаваем, защото природата е устроена според прости математически принципи. Тази увереност се превърна във философска основа за грандиозния прогрес на науката и технологиите.

математика

Първите си математически открития Нютон прави още в студентските си години: класификацията на алгебричните криви от 3-ти порядък (кривите от 2-ри ред са изследвани от Ферма) и биномното разширение на произволна (не непременно цяла) степен, от която Нютонът теорията на безкрайните серии започва - нов и мощен инструмент за анализ. Нютон смяташе разширяването в серия за основен и общ метод за анализ на функциите и по този въпрос той достигна върховете на майсторството. Той използва серия за изчисляване на таблици, решаване на уравнения (включително диференциални), изследване на поведението на функциите. Нютон успява да получи разлагане за всички функции, които са били стандартни по това време.

Нютон разработва диференциалното и интегралното смятане едновременно с Г. Лайбниц (малко по-рано) и независимо от него. Преди Нютон действията с безкрайно малки не са били свързани в една теория и са имали характер на различни остроумни трикове (вижте Метод на неделимите). Създаването на системен математически анализ свежда решението на съответните проблеми до голяма степен до техническо ниво. Появява се комплекс от понятия, операции и символи, които стават отправна точка за по-нататъшното развитие на математиката. Следващият, 18-ти век, е векът на бързо и изключително успешно развитие на аналитичните методи.

Може би Нютон стига до идеята за анализ чрез диференциални методи, които изучава обстойно и задълбочено. Вярно е, че в своите "Принципи" Нютон почти не използва безкрайно малки, придържайки се към древните (геометрични) методи за доказване, но в други произведения ги използва свободно.

Отправната точка за диференциалното и интегралното смятане беше работата на Кавалиери и особено на Ферма, който вече знаеше как (за алгебрични криви) да чертае допирателни, да намира екстремуми, точки на прегъване и кривина на крива и да изчислява площта на нейния сегмент . От другите предшественици самият Нютон назова Уолис, Бароу и шотландския учен Джеймс Грегъри. Все още няма концепция за функция; той интерпретира всички криви кинематично като траектории на движеща се точка.

Още като ученик, Нютон осъзнава, че диференцирането и интегрирането са взаимно обратни операции. Тази основна теорема на анализа вече беше повече или по-малко ясно очертана в трудовете на Торичели, Грегъри и Бароу, но само Нютон осъзнава, че на тази основа могат да се получат не само отделни открития, но и мощно системно смятане, подобно на алгебрата, с ясно правила и гигантски възможности.

В продължение на почти 30 години Нютон не се интересуваше от публикуването на своята версия на анализа, въпреки че в писма (по-специално до Лайбниц) той охотно споделя голяма част от постигнатото. Междувременно версията на Лайбниц се разпространява широко и открито в цяла Европа от 1676 г. Едва през 1693 г. се появява първото представяне на версията на Нютон – под формата на приложение към Трактат по алгебра на Уолис. Трябва да признаем, че терминологията и символиката на Нютон са доста тромави в сравнение с тези на Лайбниц: поток (производна), плавен (примитив), момент на величина (диференциал) и т.н. В математиката е оцеляла само нотацията на Нютон "o" за безкрайно малък dt (но тази буква е била използвана по-рано от Григорий в същия смисъл) и дори точка над буквата като символ на производната на времето.

Нютон публикува доста пълно изложение на принципите на анализа само в работата "За квадратурата на кривите" (1704), приложена към монографията му "Оптика". Почти целият представен материал е готов през 1670-1680-те, но едва сега Грегъри и Халей убеждават Нютон да публикува работа, която с 40 години закъснение става първата публикувана работа на Нютон по анализ. Тук се появяват производните на Нютон от по-високи порядки, намират се стойностите на интегралите на различни рационални и ирационални функции, дават се примери за решение на диференциални уравнения от 1-ви ред.

През 1707 г. излиза книгата "Универсална аритметика". Той представя разнообразие от числени методи. Нютон винаги е обръщал голямо внимание на приблизителното решение на уравненията. Известният метод на Нютон направи възможно намирането на корените на уравненията с немислима досега скорост и точност (публикуван в Алгебра от Уолис, 1685 г.). Съвременната форма на итеративния метод на Нютон е дадена от Джоузеф Рафсън (1690).

През 1711 г., след 40 години, най-накрая е публикуван „Анализ с помощта на уравнения с безкраен брой термини“. В тази работа Нютон изследва както алгебричните, така и "механичните" криви (циклоида, квадраттрикса) с еднаква лекота. Има частични производни. През същата година е публикуван „Методът на разликите“, където Нютон предлага интерполационна формула за преминаване през (n + 1) дадени точки с еднакво или неравномерно разположени абсциси от полином от n-ти порядък. Това е различен аналог на формулата на Тейлър.

През 1736 г. последната работа „Метод на флуксиите и безкрайните серии“ е публикувана посмъртно, значително напреднала в сравнение с „Анализ по уравнения“. Дава множество примери за намиране на екстремуми, тангенси и нормали, изчисляване на радиуси и центрове на кривината в декартови и полярни координати, намиране на точки на огъване и др. В същата работа са направени квадратури и ректификации на различни криви.

Трябва да се отбележи, че Нютон не само разработи анализа доста пълно, но и направи опит да обоснове строго неговите принципи. Ако Лайбниц клонеше към идеята за действителните безкрайно малки, тогава Нютон предложи (в „Елементите“) обща теория за преминаванията до границата, която той нарече донякъде богато „метод на първото и последното съотношение“. Използва се съвременният термин „лимит“ (лат. limes), въпреки че няма разбираемо описание на същността на този термин, което предполага интуитивно разбиране. Теорията на границите е изложена в 11 леми от книга I на „Началата“; една лема също е в книга II. Няма аритметика на границите, няма доказателство за уникалността на границата, връзката му с безкрайно малките не е разкрита. Нютон обаче правилно посочва, че този подход е по-строг от „грубия“ метод на неделимите. Въпреки това, в книга II, като въвежда "моменти" (диференциали), Нютон отново обърква въпроса, като всъщност ги разглежда като действителни безкрайно малки.

Прави впечатление, че Нютон изобщо не се интересуваше от теорията на числата. Очевидно физиката му е била много по-близка от математиката.

механика

Заслугата на Нютон е решението на два основни проблема.

• Създаване на аксиоматична основа за механиката, която всъщност прехвърли тази наука в категорията на строги математически теории.
• Създаване на динамика, свързваща поведението на тялото с характеристиките на външните въздействия върху него (сили).

Освен това Нютон най-накрая погреба идеята, която се е вкоренила от древни времена, че законите за движение на земните и небесните тела са напълно различни. В неговия модел на света цялата вселена е подчинена на единни закони, които позволяват математическа формулировка.

Аксиоматиката на Нютон се състоеше от три закона, които самият той формулира в следната форма.

Първият закон (законът на инерцията), в по-малко ясна форма, е публикуван от Галилей. Трябва да се отбележи, че Галилей позволява свободно движение не само по права линия, но и в кръг (очевидно по астрономически причини). Галилей формулира и най-важния принцип на относителността, който Нютон не включва в своята аксиоматика, тъй като за механичните процеси този принцип е пряко следствие от уравненията на динамиката (следствие V в Елементите). Освен това Нютон счита пространството и времето за абсолютни понятия, общи за цялата Вселена, и ясно посочи това в своите Елементи.

Нютон също дава строги дефиниции на такива физически понятия като импулс (не съвсем ясно използван от Декарт) и сила. Той въвежда във физиката понятието маса като мярка за инерция и в същото време гравитационни свойства. Преди това физиците са използвали понятието тегло, но теглото на тялото зависи не само от самото тяло, но и от околната среда (например от разстоянието до центъра на Земята), така че е била нова, инвариантна характеристика необходими.

Ойлер и Лагранж завършиха математизацията на механиката.

земно притегляне

Самата идея за универсалната сила на гравитацията е многократно изразявана дори преди Нютон. По-рано за това са мислили Епикур, Гасенди, Кеплер, Борели, Декарт, Робервал, Хюйгенс и др. Кеплер вярвал, че гравитацията е обратно пропорционална на разстоянието до Слънцето и се простира само в равнината на еклиптиката; Декарт го смята за резултат от вихри в етера. Имаше обаче предположения с правилна зависимост от разстоянието; Нютон споменава Булиалд, Рен и Хук в „Елементите“. Но преди Нютон никой не можеше ясно и математически да свърже категорично закона за гравитацията (сила, обратно пропорционална на квадрата на разстоянието) и законите за движението на планетите (законите на Кеплер). Едва с трудовете на Нютон започва науката за динамиката, включително нейното приложение към движението на небесните тела.

• закон за гравитацията;
• законът за движението (вторият закон на Нютон);
• система от методи за математически изследвания (математически анализ).

Взета заедно, тази триада е достатъчна, за да изследва напълно най-сложните движения на небесните тела, като по този начин създава основите на небесната механика. Преди Айнщайн не бяха необходими фундаментални изменения на този модел, въпреки че се оказа необходимостта от значително развитие на математическия апарат.

Първият аргумент в полза на нютоновия модел е стриктното извеждане на емпиричните закони на Кеплер на неговата основа. Следващата стъпка беше теорията за движението на кометите и луната, изложена в „Принципи“. По-късно с помощта на нютонова гравитация всички наблюдавани движения на небесните тела бяха обяснени с висока точност; това е голямата заслуга на Ойлер, Клеро и Лаплас, които разработиха теорията на смущенията за това. Основата на тази теория е положена от Нютон, който анализира движението на луната, използвайки обичайния си метод за разширяване на сериите; по този път той открива причините за известните тогава нередности (неравенства) в движението на луната.

Законът за гравитацията направи възможно решаването не само на проблемите на небесната механика, но и на редица физически и астрофизични проблеми. Нютон предостави метод за определяне на масите на слънцето и планетите. Той открива причината за приливите и отливите: привличането на луната (дори Галилей счита приливите и отливите за центробежен ефект). Освен това, след като обработи дългосрочни данни за височината на приливите и отливите, той изчисли масата на луната с добра точност. Друга последица от гравитацията е прецесията на земната ос. Нютон установил, че поради сгъстяването на Земята на полюсите, земната ос извършва постоянно бавно изместване с период от 26 000 години под влияние на привличането на Луната и Слънцето. Така древният проблем за "предваряването на равноденствията" (за първи път отбелязан от Хипарх) намери научно обяснение.

Теорията на Нютон за гравитацията предизвика дълги години дебати и критики към възприетата в нея концепция за далечни разстояния. Въпреки това изключителните успехи на небесната механика през 18-ти век потвърждават мнението за адекватността на нютоновия модел. Първите наблюдавани отклонения от теорията на Нютон в астрономията (изместване на перихелия на Меркурий) са открити едва 200 години по-късно. Скоро тези отклонения бяха обяснени с общата теория на относителността (ОТО); Нютоновата теория се оказа нейна приблизителна версия. Общата теория на относителността също изпълни теорията на гравитацията с физическо съдържание, като посочи материалния носител на силата на привличане - метриката на пространството-времето, и направи възможно да се отървем от взаимодействието на далечни разстояния.

Оптика и теория на светлината

Нютон притежава фундаментални открития в древната наука за оптика. Той построява първия огледален телескоп (рефлектор), в който, за разлика от телескопите с чисто лещи, няма хроматична аберация. Той също така изучава подробно дисперсията на светлината, показва, че бялата светлина се разлага на цветовете на дъгата поради различното пречупване на лъчите с различни цветове при преминаване през призма и положи основите на правилната теория за цветовете. Нютон създава математическа теория за интерференционните пръстени, открити от Хук, които оттогава са наречени "пръстени на Нютон". В писмо до Фламстид той излага подробна теория за астрономическото пречупване. Но основното му постижение е създаването на основите на физическата (не само геометричната) оптика като наука и развитието на нейната математическа основа, превръщането на теорията на светлината от несистематичен набор от факти в наука с богати качествени и количествени съдържание, експериментално добре обосновано. Оптичните експерименти на Нютон се превърнаха в модел на дълбоки физически изследвания в продължение на десетилетия.

През този период имаше много спекулативни теории за светлината и цвета; се бори основно гледната точка на Аристотел („различните цветове са смес от светлина и тъмнина в различни пропорции“) и Декарт („различните цветове се създават, когато светлинните частици се въртят с различна скорост“). Хук, в своята Микрография (1665), предлага вариант на аристотелови възгледи. Мнозина вярваха, че цветът не е атрибут на светлината, а на осветен обект. Каскадата от открития от 17-ти век утежни общото противоречие: дифракция (1665, Грималди), интерференция (1665, Хук), двойно пречупване (1670, Еразъм Бартолин, изучаван от Хюйгенс), оценка на скоростта на светлината (1675, Рьомер ). Нямаше теория за светлината, съвместима с всички тези факти.

В речта си пред Кралското общество Нютон опроверга и Аристотел, и Декарт и убедително доказа, че бялата светлина не е първична, а се състои от цветни компоненти с различни ъгли на пречупване. Тези компоненти са първични - Нютон не може да промени цвета им с никакви трикове. Така субективното усещане за цвят получава солидна обективна основа - показателят на пречупване.

През 1689 г. Нютон спира да публикува в областта на оптиката (въпреки че продължава изследванията) – според една обща легенда той се закле да не публикува нищо в тази област приживе на Хук. Във всеки случай през 1704 г., годината след смъртта на Хук, е публикувана монографията „Оптика“ (на английски език). Предговорът към него съдържа ясен намек за конфликт с Хук: „Не искам да бъда въвлечен в спорове по различни въпроси, забавих тази публикация и щях да я отложа още повече, ако не беше упоритостта на моите приятели.“ По време на живота на автора "Оптиката", подобно на "Начала", премина през три издания (1704, 1717, 1721) и много преводи, включително три на латински.

• Книга първа: принципите на геометричната оптика, доктрината за дисперсията на светлината и състава на белия цвят, с различни приложения, включително теорията на дъгата.
• Книга втора: интерференция на светлината в тънки плочи.
• Книга трета: дифракция и поляризация на светлината.

Историците разграничават две групи тогавашни хипотези за природата на светлината.

• Емисия (корпускуларна): светлината се състои от малки частици (корпускули), излъчвани от светещо тяло. Това мнение се подкрепя от праволинейността на разпространението на светлината, на която се основава геометричната оптика, но дифракцията и интерференцията не се вписват добре в тази теория.
• Вълна: светлината е вълна в невидимия световен етер. Противниците на Нютон (Хук, Хюйгенс) често се наричат ​​привърженици на вълновата теория, но трябва да се има предвид, че те разбират вълната не като периодично трептене, както в съвременната теория, а като единичен импулс; поради тази причина техните обяснения на светлинните явления не бяха много правдоподобни и не можеха да се конкурират с тези на Нютон (Хюйгенс дори се опита да опровергае дифракцията). Разработената вълнова оптика се появява едва в началото на 19 век.

Нютон често се смята за привърженик на корпускулярната теория на светлината; всъщност той, както обикновено, „не е измислил хипотези“ и охотно призна, че светлината може да бъде свързана и с вълните в етера. В трактат, представен на Кралското общество през 1675 г., той пише, че светлината не може да бъде просто вибрации на етера, тъй като тогава, например, тя може да се разпространява по извита тръба, както прави звукът. Но, от друга страна, той предполага, че разпространението на светлината възбужда вибрации в етера, което води до дифракция и други вълнови ефекти. По същество Нютон, ясно осъзнавайки предимствата и недостатъците на двата подхода, предлага компромисна, корпускулярно-вълнова теория на светлината. В своите трудове Нютон описва подробно математическия модел на светлинните явления, оставяйки настрана въпроса за физическия носител на светлината: „Моето учение за пречупването на светлината и цветовете се състои единствено в установяването на определени свойства на светлината без никакви хипотези за нейния произход. ” Вълновата оптика, когато се появи, не отхвърли моделите на Нютон, а ги погълна и ги разшири на нова основа.

Въпреки неприязънта си към хипотезите, Нютон поставя в края на Оптика списък с нерешени проблеми и възможни отговори на тях. Но в онези години той вече можеше да си позволи това - авторитетът на Нютон след "Принципите" стана безспорен и малко хора се осмеляваха да го притесняват с възражения. Редица хипотези се оказаха пророчески. По-конкретно, Нютон прогнозира:

• отклонение на светлината в гравитационно поле;
• явлението поляризация на светлината;
• взаимно преобразуване на светлина и материя.

Други произведения по физика

Нютон притежава първото заключение за скоростта на звука в газ, базирано на закона на Бойл-Мариот. Той открива закона за вискозното триене и хидродинамичното компресиране на струята. В „Елементите“ той изразява и аргументира правилното предположение, че кометата има твърдо ядро, чието изпарение под въздействието на слънчевата топлина образува обширна опашка, винаги насочена в посока, противоположна на Слънцето.

Нютон прогнозира, че Земята ще бъде сплескана на полюсите, като изчисли, че е около 1:230. В същото време Нютон използва модел на хомогенен флуид, за да опише Земята, приложи закона за универсалното притегляне и взе предвид центробежната сила. В същото време подобни изчисления бяха направени от Хюйгенс, който не вярваше в гравитационната сила на далечни разстояния и подходи към проблема чисто кинематично. Съответно, Хюйгенс прогнозира повече от половината свиване като Нютон, 1:576. Освен това Касини и други картезианци твърдят, че Земята не е компресирана, а изпъкнала на полюсите като лимон. Впоследствие, макар и не веднага (първите измервания са неточни), директните измервания (Clero, 1743) потвърждават правилността на Нютон; истинската компресия е 1:298. Причината, поради която тази стойност се различава от тази, предложена от Нютон в посока на Хюйгенс, е, че моделът на хомогенна течност все още не е съвсем точен (плътността се увеличава значително с дълбочината). По-точна теория, която изрично отчита зависимостта на плътността от дълбочината, е разработена едва през 19 век.

Студенти

Строго погледнато, Нютон нямаше преки ученици. Въпреки това, цяло поколение английски учени израснаха върху неговите книги и в общуването с него, така че самите те се смятаха за ученици на Нютон. Сред тях най-известните са:

• Едмънд Халей
• Роджър Коутс
• Колин Маклорин
• Абрахам дьо Муавр
• Джеймс Стърлинг
• Брук Тейлър

Други области на дейност

Химия и алхимия

Паралелно с изследванията, които положиха основата на настоящата научна (физико-математическа) традиция, Нютон (както много негови колеги) посвещава много време на алхимията, както и на теологията. Книгите по алхимия съставлявали една десета от библиотеката му. Той не е публикувал никакви трудове по химия или алхимия и единственият известен резултат от това дългогодишно хоби е сериозното отравяне на Нютон през 1691 г. По време на ексхумацията на тялото на Нютон в тялото му са открити опасни нива на живак.

Стукли припомня, че Нютон е написал трактат по химия, "разяснявайки принципите на това мистериозно изкуство въз основа на експериментални и математически доказателства", но ръкописът, за съжаление, е изгорен при пожар и Нютон не прави опит да го възстанови. Оцелелите писма и бележки предполагат, че Нютон е мислил за възможността за някакво обединение на законите на физиката и химията в единна система на света; той постави няколко хипотези по този въпрос в края на Оптиката.

Б. Г. Кузнецов смята, че алхимичните изследвания на Нютон са опити да се разкрие атомистичната структура на материята и други видове материя (например светлина, топлина, магнетизъм):

Това предположение се потвърждава от твърдението на самия Нютон: „Алхимията не се занимава с метали, както вярват невежите. Тази философия не е от онези, които служат на суетата и измамата, тя по-скоро служи на ползата и назиданието, освен това основното тук е познанието за Бога.

богословие

Като дълбоко религиозен човек, Нютон разглежда Библията (както всичко останало) от рационалистична позиция. С този подход очевидно е свързано и отхвърлянето на Нютон на Троицата на Бог. Повечето историци смятат, че Нютон, който е работил дълги години в Тринити Колидж, самият той не е вярвал в Троицата. Изследователите на неговите богословски писания са открили, че религиозните възгледи на Нютон са близки до еретичното арианство (виж статията на Нютон „Историческо проследяване на две забележителни изкривявания на Свещеното писание“).

Степента на близост на възгледите на Нютон с различни ереси, осъдени от църквата, се оценява различно. Германският историк Физенмайер предполага, че Нютон приема Троицата, но по-близо до източното, православно разбиране за нея. Американският историк Стивън Снобелен, позовавайки се на редица документални доказателства, категорично отхвърля тази гледна точка и приписва Нютон на социнианците.

Външно обаче Нютон остава лоялен към установената църква на Англия. Имаше основателна причина за това: Законът за потушаване на богохулството и сквернословието от 1698 г. за отричане на някое от лицата на Троицата предвиждаше загуба на граждански права, а за повторение на това престъпление - лишаване от свобода. Например, приятелят на Нютон Уилям Уистън е лишен от професорската си длъжност и изключен от университета в Кеймбридж през 1710 г. заради твърденията му, че арианството е религията на ранната църква. Въпреки това, в писма до съмишленици (Лок, Халей и др.), Нютон беше доста откровен. В допълнение към антитринитаризма, елементи на деизма се виждат в религиозния мироглед на Нютон. Нютон вярвал в материалното присъствие на Бог във всяка точка на Вселената и наричал пространството „сензорът на Бога“ (лат. sensorium Dei).

Нютон публикува (частично) резултатите от своите богословски изследвания късно в живота си, но те започват много по-рано, не по-късно от 1673 г. Нютон предложи своята версия на библейската хронология, остави работа върху библейската херменевтика и написа коментар на Апокалипсиса. Изучава еврейския език, изучава Библията по научен метод, използвайки астрономически изчисления, свързани със слънчевите затъмнения, лингвистичен анализ и т. н., за да обоснове своята гледна точка.Според неговите изчисления краят на света ще настъпи не по-рано от 2060 г.

Богословските ръкописи на Нютон сега се съхраняват в Йерусалим, в Националната библиотека.

Рейтинги

Надписът на гроба на Нютон гласи:

Статуя, издигната на Нютон през 1755 г. в Тринити Колидж, е изписана със стихове от Лукреций:

Самият Нютон оцени постиженията си по-скромно:

Лагранж каза: "Нютон беше най-щастливият от смъртните, защото има само една вселена и Нютон открива нейните закони."

Старото руско произношение на фамилното име на Нютон е "Невтон". Той, заедно с Платон, се споменава с уважение от М. В. Ломоносов в неговите стихотворения:

Според А. Айнщайн „Нютон е първият, който се опитва да формулира елементарни закони, които определят времевия ход на широк клас процеси в природата с висока степен на пълнота и точност“ и „...оказа дълбоко и силно влияние върху целия мироглед като цяло чрез неговите творби.”

Кръстен на Нютон:

• единица за сила в системата SI;
• много научни закони, теореми и концепции, вижте Списък с обекти, кръстени на Исак Нютон;
• кратери на Луната и Марс.

• В началото на 1942-1943 г., по време на най-драматичните дни на битката за Сталинград, 300-годишнината на Нютон се чества широко в СССР. Издадени са сборник със статии и биографична книга на С. И. Вавилов. В знак на благодарност към съветския народ, Кралското общество на Великобритания подари на Академията на науките на СССР рядък екземпляр от първото издание на Нютоновата Principia Mathematica (1687) и чернова на писмото на Нютон до Александър Меншиков, което информира последния за избирането му за член на Лондонското кралско общество.
• Има разпространена легенда, че Нютон е направил две дупки във вратата си – едната по-голяма, другата по-малка, за да могат двете му котки, голяма и малка, да влязат сами в къщата. В действителност Нютон никога не е държал котки или други домашни любимци.
• Понякога на Нютон се приписва интерес към астрологията. Ако беше, това бързо отстъпи място на разочарование.

Производства

• „Нова теория на светлината и цветовете“, 1672 г. (съобщение до Кралското общество)
• „Движението на телата в орбита“ (лат. De Motu Corporum in Gyrum), 1684 г.
• „Математическите принципи на естествената философия“ (лат. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), 1687 г.
• Оптика или трактат за отраженията, пречупванията, инфлексиите и цветовете на светлината, 1704 г.
  • „За квадратурата на кривите” (лат. Tractatus de quadratura curvarum), допълнение към „Оптика”
  • „Изброяване на редове от трети порядък” (лат. Enumeratio linearum tertii ordinis), приложение към „Оптика”
• „Универсална аритметика“ (лат. Arithmetica Universalis), 1707г
• „Анализ с помощта на уравнения с безкраен брой термини“ (лат. De analysi per aequationes numero terminorum infinitas), 1711 г.
• „Метод на разликите“, 1711г

Публикувано посмъртно

• Оптични лекции, 1728г
• „Система на света“ (лат. De mundi systemate), 1728г
• Хронологията на древните царства, 1728 г
• „Бележки към Книгата на пророк Даниил и Апокалипсиса на Св. Йоан (Eng. Observations Upon the Propheces of Daniel and the Apocalypse of St. John), 1733 г., написан около 1690 г.
• Метод на флуксиите (лат. Methodus fluxionum, английски Method of Fluxions), 1736 г., написан през 1671 г.
• Исторически разказ за две забележителни изкривявания на Писанието, 1754 г., написан 1690 г.

Канонични издания

Класическото пълно издание на произведенията на Нютон в 5 тома на оригиналния език:

• Исак Нютони. Opera quae existant omnia. - Коментар на илюстрацията на Самюъл Хорсли. - Лондини, 1779-1785.

Избрана кореспонденция в 7 тома:

• Търнбул, Х. У. (ред.), Кореспонденцията на сър Исак Нютон. - Кеймбридж: Cambr. Univ. Преса, 1959-1977.

Преводи на руски език

• Нютон I. Бележки към Книгата на пророк Даниил и Апокалипсиса на Св. Джон. - Петроград: Ново време, 1915г.
• Нютон I. Коригирана хронология на древните царства. - М.: РИМИС, 2007. - 656 с. - ISBN 5-9650-0034-0