Математические начала натуральной философии ньютона доклад

Обновлено: 16.05.2024

Наиболее знаменитое сочинение Ньютона - "Математические начала натуральной философии" впервые издано в 1687 г. "Опубликование "Начал. " было одним из наиболее важных событий во всей физике. Эту книгу можно считать кульминацией тысячелетних усилий понять динамику вселенной, физику движущихся тел" (I. В. Cohen).

Содержание

Введение……………………………………………………………3
1. Жизнь и творчество…………………………………………..6
1.1Образование………………………………………………………6
1.2 "Математические начала натуральной философии"………8

Работа состоит из 1 файл

реферат по философии..doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Выполнила студентка I курса

к.и.н., доцент К.В. Самохин

1.2 "Математические начала натуральной философии"………8

2. "Правила философствования" и "онтология", которую они предполагают……………………………………………. 10

3. Порядок мира и существование Бога……………………..14

4. Великий мировой механизм………………………………16

4.1Три ньютоновских закона движения………………………….16

4.2 Механика Ньютона как программа исследований…………18

Ньютон завершил научную революцию, и с его системой мира обретает лицо классическая физика. Но не только астрономические или оптические, а также математические открытия (он, независимо от Лейбница, изобрел дифференциальное и интегральное исчисление) обессмертили его имя. Ньютон занимался также актуальными теологическими проблемами, вырабатывая точную методологическую теорию. Без правильного понимания идей Ньютона мы не сможем понять вполне ни значительной части английского эмпиризма, ни Просвещения, особенно французского, ни самого Канта. Действительно, как мы увидим ниже, "разум" английских эмпириков, лимитируемый и контролируемый "опытом", без которого он уже не может свободно и по желанию перемещаться в мире сущностей, - это "разум" Ньютона.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью дальнейшего анализа предпосылок и условий понимания развития науки, которое связано не только с изменением когнитивных аспектов, но и с эволюцией культурных и социально-психологических факторов.

Почти во всех исследованиях, посвященных философии науки, утверждается, что европейская научная рациональность появилась на свет в трудах Галилея и нашла свое развитие в так называемой ньютоно-картезианской парадигме. До недавнего времени считалось, что именно в трудах Галилея, Декарта, Ньютона, Лейбница была предложена рациональная концепция мира, абсолютно противоположная предшествующему средневековому христианско-теологическому мышлению.

Образом ньютоновской Вселенной становится гигантский и полностью детерминированный часовой механизм. Частицы движутся в соответствии с вечными и неизменными законами, а события и процессы в материальном мире являют собой цепь взаимозависимых причин и следствий. В таком мире уже нет места Богу, который однажды запустил механизм, и теперь тот не нуждается в его вмешательстве.

Хотя Ньютон верил, что Вселенная по природе своей материальна, он не думал, что ее происхождение можно объяснить материальными причинами. Для него Бог — это тот, кто изначально создал материальные частицы, силы между ними и законы, определяющие их движение, но в созданном мире творец должен присутствовать и после акта творения. Ньютон предположил, что пассивные материальные частицы не способны так себя организовать, чтобы создать некие жизненные формы.

Некоторые из современных историков науки пошли еще дальше и утверждают, что закон всемирного тяготения был в значительной мере достижением химика или даже алхимика. Сила тяготения, предложенная

Актуально восстанавливая историко-культурный контекст, в котором зарождались основы науки Нового времени, в исследовании создается более целостный образ такой личности, как Исаак Ньютон, и его философско-теологическое осмысление оснований и принципов механики.

Степень разработанности проблемы.

Целью реферата является раскрытие философского значения открытий Ньютона.

Исходя из поставленной цели при написании реферата были сформулированы следующие задачи:

1. Как жизнь и творчество повлияли на открытия Ньютона.

2. "Правила философствования" и "онтология", которую они предполагают.

3. Порядок мира и существование Бога.

4. Великий мировой механизм

1.Жизнь и творчество.

Исаак Ньютон родился в 1642 г. В 1661 г. он поступил в колледж Св. Троицы в Кембридже, где нашел поддержку у преподавателя математики Исаака Барроу (1630-1677), автора известных "Лекций по математике" и сочинений по греческой математике. Барроу оценил выдающиеся способности своего ученика, который очень быстро овладел всеми основными математическими знаниями. К концу обучения Ньютон постиг исчисление бесконечно малых величин и использовал его при решении некоторых проблем аналитической геометрии. Он передал тетрадь со своими заметками Барроу и некоторым друзьям для прочтения.

В 1665 г. на два года из-за чумы Ньютон, как и многие другие преподаватели и студенты, вынужденно покидает Кембридж. Он вернулся в Вулсторп, в маленький каменный домик, уединенно расположенный в сельской глуши, чтобы предаться там размышлениям. Ньютон в старости так вспоминал о своей необычной работе в Вулсторпе: "Все это произошло в два чумных года, 1665 и 1666, потому что в это время я находился в самой творческой форме и занимался математикой и философией больше, чем когда бы то ни было впоследствии" ("философия", или "натуральная философия", Ньютона - это то, что мы сегодня называем "физикой").

В 1669 г. Барроу перешел на кафедру теологии и передал кафедру математики молодому Ньютону. Ньютон завершил свои опыты по разложению белого цвета с помощью призмы. Он представил соответствующий доклад в 1672 г. в Королевское общество; этот доклад под названием "Новая теория света и цветов" был опубликован в "Философских трудах" (Philosophical Transactions) Королевского. общества. В этой работе - как и в последующей в 1675 г. - Ньютон формулирует дерзкую теорию корпускулярной природы света, согласно которой световые явления находили объяснение в эмиссии частиц разной величины: самые маленькие из этих частиц давали фиолетовый цвет, а самые большие - красный. Такие идеи "порождали среди докучливых философов-догматиков целую бурю полемики, что раздражало Ньютона, тщетно призывавшего не видеть в этом новой метафизики света, а лишь гипотезу (как сказали бы сегодня, "модель"), назначение которой - интерпретировать и систематизировать ряд экспериментальных данных" (Дж. Прети). Корпускулярная теория света вступала в состязание с волновой теорией, выдвинутой голландским физиком, последователем Декарта Христианом Гюйгенсом (1629-1695). Рассерженный этой полемикой, Ньютон опубликовал свою "Оптику" только в 1704 г. Его работа принесла ему в 1672 г. членство в Королевском обществе.

В 1671 г. французский ученый Жан Пикар (1620-1682) выработал наилучший способ обмера Земли; в 1679 г. Ньютон познакомился с техникой расчета диаметра Земли Пикара и возобновил работу над своими заметками о гравитации; вновь выполнил расчеты (которые в Вулсторпе не удавались), и на этот раз благодаря новой технике Пикара расчеты получились, так что идея гравитации стала, таким образом, научной теорией. Однако, еще находясь под впечатлением предыдущей острой полемики, он не опубликовал своих результатов. Он продолжал писать лекции, которые были опубликованы в 1729 г. под названием "Лекции по оптике", а также лекции по алгебре, увидевшие свет в 1707 г. под названием "Всеобщая арифметика".

В начале 1684 г. известный астроном Эдмунд Галлей (1656-1742) встретился с сэром Кристофером Реном (1632-1723) и Робертом Гуком (1635-1703) с тем, чтобы обсудить проблему движения планет. Гук утверждал, что законы движений небесных тел следуют закону силы, обратно пропорциональной квадрату расстояния. Рен дал Гуку два месяца на формулировку доказательства закона. Но Гук пренебрег этим поручением.

В августе Галлей отправился в Кембридж, чтобы узнать мнение Ньютона. На вопрос Галлея, какой должна быть орбита планеты, притягиваемой Солнцем с гравитационной силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния, Ньютон ответил: "Эллипс". Обрадованный Галлей спросил у Ньютона, как ему удалось это узнать. Ньютон отвечал: после соответствующих расчетов. Тогда Галлей попросил показать ему эти расчеты, но Ньютон не смог найти их и пообещал прислать позже, что и сделал. Кроме того, он написал работу "О движении тел", которую послал Галлею. Последний сразу понял важность работы Ньютона и убедил его написать и обнародовать трактат. Так появился самый большой шедевр в истории науки - "Математические начала натуральной философии".

1.2 "Математические начала натуральной философии".

Ньютон принялся за работу в 1685 г. В апреле 1686 г. он направил рукопись первой части в Королевское общество, в протоколах которого находим следующую запись, датированную 28 апреля: "Доктор Винсент представил Обществу трактат под названием "Математические начала натуральной философии", который господин Исаак Ньютон посвящает Обществу и в котором предлагается математическое доказательство гипотезы Коперника в изложении Кеплера, с объяснением всех феноменов небесных тел с помощью единой гипотезы гравитации к центру Солнца, сила которой уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от центра". Позже написаны вторая и третья части книги. Сам Галлей взялся за издание работы. Но тут возник спор с Гуком, который отстаивал свой приоритет в открытии закона силы, обратно пропорциональной квадрату расстояния. Ньютон оскорбился; он грозил, что не отдаст в печать третью часть работы, в которой говорится о системе мира. Затем спор улегся, и Ньютон вставил в работу примечание, в котором указал, что закон обратной пропорции был уже ранее предложен Реном, Гуком и Галлеем.

"Начала. " появились в 1687 г. Два года спустя Ньютон был избран представительским депутатом университета Кембриджа; в этот период он знакомится с Джоном Локком, с которым завязывается искренняя и прочная дружба. Он продолжал свои исследования бесконечно малых величин (опубликовав часть работ в 1692 г.), заинтересовался химией, "начав с места, на котором ее оставил Бойль, и восприняв его концепции; но случившийся пожар разрушил лабораторию и уничтожил многочисленные заметки. Ньютон, который к этому времени уже испытывал значительное нервное истощение, пережил тяжелый кризис, граничивший с безумием (1692-1694), от чего так и не оправился до конца жизни. С этого момента история Ньютона-ученого практически кончается" (Дж. Прети). Он публиковал неизданные труды и переиздавал изданные ранее. В 1696 г. он был назначен директором Монетного двора; три года спустя стал управляющим, в знак заслуг. В 1703 г. избран президентом Королевского общества. В 1704 г. он опубликовал "Оптику", в 1713 г. вышло второе издание "Начал. ", в 1717 г. - второе издание "Оптики". В феврале 1727 г. Ньютон из Кенсингтона направился в Лондон, чтобы председательствовать на одном из заседаний Королевского общества. Вернувшись в Кенсингтон, он почувствовал себя очень плохо. Ему не удалось преодолеть кризис, и он умер 20 марта 1727 г. Погребен Ньютон в Вестминстерском аббатстве. На его похоронах присутствовал Вольтер, способствовавший распространению идей Ньютона во Франции.

I. Количество материи (масса) есть мера таковой, устанавливаемая пропорционально плотности и объему ее.

Воздуха двойной плотности в двойном объеме вчетверо больше, в тройном – вшестеро. То же относится к снегу или порошкам, когда они уплотняются от сжатия или таяния. Это же относится и ко всякого рода телам, которые в силу каких бы то ни было причин уплотняются. Однако при этом я не принимаю в расчет той среды, если таковая существует, которая свободно проникает в промежутки между частицами. Это же количество я подразумеваю в дальнейшем под названиями тело или масса. Определяется масса по весу тела, ибо она пропорциональна весу, что мною найдено опытами над маятниками, произведенными точнейшим образом, как о том сказано ниже.

II. Количество движения есть мера такового, устанавливаемая пропорционально скорости и массе.

Количество движения целого есть сумма количеств движения отдельных частей его, значит, для массы, вдвое большей, при равных скоростях оно двойное, при двойной же скорости – четверное.

III. Врожденная сила материи есть присущая ей способность сопротивления, по которой всякое отдельно взятое тело, поскольку оно предоставлено самому себе, удерживает свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Эта сила всегда пропорциональна массе, и если отличается от инерции массы, то разве только воззрением на нее.

IV. Приложенная сила есть действие, производимое над телом, чтобы изменить его состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Сила проявляется единственно только в действии и по прекращении действия в теле не остается. Тело продолжает затем удерживать свое новое состояние вследствие одной только инерции. Происхождение приложенной силы может быть различное: от удара, от давления, от центростремительной силы (. )

В изложенном выше имелось в виду объяснить, в каком смысле употребляются в дальнейшем менее известные названия. Время, пространство, место и движение составляют понятия общеизвестные. Однако необходимо заметить, что эти понятия обыкновенно относятся к тому, что постигается нашими чувствами. Отсюда происходят некоторые неправильные суждения, для устранения которых необходимо вышеприведенные понятия разделить на абсолютные и относительные, истинные и кажущиеся, математические и обыденные.

I. Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью.

Относительное, кажущееся, или обыденное, время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год.

II. Абсолютное пространство по самой своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным.

Относительное [пространство] есть его мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное: так, например, протяжение пространств подземного воздуха или надземного, определяемых по их положению относительно Земли. По виду и величине абсолютное и относительное пространства одинаковы, но численно не всегда остаются одинаковыми. Так, например, если рассматривать Землю подвижною, то пространство нашего воздуха, которое по отношению к Земле остается всегда одним и тем же, будет составлять то одну часть пространства абсолютного, то другую, смотря по тому, куда воздух перешел, и, следовательно, абсолютное пространство беспрерывно меняется.

III. Место есть часть пространства, занимаемая телом и, по отношению к пространству бывает или абсолютным, или относительным. Я говорю часть пространства, а не положение тела и не объемлющая его поверхность. Для равнообъемных тел места равны, поверхности же от несходства формы тел могут быть и неравными. Положение, правильно выражаясь, не имеет величины, и оно само по себе не есть место, а принадлежащее месту свойство. Движение целого то же самое, что совокупность движений частей его, т.е. перемещение целого из его места то же самое, что совокупность перемещений его частей из их мест. Поэтому место целого то же самое, что совокупность мест его частей, и, следовательно, оно целиком внутри всего тела.

IV. Абсолютное движение есть перемещение тела из одного абсолютного его места в другое, относительное – из относительного в относительное же. Так, на корабле, идущем под парусами, относительное место тела есть та часть корабля, в которой тело находится, например та часть трюма, которая заполнена телом и которая, следовательно, движется вместе с кораблем. Относительный покой есть пребывание тела в той же самой области корабля или в той же самой части его трюма.

Истинный покой есть пребывание тела в той же самой части того неподвижного пространства, в котором движется корабль со всем в нем находящемся. Таким образом, если бы Земля на самом деле покоилась, то тело, которое по отношению к кораблю находится в покое, двигалось бы в действительности с той абсолютной скоростью, с какой корабль идет относительно Земли. Если же и сама Земля движется, то истинное абсолютное движение тела найдется по истинному движению Земли в неподвижном пространстве и по относительным движениям корабля по отношению к Земле и тела по отношению к кораблю. (. )

Список литературы

Голин Г.М., Филонович С.Р. Классики физической науки (с древнейших времен до начала XX в) – М.: Высш. шк., 1989.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

ТРАКТАТ НЬЮТОНА «МАТЕМАТИЧЕСКИЕ

Выполнил студент гр.

СОДЕРЖАНИЕ:

Вклад Ньютона в развитие механики ………………………………… 6

Европа в XVII в.

Со времени провозглашения гелиоцентрической системы мира Коперником естествознание, заявив о своей независимости от теологии, вышло на путь истинно научного познания. С этого времени развитие точных наук в соответствии с ходом экономического и политического прогресса стран Европы набирала темпы: научная революция шла к завершающему этапу.

Биография Ньютона

Вклад Ньютона в развитие механики.

Можно считать, что плотность, по Ньютону, определяется числом идентичных корпускул в данном (например, единичном) объеме вещества.

Определение (второе) количества движения устанавливает эту меру пропорционально скорости тела и его массе.

Относительное, кажущееся или обыденное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения, мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как-то: час, день, месяц, год.

Далее формулируются законы движения.

«Закон I. Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменять это состояние.

Закон II. Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

Второй закон позволяет найти силу, если известно движение точки; если же в каждый момент движения известна сила, то можно найти все свойства движения материальной точки. Так как при движении тела по инерции (или при таком движении системы отсчета) не требуется действие силы, то второй закон справедлив не только в абсолютном пространстве, но и по отношению к любой инерциальной системе отсчета.

Ньютон указывает, что Галилей уже использовал первый и второй законы и что Рен, Валлис и Гюйгенс добавляли еще и третий закон при исследовании явлений удара. Понятие массы явно не входит в, три закона динамики, однако количество движения Ньютоном определено как величина, пропорциональная массе. Пропорциональность силы тяготения (тяжести) массе Ньютон проверял многочисленными опытами.

Далее Ньютон выводит ряд следствий из трех законов. Первое следствие сформулировано как принцип независимости сил: при силах совокупных тело описывает диагональ параллелограмма в то же самое время, как его стороны – при раздельных, в доказательстве следствия речь идет об импульсах силы. Четвертое следствие устанавливает закон сохранения движения центра масс изолированной системы.

Так, Ньютон фактически вводит понятия о привилегированных системах отсчета — инерциальных. Широко известный пример Ньютона с вращающимся ведром, наполненным водой, подчеркивает разницу между инерциальными и неинерциальными системами отсчета: пока вода не вращается, у нее плоская поверхность. Ньютон приводил и другие примеры тех экспериментов, которые могли бы выявить движение системы отсчета, если бы она имела элемент вращения. В такой системе два шарика, соединенные нитью, приводили бы нить в натянутое состояние. В этом примере фактически была высказана идея, воплощенная позже в устройстве прибора для измерения угловой скорости (тахометра).

В первой книге Ньютон решает множество задач о невозмущенном движении планеты (кометы) под действием силы притяжения Солнца, обратно пропорциональной квадрату расстояния между телами. Он находит коническое сечение, проходящее через несколько заданных точек. Эти задачи имели прямое отношение к проблеме определения кеплеровых орбит небесных тел по, нескольким наблюдениям.

Изучая орбиты тел, движущихся под действием центростремительной силы, Ньютон установил закон сохранения живых сил (в этом случае): если скорости двух тел, движущихся под действием некоторой центростремительной силы, равны при равном удалении от центра (одно тело движется по криволинейной орбите, второе – по прямолинейной), то эти скорости будут равны во всяких других положениях тел при равном их удалении от центра (Предложение ХL первой Книги).

Далее Ньютон рассматривает движение планеты под действием возмущающих сил притяжения со стороны какой-либо соседней планеты, ставит задачу трех и более взаимодействующих тел (отдел XI).

Затем рассматривается притяжение двух сфер, которое сводится, к притяжению их центров, в которых сосредоточены массы сфер. Рассматриваются вопросы взаимодействия световых корпускул с линзами, иризмами и пр.

Так совершается переход к оптическим задачам (о распространении, преломлении световых лучей), трактуемым чисто механически. Из задач технического характера решаются задачи о колебании маятников в среде без сопротивлений (по окружности, циклоиде и на сфере).

Однако главная цель, которую ставит перед собой Ньютон в этой книге, состоит в опровержении вихревой гипотезы Декарта; он доказал, что если бы космическое пространство было заполнено некоторой материальной средой, то она оказывала бы сопротивление движению тел, тогда (точный расчет это доказывал) траектории планет не были бы замкнутыми (отдел четвертый). Но планеты движутся по эллипсам, что подтверждено наблюдениями, т. е. правильны законы Кеплера. Следовательно, рассуждал Ньютон, мировое пространство пусто, гипотеза вихрей неверна.

В четвертом отделе исследуется круговое движение тела в сопротивляющейся среде. В пятом отделе, посвященном гидростатике, выводится ряд свойств несжимаемой жидкости. Затем исследуются свойства сжимаемой жидкости, плотность которой пропорциональна давлению (закон Бойля – Мариотта). Здесь, в частности, выведена барометрическая формула, впервые полученная Галлеем.

Большой интерес представляет шестой отдел, в котором Ньютон исследует качания маятников в сопротивляющейся среде. С одной стороны, Ньютон указал возможность определять с помощью колебаний характеристики сопротивления среды. Но второй, более принципиальной стороной этой проблемы был вопрос об установлении факта пропорциональности веса и массы. Ньютон описывает свои опыты с качаниями маятников, грузы которых были: в одном случае из дерева, в другом – из золота, затем – из свинца. Ньютон пришел к выводу, что вес тел пропорционален их инерции, т. е. массе, независимо от формы и химического состава тел. Этот важнейший физический факт в учении о тяготений позже неоднократно проверяли: в 1828 г. Бессель с большей точностью, а затем Этвеш (в конце XIX в.) с точностью до

Последнее предположение о пропорциональности давления (силы упругости) плотности жидкости есть формулировка закона Бойля –Мариотта для сжимаемой жидкости. Эта формула для скорости звука давала расхождения с данными опытов, чего не мог объяснить Ньютон. Позже Лаплас объяснил это расхождение тем, что процесс распространения звуковой волны не является изотермическим и закон Бойля — Мариотта является упрощением.

Эта книга начинается формулировкой четырех правил умозаключения в физике.

«Правило I. Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений.

«Правило III. Такие свойства тел, которые не могут быть ни усиляемы, ни ослабляемы и которые оказываются присущими всем телам, над которыми возможно производить испытания, должны быть почитаемы за свойства всех тел вообще.

Пропорциональность силы тяготения массе каждого из взаимодействующих тел Ньютон также обосновывал, исходя из явления (опыта). Он вторично указывает, что проделал опыты с маятниками одинаковой длины, грузики которых были из различных материалов. Колебания таких маятников с точностью до одной тысячной оказались изохронными. Это доказывало, что ускорение силы тяжести (проявления силы тяготения на Земле) не зависит от веса, формы и материала колеблющегося грузика, т. е. пропорциональность веса количеству материи – массе тела.

Насколько Ньютон был физиком, указывают два момента этого фрагмента. Он уловил главное отличие силы тяготения от силы магнитного взаимодействия. Даже при низком уровне экспериментальной техники того времени Ньютон был на по
установления правильной количественной закономерности (закона
Кулона) магнитного взаимодействия.

Ньютон предвидел сомнения в реальности тяготения из-за
невозможности обнаружить тяготение между земными телами
(такие сомнения высказывал X. Гюйгенс и другие), он объяснял
это техническими затруднениями: тяготение земных тел во столько раз меньше сил тяжести, во сколько раз масса этих тел меньше массы Земли.

Позже, в 1798 г. Г. Кавендиш отмел такие возражения, пока
зав, как можно с помощью крутильных весов измерять тяготения
между земными телами. Позже этот метод был усовершенствован
и сделался доступным для демонстраций тяготения земных тел
в учебных лабораториях.

Математические начала натуральной философии (лат. Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ) — фундаментальный труд Ньютона, в котором он сформулировал закон всемирного тяготения и три закона Ньютона, заложившие основы классической механики.

Содержание

История написания

В августе 1684 года Галлей приехал в Кембридж и рассказал Ньютону, что они с Реном и Гуком обсуждали, как из формулы закона тяготения вывести эллиптичность орбиты планет, но не знали, как подступиться к решению. Ньютон сообщил, что у него уже есть такое доказательство, и вскоре прислал его Галлею. Тот сразу оценил значение результата и метода, в ноябре снова навестил Ньютона и на этот раз сумел уговорить его опубликовать свои открытия [1] .

10 декабря 1684 года в протоколах Королевского общества появилась историческая запись [1] :

Публикацию предполагалось осуществить на средства Королевского общества, но в начале 1686 года Общество издало не нашедший спроса трактат по истории рыб, и тем самым истощило свой бюджет. Тогда Галлей объявил, что он берёт расходы по изданию на себя. Общество с признательностью приняло это великодушное предложение и в качестве частичной компенсации бесплатно предоставила Галлею 50 экземпляров трактата по истории рыб [2] .

Краткое содержание труда

Законы Ньютона автор сформулировал в следующем виде.

Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние.
Изменение количества движения пропорционально приложенной силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.
Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе, взаимодействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны.

Первый закон (закон инерции), в менее чёткой форме, опубликовал ещё Галилей. Надо отметить, что Галилей допускал свободное движение не только по прямой, но и по окружности (видимо, из астрономических соображений). Галилей также сформулировал важнейший принцип относительности, который Ньютон не включил в свою аксиоматику, потому что для механических процессов этот принцип выводится им как прямое следствие основных постулатов (следствие V):

Относительные движения друг по отношению к другу тел, заключенных в каком-либо пространстве, одинаковы, покоится ли это пространство, или движется равномерно и прямолинейно без вращения.

Ньютон также дал строгие определения таких физических понятий, как количество движения (не вполне ясно использованное у Декарта) и сила. Указано правило векторного сложения сил. Вводится в физику понятие массы как меры инерции и, одновременно, гравитационных свойств (ранее физики пользовались понятием вес).

Далее в книге I подробно рассмотрено движение в поле произвольной центральной силы. Формулируется ньютоновский закон притяжения (со ссылкой на Рена, Гука и Галлея), приводится строгий вывод всех законов Кеплера, причём описаны и неизвестные Кеплеру гиперболические и параболические орбиты.

Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений… Природа ничего не делает напрасно, а было бы напрасным совершать многим то, что может быть сделано меньшим. Природа проста и не роскошествует излишними причинами.

В соответствии со своим методом Ньютон из опытных данных о планетах, Луне и других спутниках выводит закон тяготения. Для проверки того, что сила тяжести (вес) пропорциональна массе, Ньютон провёл несколько довольно точных опытов с маятниками. Подробно изложена теория движения Луны и комет. Объяснены (с помощью теории возмущений) предварение равноденствий и неправильности (невязки) в движении Луны — как известные в древности, так и 7 позднее установленных (Тихо Браге, Флемстид). Приведен способ определения массы планеты, причём масса Луны найдена по высоте приливов.

Критика

Из переписки Лейбница и Гюйгенса:

Лейбниц: Я не понимаю, как Ньютон представляет себе тяжесть или притяжение. Видимо, по его мнению, это не что иное, как некое необъяснимое нематериальное качество.
Гюйгенс: Что касается причины приливов, которую даёт Ньютон, то она меня не удовлетворяет, как и все другие его теории, построенные на принципе притяжения, который кажется мне смешным и нелепым [6] .

Сам Ньютон о природе тяготения предпочитал публично не высказываться, так как экспериментальных аргументов в пользу эфирной или иной гипотезы у него не было, а затевать пустые перепалки он не любил. Кроме того, Ньютон допускал и сверхъестественную природу тяготения:

Критики указывали также на то, что теория движения планет на основе закона тяготения имеет недостаточную точность, особенно для Луны и Марса.

Место в истории науки

Книга Ньютона была первой работой по новой физике и одновременно одним из последних серьёзных трудов, использующих старые методы математического исследования. Все последователи Ньютона уже использовали мощные методы математического анализа. В течение всего XVIII века аналитическая небесная механика интенсивно развивалась, и со временем все упомянутые расхождения были полностью объяснены взаимовлиянием планет (Лагранж, Клеро, Эйлер и Лаплас).

С этого момента и вплоть до начала XX века все законы Ньютона считались незыблемыми. Физики постепенно привыкли к дальнодействию, и даже пытались приписать его, по аналогии, электромагнитному полю (до появления уравнений Максвелла). Природа тяготения раскрылась только с появлением работ Эйнштейна по Общей теории относительности, когда дальнодействие наконец исчезло из физики.

Читайте также: