Сообщение исаак ньютон биография интересные факты связанные с открытием законов

Обновлено: 02.07.2024

Исаак Ньютон – математик, физик, астроном, механик. Сформулировал закон о всемирном тяготении, автор трех законов механики, вошедших в основу классической механики. Ему принадлежит разработка интегрального и дифференциального исчисления и теория цвета.

Исаака Ньютона считают величайшим светилом научного мира. Он прославился в физике и математике, открыл закон гравитации, движения и исчисления. И это кроме основной деятельности. Родившись в семье неграмотных крестьян, он собственным умом постиг тайны Вселенной, стал одним из создателей классической физики. Отличался скрытностью и замкнутым характером, некоторые свои открытия он так и не продемонстрировал своим современникам.

Детство

Родился Исаак Ньютон 4 января 1643 года (по юлианскому календарю) в деревне Вулсторп, расположенной в графстве Линкольншир в Великобритании. Мальчик родился недоношенным в самый канун Рождества, и потом считал это хорошей приметой. А пока он был хилым и слабым ребенком, у которого было мало шансов на выживание. Его долго не крестили, потому что не были уверены, что он вообще выживет. Однако мальчишка оказался на удивление живучим, он не только выкарабкался, но и сумел дожить до глубокой старости. Ньютон умер в 84, и это было скорее исключением, чем правилом в семнадцатом веке.

Своего отца мальчик не знал, Исаак Ньютон-старший умер за несколько месяцев до рождения сына. Новорожденного назвали в честь отца, достаточно состоятельного и успешного мелкого фермера. После того, как он умер, жена унаследовала поля и лесные угодия с плодородной землей. А еще ей досталась баснословная по тем временам сумма – пятьсот фунтов стерлингов.

Мама мальчика – Анна Эйскоу, вскоре устроила свою личную жизнь. Ее мужем стал богатый священник Варнава Смит, который не питал нежных чувств к своему трехлетнему пасынку. Мать с ее новым мужем переехали в другую деревню, а Исаак остался на попечении бабушки, а потом дяди Уильяма Эйскоу. Вскоре один за другим у Анны и Варнавы родилось трое детей.

Исаак рос разносторонне развитым ребенком. Ему нравилась поэзия, живопись, он трудился над изобретением ветряной мельницы и водяных часов, часами возился с бумажными змеями. Мальчик по-прежнему не отличался богатырским здоровьем и не любил общаться со сверстниками. Вместо веселых игр во дворе он проводил время в уединении, предпочитая заниматься тем, что представляло для него интерес.

В школе Исаак никак не мог подружиться со сверстниками, к тому же часто болел и пропускал занятия. Все это раздражало его одноклассников, и однажды они избили его до полусмерти. Это было большим унижением, и ответить кулаками своим обидчикам Ньютон не мог, потому что никогда не был силачом. Тогда он решил завоевать уважение своим умом.

До этого происшествия Исаак учился очень плохо, из-за чего его не любили учителя. После драки он всерьез взялся за учебу, постепенно приобрел себе славу лучшего ученика. Теперь его все больше интересовала математика, техника и необъяснимые явления в природе.

К шестнадцатилетию старшего сына мать снова овдовела, и ей самой было трудно управляться с хозяйством. Она привезла Исаака в родное поместье, в надежде на то, что он поможет ей вести домашние дела. Но, в то время Ньютон уже был серьезно увлечен конструированием разных механизмов, много читал и даже сочинял стихи.

Мать это очень раздражало, а тут еще друзья и родственники начали уговаривать ее дать согласие на то, чтобы парень продолжал учебу. Так, с помощью школьного учителя мистера Стокса, родного дяди Уильяма Эйскоу и знакомого Хэмфри Бабингтона, Исаак смог в 1661-м окончить школу и стать студентом Кембриджского университета.

Научная карьера

В те времена в Кембриджском университете учили естествознание и философию, опираясь на учения Аристотеля, несмотря на то, что уже было известно об открытиях Галлилея, Коперника и Кеплера. Ньютон много читал, он живо интересовался всеми новинками в мире астрономии, математики, фонетики и оптики. Молодой человек изучал даже теорию музыки, в общем, все, что было новым и попадалось ему под руку. Ему так нравилось это занятие, что он иногда не мог вспомнить, спал ли он, и что ел.

В 1664-м Исаак Ньютон начал самостоятельно трудиться. Он выделил основные проблемы человека и природы, которых насчитывалось сорок пять, и которые никто до него не пытался решить. Биография студента изменилась в том же году, после того, как в его жизни появился талантливый математик Исаак Барроу, преподаватель математической кафедры вуза. Спустя некоторое время Барроу стал учителем Ньютона и по совместительству одним из малочисленных друзей ученого.

Барроу сумел привить Ньютону любовь к математике, он стал серьезно заниматься этой наукой. Вскоре он уже мог похвастаться своим первым открытием в области математики – биноминальным разложением для производного рационального показателя. В это же время Ньютон стал бакалавром.

С 1665 по 1667 годы Исаак жил в родовом поместье в Вусторпе. Тогда Англия находилась во власти бубонной чумы, воевала с Голландией, и поэтому университет закрыли. Однако и дома он не прекращает своих научных изысканий. Основной интерес в те годы для Ньютона представляла оптика. Его интересовал вопрос преодоления хроматической аберрации в линзовых телескопах, и изучение этого явления привело его к открытию дисперсии. Он ставил эксперименты для познания физической природы света. Его опыты и сейчас проводят во многих вузах.

В итоге Исаак открыл корпускулярную модель света, он понял, что это поток частиц, вылетающий из источника света и прямолинейно двигающийся к ближайшему препятствию. Эта модель была очень далека от объективности, но стала основой в классической физике. Именно благодаря ей, потом сформировались современные понятия о физике явлений.

В то же время Ньютон открыл свой самый известный закон – о всемирном тяготении. Однако опубликован он был спустя несколько десятилетий, потому что Ньютона больше интересовал сам процесс, а не слава.

Любители любопытных фактов придерживаются мнения, что в открытии этого закона Ньютону помогло упавшее на голову яблоко. На самом деле ученый долго шел к этому открытию, проделывал опыты, записывал все в журнал.

Результатом долгого и кропотливого труда и стало это открытие. А вот легенда об упавшем на голову ученого яблоке принадлежит перу философа Вольтера.

Биография

Великий ученый имеет достаточно интересную биографию. Будущий математик получил хорошее образование, которое позволило ему сделать много важных открытий.

Происхождение и детство

Исаак Ньютон родился в 1642 году. Будущий ученый появился на свет в деревне Вулсторп, расположенной в графстве Линкольншир. Мальчик с детства был достаточно хилым и слабеньким. Тем не менее, он выжил и умер в почтенном для тех времен возрасте – в 84 года.

Отец мальчика скончался незадолго до его рождения. При жизни он был успешным фермером. Потому после смерти оставил много земли и приличную сумму денег. Мать Исаака в скором времени опять вышла замуж и родила еще троих детей. Женщина посвящала больше времени малышам, потому воспитанием будущего гения вначале занималась бабушка, а затем дядя.

В детские годы Ньютон занимался живописью и поэзией. Он увлекался созданием бумажных змеев и делал первые изобретения. При этом мальчик был весьма болезненным и необщительным. Все свободное время Исаак посвящал своим увлечениям.

Школа

Когда мальчику исполнилось 12 лет, он начал учиться в Грэнтемской школе. Именно там и проявились выдающиеся умственные способности мальчика. В 1659 году мать настояла, чтобы парень вернулся домой и занялся фермерством. Однако благодаря усилиям учителей, которые смогли разглядеть гениальность мальчика, он вернулся в школу.

Колледж

В 1661 году юноша приступил к обучению в Кембридже. В 1664 году Исаак успешно сдал экзамены и получил более высокую студенческую степень. В период обучения он посвящал много времени изучению трудов Коперник и Галилея. Также парня интересовала атомистическая теория Гассенди.

В 1663 году известный ученый Барроу начал читать лекции на математической кафедре. Впоследствии знаменитый математик стал ближайшим другом Исаака. Именно благодаря его работам Ньютон всерьез заинтересовался математикой.

В период обучения в колледже будущий ученый придумал свой главный математический метод, а именно – разложение функции в бесконечный ряд. По результатам обучения Ньютон получил степень бакалавра.

Дорога к науке

Во времена Ньютона система образования в Кембридже была средневековой. В тот период студенты занимались изучением астрономии Аристотеля, однако работы Коперника или Галилея не упоминались. Тем не менее, будущий ученый уже тогда интересовался новыми разработками, хотя астрономия была не единственной сферой его интересов.

В тот же период он стал увлекаться математикой, оптикой, фонетикой. Также Исаак занимался изучением теории музыки. Важным документом того периода считается список научных проблем, которые, по мнению будущего ученого, требовалось решать.

Исаак кратко обозначил то, чем исследователи впоследствии занимались 2 столетия. В список входило больше 40 пунктов. Покровителем Ньютона был известный ученый Барроу, который преимущественно занимался математикой и сразу смог оценить способности юноши. Также исследователь одобрил первое открытие Ньютона, которое стало основой нового математического метода. При этом молодой ученый получил степень бакалавра.

Затем Исаак начал разработку своей основной теории, а именно – закона всемирного тяготения. При этом молодой ученый обобщил информацию своих предшественников. Среди них стоит выделить Декарта, Галилея и Кеплера. При этом в 1665 году ученый вынужден был остановить свои изыскания, поскольку в Англии разгорелась эпидемия чумы. Именно тогда Исаак решил вернуться в Линкольншир. Чтобы продолжать работу, Ньютон взять с собой книги и инструменты.

В тот период он направил свою деятельность на открытие секретов оптики. Исследователь пытался определить, как устранить хроматическую аберрацию линзовых телескопов. Благодаря этому ученый пришел к изучению дисперсии. Суть опытов Исаака заключалась в познании физической природы света. При этом многие из экспериментов ученого по сей день проводят в образовательных учреждениях.

В результате своих работ Ньютону удалось создать корпускулярную модель света. Конечно, она не могла претендовать на полную объективность, но стала основой классической физики. Без этой теории не смогли бы появиться и современные знания о физических явлениях.

Приблизительно тогда же Исаак стал автором своего наиболее известного открытия – закона всемирного тяготения. Но исследования были опубликованы на десятки лет позже, поскольку ученый не стремился прославиться.

В конце 1660 годов Ньютон возвратился в Кембридж, в котором получил статус магистра, комнату и даже группу студентов. При этом преподавание не было сильной стороной ученого, потому его лекции посещали плохо.

В тот же период исследователь придумал телескоп-рефлектор, который позволил ему стать членом королевского общества. Созданное Ньютоном приспособление позволяло делать много астрономических открытий.

Что открыл Исаак Ньютон?

Исаак Ньютон создал много важных законов, которые внесли существенный вклад в развитие современной науки.

Три закона движения Ньютона

Исаак Ньютон придумал 3 закона движения. Они были сформулированы на основе законов планетарного движения, которые разработал Иоганн Кеплер. Законы Ньютона звучали так:

Объект в спокойном состоянии будет оставаться в покое до того момента, как на него повлияет сила, которая не имеет баланса. Объект в движении будет перемещаться с той же скоростью и в таком же направлении, если не столкнется с несбалансированной силой.
Ускорение проявляется в момент влияния силы на массу. Чем больше масса, тем большее количество силы понадобится.
Для каждого действия существует такое же противодействие.

Универсальная гравитация

Важным достижением Ньютона считается закон всемирного тяготения. Он установил, что каждая точка массы притягивает другую силу, которая направлена вдоль линии, пересекающей две точки. Законы гравитации позволяют измерять траектории комет, равноденствий, приливов и других явлений.

Доказательства Ньютона развенчали последние сомнения в отношении гелиоцентрической модели. При этом научное сообщество удостоверилось в том, что Земля не является центром Вселенной.

Всем известна легенда, что Ньютон придумал законы гравитации благодаря яблоку, которое упало ему на голову. Многие люди считают, что эта история является шуточной, а ученый придумал формулу другим способом. Однако в пользу этого рассказа говорят и записи в дневнике Ньютона. Также это подтверждают пересказы современников ученого.

Форма Земли

Ученый считал, что планета Земля образовалась в форме сплющенного сфероида. Впоследствии догадка не нашла подтверждения. Но во времена Ньютона эта информация имела особое значение. Она помогла перевести основную часть научного сообщества с системы Декарта на механику Ньютона.

Оптика

В 1666 году Ньютон все больше внимания уделял оптике. При этом вначале он занимался изучением характеристик света, которые измерял через призму. С 1670 по 1672 год ученый посвятил себя исследованию рефракции света. При этом Исаак демонстрировал, как цветной спектр перестраивается в одиночный белый свет посредством линзы или еще одной призмы.

В результате своих научных изысканий Ньютону удалось понять, что формирование цвета происходит вследствие взаимодействия окрашенных объектов. К тому же он понял, что объектив каждого инструмента страдает вследствие светового рассеивания. Ученому удалось решить проблемы, используя телескоп, оснащенный зеркалом. Его разработку называют первой версией отражающего телескопа. Она положительно повлияла на последующее развитие науки.

Абсолютная температура

Этот показатель также называют термодинамической температурой. Это связано с тем, что речь идет о законе термодинамики. Именно он дает определение температуры. Согласно этой теории, температура тела служит для изменения кинетической энергии частиц веществ, из которых оно состоит. Важно учитывать, что капли материи имеют значительно больше энергии по сравнению с обыкновенной кинетической энергией атомов в блоке.

Реликтовое излучение

Этим термином называют фоновое свечение Большого Взрыва. Его изучение имеет большое значение, поскольку это подтверждает тот факт, что событие действительно имело место.

Ньютон первым придумал вывод о скорости звука в газе. При этом его заключение основывалось на законе Бойля-Мариотта.

Солнечная энергия

В своей фундаментальной работе Ньютон высказал и доказал правильное предположение, что комета обладает твердым ядром. Его испарение под воздействием солнечной энергии формирует обширный хвост. При этом он всегда направляется в сторону, которая противоположна Солнцу.

Тепловая передача

Ньютон посвятил много внимания вопросам тепловой передачи. В результате ему удалось сформулировать важный закон, который получил название Ньютона-Рихмана.

Теорема Бинома

Бином Ньютона представляет собой формулу, которая используется для разложения целой неотрицательной степени суммы двух переменных на отдельные слагаемые. Причем этой формулой пользовались еще индийские и исламские математики.

Однако Ньютон вывел формулу для более общего случая, когда показатели степени представляют собой производное действительное или даже комплексное число. В таком случае бином – это бесконечный ряд.

Ньютон по праву считается величайшим ученым, который сделал много важных открытий. Самыми главными достижениями исследователя считаются сформулированные им физические законы, которые стали основой для последующего развития науки.

Сэр Исаак Ньютон

В биографии Исаака Ньютона упоминается, что ему удалось пережить эпидемию чумы, бушевавшую в странах Европы. В Лондоне тогда погибло около 20% населения.
В разных документах указываются разные даты его рождения, в декабре 1642 или январе 1643 года. Связана эта путаница с тем, что на момент жизни Исаака Ньютона в Англии действовал юлианский календарь, а спустя сотню лет эта страна перешла на григорианский, что повлекло за собой смену дат на две недели.
В современной науке он считается основателем классической физики.
Родился Исаак Ньютон недоношенным и слабым ребёнком, и родители его поначалу даже не верили, что он выживет.
Именно он открыл и сформулировал три важнейших закона механики, получивших обобщённое название законов Ньютона.

Свои достижения Исаак Ньютон иногда демонстрировал учёной публике

В астрономии и математике он разбирался ничуть не меньше, чем в физике, и совершил в этих областях массу важных открытий.
Исаак Ньютон, как известно, открыл закон всемирного тяготения. Но никакое яблоко ему на голову не падало – это всего лишь миф.
В детстве у него не было друзей, так как всё время он проводил за книгами.
Молодой Ньютон нередко конфликтовал с родителями, которые требовали от него разнообразной помощи, но он не желал заниматься ничем, кроме науки.
Уже в детстве он изобрёл водяные часы, весьма точно измерявшие время, и ими пользовалось всё его семейство.

50 интересных фактов о Фёдоре Шаляпине

25 фактов об Андрее Тарковском

Исаак Ньютон в детстве и юности занимался самообразованием. Родители его были фермерами, и они считали чрезмерное его увлечение науками ненужной блажью.
Первое математическое открытие он сделал в 21 год, выведя формулу бинома. Тогда он был студентом в университете.
Немало трудов Исаак Ньютон посвятил оптике, и именно он впервые разделил спектр на 7 цветов – красный, жёлтый, оранжевый, фиолетовый, синий, голубой и зелёный.
В Королевское общество Великобритании молодого учёного приняли после того, как он изобрёл телескоп новой, усовершенствованной конструкции, и продемонстрировал его преимущество перед использовавшимися тогда моделями.
Учёный был убеждён, что его предками были дворяне из Шотландии. Однако, современные исследования биографии Исаака Ньютона показали, что он ошибался, и его род имел крестьянское происхождение.

Ньютон первым сумел разделить свет на цвета спектра

В юном возрасте он сочинял стихи, но в дальнейшем поэзия ему наскучила.
За 5 лет в качестве студента прославленного Кембриджского университета Ньютон совершил такое количество научных открытий, что закончил учёбу уже довольно известным учёным.
Будучи человеком невероятно одарённым, в университете он учился бесплатно, но эту “бесплатность” ему приходилось отрабатывать трудом на благо университета.
Именно Исаак Ньютон доказал, что белый цвет является результатом смешения всех остальных.
Ряд его работ основан на трудах других учёных, таких, как Галилео Галилей и Рене Декарт.

Сэр Исаак Ньютон на заседании Королевского общества

Некоторые свои открытия Исаак Ньютон никогда не публиковал, и публика узнала о них только после его смерти.
На протяжении всей жизни Ньютон всячески избегал славы и известности, испытывая от чрезмерного к себе внимания лишь раздражение.
За заслуги в области разнообразных наук он получил дворянство и рыцарское звание.
Объёмная работа Исаака Ньютона под названием “Оптика” предопределила дальнейшее направление развития этой области физики на несколько сотен лет вперёд.
Приличная часть всех его трудов была посвящена алхимии, но неизвестно, сколько именно – своих изысканий в этой области учёный не публиковал. Сам он в неё верил, хотя позднее алхимия была признана лженаукой. А в личной его библиотеке алхимии было посвящено около 10% всех книг.

20 интересных фактов о спутниках Юпитера

25 интересных фактов об астероидах

На протяжении всей жизни Ньютон оставался очень религиозным человеком.
Много лет он посвятил поискам философского камня, который пытались найти или создать десятки поколений алхимиков до него. Безуспешно, разумеется.
Когда Исааку Ньютону было 20 лет, он составил список из 57 проступков, которые считал самыми тяжёлыми грехами в своей жизни. В частности, он упомянул в нём, что как-то раз в церкви ел яблоко во время службы. А как-то раз он угрожал матери и отчиму спалить их вместе с домом.
В последние годы жизни Исаак Ньютон проводил множество экспериментов, пытаясь создать эликсир бессмертия.
Много лет он был преподавателем в Кембриджском университете, в котором сам некогда учился, но лекции его не пользовались популярностью среди студентов.

Однажды пожар серьёзно повредил лабораторию Ньютона

Был в биографии Ньютона один забавный факт – он регулярно посещал заседания палаты лордов, потому что входил в неё, но никогда не подавал на них голоса. Единственный раз, когда учёный заговорил, он попросил закрыть окно.
Именно он придумал гурт, ребристую поверхность ребра монеты. Сделано это было для того, чтобы лишить мошенников возможности незаметно срезать маленькие кусочки с краёв монет, изготавливавшихся из серебра и золота.
Главным трудом своей жизни Ньютон называл некую книгу богословского содержания, которую, правда, никто так и не успел дописать, потому что рукопись сгорела в пожаре, случившемся в его доме.
Известно, что великий учёный слегка заикался.
Ньютон, сидящий под яблоней, на которой висит яблоко, был первым логотипом компании Apple.

Ньютон под яблоней, но яблоки ему на голову с неё не падали

Он так никогда и не женился, и потомков после себя не оставил, так что его род прервался.
В одном из своих трактатов Исаак Ньютон утверждал, что конец света наступит в 2060 году. Он даже пытался обосновать это утверждение математически, причём его выкладки базировались на тщательном изучении религиозной литературы.
Учёный не отличался крепким здоровьем, что не помешало ему прожить 84 года.
Несмотря на свою религиозность, католическую Церковь Исаак Ньютон считал “мировым диктатором”.
Он верил, что Библия наполнена зашифрованными подсказками, разгадав которые, можно узнать Божий замысел. Ключом к расшифровке этих подсказок Ньютон считал библейский храм царя Соломона, и его анализу он посвятил множество трудов.

35 интересных фактов о Северной Америке

15 интересных фактов о Восточно-Сибирском море

Ньютон тщательно изучал все античные тексты об Атлантиде, и сам писал работы, посвящённые этому мифическому затонувшему материку. В его существование он верил без колебаний.
С возрастом Исаак Ньютон начал страдать от психического расстройства, которое продолжало постепенно усиливаться. Последние годы жизни он провёл, практически не выходя из дома, сочиняя малопонятные мистические трактаты и вообще всячески демонстрируя весьма странное поведение.
С середины 1670-х годов Ньютон прекратил занятия естественными науками, полностью сосредоточившись на алхимии и религии.
На протяжении года с небольшим учёный являлся членом английского парламента.
Ньютон изобрёл устройство, которое назвал самокатом. Это был транспорт вроде дрезины, но ездил он не по рельсам, а по любой гладкой поверхности. В движение он приводился рычагом, которое водителю нужно было двигать туда-сюда.

Сохранившиеся записи Исаака Ньютона

История открытия закона всемирного тяготения уходит далеко в прошлое и связана со множеством великих умов. Среди них Николай Коперник, родившийся почти за 200 лет до того, как закон был сформулирован более точно. Постулат окружён множеством слухов и легенд, начиная с яблока, которое изменило представление о физике того времени, и заканчивая известным соперничеством Ньютона и Роберта Гука, ставивших себя на первое место при ответе на вопрос, кто открыл закон всемирного тяготения.

Сейчас доподлинно неизвестно, что из рассказанного соответствует истине, но некоторые события и факты из задокументированных источников не нуждаются в подтверждении и представляют собой вехи развития знания людей о явлении гравитации.

Как Ньютон открыл закон всемирного тяготения

Говоря о законах классической механики, всегда упоминают сэра Исаака Ньютона. Учёный перевернул виденье своих современников об окружающем их мире и, что самое главное, математически обосновал свои предположения, которые долгие годы после смерти физика не нуждались в доработке.

С его именем связан один из постулатов современной физики, ставший в своё время объектом для множества научных дискуссий, – закон всемирного тяготения, который Ньютон открыл в 1688 году и опубликовал вместе со знаменитыми тремя законами механики, образовавшими фундамент развития науки о движении.

Закон тяготения не был бы настолько привлекательным, если бы описывал только то, как тела падают на землю. В легенде его открытия существует важное уточнение о том, что Ньютон ещё в 1666 году размышлял о движении объектов, в частности Луны. Уже тогда зная, что спутник вращается вокруг Земли, учёный пытался понять причины такого поведения и увидел, как яблоко сорвалось с ветки и приземлилось рядом.

Это и послужило причиной возникновения предположения, что именно воздействие Земли вынуждает тела не зависать без поддержки в воздухе, а Луну двигаться по наблюдаемой траектории. Однако доказать это сразу не удалось: проведя все расчёты, сэр Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения, но из-за несправедливого в тот момент расстояния между спутником и нашей планетой получил слишком большую погрешность, что при его щепетильном характере оказалось неприемлемым. Только спустя 22 года с новыми, более точными цифрами, учёный представил общественности свой закон.

История открытия закона всемирного тяготения

О земном притяжении задумывались ещё в Древней Греции, но большинство предложенных теорий были далеки от действительности. Сам Исаак Ньютон в своей переписке с Эдмундом Галлеем обозначал своими предшественниками французского астронома Исмаэля Буйо (Буллиальда), английского математика Кристофера Рене и английского учёного, проявившего себя не в одной науке, Роберта Гука.

Система Коперника

До 1543 года общепризнанной и неоспоримой полагалась геоцентрическая модель (все планеты и солнце вращаются вокруг земли), сформулированная Птолемеем ещё во II веке, но после того, как книга Коперника была опубликована, научное мировоззрение общества потребовало существенных изменений.

О самом тяготении в сочинении астронома не было речи, но закон Ньютона затрагивает не только Землю, но и Солнечную систему. Поэтому для правильной постановки задачи, посвящённой раскрытию механизма Вселенной (чем, если говорить кратко, занимается физика как наука), важно понимать, что наша планета не является центром мироздания, что и доказал Николай Коперник.

Первые догадки Уильяма Гильберта

Имя Уильяма Гильберта особенно известно в области, изучающей электрические и магнитные явления, что, впрочем, смогло помочь ему прославиться и в механике. Гильберт был одним из первых учёных, кто согласился с Коперником и его картиной мира, но предшественником Ньютона его делает тот факт, что именно Гильберт первым высказал догадку о природе гравитации Земли и Луны.

В посмертной работе физика, изданной в 1603 году, указано предположение учёного, что наша планета и её спутник являются огромными магнитами и поэтому притягиваются друг к другу. Причём в труде указано, что магнитная сила Земли больше из-за разности масс. Такая смелая догадка в общем смысле оказалась справедливой, однако природу взаимодействия Гильберт высказал неверно: он полагал, что движение планет происходит за счёт действия магнетизма.

Три закона Кеплера в открытии закона всемирного тяготения

Первыми эмпирическими соотношениями, приблизившими открытие закона всемирного тяготения, стали законы Кеплера, первые два из которых датированы 1609 годом, а третий – 1618.

Учитель Иоганна Кеплера датский алхимик и астроном Тихо Браге первым провёл точные астрономические наблюдения за движением планет, на основании которых составил таблицу, состоявшую из координат. Получив данное наследие, Кеплер понял, что планеты движутся с определённой закономерностью, и вывел три закона, описывающих идеализированную гелиоцентрическую картину мира.

Первый закон Кеплера утверждает, что все планеты Солнечной системы обращаются вокруг звезды по эллипсу, и одним из фокусов этого эллипса является Солнце.

Второй закон Кеплера гласит, что плоскость движения планет проходит через Солнце и, если засечь одинаковые промежутки времени и провести радиусы от звезды до планеты, они будут занимать одинаковые по величине площади.

Третий закон Кеплера носит математический характер и записывается соотношением:

где T_1,2 – периоды обращения двух планет вокруг Солнца,

a_1,2 – длины больших полуосей орбит этих планет.

Особенность закономерностей Кеплера заключается в том, что уже за полвека до Ньютона он выделил Солнцу главенствующую роль при движении планет, однако теоретически обосновать свой вывод не смог. После первопричину его законов нашёл Ньютон.

Законы падения тел Галилео Галилея (Закон инерции)

Наряду с работой Кеплера эксперименты Галилея по падению тел также подготавливали для Ньютона почву для будущего открытия.

Помимо этого, учёный ввёл новое понятие (которое сегодня называют инерцией), показав, что тело будет покоиться или двигаться равномерно, если на него не воздействуют внешние силы. Через полвека после формулировки этого правила Галилеем Ньютон повторит его в качестве первого закона механики.

Доказательства Роберта Гука

Роберт Гук был учёным, открывшим множество явлений в разных областях физики, химии и биологии. Однако его современники часто вспоминали его как завистливого и склочного человека из-за импульсивного характера и споров об авторстве с другими учёными. Закон всемирного тяготения также стал камнем преткновения для Гука, и в момент его открытия физик заявил, что сформулировал это правило задолго до Ньютона. Частично это правда.

Эдмунд Галлей и его выводы из закона Кеплера

В 1684 году английский астроном Эдмунд Галлей математически доказал обратную пропорциональность силы тяжести и квадрата расстояния, выведя зависимость из третьего закона Кеплера.

Таким образом, всё было готово для точной формулировки теории тяготения Ньютона и её полного математического обоснования.

Решение задачи Исааком Ньютоном

Чтобы вывести окончательный вариант закона всемирного тяготения, Ньютон описал движение Луны вокруг Земли, оперируя радиусами планеты и спутника, а также расстоянием между ними. Важную роль при формировании математической модели играли второй и третий законы механики, к тому времени уже вычисленные Ньютоном.

Интересный факт: гравитационная постоянная G, которая присутствует в современной формуле закона притяжения, не была явно вставлена учёным в выведенный им закон. Более того, она отсутствовала в трудах физиков до XIX века.

Определение значения гравитационной постоянной

В 1798 году Генри Кавендиш при помощи крутильных весов, созданных Шарлем Кулоном, провёл эксперимент, пытаясь вычислить среднюю плотность Земли. Его установка представляла собой коромысло с двумя небольшими шарами на концах, к которым в ходе опыта подводили по шару большего размера. Из-за гравитационного воздействия между телами коромысло установки отклонялось на некоторый угол, что фиксировалось оптическими приборами. Это значение и величина упругости нити, держащей коромысло, позволили определить силу притяжения между шарами, а после и коэффициент пропорциональности, до этого момента неизвестный.

В результате своего эксперимента Генри Кавендиш рассчитал, что гравитационная постоянная равна G = 6,754∙10 -11 м 3 / (кг∙с 2 ). Сегодня это значение вычислено с большей точностью: G = 6,67384∙10 -11 Н∙м²·кг −2 .

Вычисление коэффициента пропорциональности стало одним из многочисленных применений закона тяготения.

Краткая биография великого английского учёного Исаака Ньютона

Исаак Ньютон родился 4 января 1643 года. Так как отец мальчика, в честь которого он и был назван, погиб до его рождения, мать будущего учёного обзавелась новой семьёй, оставив сына на попечение родственников. Ньютон рос болезненным, но мечтательным ребёнком, уже в детском возрасте проявив любовь к чтению и разработке простых игрушек. Однако в первое время в школе мальчик плохо учился, и только случай помог изменить его отношение к учёбе. Будучи слабым ребёнком, Ньютон подвергся нападению со стороны своих одноклассников и, понимая, что едва ли сможет одолеть их физически, решил превзойти обидчиков умом.

Так, в 1661 году Исаак Ньютон стал студентом Колледжа Святой Троицы, находящегося под попечением Кембриджского университета, впоследствии связав с ним более 30 лет жизни. В период чумы, царствовавшей в Англии с 1665 по 1667 годы, Ньютон вернулся в домой, и, как после утверждал сам учёный, именно в этот период он сделал большую часть своих научных открытий.

В 1668 году после возвращения в колледж Исааком Ньютоном была получена магистерская степень, и он стал преподавателем в своей альма-матер. В последующие годы физик глубоко увлёкся алхимией, математическим анализом и проводил оптические опыты, и ему удалось изобрести телескоп-рефлектор, усовершенствованные версии которого помогли открыть многие астрономические объекты.

Ньютон был замкнутым, нелюдимым человеком, не любившим делиться своими научными результатами из-за споров и дискуссий, в которые его постоянно норовили втянуть. Зимой 1677 года в его доме случился пожар, в связи с чем сгорела большая часть его рукописных работ, а в мае того же года умер его друг Исаак Барроу, что стало невосполнимой утратой для учёного, которому за всю жизнь удалось сблизиться только с несколькими людьми.

Интересный факт: трудясь при дворе, физик смог придумать технологию чеканки, позволяющую минимизировать подделки. Новизна заключалась в отделке гуртов у монет маленькими линиями, что используется и сегодня.

В 1703 году Королевское общество выбрало Ньютона президентом, а в 1705 году королева Великобритании Анна даровала ему титул сэра, который был впервые присвоен за научные достижения.

Сэр Исаак Ньютон умер 31 марта 1727 года. Современники описывали, что в похоронах участвовал весь Лондон.

Вопрос о том, как был открыт закон всемирного тяготения, только на первый взгляд кажется простым. На самом деле его ответ скрывает в себе многолетний труд множества учёных, которые постепенно делали возможным данное открытие.

Читайте также: