Последвайте ни във Facebook

Най-големите постижения на Исак Нютон

0
68
Исак Нютон

През 1705 г. известният английски математик и физик Исак Нютон е посветен в рицарско звание от английската кралица Анна. Така роденият в Линкълншир, Англия, гений става първият учен, удостоен с рицарско звание. От гледна точка на постиженията на Нютон, тази чест е само върхът на айсберга в неговата много впечатляваща кариера.

Нютон изучава зрението и поведението на светлината, като прожектира спектър от светлина върху стена. С трудовете си в областта на класическата механика и оптиката английският физик се превръща в много влиятелна фигура в научната общност през втората половина на XVII век. Приносът и изобретенията на сър Исак Нютон го нареждат до такива като Архимед и Аристотел като един от най-великите учени на всички времена.

Кои са основните подвизи, с които Исак Нютон е най-известен? По-долу е представено кратко представяне на основните му постижения.

„Постоянно държа предмета на моето запитване пред себе си и чакам, докато първата зора се отвори постепенно, малко по малко, в пълна и ясна светлина.“
Без съмнение може да се каже, че сър Исак Нютон е най-великият учен на съвременната епоха. Заедно с такива като Рене Декарт, Николай Коперник и Кеплер, Исак Нютон изиграва несравнима роля по време на научната революция.

Исак Нютон обикновено се смята за първия учен, открил смятането

В продължение на доста време в научната общност се водеха разгорещени спорове кой е първият създател на смятането – математиката, която позволява да се измерват скоростите на изменение, площите или обемите на криви линии или повърхности. Редица учени твърдяха, че заслугата трябва да се отдаде на немския математик Готфрид Вилхелм Лайбниц, тъй като той е първият човек, който публикува (през 1684 г.) трудове по смятане. Въпреки че Лайбниц самостоятелно разработва смятането, по-късно се оказва, че Исак Нютон е започнал да работи върху основите на смятането повече от десетилетие преди Лайбниц дори да публикува трудовете си. Следователно Нютон може да се счита за първия, който разработва математиката.

По времето, когато излиза с „Калкулус“, Нютон, както и много други математици от неговата епоха и от миналото, не разполага с математически средства за справяне с движението на планетите и техните елиптични орбити около Слънцето.

Изчисленията, известни тогава като флуксиони, са най-полезни за измерване на непрекъснато състояние на поток и променливи темпове на промяна, преплетени с времето. Класическата геометрия е била недостатъчна за справяне с тези проблеми, включително допирателните към криви и дължините на кривите.

„Истината винаги се намира в простотата, а не в множеството и объркването на нещата.“ – Сър Исак Нютон започва да работи върху математическата теория на смятането около 1665 г. Изчисленията са изключително важни в множество области извън природните науки, включително икономика, мениджмънт и финанси и др.

Изобретател на първия отразяващ телескоп

Пречупващият телескоп е доминиращият телескоп по времето на Нютон. Проблемът с пречупващия телескоп е, че обектите изглеждат малко разфокусирани. Проблемът, известен като „хроматична аберация“, се появявал в резултат на това, че стъклените лещи фокусирали различни цветове на различни разстояния. Нютон се заел да реши този проблем със своя отразяващ телескоп. Вместо да използва огледала, Нютон използва лещи при построяването на своя отразяващ телескоп през 1668 г. Дълъг шест инча, отразяващият телескоп е първият по рода си. Той е бил новаторски в смисъл, че не само е увеличил обектите 40 пъти, но и е премахнал цветните ресни.

Приносът на Нютон към химията

Сър Исак Нютон не само е посветил времето си на изучаване на математика и физика, но се твърди, че е изучавал и химия. Воден от почти същата амбиция като алхимиците от неговото време, Нютон се впуска в търсене на много неуловимата формула, която може да превърне неблагородните метали в злато. Английският учен пали среднощна свещ, преглеждайки много древни книги и текстове в стремежа си да открие еликсира на живота или някакъв вид лекарство, което може да запази хората завинаги млади и здрави. Въпреки че нито една от тези негови цели не се реализира, Нютон все пак успява да създаде редица трудове за киселините. Твърди се, че трудовете му имат огромен принос за развитието на ранната модерна химия.

Има огромен принос за развитието на съвременния научен метод

Историците възхваляват изключително много Исак Нютон за приноса му в развитието на научния метод, който използваме днес. Това е видно от редица негови трудове, които са породени от добре структурирани и щателно планирани експерименти. Той прекарва часове в разглеждане на резултатите и след това прави измервания. Често пъти тези резултати са били стимул за по-нататъшни експерименти. Докато правеше всичко това, той също така записваше в дневника си стъпките, които използваше при провеждането на експериментите. Нютон е бил напълно наясно с ползите, които могат да се извлекат от строгия научен метод, който прилага.

„Ако съм виждал по-далече, то е като стоя на раменете на гиганти.“ Исак Нютон усъвършенства експерименталния метод на Галилей, за да създаде строг научен метод, който се използва и до днес.

Председател на Кралското дружество (1703-1727 г.)

Метеоритният му възход в научния свят започва след изобретяването на мерника и последвалото му представяне пред Кралското общество. След изобретяването на обхвата той получава и повиквателна за обществото. Нютон работи заедно с такива личности като Робърт Хук, изобретател и микроскопист, сър Кристофър Рен, архитект, и британския астроном и математик Едмънд Халей.

На 60-годишна възраст Нютон става председател на Кралското дружество. Той служи в него в продължение на 24 години до смъртта си през 1727 г.

Основни приноси в оптиката

Докато е студент в Кеймбридж (от 1661 до 1665 г.), Нютон проявява силен интерес към изучаването на зрението и поведението на светлината. Тогава 24-годишният Нютон започва да провежда експерименти върху светлината. Целта му е да придвижи напред това, което съществуващата литература за природата на светлината.

Неговите пионерски работи в областта на светлината и цветовете стават известни от статията му, която е изнесена пред Кралското дружество през 1670 г.

Основополагащата работа на Нютон в областта на механичната природа на светлината му позволява да изгради някои от основните стълбове, върху които стъпва съвременната наука, особено в областта на оптиката. Английският учен провежда експерименти, за да открие истинската природа на светлината, като пропуска слънчева светлина през призма. Нютон открива, че бялата светлина е корпускулярна по природа и е хетерогенна. С други думи, гениалният учен е открил, че светлината е съставена от цветовете на дъгата и че когато тези цветове се разделят, те могат да се обединят, за да се получи бяла светлина.

Трите закона за движението на Нютон

Може би най-великият труд на Нютон, трите закона за движението, революционизира разбирането ни за физическата среда. Тези три закона не само обясняват движението на небесните тела като планетите и техните луни, но и се прилагат в много области на нашия живот – от движението на космическите кораби до това как се движи баскетболната топка във въздуха.

„Всеки обект остава в своето състояние на покой или равномерно движение по права линия, освен ако не е принуден да промени това състояние от сили, въздействащи върху него.“
– Първият закон на Нютон гласи, че всеки обект, намиращ се в състояние на равномерно движение, се стреми да остане в това състояние на движение, освен ако към него не се приложи външна сила.

С тези приложения трите закона за движението на Нютон, които са събрани в неговия шедьовър от 1687 г. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Математически принципи на естествената философия), представлява стълб на съвременната наука. В Principia се счита от мнозина за най-важния научен труд на научната революция.

„Промяната на движението на обект е пропорционална на приложената сила и се извършва по посока на правата линия в
която силата е впечатлена.“
– Вторият закон на Нютон за движението гласи, че неуравновесените сили карат обектите да се ускоряват с ускорение, което е правопропорционално на тяхната маса

Нютоновата механика, известна още като класическа механика, хвърля големи прозрения върху това как планетите обикалят около Слънцето; как луните обикалят около своите планети и приливни вълни. Законите остават доминиращи в продължение на около 2 века за обяснение на механиката на космическото пространство до появата на общата теория на относителността на Айнщайн в началото на 20ти век. Независимо от това, Нютоновата механика продължава да бъде много актуална, когато става въпрос за нерелативистки технологии и теории в съвременния свят.

„Две тела, взаимодействащи едно с друго, прилагат една към друга сили, които са еднакви по големина и противоположни по посока.“
-Третият закон за движението на Исак Нютон: За всяко действие има равна и противоположна реакция

Разработва закона за всемирното притегляне

Законът на Нютон за всемирното притегляне и трите закона за движението обясняват основно как функционира Вселената от класическа гледна точка. Известен още като нютонова механика (класическа механика), Нютон разработва математиката, за да установи, че планетарните орбити имат елиптична форма поради налагащата се гравитационна сила на Слънцето.

По-нататък той изказва мнението, че силата на гравитацията не се ограничава само в космическото пространство. Според Нютоновата механика всички частици материя във Вселената привличат всяка друга частица, по този начин гравитационното привличане е свойство на цялата материя.

Казват, че мотивацията му да продължи да работи върху орбиталната динамика идва след неговия колега британски астроном и математик Едмънд Халей (1656-1742). Халей, който по-късно публикува шедьовъра на Нютон Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Математически принципи на естествената философия) през 1687 г., посещава Нютон през 1684 г., за да се поинтересува от планетарните орбити. Взаимодействието на Нютон с Хейли го насърчава да продължи да разработва трудовете си по небесна механика, което на свой ред води до разработването на теорията за гравитацията, а по-късно и на известния шедьовър Principia.

„Всяка частица от материята във Вселената привлича всяка друга частица със сила, която е пропорционална на произведението на техните маси и обратно пропорционална на
квадрат на разстоянието между техните центрове.“
– Законът на Нютон за всемирното привличане. Законът на Нютон за всеобщата гравитация гласи, че две тела се привличат взаимно със сила, която е правопропорционална на произведението на масите им и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях.

Значение на закона на Исак Нютон Principia

Исак Нютон Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Математически принципи на естествената философия), известен също като Principia, се счита за един от най-великите научни трудове на всички времена. Книгата съдържа революционните му три закона за движението, закона за всеобщото притегляне и теорията на смятането.

Най-важното е, че Principia разсея всички останали съмнения относно законите на Кеплер за движението на планетите, както и относно хелиоцентричната природа на Слънчевата система.

Други постижения на сър Исак Нютон

 

През 1705 г. Исак Нютон става първият учен, който е посветен в рицарство. Незнайно за много хора, Исак Нютон всъщност е посветен в рицарство (от кралица Анна) не за научните си постижения и изобретения; вместо това рицарското звание му е дадено за дългогодишната му служба на обществото като управител на Монетния двор.

През 1665 г., в същата година, в която се дипломира в Кеймбридж, Исак Нютон разработва обобщената биномна теорема. Целта на учения е била да се използва за всеки рационален експонент.

Друг значителен принос на сър Исак Нютон към математиката е под формата на тъждествата на Нютон – математическо приложение, което има значение в теорията на групите, комбинаториката и теорията на Галоа, наред с много други.

Той разработва метод, който помага на математиците да намерят много бързо максимума или минимума на дадена функция.

Сър Исак Нютон разработва теорията на цветовете, като посочва, че светлината може да се разглежда като източник на цветово усещане. С други думи, цветът, който виждаме, е продукт на взаимодействие на обекти с вече оцветена светлина. Когато светлинните лъчи попаднат върху ретината на окото, те предизвикват усещането за цвят. Следователно цветът идва от светлината.

От 1669 г. до 1702 г. е вторият Лукасов професор по математика. Той наследява встъпилия в длъжност Исак Бароу (1630-1677 г.), английски християнски теолог и математик.

От 1699 г. до 1727 г. Нютон е магистър на монетния двор. Преди тази длъжност той е управител на Монетния двор за около три години, от 1696 до 1699 г. Като управител на монетния двор той помага за прехвърлянето на Англия от сребърния към златния стандарт.

От 1703 г. до смъртта си през 1727 г. Нютон е председател на Кралското общество.

„Мога да изчисля движението на небесните тела, но не и лудостта на хората.“ – Сър Исак Нютон

Още факти за сър Исак Нютон

  • Докато преподава математика и физика в Кеймбриджкия университет, той създава теория в математиката, наречена безкрайно малко изчисление.
  • Твърди се, че на два пъти е претърпял емоционален срив. Първият е през 1678 г. Вторият се случва през 1693 г. Историците твърдят, че е вероятно емоционалните му проблеми да са се влошили поради отравянето с живак, което претърпял при провеждането на алхимични експерименти.
  • Шедьовърът на сър Исак Нютон Principia е публикуван три пъти: 1687 г., 1713 г. и 1726 г.
  • „Ага-моментът“ на Нютон при разработването на закона за гравитацията настъпва, когато той вижда как една ябълка пада от едно дърво. Поради бубонната чума, която принуждава Кеймбриджкия университет да затвори временно, Нютон се отправя към семейния си дом – имението Уолсторп, Линкълншир, Англия. Смята се, че именно през този период той за първи път се е замислил за закона за всемирното притегляне. Когато видял как ябълката пада, той се зачудил защо тя пада право на земята, а не встрани или нагоре.
  • Сър Исак Нютон умира в Кенсингтън, Лондон, на 31 март 1727 г. Английският учен и пионер на научната революция е на 84 години.
  • Той е погребан в Уестминстърското абатство. Така той става първият учен, погребан там.
  • Неговите теории в областта на математиката и физиката, които мнозина определят като елегантни и интуитивни, са допринесли за съвременната наука повече от тези на всеки друг човек в историята.
  • . Неговите работи в областта на оптиката разкриват, че от многоцветния спектър, създаден от една призма, може да се получи леща и втора призма. Нютон също така показва, че светлината не е проста и хомогенна, а е хетерогенна и сложна. Трудовете на Нютон имат огромен принос в областта на физическата оптика.