Законы Вселенной Исаака Ньютона

Простые законы объяснят устройство Вселенной

В 1665 году многие города Британии постигла беда — эпидемия чумы. Люди умирали тысячами, а выжившие в страхе бежали из городов. Ньютону повезло. Он уехал на семейную ферму в маленькой деревушке Вулсторп в Линкольншире. Здесь он совершил несколько величайших научных открытий в истории.

Знаменитая легенда о Ньютоне гласит, что секрет гравитации он открыл благодаря упавшему яблоку

В этом деревенском домике в канун Рождества 1642 года родился Исаак Ньютон. Мать надеялась, что он станет фермером, но с этим у Ньютона вышло не очень.

Ньютон вывел три закона движения. Первый гласит, что движущееся тело сохраняет одну и ту же скорость и направление, если на него не действуют посторонние силы. Представьте, что вы ударили по мячу. Он хочет лететь по прямой, но гравитация тянет его вниз, а сопротивление воздуха тормозит. Второй закон утверждает, что скорость тем выше, чем больше приложенная сила. Чем сильнее ты ударишь по мячу, тем дальше он улетит. Третий закон состоит в том, что объект, который толкают или тянут, с той же силой тянет или толкает в ответ. То есть нога приложила силу к мячу, но мяч давит на ногу с той же силой — и ты чувствуешь ее при ударе.

Этот портрет Ньютона в возрасте 46 лет был написан спустя 2 года после публикации его самых важных открытий. Необычно то, что на картине Ньютон изображен не в парике, а с собственными волосами.

Затем Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения. Он понимал, что эти физические законы относятся ко всем телам во Вселенной. Между тобой и Землей действует сила притяжения. Помимо этого, тебя притягивает и Солнце, и все остальные планеты. Но после прыжка ты падаешь на Землю, а не на Солнце, потому что притяжение Земли сильнее, ведь она гораздо ближе.

Ньютон нашел применение законам. Он записал их в виде формул и потом проверил, изучая Луну и планеты. Он предсказал, как эти тела будут двигаться в будущем. Как говорил сам Ньютон, он открыл «учение о строении системы мира».

При помощи призмы Ньютон разложил белый свет на спектральные цвета. Он выбрал число семь и выделил известные нам цвета радуги, с той разницей, что цвет между голубым и фиолетовым он назвал индиго.

Его интересовали и другие явления, к примеру свет. Он обнаружил, что белый свет можно разложить на цветные составляющие при помощи куска стекла особой формы — призмы. Оказалось, что, смешав те же цвета воедино, можно снова получить белый цвет.

Ребенком Ньютон мастерил технические игрушки (часы, мельницы). У местного аптекаря он учился секретам врачевания. В 19 лет будущий ученый поступил в Кембриджский университет, где и провел почти всю жизнь. Там он изучал тайны света, движения и математики. Своими открытиями Ньютон делился с узким кругом друзей.

Про Ньютона ходит много невероятных историй. Якобы его собака опрокинула свечу на его рабочем столе и подожгла его работы. Или что он пропилил большую дыру в двери, чтобы в нее могла проходить собака, и отверстия поменьше — для ее щенков.

Но однажды, в 1684 году, к Ньютону за помощью обратился астроном и математик Эдмонд Галлей. Вместе с коллегами они уже давно и безуспешно пытались вывести математическую формулу, описывающую орбиты планет. Ньютон эту задачу решил много лет назад. Галлей был так впечатлен, что оплатил издание книги Ньютона «Начала». В книге разъяснялись законы движения и показывалось, как эти законы можно применить при расчете движения любых объектов, на которые воздействуют силы (включая притяжение). Чтобы вывести эти законы, Ньютон применял дифференциальное и интегральное исчисления, но, охраняя свой секрет, объяснял он их в книге через более громоздкие геометрические примеры.

С этого момента Ньютон стал знаменитым. Он вступил в Королевское общество, прообраз Академии наук, и позже стал его президентом. В 1704 году он опубликовал свои работы по преломлению света во второй своей книге, «Оптика». Королева Анна посвятила его в рыцари — редкая честь для ученого. До него ее удостоился лишь Фрэнсис Бэкон, и было это больше 100 лет назад.

Эта книга Ньютона — одна из самых важных в истории человечества. Заглавие ее в переводе с латыни означает «Математические начала натуральной философии».

Ньютон также возглавил Королевский монетный двор, где чеканились британские деньги. Эта должность хорошо оплачивалась и не подразумевала особых забот — скорее награда за научные достижения. Но в те времена люди стачивали края монет, и драгоценного металла в них оставалась лишь половина от положенного. Преступники — их называли фальшивомонетчиками — изготовляли поддельные деньги. Ньютон боролся с этими нарушениями, он даже сам выдавал себя за фальшивомонетчика, чтобы поймать жуликов!

Ньютон был умелым ремесленником. Он не только создал телескоп, но и сам изготовил все необходимое для этого оборудование.

Вклад в физику

• Вывел физические законы, которым подчиняется движение небесных тел и обычных предметов;
• Изобрел дифференциальное исчисление  — раздел математики, полезный для описания изменчивых процессов, например движения;
• Создал новый тип телескопа — с вогнутым зеркалом ( большинство крупнейших телескопов мира сегодня зеркальные.

Ньютон объяснил, как белый свет разлагается на цвета радуги. Он объяснил движение планет и существование приливов и отливов.

Друзья и враги Ньютона

Ньютон мог быть хорошим другом, но и врагов он наживал легко.

Без настойчивости, финансирования и подбадривания своего друга Эдмонда Галлея Ньютон, вероятно, так никогда бы и не написал «Начал».

Джон Флемстид, королевский астроном, не давал разрешения на использование своих результатов наблюдения за Луной для проверки теорий Ньютона. Тот все равно использовал данные Флемстида, и ученые стали злейшими врагами.

Готфрид Лейбниц независимо от Ньютона разработал интегральное и дифференциальное исчисление. Ньютон же решил, что Лейбниц украл его идеи, и ожесточенные споры не стихали до самой смерти Лейбница.