Биография

Исак Нютон е роден във фермерско семейство на 04.01.1643 г. Няколко месеца преди раждането му баща му умира. Майка му, опитвайки се да уреди личния си живот, се премества в града и оставя малкия си син при баба му на село.

След като завършва началното училище, младежът продължава обучението си в училището в град Грантъм. Там той живее в къщата на фармацевта Кларк и проявява интерес към химията.

На 19-годишна възраст Нютон постъпва в Тринити Колидж, Кеймбриджския университет. Талантливият студент е много беден и трябва да изпълнява задълженията на слуга в колежа, за да плати обучението си. Учител на Нютон е известният математик Исак Бароу. След като завършва университета, Исак Нютон получава бакалавърска степен през 1665 г. Но през същата година епидемия от чума връхлита Англия и Исак трябва да се върне в родното си село Уулсторп.

През този период се раждат идеите му за най-важните открития в математиката и физиката, които го довеждат до създаването на диференциално и интегрално смятане, до изобретяването на огледален телескоп, до откриването на закона за всемирното привличане, тук той провежда и експерименти върху разлагането на светлината.

Нютон се завръща в Кеймбридж само две години по-късно. Скоро младият мъж получава магистърска степен и започва да преподава в колеж. Година по-късно професорът по математика Нютон ще оглави катедрата по физика и математика.

Брилянтният учен продължава опитите си в оптиката. През 1671 г. той конструира първия огледален телескоп, който впечатли не само учените, но и краля. Това отвори пътя за физиката към Английската академия на науките.

В университета Нютон е работи върху изучаването на законите на движението и структурата на Вселената. „Математически принципи на естествената философия“ (накратко „Принципи“) е основното произведение на живота му. „Началата“ съчетават различни науки. Основи на механиката в класическа форма. Теоретичен поглед върху движението на небесните тела. Обяснение на приливи и отливи и научна прогноза за няколко века напред.

Нютон е амбициозен учен. Между него и саксонския учен Лайбниц възниква истински спор за правото на откривател в областта на диференциалното и интегралното смятане. Спорът продължава много години.

Нютон е назначен за управител на държавния монетен двор и се премества в Лондон. Бизнесът с монети под негово ръководство е поставен в ред. Удостоен е с престижното звание майстор. Това завинаги слага край на ограниченото материално положение на учения, но го отчуждава от науката.

Нютон е избран за член на Лондонското кралско общество, което оглавява през 1703 г., като става негов президент. Той служи на този пост в продължение на четвърт век.

През 1705 г. се случва още едно запомнящо се събитие. Кралица Ана посвещава в рицар Нютон. Сега почетният учен трябва да се казва „Сър“.

И така, момчето, в чиято съдба е записано, че е фермер, не с най-добро здраве, става велик учен, признат достатъчно рано и живее 83 години.

Великият учен е погребан в Уестминстърското абатство в Лондон.

Цитати от Нютон

"Това, което знаем, е капка, това, което не знаем, е океан."

"Истината винаги се намира в простотата."

"Никога не е правено голямо откритие без смело предположение преди това."

"Ако съм стигнал далеч в живота си, то е, защото стъпвах върху раменете на гиганти."

Постижения на Нютон

Математика

Един от най-значимите приноси на Нютон към математиката е разработването на математически анализ, което той прави независимо от Готфрид Лайпниц. Математическият анализ е дял от математиката, който се занимава с темповете на изменение и наклоните на кривите. Той е мощен инструмент, използван в различни области - от физиката до инженерството и финансите. Работата на Нютон върху анализа революционизира математиката и прави възможни много съвременни разработки в тази област.

Нютон има значителен принос и в изучаването на диференциалните уравнения, които са уравнения, включващи производните на дадена функция. Той разработва методи за решаване на тези уравнения, които се използват и днес.

Нютон има важен принос в изучаването на безкрайните редици, които са суми от безкраен брой членове. Той разработва методи за намиране на сумата на безкрайните редици и доказва, че някои безкрайни редици се схождат с крайна стойност, докато други се отклоняват до безкрайност.

Първият 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.

Телескопът на Нютон

Закон за гравитацията

Законът на Нютон за всеобщото привличане описва гравитационното взаимодействие между две масивни тела. Той е част от класическа механика и е формулиран за пръв път във фундаменталния труд на Нютон Математически начала на натурофилософията, публикуван за пръв път на 5 юли 1687 г. В съвременната си формулировка законът гласи следното:

Всяка материална точка привлича всяка друга материална точка със сила, насочена по правата, пресичаща двете точки. Тази сила е пропорционална на произведението от двете маси и обратно пропорционално на квадрата на разстоянието между материалните точки, или казано по друг начин:

„Всички тела във Вселената се привличат със сила F, която е правопропорционална на произведението от масите на телата (m1 и m2), и обратнопропорционална на квадрата от разстоянието (r) между тях“: $$ F=G{{m_1m_2}\over{r^2}}$$ където:
F е величината на силата на привличане между двете материални точки,
G е гравитационната константа,
m1 е масата на първата материална точка,
m2 е масата на втората материална точка,
r е разстоянието между двете материални точки.

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. 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. Principia се счита от мнозина за най-важния научен труд на научната революция.

Първи закон

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.

Втори закон

Вторият закон на Нютон за движението гласи, че неуравновесените сили карат обектите да се ускоряват с ускорение, което е правопропорционално на тяхната маса

Трети закон

Третият закон на Нютон гласи, че всяко действие има равно по големина и противоположно по посока противодействие.

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.

Метод на Нютон

Методът на Нютон е алгоритъм, използван за намиране на приблизителни стойности на корените на реални функции. Той използва поредица от последователни все по-точни приближения, до достигане на търсената точност на решението. Започва се със стойност, относително близка до истинското решение. Функцията се замества с нейната тангента в тази точка и се изчислява стойността на аргумента, при която тангентата пресича нулевата линия. Тази точка се приема за нова изходна стойност и методът се повтаря итеративно.

f(x) =