Ньютон Исаак

Сэр Исаак Ньютон (sir Isaac Newton, 25 декабря 1642 — 20 марта 1727 по юлианскому календарю, действовавшему в Англии до 1752 года; 4 января 1643 — 31 марта 1727 по григорианскому календарю) — английский физик, математик и астроном, один из создателей классической физики. Автор фундаментального труда «Математические начала натуральной философии», в котором он изложил закон всемирного тяготения и три закона механики, ставшие основой классической механики. Разработал дифференциальное и интегральное исчисления, теорию цвета и многие другие математические и физические теории.

Окончил Кембриджский университет (Тринити-колледж, 1665), в 1668 получил степень магистра, профессор Кембриджского университета (1669-1701), член (1672) и президент (1703) Лондонского королевского общества, иностранный член Парижской академии наук (1699), смотритель (1695) и директор (1699) Монетного двора.

Научные интересы Ньютона сформировались в 1661-69 годах, а существенную часть своих научных открытий Ньютон сделал, уединившись в родном доме в Вулсторпе во время эпидемии чумы 1665-67 годов. Свои важнейшие труды он написал, работая в Кембридже, а после переезда в Лондон занимался упорядочиванием английского монетного дела, а также подготовкой к публикации своих ранее написанных работ.

Ньютон, одновременно с Г.Лейбницем, но независимо от него, создал дифференциальное и интегральное исчисление, которое стало мощным средством решения новых задач, ставших перед естествознанием в XVII веке. Концепции И.Ньютона и Г.Лейбница были различны. Лейбниц придерживался более абстрактной концепции, ставшей исходной для развития чистого анализа. Ньютон же рассматривал математику в первую очередь как способ решения физических проблем. Эта связь математических и физических исследований ярко проявилась в его методе флюксий. Уже в 1665-66 годах Ньютон выработал для нужд основные идеи этого метода, исходя преимущественно из работ Б.Кавальери, Ж.Роберваля, П.Ферма, Дж.Валлиса, Э.Торричелли, Дж.Грегори и своего учителя И.Барроу. В это же время он открыл взаимно обратный характер операций дифференцирования и интегрирования, а также сделал фундаментальные открытия в области бесконечных рядов. Уже в первой своей работе по анализу «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов», написанной в 1669 и опубликованной в 1711 году, Ньютон дал метод вычислений и изучения функций (приближение частными суммами бесконечных рядов), который имел впоследствии огромное значение для развития анализа. На этой основе Ньютон получил ряды для функции y=ln(1+x) и арксинуса, а затем нашёл разложения в ряды показательной и тригонометрических функций. В 1670-71 Ньютон изложил созданные им дифференциальное и интегральное исчисления в сочинении «Метод флюксий» (опубликованном в 1736), четко сформулировав в математических и механических терминах обе взаимно обратные задачи анализа и применив свои методы к большому количеству геометрических задач (на касательные, кривизну, экстремумы, квадратуры, спрямления и др.). Большое внимание в этом сочинении уделено также интегрированию обыкновенных дифференциальных уравнений, кроме того были решены некоторые задачи вариационного исчисления. Работа Ньютона «Математические начала натуральной философии», создававшаяся в течение 20 лет, проникнута духом новых исчислений, выявляет всё их могущество в изучении природы и умение Ньютона их применять.

Вклад И.Ньютона в математику не исчерпывается дифференциальным и интегральным исчислением. В алгебре ему принадлежат метод численного решения алгебраических уравнений (метод Ньютона), теоремы о симметрических функциях корней уравнений, об отделении корней, о приводимости уравнений и др. В геометрии — развитая теория конических сечений, необходимая для изучения движения планет и комет, теория и классификация кривых третьего порядка, способы построения кривых второго и третьего порядка по различным данным. Ньютон решил задачу о проведении через n+1 точку параболической кривой n-го порядка и предложил интерполяционную формулу, названную его именем.

Достижения Ньютона в механике были подготовлены работами Г.Галилея, Х.Гюйгенса, Р.Гука, Дж.Борелли и др. учёных. В «Математических началах натуральной философии» Ньютон свёл все известные до него и все найденные им закономерности движения и действия сил в одну дедуктивную систему. Установив несколько основных законов механики (закон инерции, закон движения (второй закон Ньютона), закон о равенстве действия и противодействия), он вывел из них все другие законы механики. Открыв закон всемирного тяготения, Ньютон назвал ту общую силу (гравитационную), которая служит причиной таких разнообразных явлений, как падение тел, вращение Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца, движение комет, морские приливы и др. Этот закон он обосновал всеми известными в то время астрономическими фактами. Ньютон указал метод определения массы Солнца и планет и с хорошей точностью вычислил массу Луны. Ньютон также дал строгие определения таких физических понятий, как количество движения и сила. Он ввёл в физику понятие массы как меры инерции и гравитационных свойств.

 Важно отметить, что Ньютон предложил не просто формулу закона всемирного тяготения, но целостную математическую модель, включающую закон тяготения, закон движения (второй закон Ньютона) и система методов для математического исследования (математический анализ). Позднее математизацию классической механики завершили Л.Эйлер и Ж.Лагранж.

Ньютон сделал фундаментальные открытия в оптике, в частности выяснил причину рассеяния света, показал, что белый цвет раскладывается на цвета радуги вследствие различного преломления разных цветов при прохождении через призму. Эти исследования привели Ньютона к изобретению первого зеркального телескопа (1688). Он изучал также дифракцию, поляризацию и интерференцию света.

В честь Ньютона названа единица силы в Международной системе единиц — ньютон. Именем Ньютона названы кратер на видимой стороне Луны и кратер на Марсе, центр математических исследований в Кембриджском университете.