Ранняя жизнь Исаака Ньютона - Early life of Isaac Newton

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) Эта статья возможно содержит оригинальные исследования. Пожалуйста Улучши это к проверка заявленные претензии и добавление встроенные цитаты. Заявления, содержащие только оригинальные исследования, следует удалить. (Май 2019) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) Эта статья написано как личное размышление, личное эссе или аргументированное эссе который излагает личные чувства редактора Википедии или представляет оригинальный аргумент по теме. Пожалуйста помогите улучшить это переписав его в энциклопедический стиль. (Май 2019) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) В нейтралитет этой статьи оспаривается. Соответствующее обсуждение можно найти на страница обсуждения. Пожалуйста, не удаляйте это сообщение, пока условия для этого выполнены. (Май 2019) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Сэр Исаак Ньютон, 46 дюймов Годфри Кнеллер Портрет 1689 года.

Следующая статья является частью биографии Сэр Исаак Ньютон, английский математик и ученый, автор Principia. На нем изображены годы после рождения Ньютона в 1642 году, его образование, а также его ранний научный вклад до написание своей основной работы, то Principia Mathematica, в 1685 г.

Рождение и образование

Исаак Ньютон родился Рождество День, 25 декабря 1642 г. Старый стиль (это было 4 января 1643 г. Григорианский календарь, который сейчас используется)^[1] в Усадьба Вулсторпов в Woolsthorpe-by-Colsterworth, а Гамлет в графстве Линкольншир. (На момент рождения Ньютона Англия не приняла григорианский календарь, и поэтому его дата рождения была записана как 25 декабря, согласно Юлианский календарь.)

Ньютон родился через три месяца после смерти своего отца, преуспевающего фермера, которого также звали Исаак Ньютон. Его отца описывали как «дикого и экстравагантного человека». Родившийся преждевременно Исаак был маленьким ребенком; его мать Ханна Эйскоу, как сообщается, сказала, что он мог бы поместиться в кварта кружка. Когда Ньютону было три года, его мать снова вышла замуж и переехала жить к своему новому мужу, преподобному Барнабусу Смиту, оставив сына на попечение его бабушки по материнской линии, Марджери Эйскоу. Молодой Исаак не любил своего отчима и питал некоторую враждебность к своей матери за то, что она вышла за него замуж, о чем свидетельствует эта запись в списке грехов, совершенных до 19 лет: «Угрожая отцу и матери сжечь их и дом над ними. "^[2] Позже его мать вернулась после смерти мужа.

С 12 до 17 лет Ньютон жил с Уильям Кларк, аптекарь, в Grantham, где он заинтересовался химией. Живя с семьей Кларк, Ньютон получил образование в Королевская школа, Грэнтэм (где его подпись все еще можно увидеть на подоконнике библиотеки). Он тратил большую часть своего времени на самостоятельные занятия и плохо учился в школе.^{[3][4][нужен лучший источник ]} Его отстранили от школы, и к октябрю 1659 года его можно было найти в Вулсторп-бай-Колстеруорте, где его мать, к тому времени овдовевшая во второй раз, попыталась сделать из него фермера. Он ненавидел сельское хозяйство.^[5] Генри Стоукс, учитель Королевской школы, убедил свою мать отправить его обратно в школу, чтобы он мог завершить свое образование. Он сделал это в возрасте восемнадцати лет, получив замечательный итоговый отчет.

Рукописные свидетельства показывают, что самое раннее известное произведение Ньютона, латинский разговорник, а также первая найденная в его руке буква, адресованная «любящему другу», были скопированы из неопубликованной версии работы по латинской педагогике. Уильям Уокер, школьный учитель и ректор, чье знакомство с Ньютоном задокументировано с 1665 года. Это предполагает раннее влияние школьного учителя на натурфилософа, когда он был еще школьником. ^[6]

В июне 1661 г. он был принят в Тринити-колледж, Кембридж как сизар - своего рода работа-учеба.^[7] В то время учение колледжа основывалось на учении Аристотель, которого Ньютон дополнил современными философами, такими как Декарт и астрономы Такие как Коперник, Галилео, и Кеплер. В 1665 г. он открыл обобщенное биномиальная теорема и начал развивать математическую теорию, которая позже стала исчисление бесконечно малых. Вскоре после того, как Ньютон получил ученую степень в августе 1665 года, университет закрылся в качестве меры предосторожности против Великая лондонская чума. Хотя он и не был примечательным студентом Кембриджа,^[8] Частные исследования Ньютона в его доме в Вулсторпе в течение следующих двух лет привели к развитию его теорий по исчислению, оптике и закону гравитации. В 1667 году он вернулся в Кембридж как член Тринити.^[9]

Ньютон заявил, что когда он купил книгу по астрология в Ярмарка Stourbridge недалеко от Кембриджа, он не мог из-за своего незнания тригонометрия, чтобы понять фигуру неба, нарисованную в книге. Поэтому он купил английское издание Евклида Элементы который включал указатель предложений, и, обратившись к двум или трем, которые, по его мнению, могли бы быть полезными, нашел их настолько очевидными, что отклонил их «как пустую книгу» и занялся изучением Рене Декарт ' Геометрия. Сообщается, что на экзамене на стипендию в Тринити, куда он был избран 28 апреля 1664 г., он был исследован в Евклиде доктором Исаак Барроу, который был разочарован незнанием Ньютоном предмета. Ньютона убедили прочитать Элементы снова с осторожностью и сформировал более благоприятное мнение о достоинствах Евклида.^[10]

Исследование Декарта Ньютоном ' Геометрия похоже, вдохновило его на любовь к этому предмету и познакомило с высшей математикой. В маленьком банальная книга от января 1664 г. есть несколько статей о угловые секции, а возведение кривых в квадрат и «кривые линии, которые можно возвести в квадрат», несколько расчетов о Музыкальные ноты, геометрические предложения из Франсуа Виет и Франс ван Скутен, аннотации из Джон Уоллис с Арифметика бесконечностей, вместе с наблюдениями по преломление, на шлифовку «сферических оптических стекол», на погрешности линзы и метод их исправления, и на извлечение всех видов корни особенно те, кто находится «в затронутых державах». В этой же книге следующая запись, сделанная самим Ньютоном много лет спустя, дает дальнейший отчет о характере его работы в период, когда он был студентом:

4 июля 1699 года. Просматривая отчет о моих расходах в Кембридже за 1663 и 1664 годы, я обнаружил, что в 1664 году, незадолго до Рождества, я, будучи тогда старшим Софистером, купил Schooten's Разное и Карт Геометрия (прочитав это Геометрия и Отреда Клавис очистил более полугода назад), и заимствовал работы Уоллиса, и, следовательно, сделал эти примечания из Скутена и Уоллиса зимой между 1664 и 1665 годами. В это время я нашел метод бесконечных рядов; а летом 1665 г., будучи вынужденным из Кембриджа из-за чумы, я вычислил площадь Гипербола в Бутби в Линкольншире - до двух и пятидесяти цифр тем же способом.

То, что Ньютон, должно быть, рано начал проводить тщательные наблюдения за природными явлениями, показывают следующие замечания о гало, которые появляются в его книге. Оптика, книга ii. часть iv. набл. 13:

Подобные короны иногда появляются вокруг луны; ибо в начале 1664 года, 19 февраля, ночью я увидел вокруг нее две такие Короны. Диаметр первого, или самого внутреннего, был около трех градусов, а второго - около пяти с половиной градусов. Затем около Луны был белый круг, а затем около него внутренняя Корона, которая была синевато-зеленой внутри белой и желтой и красной снаружи, а затем около этих цветов были синим и зеленым внутри. внешней короны и красный цвет на внешней стороне. В то же время, примерно в 22 градусах 35 футов от центра Луны появился ореол. Он был эллиптическим, и его длинный диаметр был перпендикулярен горизонту, граничащий ниже самого дальнего от Луны.

Он сформулировал три закона движения:

• Каждый объект в состоянии равномерного движения стремится оставаться в этом состоянии движения, если к нему не приложена внешняя сила.
• Связь между массой объекта м, его ускорение а, а приложенная сила F является F = ма. Ускорение и сила являются векторами (на что иногда указывает их символы, отображаемые наклонным жирным шрифтом); в этом законе направление вектора силы совпадает с направлением вектора ускорения.
• На каждое действие есть равная и противоположная реакция.

Академическая карьера

В январе 1665 г. Ньютон получил степень Бакалавр искусств. Назначенные лица (вместе с прокторами Джоном Слейдом из Кэтрин Холл, Кембридж, и Бенджамин Пуллейн из Тринити-колледжа, наставника Ньютона), чтобы исследовать вопросы^{[требуется разъяснение ]} мы Джон Экхард Кэтрин Холл и Томас Гиппс Тринити-университета.^{[требуется разъяснение ]} Это любопытная случайность^{[согласно кому? ]} что у нас нет информации о соответствующих заслугах кандидатов на ученую степень в этом году, поскольку «ordo Senioritis» бакалавров искусств за год опущен в «Книге благодати».

Предполагается^{[кем? ]} что именно в 1665 году метод fluxións (его срок вариационное исчисление ) впервые пришло в голову Ньютону. Есть несколько бумаг, написанных почерком Ньютона и датированных 1665 годом.^{[11][нужен лучший источник ]} и 1666, в котором описан способ, в некоторых из которых пунктирные или пунктирные буквы используются для обозначения потоков (т. е. производных), а в некоторых из которых метод объясняется без использования пунктирных букв.

И в 1665, и в 1666 году Тринити-колледж был уволен по причине Великая лондонская чума. В каждом случае, как показывают записи в «Заключительной книге» колледжа, датированные 7 августа 1665 г. и 22 июня 1666 г., и подписанные директором колледжа доктором Пирсоном, все стипендиаты и ученые, которые были уволенным из-за эпидемии будет разрешен один месяц общинной выплаты.^{[требуется разъяснение ]}

Ньютон, должно быть, бросил колледж до августа 1665 года.^{[согласно кому? ]}, так как его имя не фигурирует в списке тех, кто получил дополнительные льготы по этому случаю, и он сам говорит нам в отрывке из уже цитированной им обычной книги, что он был «изгнан из Кембриджа из-за чумы» летом того же года. год. Он был избран членом своего колледжа 5 октября 1667 года. Было девять вакансий, одна из которых была вызвана смертью Авраам Коули прошлым летом, и девять успешно сдавших экзамены кандидатов имели одинаковую академическую успеваемость. Через несколько недель после его избрания общение Ньютон уехал в Линкольншир и не возвращался в Кембридж до февраля следующего года. В марте 1668 г. он взял свой М.А. степень.

В период с 1666 по 1669 годы исследования Ньютона были очень разнообразными. Он купил призмы и линзы два или три раза, а также химикаты и печь, видимо для химических экспериментов^{[нужна цитата ]}; но он также потратил часть своего времени на теорию потоков и другие разделы чистой математики. Он написал статью, De Analysi per Aequationes Numero Terminorum Infinitas, которую он передал, вероятно, в июне 1669 г., Исааку Барроу (тогда Лукасовский профессор математики ), в то же время позволяя ему передать его содержание их общему другу Джон Коллинз (1624–1683), математик среднего уровня. Бэрроу сделал это 31 июля 1669 года, но держал имя автора в секрете и просто сказал Коллинзу, что он был другом, живущим в Кембридже, который обладал могущественным гением в подобных делах.^{[согласно кому? ]} В последующем письме от 20 августа Барроу выразил удовлетворение, услышав положительное мнение, которое Коллинз сформировал о статье, и добавил: «автора зовут Ньютон, сотрудник нашего колледжа, и молодой человек, которому всего лишь один год. на втором курсе с тех пор, как он получил степень магистра искусств, и который с несравненным гением (исследуйте quo est acumen), добился очень больших успехов в этой области математики ».^{[нужна цитата ]} Вскоре после этого Барроу подал в отставку и сыграл важную роль в обеспечении избрания Ньютона его преемником.

29 октября 1670 года Ньютон был избран профессором Лукаса. Это был его долг как профессора.^{[согласно кому? ]} читать лекции хотя бы раз в неделю во время семестра по некоторой части геометрия, арифметика, астрономия, география, оптика, статика, или какой-то другой математический предмет, а также два часа в неделю, чтобы дать аудиенцию любому студенту, который мог прийти, чтобы проконсультироваться с профессором о любых трудностях, с которыми он столкнулся. Темой, которую Ньютон выбрал для своих лекций, была оптика. Эти лекции мало что сделали для расширения его репутации, так как на них было очень мало посетителей; часто оставляя Ньютона читать лекции у стен классной комнаты.^{[согласно кому? ]} Отчет об их содержании был представлен Королевское общество весной 1672 г.^{[нужна цитата ]}

Состав белого света

Реплика второго телескопа-рефлектора Ньютона 1672 года, представленная Королевское общество.

В соответствии с Альфред Руперт Холл Первый практический телескоп-рефлектор был построен Ньютоном в 1668 году.^[12] Позднее такой прототип конструкции получил название Ньютоновский телескоп или же Отражатель Ньютона.

21 декабря 1671 г. он был предложен кандидатом в члены Королевского общества доктором Сет Уорд, епископ Солсберийский, а 11 января 1672 г. он был избран членом Общества. На собрании, на котором был избран Ньютон, он зачитал описание отражающий телескоп которое он изобрел, и «было приказано, чтобы секретарь написал письмо мистеру Ньютону, чтобы известить его о своем избрании в Общество и поблагодарить его за сообщение его телескоп, и заверить его, что Общество позаботится о том, чтобы с ним все было в порядке в отношении этого изобретения ".^{[нужна цитата ]}

В своем ответе секретарю 18 января 1672 года Ньютон пишет: «Я хочу, чтобы в своем следующем письме вы сообщили мне, в какое время общество будет продолжать свои еженедельные собрания; потому что, если они будут продолжать их в течение какого-либо времени, я предполагаю, что они будут быть рассмотрен и исследован отчет о философском открытии, которое побудило меня к созданию указанного телескопа, и в котором я не сомневаюсь, но он окажется гораздо более благодарным, чем сообщение этого инструмента, которое, по моему мнению, является самым странным, если не самым странным. наиболее значимое открытие, которое до сих пор было сделано в действиях природы ».^{[нужна цитата ]}

Это обещание было выполнено в сообщении, адресованном Ньютону. Генри Ольденбург, секретарем Королевского общества, 6 февраля 1672 г., который был зачитан обществу через два дня. Весь напечатан в № 80 Философские труды.

«Философским открытием» Ньютона было осознание того, что белый свет состоит из спектр цветов. Он понял, что предметы окрашены только потому, что они поглощают одни из этих цветов больше, чем другие.^{[нужна цитата ]}

После того, как он объяснил это Обществу, он продолжил: «Когда я понял это, я остановил свой вышеупомянутый стекольный завод, потому что я увидел, что совершенство телескопов до сих пор было ограничено, не столько из-за действительно отсутствия очков. вычисленный согласно предписаниям авторов оптики (которые до сих пор представляли себе все люди), поскольку сам этот свет представляет собой неоднородную смесь лучей, преломляемых по-разному. Итак, это был стакан, имеющий такую ​​точную форму, чтобы собирать любые виды лучей в одну точку, он не мог собирать те, которые также в одну и ту же точку, которые имеют одинаковое падение на одну и ту же среду, склонны испытывать разные преломление. Более того, я подумал, что разница в преломляемости настолько велика, что, как я обнаружил, телескопы должны достичь того совершенства, к которому они сейчас пришли. "Эта" разница в преломляемости "теперь известна как разброс.^{[нужна цитата ]}

Затем он указывает, почему «объектив любого телескопа не может собрать все лучи, исходящие из одной точки объекта, чтобы заставить их собираться в его фокусе в меньшем пространстве, чем в круглом пространстве, диаметр которого составляет 50-ю часть. диаметр его апертуры: это неровность в несколько сотен раз больше, чем у круглой линзы, с таким малым сечением, как линзы длинных телескопов, которые из-за непригодности своей формы были бы свето-однородными. "^{[нужна цитата ]} Он добавляет: "Это заставило меня размышления принять во внимание и найти их регулярными, так что угол отражения всех видов лучей был равен их углу падения; Я понял, что с их помощью оптические инструменты могут быть доведены до любой мыслимой степени совершенства при условии, что будет найдено отражающее вещество, которое будет полироваться так же тонко, как стекло, и отражать столько света, сколько оно пропускает, и искусство общения к нему параболический фигура тоже будет достигнута. Но это казалось очень большими трудностями, и я почти счел их непреодолимыми, когда я далее рассмотрел, что каждая неровность на отражающей поверхности заставляет лучи отклоняться в 5-6 раз больше от их должного курса, чем подобные неровности на преломляющей поверхности ; так что здесь потребовалось бы гораздо большее любопытство, чем при вычислении очков для преломления.^{[нужна цитата ]}

«Среди этих мыслей я был вынужден покинуть Кембридж из-за чумы, и прошло более двух лет, прежде чем я продолжил свой путь. Но потом подумал о нежном способе полировки, подходящем для металла, посредством которого, как я представлял, фигура также будут исправлены до последнего; я начал пробовать, что может быть затронуто в этом виде, и постепенно довел до совершенства инструмент (в основных его частях, подобных тому, который я послал в Лондон), с помощью которого я мог различать Юпитер 4 года Сопутствующие, и показал их по разному двум другим моим знакомым. Я также мог различить Луна -подобная фаза Венера, но не очень четко и без некоторой аккуратности в обращении с инструментом.

"С того времени меня прервали до этой прошлой осени, когда я сделал другой. И так как это было разумно лучше, чем первое (особенно для дневных объектов), я не сомневаюсь, но они все равно будут доведены до гораздо большего совершенства с помощью их усилия, которые, как вы мне сообщаете, заботятся об этом в Лондоне ".^{[нужна цитата ]}

Теория цвета Ньютона

После замечания, что микроскопы кажутся такими же способными к усовершенствованию, как телескопы, добавляет он:

Теперь я перейду к ознакомлению вас с другой, более заметной деформацией его лучей, находившихся на промежуточных степенях преломляемости. И эта аналогия скручивает цвета, и преломляемость очень точная и строгая; лучи всегда либо точно совпадают в обоих, либо пропорционально расходятся в обоих.

Далее, после некоторых замечаний по поводу сложных цветов, он говорит:

Я мог бы добавить больше примеров подобного рода, но сделаю вывод на этом общем, что цвета полностью естественных тел не имеют другого происхождения, кроме этого, что они по-разному подходят для отражения одного вида света в большем количестве, чем другого. И я экспериментировал с этим в темной комнате, освещая эти тела несмешанным светом разных цветов. Ибо с помощью этого средства можно заставить любого выглядеть любого цвета. У них нет подходящего цвета, но они всегда имеют цвет падающего на них света, но с той разницей, что они наиболее живы и живы в свете своего дневного цвета. Minium он проявляется в любом цвете безразлично, как это проиллюстрировано, но все же наиболее ярко светится красным, и поэтому Бисе безразлично проявляется в любом цвете, которым это проиллюстрировано, но все же наиболее ярко проявляется в синем.

И там поместите прозрачную и бесцветную призму, чтобы преломлять входящий свет в дальнейшую часть комнаты, которая, как я сказал, тем самым будет рассеиваться в продолговатом цветном изображении. Затем поместите линза радиусом около трех футов (представьте себе широкий объектное стекло трехфутового телескопа) на расстоянии около четырех или пяти футов оттуда, через которое все эти цвета могут одновременно передаваться, и благодаря его преломлению передаются в соберитесь на расстоянии примерно десяти или двенадцати футов. Если на таком расстоянии вы перехватите этот свет листом белой бумаги, вы увидите, как цвета снова превратились в белизну, смешавшись.

Но необходимо, чтобы призма и линза располагались устойчиво, а бумага, на которой наносятся краски, перемещалась взад и вперед; ибо таким движением вы не только обнаружите, на каком расстоянии белизна почти идеальна, но также увидите, как цвета постепенно сходятся и превращаются в белизну, а затем, пересекшись друг с другом в том месте, где они составляют белизну, снова становятся рассеиваются и разъединяются и в перевернутом порядке сохраняют те же цвета, что и до того, как вошли в композицию. Вы также можете увидеть, что если какой-либо из цветов на линзе будет перехвачен, белизна изменится на другие цвета. И поэтому, чтобы композиция белизны была идеальной, необходимо следить за тем, чтобы ни один из цветов не попадал на линзу.

Он завершает свое общение словами:

Я полагаю, что этого достаточно для введения в эксперименты такого рода: если кто-либо из Общества Р. проявит такое любопытство, чтобы начать судебное преследование, я был бы очень рад узнать, с каким успехом: если что-то кажется неисправным. или чтобы помешать этим отношениям, у меня может быть возможность дать дальнейшие указания по этому поводу или признать свои ошибки, если я их совершил.

Споры

Публикация этих открытий вызвала ряд споров, продолжавшихся несколько лет, в которых Ньютону пришлось бороться с выдающимся английским физиком. Роберт Гук, Энтони Лукас (профессор математики Льежский университет ), Франциск Линус (врач в Вассал ), и много других. Некоторые из его противников отрицали истинность его экспериментов, отказываясь верить в существование спектра. Другие раскритиковали эксперименты, заявив, что длина спектра никогда не превышала ширину более чем в три с половиной раза.^{[требуется разъяснение ]}, тогда как Ньютон обнаружил, что она в пять раз шире. Похоже, что Ньютон совершил ошибку, предположив, что все призмы дадут спектр одинаковой длины; возражения его оппонентов заставили его тщательно измерить длины спектров, образованных призмами с разными углами и разными углами. показатели преломления, но это не привело его к открытию различной дисперсионной способности разных преломляющих веществ.^{[нужна цитата ]}

Ньютон вел беседу с возражающими с большой вежливостью и терпением, но боль, которую эти долгие дискуссии причиняли его чувствительному уму, можно оценить по его письму от 18 ноября 1676 г. Ольденбург: «Я обещал отправить вам ответ мистеру Лукасу в следующий вторник, но я обнаружил, что едва ли закончу то, что задумал, чтобы сделать копию к тому времени, и поэтому прошу вашего терпения еще на неделю. Я вижу, что сделал себя рабом философии, но если я выйду из дел мистера Лукаса, я решительно попрощаюсь с ними навсегда, за исключением того, что я делаю для личного удовлетворения, или уйду, чтобы выйти за мной; ибо я видеть, что мужчина должен либо принять решение не выпускать ничего нового, либо стать рабом, чтобы защищать это ».

Это было удачно^{[согласно кому? ]} что эти споры не так сильно ослабили пыл Ньютона, как он боялся. Позже он опубликовал множество статей в Philosophical Transactions по различным аспектам оптики, и, хотя некоторые из его взглядов ошибочны и теперь почти повсеместно отвергаются, его исследования привели к открытиям, которые имеют непреходящую ценность. Ему удалось объяснить цвет тонких и толстых пластин (дифракция ), а перегиб^{[требуется разъяснение ]} света, и он писал о двойном лучепреломлении, поляризация света и бинокулярное зрение. Он также изобрел отражающий квадрант для соблюдения углов между Луна и неподвижные звезды - то же самое, что и исторически важный навигационный инструмент, более известный как Квадрант Хэдли. Об этом открытии он сообщил Эдмунд Галлей в 1700 году, но не был опубликован и передан Королевскому обществу только после смерти Ньютона, когда его описание было найдено среди его статей.

Конфликт из-за выборов оратора

В марте 1673 г. Ньютон принял видное участие в университетском диспуте. Публичное ораторство стало вакантным, и возник спор между руководителями колледжей и членами Сенат Что касается режима избрания на должность. Главы претендовали на право назначить двух человек, одно из которых должно было быть избрано сенатом. Сенат настаивал на том, что правильным режимом были открытые выборы. Джордж Вильерс, второй герцог Бекингемский, который был ректором университета, попытался достичь компромисса, который, по его словам, «я надеюсь, что в настоящее время может удовлетворить обе стороны. Я предлагаю, чтобы руководители на этот раз могли выдвигать кандидатуры, а корпус подчиняться, но вмешиваться (если они считают нужным) протест в отношении их заявления о том, что эти выборы в дальнейшем не могут считаться решающим прецедентом в ущерб их притязаниям ",^{[нужна цитата ]} и, "поскольку я понимаю, что весь университет в основном уважает доктора Генри Паман из Колледж Святого Иоанна и мистера Крейвена из Тринити-колледжа, я рекомендую их обоих выдвинуть ».^{[нужна цитата ]} Главы, однако, назначили доктора Памана и Ральфа Сандерсона (из Св. Иоанна); на следующий день 121 член сената записал свои голоса за Крейвена и девяносто восемь за Памана. Утром в день выборов в Риджент-хаусе была зачитана акция протеста, в которой фигурировало имя Ньютона. Но вице-канцлер принял Памана в то же утро, и таким образом закончился первый конкурс ненаучного характера, в котором принял участие Ньютон.^{[нужна цитата ]}

Бедность Ньютона

8 марта 1673 года Ньютон написал Ольденбургу, секретарю Королевского общества:

«Сэр, я желаю, чтобы вы добились того, чтобы меня исключили из членства в Королевском обществе: хотя я и почитаю это тело, но, поскольку вижу, я не принесу им никакой пользы и (из-за такого расстояния) не смогу приобщиться я хочу отказаться от преимуществ их сборок ».

Ольденбург ответил на это предложением обратиться в Общество с просьбой освободить Ньютона от еженедельных выплат, поскольку в письме Ньютона в Ольденбург от 23 июня 1673 г. он говорит: «Благодарю вас за ваше предложение о моих ежеквартальных выплатах, но Я бы не стал заставлять вас извиняться, если вы еще этого не сделали ".^{[нужна цитата ]} Похоже, что ничего больше в этом вопросе не было сделано до 28 января 1675 г., когда Ольденбург сообщил Обществу, что «г-н Ньютон сейчас находится в таких обстоятельствах, что он желает быть освобожденным от еженедельных выплат». После этого «совет согласился отказаться от него, как и от некоторых других».^{[нужна цитата ]}

18 февраля 1675 г. Ньютон был официально принят в Общество. Наиболее вероятная причина, по которой Ньютон хотел освободиться от этих выплат, состоит в том, что, поскольку он не состоял в священном сане, его стипендия в Тринити-колледже прекратилась осенью 1675 года, что привело к сокращению его дохода. Но в апреле 1675 года он получил от короны патент, позволяющий ему, как профессору Лукаса, сохранить свое членство без необходимости принимать священные саны. Это должно было облегчить финансовые заботы Ньютона, поскольку в ноябре 1676 года он пожертвовал 40 фунтов стерлингов на строительство новой библиотеки Тринити-колледжа.^{[нужна цитата ]}

Универсальный закон всемирного тяготения

Предполагается^{[кем? ]} что именно в Вулсторпе летом 1666 года мысли Ньютона были направлены на тему гравитации. Они говорят^{[кем? ]} его вдохновило то, что Ньютон увидел яблоко, падающее с дерева на ферме его матери, версия, для которой есть разумные исторические свидетельства. В одной из версий этой истории предполагается, что яблоко упало на голову Ньютона; эта версия, похоже, была изобретена Исаак Д'Израэли. Вольтер является авторитетом для прежней версии истории. Он получил информацию от любимой племянницы Ньютона. Кэтрин Бартон, который женился Джон Кондуитт, член Королевского общества и один из близких друзей Ньютона. Сколько правды в правдоподобном и любимом рассказе, никогда не будет известно, но это несомненно^{[согласно кому? ]} Согласно этой традиции, дерево считалось тем, с которого упало яблоко, до 1866 года, когда из-за гниения дерево было срублено, а его древесина тщательно сохранена.

Иоганн Кеплер путем тщательной серии измерений доказал, что

• каждый планета вращается в эллиптический по орбите вокруг Солнца, центр которого занимает одну из фокусы эллипса,
• что радиус-вектор каждой планеты, проведенной от Солнца, сметает равные области в равное время,
• и что квадраты периодических времен планет находятся в той же пропорции, что и кубы их средних расстояний от Солнца.

Тот факт, что тяжелые тела всегда имеют тенденцию падать на Землю, независимо от того, на какой высоте они находятся над поверхностью Земли, по-видимому, привел Ньютона к предположению^{[согласно кому? ]} что та же тенденция падения на Землю могла быть причиной, по которой Луна удерживалась на своей орбите вокруг Земли.

Ньютон, вычислив из Законы Кеплера, и предположение, что орбиты планет представляют собой круги с Солнцем в центре, уже доказали^{[согласно кому? ]} что сила Солнца, действующая на разные планеты, должна изменяться пропорционально обратному квадрату расстояний планет от Солнца. Поэтому его привели^{[согласно кому? ]} Чтобы узнать, распространится ли притяжение Земли на Луну, сила на этом расстоянии будет иметь точную величину, необходимую для удержания Луны на своей орбите. Он обнаружил, что Луна из-за своего движения по орбите каждую минуту отклонялась от касательной на расстояние 13 футов (3,96 м). Но, наблюдая расстояние, на которое тело может упасть за одну секунду на поверхность Земли, и вычисляя исходя из этого в предположении уменьшения силы пропорционально обратному квадрату расстояния, он обнаружил, что притяжение Земли в точке Расстояние до Луны могло бы провести тело через 15 футов (4,57 метра) за одну минуту. Ньютон расценил расхождение между результатами как доказательство ошибочности своей гипотезы и «отложил в то время любые дальнейшие размышления по этому поводу». (Видеть Пушечное ядро ​​Ньютона.)

В ноябре 1679 г. Роберт Гук (после назначения вести переписку Королевского общества) начал обмен письмами с Ньютоном.^{[нужна цитата ]}: он хотел услышать от участников об их исследованиях или их взглядах на исследования других.^[13] Переписка позже вызвала споры. Гук и Ньютон разошлись во мнениях по поводу формы траектории тела, падающего с высоты, принимая во внимание движение Земли вокруг своей оси. Позднее Ньютон признал, что обмен мнениями 1679-80 гг. Пробудил его дремлющий интерес к астрономии.^[14] Это заставило Ньютона вернуться к^{[согласно кому? ]} к его прежним догадкам о Луне. Оценка, которую Ньютон использовал для радиуса Земли, которая была принята географами и мореплавателями, была основана на очень грубой оценке, что длина градуса широты Измеренная по меридиану поверхность Земли составляла 60 морских миль.^{[согласно кому? ]} На собрании Королевского общества 11 января 1672 года секретарь Ольденбург зачитал письмо из Парижа, описывающее процедуру, которой следовали Жан Пикар в измерении градуса и, в частности, с указанием точной длины, которую он рассчитал. Вероятно, что Ньютон познакомился с этим измерением Пикарда, и поэтому он был вынужден использовать его, когда его мысли были перенаправлены на предмет. Эта оценка величины Земли, дающая 691 милю (1112 км) на 10 °, привела к тому, что два результата, несоответствие между которыми Ньютон считал опровержением своей гипотезы, согласились настолько точно, что теперь он считал свою гипотезу полностью установленной. .

В январе 1684 г. Кристофер Рен, Галлея и Гука привели к обсуждению закона всемирного тяготения, и хотя они, вероятно, все согласились^{[согласно кому? ]} относительно истинности закона обратных квадратов, однако эта истина не считалась установленной. Кажется^{[согласно кому? ]} что Гук утверждал, что нашел решение проблемы пути тела, движущегося вокруг центра силы притяжения, как обратного квадрата расстояния, но Галлей заявил после задержки в несколько месяцев, что Гук «не был так хорош, как его слово "в демонстрации своего решения Рену и отправился в Кембридж в августе 1684 года, чтобы проконсультироваться с Ньютоном по этому поводу. Не упоминая о сделанных предположениях, он спросил Ньютона, какой была бы кривая, описываемая планетой вокруг Солнца, исходя из предположения, что сила Солнца уменьшается как квадрат расстояния. Ньютон сразу ответил: «эллипс», и на вопрос Галлея о причине его ответа он ответил: «Ну, я вычислил его». Однако он не мог приложить руку к своему расчету, но обещал отправить его Галлею. После того, как последний покинул Кембридж, Ньютон принялся за воспроизведение расчетов. Сделав ошибку и получив другой результат, он исправил свою работу и получил прежний результат.

В ноябре следующего года Ньютон выполнил свое обещание Галлею, послав его рукой мистера Пэджета, сотрудника Тринити-колледжа и магистра математики. Госпиталь Христа, копия его демонстрации; и очень скоро после этого Галлей снова посетил Кембридж, чтобы обсудить с Ньютоном проблему. По возвращении в Лондон 10 декабря 1684 года он сообщил Королевскому обществу, «что недавно видел в Кембридже мистера Ньютона, который показал ему любопытный трактат. Де Моту",^{[нужна цитата ]} которые по желанию Галлея он обещал отправить в Общество для внесения в их реестр. «Г-н Галлей хотел напомнить г-ну Ньютону о его обещании передать это изобретение себе, пока он не сможет свободно опубликовать его»,^{[нужна цитата ]} и Пэджету захотели присоединиться к Галлею, чтобы убедить Ньютона сделать это. К середине февраля Ньютон отправил свою статью Астону, одному из секретарей Общества, и в письме к Астону от 23 февраля 1685 года Ньютон поблагодарил его за «внесение в реестр своих представлений о движении». Этот трактат Де Моту был отправной точкой Principia,^{[согласно кому? ]} и имел в виду^{[согласно кому? ]} чтобы быть кратким описанием того, что эта работа должна была охватить. Он занимает двадцать четыре октаво страниц и состоит из четырех теоремы и семь проблем, некоторые из которых идентичны некоторым из наиболее важных положений второго и третьего разделов первой книги Principia.

Смотрите также

Примечания

Рекомендации

• Вестфол, Ричард С. (1994). Жизнь Исаака Ньютона. Издательство Кембриджского университета. ISBN  0-521-47737-9.