Вклад Исаака Ньютона в развитие науки

Исаак Ньютон (1643 – 1727) завершил возведение фундамента классического естествознания. Его метод требовал на основе эксперимента устанавливать точные количественные закономерности и методом индукции выводить из них фундаментальные законы природы.

Свои наиболее важные открытия Ньютон совершил за два года, когда ему было немногим более двадцати лет. В деревне своего отца он спасался от чумы, которая мертвыми объятиями охватила Англию.

Ньютон сформулировал три закона механики.

Первый закон Ньютона. Существуют системы отсчета, относительно которых тела, не взаимодействующие с другими телами, движутся равномерно и прямолинейно.

По существу, это утверждение – ни что иное, как принцип инерции, сформулированный Галилеем.

Второй закон Ньютона. Сила, действующая на тело, равна произведению массы на вызываемое этой силой ускорение.

F = ma,

где F – сила, m – масса, a – ускорение.

Третий закон Ньютона. Два тела взаимодействуют с силами, равными по абсолютной величине и противоположно направленными.

Величайшим открытием Ньютона явился закон тяготения. Он предположил, что его действие распространяется на всю Вселенную.

Закон всемирного тяготения. Два тела взаимодействуют с силами, прямо пропорциональными произведению их масс и обратно пропорциональными квадрату расстояния между ними.

,

где F – сила взаимодействия, G – коэффициент пропорциональности, который называется гравитационной постоянной, m – масса, R – расстояние между телами.

Ньютон показал, что законы Кеплера вытекают из закона всемирного тяготения. В 1846 г. французский астроном Леверье и независимо от него английский ученый Адамс исследовали «возмущения» в движении Урана, т.е. отклонения от движения. Они пришли к выводу, что эти возмущения вызываются влиянием неизвестной планеты и на основании закона всемирного тяготения вычислили ее местоположение. О результатах Леверье сообщил немецкому астроному Галле. И действительно, 23 сентября 1846 г. Галле направил телескоп в указанную точку неба и обнаружил новую планету. Ее назвали в честь римского бога Нептуна. Открытие новой планеты «на кончике пера» явилось триумфом механики Ньютона.

Независимо от немецкого философа Готфрида Вильгельма Лейбница (1646 – 1716) Ньютон заложил основы дифференциального и интегрального исчисления.

Ньютон внес большой вклад в развитие оптики ‒ науки о природе света. Пропуская пучок света через стеклянную треугольную призму, он открыл явление дисперсии – разложение белого света в спектр. Он изобрел телескоп-рефлектор, главной частью которого стало вогнутое зеркало. Наконец, он разработал корпускулярную теорию света, согласно которой свет представляет собой поток частиц – корпускул.

Ньютон исследовал важнейшую проблему космологии – конечна или бесконечна Вселенная? Применив закон всемирного тяготения, он заключил, что во Вселенной, ограниченной в пространстве, все тела рано или поздно соединились бы в единое тело. Таким образом, Ньютон сделал вывод о бесконечности Вселенной.

Движение планет вокруг Солнца можно разложить на две составляющие: падение и движение по орбите. Иными словами, планета каждую секунду и падает на Солнце, и в перпендикулярном направлении уносится вдоль орбиты. В итоге она совершает замкнутое движение по эллипсу. Причина падения понятна – действие тяготения. Однако орбитальное движение таинственно. Чтобы раскрыть эту тайну, следует допустить действие силы, более могущественной, чем тяготение, ‒ Бога. Ньютон признал Божественный «первый толчок», который придал планетам орбитальное движение.

Ньютон поведал свою механику Лондонскому королевскому обществу 28 апреля 1686 г. На следующий год ее систематическое изложение было представлено в книге «Математические начала натуральной философии».