Вы можете знатьсэра Исаака Ньютона (1642-1727) как «того парня с яблоками и гравитацией», но надпись на его могиле в Вестминстерском аббатстве намекает на гораздо большее чудеса. Согласно вырезанному латинскому алфавиту, внутри погребены не просто кости великого человека, но и кости величайшего из когда-либо живших людей.
«Смертные радуются, - говорится в нем, - что существует такое-то великое украшение рода человеческого!»
Даже для хвалебной речи, вы должны признать, что это смехотворный уровень похвалы - по крайней мере, так кажется на первый взгляд.
Родившись в семье необразованного фермера, Ньютон умер настоящим эрудитом - прославленным мастером астрономии, химии, математики, физики и теологии. Его бесконечное любопытство привело его к решению таких незначительных проблем, как кошка, писающая на ковер, и столь грандиозных, как конечная цель человечества в космосе.
Многочисленные изобретения, открытия и безрассудные идеи Ньютона позволяют заглянуть в легендарный ум. Давайте начнем с ума.
10: Орбитальная пушка Ньютона
Для апокрифической легенды сказка о Ньютоне и яблоке - что-то вроде дремоты, особенно если учесть, что на самом деле думал этот человек о физике гравитации. Излагая свойзакон всемирного тяготения, Ньютон описал гору настолько гигантскую, что ее вершина упиралась в космос - и именно туда он поместил гигантскую пушку.
Нет, Ньютон не собирался стрелять по инопланетным захватчикам. Его орбитальная пушка была просто мысленным экспериментом, объясняющим, как один объект может вращаться вокруг другого. Загрузите слишком мало или слишком много пороха в это теоретическое супероружие, и пушечное ядро либо упадет обратно на поверхность Земли, либо улетит в открытый космос.
Только нужное количество пороха, и вы придадите пушечному ядру достаточную скорость, чтобы упасть на Землю с той же скоростью, с которой планета отклоняется от него. Пушечное ядро, как писал Ньютон, будет продолжать свободное падение вокруг планеты, фактически вращаясь вокруг нее.
Закон всемирного тяготения Ньютона, впервые опубликованный в 1687 году, утверждал, что все частицы обладают гравитационной силой и что гравитация, зависящая как от массы, так и от расстояния, универсально управляет движением всего, от земного дождя до планетарных орбит. Хотя позже Эйнштейн обновил некоторые детали ньютоновской точки зрения, физик XVI и XVII веков заложил прочную основу для нашего современного понимания гравитации.
9: Ньютоновские кошачьи двери
Когда Исаак Ньютон не раздумывал о космических пушках и не пытался понять, что удерживает вселенную воедино, он приложил свой немалый интеллект к другим проблемам, например, к тому, как уберечь кошку от царапанья в дверь.
Ньютон никогда не был женат и мало дружил, но он находил место в своей жизни для кошек и собак. Источники различаются в зависимости от того, как именно развивались эти отношения. Некоторые современные историки называют его любителем животных, в то время как другие рассказывают сомнительные истории о домашней собаке по имени Даймонд. Некоторые историки даже сомневаются, что у него вообще были домашние животные.
Рассказывают, что эксперименты Ньютона в Кембриджском университете постоянно прерывались тем, что его кошки царапались в дверь его кабинета, поэтому он вызвал кембриджского плотника и заставил его проделать две дыры в своей двери: большую дыру для матери. кошка и маленький для ее котят. Конечно, поскольку котята просто следовали за матерью через большую дыру, меньшая дыра оставалась неиспользованной.
«Правда это или ложь, но бесспорно верно то, что в двери и по сей день есть две заглушенные дыры надлежащего размера для соответствующих выходов кошки и котенка», - писал современник Ньютона через несколько лет после смерть ученого.
Эта история еще не вынесена. Ньютон мог бы изобрести один из самых популярных в мире аксессуаров для кошек - или кто-нибудь в Кембридже просто любил сверлить случайные отверстия.
8: Изложение трех законов движения
Хотя некоторые историки сомневаются в рассказах о домашних питомцах Ньютона, нельзя отрицать его влияние на наше современное понимание физики. Точно так же, как он сформулировал фундаментальные принципы работы гравитации в своем законе всемирного тяготения, он также в 1687 году подошел к сути самого движения в своих трехзаконах движения. Вот как они все разбить:
- Объект останется в покое или будет двигаться прямолинейно, если на него не подействуют внешние силы.
- Когда к объекту прикладывается сила, он ускоряется (сила=масса x ускорение).
- На каждое действие есть равное и противоположное противодействие.
Легко принять эти три закона как должное, но ученые веками боролись с фундаментальными концепциями движения. Греческий философ Аристотель считал, что дым движется вверх, потому что дым состоит в основном из воздуха, и поэтому сознательно решил подняться в небо, чтобы пообщаться с остальными своими воздушными приятелями. Французский философ Рене Декарт разработал законы движения, которые были очень похожи на части первого и третьего законов Ньютона, но он все же определил Бога как первичную движущую силу.
Прекрасные в своей простоте три закона Ньютона позволяют ученым понять движение всего, от субатомных частиц до спиралевидных галактик.
7: Философский камень
Ненасытная тяга Ньютона к знаниям привела его к многочисленным научным открытиям, но они также привели его как минимум к одному извилистому пути в никуда: к поискам легендарного алхимическогофилософского камня.
Описания камня варьируются от текста к тексту, но, по сути, это был искусственный камень или эликсир, способный даровать универсальную трансмутацию. Он мог превращать свинец в золото, излечивать болезни и даже превращать обезглавленную корову в рой пчел.
Почему одна из величайших икон науки увлеклась алхимией? Чтобы ответить на этот вопрос, вы должны помнить, что научная революция только набирала обороты в 1600-х годах. Алхимия еще не была отброшена на обочину как устаревшее шарлатанство, и, несмотря на весь их оккультизм и мистическую философию, алхимические тексты также баловались настоящей химией.
Записи экспериментов за тридцать лет, однако, показывают, что взгляды Ньютона были направлены не только на химические реакции или даже на обещание золота. По словам историка Уильяма Ньюмана, он стремился к «безграничной власти над природой».
Это привело Ньютона к текстам на философском камне, которые он попытался расшифровать, чтобы получить само загадочное вещество. В конечном счете, безрезультатно, Ньютону удалось создать фиолетовый медный сплав. Хотя это и не совсем изобретение, камень многое говорит об образе мыслей и временах этой научной иконы.
В 2005 году историк Ньюман воспроизвел этот же камень, следуя заметкам Ньютона 300-летней давности. О трансмутациях не сообщалось.
6: Ньютон: отец исчисления
Независимо от того, поразил ли вас урок математики в старшей школе или сломил ваш дух, вы можете винить во всем Исаака Ньютона. Видите ли, математика - это система, с помощью которой мы измеряем взаимосвязь космоса, но, как и многие ученые его эпохи, Ньютон обнаружил, что существующих алгебры и геометрии просто недостаточно для его научных нужд. Запомните на мгновение: существующая математика не была достаточно продвинутой для Ньютона.
Математики того времени могли рассчитать скорость корабля, но они не могли вычислить скорость, с которой корабль ускоряется. Они могли измерить угол плывущего пушечного ядра, но у них не было способа рассчитать, под каким углом оно полетит дальше всего. Что им было нужно, так это математические средства для расчета задач, связанных с изменением переменных.
Это была проблема, с которой столкнулся Ньютон, когда весной 1665 года в Англии произошла вспышка бубонной чумы. Когда заражённые чумой граждане падали замертво на улицах, Кембридж закрыл лавку, и Ньютон потратил 18 месяцев на то, чтобы сформулировать происхождение того, что он назвал «наукой о флюксиях».
Сегодня мы знаем это как исчисление, важнейший инструмент для физиков, экономистов и ученых, занимающихся вероятностями. В 1960-х годах он даже позволил инженерам Аполлона проложить курс от Земли до Луны.
Конечно, Ньютон не может приписывать себе все заслуги. Обычно он разделяет эти достижения с немецким математиком Готфридом Лейбницем, который примерно в то же время независимо разработал исчисление.
5: Ньютон и преломление света
Что это, радуга? Вы думали, что ваши секреты в безопасности от Исаака Ньютона? Угадайте еще раз, потому что в 1704 году он буквально написал книгу о преломлении света. Джазово названная «Оптика», работа изменила наши представления о свете и цвете.
Ученые того времени знали, что радуга образуется, когда свет преломляется и отражается в каплях дождя, но они не знали, почему радуга такая красочная. Когда Ньютон впервые начал свои исследования в Кембридже, распространенной теорией было то, что вода каким-то образом окрашивает солнечные лучи в разные цвета.
Используя лампу и призму, Ньютон экспериментировал, пропуская белый свет через призму, чтобы разделить его на радугу цветов. В трюке с призмой не было ничего нового, но ученые предположили, что призма окрашивает свет. Однако, отразив рассеянные лучи в другую призму, Ньютон преобразовал их обратно в белый свет, доказав, что цвета были характеристикой самого света.
Так что ешьте, радуги. Ньютон видел тебя насквозь и использовал свои знания для создания следующего изобретения в нашем списке.
4: Ньютон и телескоп-рефлектор
Ньютон родился в век тусклых телескопов. Даже лучшие модели использовали набор стеклянных линз для увеличения изображения. Экспериментируя с цветами, Ньютон знал, что линзы преломляют разные цвета под разными углами, создавая для зрителя нечеткое изображение.
В качестве усовершенствования Ньютон предложил использовать отражающие зеркала, а не преломляющие линзы. Большое зеркало фиксировало изображение, затем меньшее зеркало отражало его в глаз зрителя. Этот метод не только дает более четкое изображение, но и позволяет использовать телескоп гораздо меньшего размера.
Конечно, шотландский математик первым предложил идею телескопа-рефлектора, но Ньютон был парнем, который на самом деле собрал энергию, чтобы построить его. Самостоятельно отшлифовав зеркала, Ньютон собрал прототип и представил его Королевскому обществу в 1670 году. Устройство длиной всего 6 дюймов (15 сантиметров) устраняло преломление цветов и имело 40-кратное увеличение.
По сей день почти все астрономические обсерватории используют вариант оригинальной конструкции Ньютона.
3: Ньютон усовершенствовал чеканку
К этому моменту вы, вероятно, хорошо понимаете навязчивую натуру Ньютона. Поэтому неудивительно, что, получив в 1696 году в основном церемониальную роль смотрителя Королевского монетного двора, знаменитый изобретатель, переодевшись, отправился на грязные улицы Лондона, чтобы искоренить фальшивомонетчиков.
Да, Исаак Ньютон, по сути, был Бэтменом 17-го века.
А так как фальшивомонетничество в то время в Великобритании считалось преступлением, караемым смертной казнью, преступники, которых он привлекал к ответственности, обычно оказывались в плахе.
Видите ли, к концу 1600-х годов финансовая система Англии находилась в состоянии полномасштабного кризиса. Валюта страны полностью состояла из серебряных монет, и это серебро часто стоило больше, чем указанная на нем стоимость. Так что же сделали люди? Да ведь они переплавляли монеты или "обрезали" серебро с краев, чтобы продать во Францию.
Ко временам Ньютона вырезание сделало цифру в национальной валюте. Средний мешок английских монет представлял собой мешанину из поврежденных и неузнаваемых кусков серебра. Таким образом, у фальсификаторов был полевой день. Поскольку английские монеты так сильно различались по размеру и качеству, было легко выдать даже самые небрежные подделки за законное платежное средство. Когда вера в английскую валюту резко упала, вспыхнули беспорядки.
Итак, в 1696 году британское правительство обратилось к Ньютону. В дополнение к практической борьбе с преступностью, он отозвал все английские монеты, переплавил их и переделал в более качественные монеты, которые труднее подделать. Это был смелый шаг, учитывая, что всей стране пришлось целый год обходиться без валюты. Работая по 18 часов в день, Ньютон реорганизовал Королевские монетные дворы в высококачественные и высокоэффективные фабрики, выпускающие валюту, устойчивую к подделкам.
Знаете эти хребты на окраине американского квартала? Это фрезерованные края, функция, введенная Ньютоном на английских монетах для предотвращения обрезки.
2: Закон охлаждения Ньютона
Как вы, наверное, уже поняли, идея Исаака Ньютона о ледяном холоде заключалась в решении научной или даже оккультной проблемы с использованием всей силы его значительного интеллекта. Там, где существующие инструменты, методы и законы ему не удавались, он изобретал новые. Можно сказать, что он был Чаком Норрисом среди ученых.
Если вы когда-нибудь возвращались к недопитой чашке кофе и находили его холодным, значит, вы испытывали охлаждение. Ньютона, однако, интересовала физика этой охлаждающей чаши. Поэтому в конце 1700-х годов он проводил эксперименты с раскаленными железными шарами. Он отметил, что когда разница температур между мячом и окружающим воздухом составляет менее 50 градусов по Фаренгейту (10 градусов по Цельсию), скорость потери тепла пропорциональна разнице температур.
Таким образом,закон охлаждения Ньютона гласит, что скорость потери тепла телом пропорциональна разнице температур между телом и окружающей средой. Французский химик Пьер Дюлонг и физик Алексис Пети позже изменили закон в 1817 году, но основы работы Ньютона по охлаждению лежат в основе всего, от безопасности ядерных реакторов до освоения космоса..
1: Ньютоновский апокалипсис
Люди всегда беспокоились о конце света, но Исаак Ньютон был не из тех людей, которые принимают страх перед апокалипсисом за чистую монету. Нет, когда разжигатели страха 1700-х годов делали библейские предсказания о конце времен, он обратился к книгам и провел проверку фактов.
Ньютон был не промах, когда дело доходило до богословия. Подобно тому, как его навязчивая, склонная к решению проблем натура привела его к исследованию тайн алхимии, он отважился разгадать загадки библейских видений, подобных описанным в загадочной Книге Даниила.
Ньютон искренне верил, что Библия содержит древнюю и неопровержимую мудрость, если только ученые люди смогут взломать ее коды. Тем не менее, документы 300-летней давности указывают на то, что его основной мотивацией при изучении Книги Даниила было заставить замолчать разжигателей страха.
Предполагаемая им дата конца света? Год 2060 - возможно позже, но точно не раньше. Другими словами, "Двигайтесь, ребята, здесь не на что смотреть."
По крайней мере, так он говорил своим собратьям из 18-го века. Вы, с другой стороны, можете думать по этому поводу по-другому.
Часто задаваемые вопросы о сэре Исааке Ньютоне
Кем был сэр Исаак Ньютон?
Английский астроном, физик и математик Ньютон единолично изменил то, как мы понимаем и смотрим на вселенную. Он открыл законы гравитации и движения и изобрел исчисление.
Чем известен сэр Исаак Ньютон?
Помимо открытия законов гравитации, наблюдая за падающим яблоком, Ньютон изобрел исчисление, которое проложило путь к дальнейшим разработкам, связанным с приближением и решением сложной математики. Он также открыл законы движения, ставшие основой физики, и показал, как свет рассеивается с помощью стеклянной призмы.
В каком году Ньютон открыл гравитацию?
Сэр Исаак Ньютон задокументировал свои исчерпывающие наблюдения относительно теории гравитации в статье, опубликованной в 1687 году.
Как и когда умер Ньютон?
Он скончался во сне в Лондоне в марте 1727 года. Интересно, что после его смерти в волосах Ньютона были обнаружены следы ртути, которая, вероятно, сыграла роль в его смерти.