Исаак Ньютон. Краткая биография для детей
Про Исаака Ньютона для школьников. Интересные факты биографии
Исаак Ньютон, основоположник современной науки (1642-1726)
Здесь покоится сэр Исаак Ньютон, который почти божественной силой своего ума впервые объяснил с помощью своего математического метода движения и формы планет, пути комет, приливы и отливы океана. Он первый исследовал разнообразие световых лучей и проистекающие отсюда особенности цветов, каких до того времени никто даже не подозревал. Требуемую Евангелием простоту он доказал своей жизнью. Пусть смертные радуются, что в их среде жило такое украшение человеческого рода...
Слова, высеченные на усыпальнице И. Ньютона в Вестминстерском аббатстве
Исааку Ньютону принадлежит совершенно особое место в истории науки: его считают родоначальником современной науки, а с его «Математических начал натуральной философии» (обычно именуемых просто «Начала» или по латыни «Principia») зародилась новая эпоха. Благодаря Ньютону «хаотичная Вселенная» стала «подобием хорошо налаженного часового механизма». Это дало основание математику Ж. Лагранжу с некоторой долей зависти произнести: «Счастливец! Ведь система мира одна и открыть ее можно лишь однажды». Действительно ли счастливец? Или труженик?
Исаак Ньютон родился в 1642 г. в деревушке Вульсторп в Линкольншире. Отец умер еще до его рождения. По имущественному положению семья Ньютонов принадлежала к числу фермеров средней руки. Первые три года жизни маленький Исаак провел исключительно на попечении матери. Но, выйдя вторично замуж за священника Смита, мать поручила ребенка бабушке, своей матери.
Когда Исаак подрос, его устроили в начальную школу, а затем, по достижении двенадцати лет, — в общественную школу в другом городе. Там он прожил почти шесть лет на квартире у аптекаря Кларка. С детства будущий ученый любил сооружать разные механические приспособления и навсегда остался прежде всего механиком.
По воспоминаниям его биографов, мальчик после занятий бегом бежал из школы в дом аптекаря, в свою мансарду — свое убежище. Там его ждали старинные изобретения, там он мог раскрыть обнаружившийся новый талант — ко всевозможной ручной работе, требующей размышлений, сноровки, мастерства и хорошего инструмента. Его мечтой было воспроизвести в дереве и ткани недавно построенную ветряную мельницу — новинку здешних мест. Ньютон облазил мельницу сверху донизу и разобрался во всех ее потайных механизмах.
Уже недели через две торжествующий Исаак, водрузив свое сооружение на крышу, смог убедиться в том, что мельница прекрасно работает даже при весьма слабом ветре. Он решил усовершенствовать мельничку таким образом, чтобы она могла работать и в штиль. Для этого ему удалось приспособить бессловесную мышь, пойманную в силок собственной конструкции. Мышь, получившая имя «Мельник», восполняла ослабление воздушных потоков в атмосфере. Управляли мышью с помощью нитки, привязанной к хвосту, — для торможения, и кусочка сала, подвешенного перед ее мордочкой, — для ускорения.
Даже в играх и забавах с приятелями Ньютон проявлял не совсем обыкновенную изобретательность. Уверяют, что он первый, по крайней мере в Англии, придумал пускать бумажных змеев. Вообще, Ньютон не любил пустых забав. Самое большое, что он позволял себе, — это пускать в ночное время своих змеев, прикрепляя к ним светящиеся фонарики.
Действительно, Ньютон был весьма успешен в «ручной» работе. Свои идеи, опыты, модели он, как правило, «обслуживал» сам, не полагаясь на чью-либо помощь. Известна такая беседа стареющего Ньютона с Кондуиттом (мужем племянницы).
Кондуитт. Вспомните, как изготавливали Ваш телескоп?
Ньютон. Я сделал его сам.
Кондуитт. Где же Вы взяли инструменты для этого?
Ньютон. Я сделал их сам (смеясь). Если бы я ждал, что кто-то сделает за меня инструменты или еще что-нибудь, я бы никогда ничего не создал.
В годы обучения в школе Исаак, несмотря на явные способности, успехами не блистал. В списке успеваемости он находился на предпоследнем месте, опережая лишь одного явного идиота. Предыдущим в списке успевающих был Артур Сторер. Ньютона такое положение дел не особенно волновало, у него были свои интересы.
Но однажды Артур нанес Исааку жестокий удар кулаком в живот. Мальчик, придумывая, как отомстить, изобрел самую благородную месть: он стал усиленно заниматься, обогнал обидчика и вскоре сделался первым учеником. Иногда, увлекшись своими механическими игрушками, Исаак забывал про занятия и опять перемещался в последние строки списка. Однако стоило ему засесть за книги, как он вновь становился лучшим учеником.
Живя у Кларка, Исаак сумел подготовиться к университетским занятиям. В 1660 г., когда Ньютону еще не исполнилось 18 лет, он был принят в коллегию Троицы. Кембриджский университет считался в то время одним из лучших в Европе: здесь одинаково процветали и филологические и математические науки. Ньютона интересовала математика. Данные о первых трех годах его пребывания в Кембридже немногочисленны. Известно лишь, что вначале он был субсайзером. Так назывались студенты, не имевшие средств платить за учение и еще недостаточно подготовленные к слушанию настоящего университетского курса. Они посещали некоторые лекции и вместе с тем должны были прислуживать более богатым слушателям.
Только в 1664 г. Ньютон стал настоящим студентом, а в 1665 г. — уже получил степень бакалавра изящных искусств (словесных наук). Любопытно и показательно сведение, сохранившееся о занятиях Ньютона того времени: в 1664 г. он купил призму; такое приобретение при его малых средствах и дороговизне стеклянных изделий в XVII в. было большим событием.
На рождество 1664 г., в свой день рождения, Исаак решил сделать самому себе подарок — составить список задач, которые он еще не решил — найти оси, диаметры, центры, асимптоты различных кривых, сравнить их кривизну с кривизной круга, найти наибольшую и наименьшую кривизну, построить касательную к кривой (всего 22 задачи, не имевшие в то время стандартных решений).
Ньютон задавал свои вопросы и природе. Он суммировал их в «Вопроснике» — своеобразной исследовательской программе. Эти вопросы («Questiones quaedam philosophicae») собраны в количестве 45 заголовков и касаются основных проблем устройства мира, строения материи, определения времени, пространства, движения, различных качеств (таких, например, как текучесть, мягкость); природы света и цветов, зрения, чувств в целом. Его первые научные опыты связаны с исследованиями света. В результате многолетней работы Ньютон установил, что белый солнечный луч представляет собой смесь многих цветов. Ученый доказал, что при помощи призмы белый цвет можно разложить на составляющие его цвета.
Изучая преломление света в тонких пленках, Ньютон наблюдал дифракционную картину, получившую название «колец Ньютона». В полной мере значимость данного открытия была осознана лишь во второй половине XIX в., когда на его основе возник спектральный анализ — новый метод, позволявший изучать химический состав даже удаленных от Земли звезд.
Начало математических увлечений ученого связано, по его собственному признанию, с интересом к астрологии. В 1663 г. на ярмарке он купил книгу по индуистской астрологии. Ньютон хотел узнать, что произойдет с ним в будущем, какие события ждут его завтра, какие беды и несчастия подстерегают за углом. Но оказалось, что для понимания текста требовались изрядные математические познания.
Например, нужно было рассчитать площадь и объем облаков, что не удавалось без знаний элементарной геометрии, которую Ньютон не изучал. Пришлось купить книгу по тригонометрии, но и она оказалась непонятной, поскольку автор все время ссылался на Евклида. Ньютон вынужден был снова потратиться и обратиться к источникам. Читал он и «Геометрию» Декарта. В ранних биографиях ученого рассказывается о том, как, прочтя две-три страницы данной книги, он понял, что это выше его разумения. Вернулся к началу и продвинулся странички на две дальше. Повторяя такой прием, он прочел «Геометрию» до конца.
Ньютон всегда начинал с простого и лишь затем переходил к сложному. Недавно обнаружили выразительные следы тщательнейшего изучения Евклида молодым Ньютоном, что позволило понять, как он пришел и к декартовой геометрии. Именно последняя стала для него главным откровением. Пройдет совсем немного лет, и Ньютон впишет новые главы в самые сложные страницы анализа и станет основоположником современной математики.
Будучи студентом, Исаак Ньютон жадно поглощал знания. Учение стало единственной его страстью. Работая, он забывал о еде и сне. Как вспоминал его сосед по комнате Викинс, засыпая при свете свечи Ньютона и просыпаясь рано утром к службе, он видел в неверном свете кембриджского утра фигуру сидящего в той же позе в углу за столом Исаака.
Все обнаруживало в молодом студенте цельность характера. Ньютон с детства внедрил в свое сознание как смертные грехи — ложь, эгоизм, насилие, потерю контроля над своими чувствами и действиями. Его отношение к собственным «прегрешениям» скорее напоминает правила гигиены. Прегрешения аккуратно записывались в блокнот:
Мылся в лохани в Твой день. Был невнимателен во время службы. Имел нечистые мысли, действия и мечты. Боялся людей больше, чем Тебя. Вытирался полотенцем Вилфорда, чтобы не пачкать свое. Слишком много сердца отдавал деньгам.
Грехи отмечены в его записных книжках, как события реальной жизни, вместе со штопкой носков.
О приемлемых для Ньютона моральных принципах во многом говорит единственное сохранившееся письмо личного содержания кембриджскому другу Ф. Астону, в котором ученый использует отрывки из рукописи Роберта Саутвелла:
Друг, поскольку в письме Вашем Вы позволяете мне высказать суждение о том, что может быть для Вас полезным в путешествии, я сделаю это значительно свободнее, чем было бы прилично в ином случае. Когда Вы будете в новом для Вас обществе, то 1) наблюдайте нравы; 2) соблюдайте свое достоинство; 3) в разговорах задавайте вопросы и выражайте сомнения, не высказывая решительных утверждений и не затевая споров; 4) реже осуждайте вещи, как бы плохи они ни были, 5) если Вы будете оскорблены, то в чужой стороне лучше смолчать или свернуть на шутку, хотя бы и с некоторым бесчестием. Одним словом, если разум будет господствовать над страстью, то он и настороженность станут Вашими лучшими защитниками.
В 1666 г. в Кембридже началась эпидемия, которую по тогдашнему обычаю сочли чумой, и Ньютон удалился в свой Вульсторп. Здесь в деревенской тиши, не имея под рукой ни книг, ни приборов, живя почти отшельнической жизнью, 24-летний Исаак предался глубоким философским размышлениям. Плодом их стало гениальнейшее из его открытий — учение о всемирном тяготении. Легенда гласит, что Ньютон любил размышлять, сидя в саду, на открытом воздухе. Его размышления прервало падение налившегося яблока. И поскольку он давно интересовался законами падения тел, то весьма возможно, падение плода усилило его размышления на данную тему. Знаменитая яблоня долго хранилась в назидание потомству, позднее засохла, была срублена и превращена в исторический памятник в виде скамьи.
Сам ученый писал много лет спустя, что математическую формулу, выражающую закон всемирного тяготения, он вывел благодаря изучению знаменитых законов Кеплера. Многие считают, что Ньютон никогда не смог бы развить и доказать своей гениальной идеи, если бы не обладал могущественным математическим методом, которого не знали ни Р. Гук, ни кто-либо иной из его предшественников, — это анализ бесконечно малых величин, известный теперь как дифференциальное и интегральное исчисление.
Задолго до Ньютона многие философы и математики также занимались изучением бесконечно малых величин, но ограничились лишь самыми элементарными выводами. Точная дата открытия им нового метода, в точности неизвестна. Но по тесной связи этого способа с теорией тяготения
Возвратившись в Кембридж, Ньютон занялся научной и преподавательской деятельностью. Он сделал ряд открытий, касающихся световых лучей, и занимался усовершенствованием оптических зеркал. В результате кропотливой работы был сделан телескоп, который может с полным правом считаться первым отражательным телескопом. Затем ученый изготовил вручную еще один телескоп больших размеров и лучшего качества. Об этих телескопах узнали в Лондонском королевском обществе и попросили Ньютона сообщить подробности изобретения. В 1670 г. ученый передал свой телескоп Лондонскому королевскому обществу, что сделало его имя известным всему тогдашнему ученому миру. Тогда же его избрали членом этого общества.
В 1678 г. место секретаря Лондонского королевского общества занял Р. Гук, отношения с которым у Ньютона были достаточно сложными. В книге В.И. Арнольда приводится письмо Ньютона Э. Галлею, в котором ученый с горькой язвительностью рассуждает о различии между «математиками», к которым он причислял себя, и «физиками», т.е. Гуком.
Содержание этого письма в определенной мере раскрывает причины неприязни Ньютона к Гуку:
Математики, которые все открывают, все устанавливают и все доказывают, должны довольствоваться ролью сухих вычислителей и чернорабочих. Другой же, который ничего не может доказать, а только на все претендует и все хватает на лету, уносит всю славу как своих предшественников, так и своих последователей. И вот я должен признать теперь, что все получил от него, а что я сам всего только подсчитал, доказал и выполнил всю работу вьючного животного по изобретениям этого великого человека.
Благодаря открытиям Ньютона появилась возможность создать целую систему мироздания, основанную на одном простом и великом начале. Все сложнейшие движения Луны, планет и даже скитающихся по небу комет стали для него вполне ясными. Было сделано научное предсказание о движении всех тел Солнечной системы, самого Солнца, звезд и звездных систем. Вполне оправдались слова ученого: «Гений есть терпение мысли, сосредоточенной в известном направлении».
В конце 1683 г. Ньютон, наконец, сообщил Королевскому обществу основные начала своей системы, изложив их в виде ряда теорем о движении планет. Все главные выводы были опубликованы в фундаментальном труде «Математические начала натуральной философии». Помощник Ньютона Гемфри вспоминал, что в годы работы над книгой Исаак совершенно преобразился, даже почерк его изменился. «Ньютон в те годы был весьма скромным, любезным и спокойным человеком. Он никогда не смеялся и никогда не раздражался. Все его существование заполнялось работой. Она была его единственным увлечением. Работая, он забывал обо всем — о друзьях, пришедших по его приглашению на званый ужин, об обеде, дожидающемся его на столе (ему жалко было тратить время на еду), о сне. Он в эти годы спал по несколько часов в сутки, причем засыпал иной раз лишь в пять-шесть утра». В эти же годы Ньютон значительное время уделял интересовавшей его алхимии. (Исследования биографов показывают, что на алхимию и теологию он потратил более всего времени и сил.)
Открытия Ньютона привели к созданию новой картины мира, согласно которой все планеты, находящиеся друг от друга на колоссальных расстояниях, оказываются связанными в одну систему. Этот закон положил начало новой отрасли астрономии — небесной механике, которая и сегодня изучает движение планет и позволяет рассчитывать их положение в пространстве. Ученый смог рассчитать орбиты, по которым движутся спутники Юпитера и Сатурна, и, пользуясь этими данными, определить, с какой силой Земля притягивает Луну. Эти результаты поныне используют при подготовке к околоземным космическим полетам.
Дальнейшие исследования Ньютона позволили ему определить массу и плотность планет и самого Солнца. Он приступил к вычислению фигуры земного шара и показал, что Земля имеет сфероидальную форму: представляет собой шар, расширенный у экватора и сплюснутый у полюсов. Ученый доказал зависимость приливов и отливов от совместного действия Луны и Солнца на воды морей и океанов.
В 1688 г. Ньютон был избран в парламент, но в следующем году тяжело заболела тифом его мать. Он испросил в парламенте отпуск и поспешил к ней. Дни и ночи проводил великий ученый у постели матери, ухаживая за больной, как самая лучшая сиделка. Но болезнь оказалась роковой. Смерть матери глубоко потрясла Ньютона и, быть может, немало способствовала сильной нервной раздражительности, проявившейся у него несколько позже.
Ньютон продолжал научную работу, хотя и не с прежней интенсивностью. Он окончательно разработал теорию движения Луны и подготовил повторные издания своего бессмертного труда, в которые внес много новых важных дополнений. В это время ему было уже за 50 лет.
Несмотря на свою огромную славу и блестящий успех его книги, он жил в весьма стесненных обстоятельствах, а иногда просто нуждался: случалось, что не мог оплатить пустячный членский взнос. Свое нищенское жалование Ньютон тратил частью на химические опыты, частью на помощь родственникам и друзьям. Биографы свидетельствуют, что еще в студенческие годы сокурсники особенно охотно занимали деньги именно у Ньютона: он никогда не отказывал, не брал процентов и мирился с невозвращенными долгами.
В 1695 г. материальные обстоятельства Ньютона изменились. Его близкого друга и поклонника Чарлза Монтегю, молодого аристократа, назначили на должность канцлера казначейства. Находясь на этом посту, Монтегю занялся вопросом улучшения денежного обращения в Англии, где в то время, после ряда войн и революций, было множество фальшивой и неполновесной монеты, приносившей огромный ущерб торговле. Монтегю вздумал перечеканить всю монету. Чтобы придать наибольший вес своим доказательствам, он обратился к тогдашним знаменитостям, в том числе и к Ньютону. И ученый не обманул ожиданий друга.
Он взялся за новое дело с чрезвычайным усердием, причем своими познаниями в химии и математическим подходом оказал огромные услуги стране. Благодаря этому, трудное и запутанное дело перечеканки удачно завершилось в течение двух лет, что сразу восстановило торговый кредит. Вскоре после этого Ньютон, служивший в то время управляющим монетным двором, был назначен главным директором монетного дела и стал получать высокое жалованье. Эту должность он занимал до самой смерти.
При чрезвычайно умеренном образе жизни у Ньютона через некоторое время образовался целый капитал. Став богатым, он, как и прежде, раздавал деньги. Щедрость его была безгранична. Он любил говорить: «Люди, не помогавшие никому при жизни, никогда никому не помогли». Впоследствии Ньютон пожертвовал крупную сумму приходу, в котором родился, и часто давал стипендии молодым людям. Так, в 1724 г. он назначил высокую стипендию К. Маклорену, в дальнейшем знаменитому математику.
В 1703 г. Ньютона избирают президентом английского Королевского общества, а в 1705 г. английский король возвел его в рыцарское достоинство.
Ньютона отличали скромность и застенчивость. О себе самом он однажды сказал: «Если я видел дальше, то лишь потому, что стоял на плечах гигантов». Доктор Пембертон, познакомившийся с ним, когда тот был уже стар, «не мог надивиться скромности этого гения». По его словам, Ньютон был чрезвычайно приветлив, не имел ни малейшей напускной эксцентричности и не выносил выходок, свойственных иным «гениям». Он отлично приспосабливался ко всякому обществу и нигде не обнаруживал ни малейшего признака чванства. Зато и у других ученый не любил высокомерно-авторитетного тона и особенно не терпел насмешек над чужими убеждениями. В таких случаях он бывал весьма резок. Однажды Э. Галлей стал смеяться над религиозными мнениями его, хотел изобразить их в юмористическом виде, спрашивая Ньютона, верит ли он в «доадамовскую» землю. На что Ньютон сухо и резко ответил: «Я изучал эти вещи, а вы — нет».
Поучительна история, связанная с реакцией ученого на недоброжелательные выпады завистников. Рассказывают, что Я. Бернулли и Г. Лейбниц, сомневавшиеся в приоритете Ньютона в изобретении дифференциального исчисления, да и в его математических способностях, задумали устроить соревнование. Для этого они составили крайне сложную задачу «с целью пощупать пульс у английских аналитиков».
Требовалось найти кривую, пересекающую под прямыми углами бесчисленный ряд однородных кривых, например, кругов или парабол. В письме Бернулли по этому поводу было ядовитое замечание о «некоторых математиках», властвующих посредством методов, которые они так высоко ставят, и значительно расширивших границы исследования, используя золотые теоремы, которые (как они считают) не были никому известны, но на самом деле задолго до того опубликованные другими. Ньютон сразу понял, что задача — персональный вызов ему, и принял его.
Несмотря на утомление после рабочего дня, он тотчас взялся за задачу. Ответ был послан президенту Королевского общества на другой день. Племянница Ньютона Кетрин Кондуитт вспоминала: «Когда Бернулли в 1697 г. прислал свою задачу, сэр Исаак был страшно занят большой перечеканкой. Однако он не стал ложиться до тех пор, пока не решил задачу. Это случилось в четыре часа утра». Примечательно, что ученый послал ответ анонимно. Получив письмо, потрясенный Бернулли воскликнул: «Ех ungue leonem» («Узнаю льва по когтям»). Конечно, не могло быть и речи о заимствовании каких-нибудь идей у Лейбница, для которого это письмо стало поражением.
С 1725 г. Ньютон перестал ходить на службу. Он умер в ночь на 20 марта 1726 г. во время эпидемии чумы. В день его похорон был объявлен национальный траур. Прах сэра Исаака Ньютона покоится в Вестминстерском аббатстве, рядом с другими выдающимися людьми Англии.
Рекомендуем посмотреть:
Интересные истории для детей о происхождении вещей
Интересные факты про рыб для младших школьников, 2 класс
Нет комментариев. Ваш будет первым!