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牛顿艾萨克。 科学家的传记
艾萨克·牛顿（Isaac Newton）于 1642 年圣诞节假期（根据新式是 4 年 1643 月 XNUMX 日）出生在林肯郡的伍尔索普村。 他的父亲在儿子出生前就去世了。 牛顿的母亲，nee Aiskof，在她丈夫去世后不久就早产了，而刚出生的 Isaac 又小又虚弱。 他们认为婴儿不会活下来。 然而，牛顿活到了成熟的晚年，除了短期疾病和一种严重疾病外，他总是以身体健康着称。 就财产状况而言，牛顿一家属于中农数。 小艾萨克在他生命的前三年完全由母亲照顾。 但是，在与牧师史密斯再婚后，母亲将孩子托付给了她的祖母，她的母亲。 以撒长大后，被安置在一所小学。 十二岁时，男孩开始在格兰瑟姆的一所公立学校上学。 他被安置在药剂师克拉克的一间公寓里，在那里他断断续续地生活了大约六年。 在药剂师的生活第一次激发了他学习化学的愿望，至于学校的科学，它不是给牛顿的。 十有八九，本案的主要过错必须归咎于教师的无能。 从孩提时代起，这位未来的科学家就喜欢制造各种机械设备——并且首先永远是一名机械师。 与克拉克住在一起，艾萨克能够为大学学习做准备。 5 年 1660 月 1661 日，在牛顿还不满十八岁的时候，他考入了三一学院（Trinity College）。 剑桥大学当时是欧洲最好的大学之一：语言学和数学科学在这里同样蓬勃发展。 牛顿将他的主要注意力转向数学。 关于牛顿在剑桥的头三年，人们知之甚少。 根据大学的书籍，他在 1664 年是“资助者”。 这是贫困学生的名字，他们没有能力支付学费，还没有准备好听真正的大学课程。 他们参加了一些讲座，同时不得不为较富有的人服务。 直到 1665 年，牛顿才成为真正的学生。 XNUMX年，他获得了美术学士学位（语言科学）。 他的第一个科学实验与光的研究有关。 作为多年工作的结果，牛顿发现白色阳光是多种颜色的混合物。 科学家证明，在棱镜的帮助下，白色可以分解成它的组成颜色。 牛顿研究薄膜中光的折射，观察到一种衍射图案，称为“牛顿环”。 这一发现的重要性直到 XNUMX 世纪下半叶才得到充分体现，当时光谱分析在此基础上出现——一种新方法使研究甚至远离地球的恒星的化学成分成为可能。 1666年，剑桥爆发了一场流行病，按照当时的习俗，这被认为是一场瘟疫，牛顿退休到他的伍尔索普。 在这里，二十四岁的牛顿在寂静的村子里，手头没有书本和仪器，过着近乎隐居的生活，沉迷于深刻的哲学思考。 他们的成果是他最辉煌的发现——万有引力学说。 那是一个夏日。 牛顿喜欢坐在花园里露天冥想。 传统报道说，牛顿的思想被一个溢出的苹果掉下来打断了。 这棵著名的苹果树被长期保存，以示后人的警觉，后来枯萎，被砍倒，变成了长凳形式的历史古迹。 牛顿对落体定律的思考已经很久了，很有可能是苹果的下落再次引发了他的思考。 牛顿自己多年后写道，他从研究著名的开普勒定律中推导出了表达万有引力定律的数学公式。 如果牛顿没有拥有胡克和牛顿的任何前辈都不知道的强大数学方法，牛顿永远不可能发展并证明他的绝妙想法——这就是对无穷小量的分析，现在被称为微积分。 早在牛顿之前，许多哲学家和数学家都在处理无穷小问题，但只限于最基本的结论。 1669 年，牛顿继承了当时著名数学家艾萨克·巴罗 (Isaac Barrow) 的主席职位，他已经是剑桥大学的数学教授。 正是在那里，牛顿做出了他的第一个重大发现。 几乎与德国数学家莱布尼茨同时，他创造了最重要的数学分支——微积分和微积分。 但牛顿的发现不仅限于数学。 牛顿基于他之前在分析领域的发现创造了他的方法，但在最重要的问题上，他求助于几何和力学。 牛顿究竟何时发现他的新方法尚不清楚。 由于这种方法与万有引力理论密切相关，人们应该认为它是牛顿在 1666 年至 1669 年间开发的，而且无论如何，在莱布尼茨在该地区首次发现之前。 回到剑桥后，牛顿开始从事科学和教学活动。 从 1669 年到 1671 年，他在演讲中展示了他关于光线分析的主要发现； 但他的科学论文尚未发表。 牛顿仍然继续致力于改进光学反射镜。 格雷戈里的反射式望远镜中间有一个洞，一个物镜，没有让牛顿满意。 “这台望远镜的缺点，”他说，“对我来说似乎很严重，我发现有必要改变设计，将目镜放在镜筒的一侧。” 尽管如此，望远镜技术领域仍有许多工作要做。 牛顿最初尝试研磨放大镜，但在他发现了光线分解后，他放弃了改进折射望远镜的想法，转而开始研磨凹面镜。 牛顿制造的望远镜理所当然地被认为是第一台反射望远镜。 然后这位科学家手工制造了另一台更大尺寸和更好质量的望远镜。 最后，伦敦皇家学会发现了这些望远镜，并通过其秘书奥尔登堡向牛顿求助，要求提供该发明的详细信息。 1670 年，牛顿将他的望远镜交给了奥尔登堡——这是他一生中非常重要的事件，因为这台仪器首次让牛顿的名字为当时的整个科学界所知。 At the end of 1670, Newton was elected a member of the Royal Society of London. 1678 年，伦敦皇家学会的秘书奥尔登堡去世，他对牛顿极为友好和最尊重。 他的位置被胡克取代，虽然很羡慕牛顿，但不由自主地承认了他的天才。 应该指出的是，胡克在牛顿的杰出发现中发挥了作用。 牛顿认为，一个落体，由于它的运动与地球运动的结合，将描述一条螺旋线。 胡克表明，只有在考虑空气阻力的情况下才能获得螺旋线，并且在真空中运动必须是椭圆形的——我们正在谈论真正的运动，也就是说，如果我们自己没有参与运动，我们可以观察到的运动. 地球。 在检查了胡克的结论后，牛顿确信，一个以足够速度抛掷的物体，同时受到地球引力的影响，确实可以描述一条椭圆路径。 考虑到这个问题，牛顿发现了著名的定理，根据该定理，物体在吸引力（类似于重力）的影响下，总是描述圆锥截面，即圆锥相交时获得的曲线之一通过平面（椭圆、双曲线、抛物线，在特殊情况下为圆和直线）。 此外，牛顿发现，吸引力中心，即所有作用在移动点上的吸引力的作用集中点，位于所描述曲线的焦点处。 因此，太阳的中心（大约）位于行星所描述的椭圆的一般焦点中。 得到这样的结果后，牛顿立即看到他已经从理论上推导出来，即根据理性力学原理，开普勒定律之一，即行星的中心描述椭圆，太阳的中心位于他们轨道的焦点。 但是牛顿对理论和观察之间的这种基本一致并不满意。 他想看看是否有可能在理论的帮助下，真正计算出行星轨道的要素，即预测行星运动的所有细节？ 为了确保使物体落向地球的地球引力与使月球保持在其轨道上的力确实相同，牛顿开始计算，但是手头没有书，他只用了最粗略的数据。 计算表明，有了这样的数字数据，地球的引力比将月球保持在其轨道上的力大六分之一，似乎有某种原因抵消了月球的运动。 牛顿在得知法国科学家皮卡德的子午线测量方法后，立即进行了新的计算，最高兴的是，他确信他的旧观点得到了完全证实。 导致物体坠落到地球的力与控制月球运动的力完全相等。 这个结论对牛顿来说是最高的胜利。 现在他的话完全有道理：“天才是思想集中在某个方向上的耐心。” 他所有深刻的假设，长期的计算结果证明是正确的。 现在，他完全并且终于确信，基于一个简单而伟大的原则，创造出整个宇宙系统的可能性。 月球、行星甚至彗星在天空中游荡的所有最复杂的运动对他来说都变得非常清楚。 科学地预测太阳系所有天体的运动成为可能，也许还有太阳本身，甚至恒星和恒星系统。 1683 年底，牛顿终于向皇家学会传达了他系统的主要原理，并以一系列关于行星运动的定理的形式阐述了这些原理。 牛顿在题为“自然哲学的数学原理”的基础著作中提出了他的主要结论。 1686 年 XNUMX 月结束之前，他的书的前两部分已经准备好并被送往伦敦。 在力学领域，牛顿不仅发展了伽利略和其他科学家的立场，还给出了新的原理，更不用说许多了不起的个别定理。 根据牛顿自己的说法，甚至伽利略也建立了牛顿称之为“前两个运动定律”的原理。牛顿将这些定律表述如下： 一、每个物体都处于静止或匀速直线运动的状态，直到有力作用于它并迫使它改变这种状态。 二、 运动的变化与驱动力成正比，并沿着给定力作用的直线。 除了这两条定律之外，牛顿还制定了第三运动定律，表述如下： 三、 作用总是相等且与反作用力相反，即两个物体对彼此的作用总是相等且方向相反。 在建立了一般运动定律之后，牛顿从中推导出了许多推论和定理，使他能够将理论力学推向高度完美。 在这些理论原理的帮助下，他从开普勒定律中详细推导出了他的万有引力定律，然后解决了反问题，即表明如果我们接受已证明的万有引力定律，行星的运动应该是什么。 牛顿的发现导致创造了一幅新的世界图景，根据该图景，所有彼此相距很远的行星都连接成一个系统。 有了这条定律，牛顿为天文学的一个新分支——天体力学奠定了基础，它今天研究行星的运动并允许你计算它们在太空中的位置。 牛顿能够计算出木星和土星卫星移动的轨道，并利用这些数据确定地球吸引月球的力。 反过来，所有这些数据都将用于未来的近地太空飞行。 牛顿的进一步研究使他能够确定行星和太阳本身的质量和密度。 牛顿表明，太阳的密度比地球的密度小四倍，而地球的平均密度大约等于花岗岩的密度，通常是最重的岩石的密度。 关于行星，牛顿发现离太阳最近的行星密度最大。 接下来，牛顿开始计算地球的图形。 他证明了地球是一个球体，即像一个球，在赤道膨胀，在两极变平。 这位科学家证明了潮汐对月球和太阳对海洋水域的联合作用的依赖性。 至于真正的所谓“天体力学”，牛顿不仅进步了，而且可以说是创造了这门科学，因为在他之前只有一些经验数据。 非常奇怪的是牛顿给出的彗星运动理论，他认为该理论没有充分发展，只有在哈雷的坚持下才发表。 多亏了牛顿的计算，哈雷能够预测一颗巨大彗星的出现，它实际上是在 1759 年出现在天空中的。 它被命名为哈雷彗星。 1842年，著名的德国天文学家贝塞尔根据牛顿定律，预言了天狼星周围存在一颗看不见的卫星。 10年后，这颗卫星的发现证明了万有引力定律不仅在太阳系中运行，而且是宇宙的一般定律之一。 In 1688 Newton was elected to Parliament, albeit by a narrow majority, and sat in the so-called Convention until its dissolution. 1689 年，牛顿遭受了全家的悲痛——他的母亲死于斑疹伤寒。 得知她的病后，他向议会请假并匆匆赶到她身边。 这位伟大的科学家整晚都在母亲的床边度过，他亲自给她吃药，准备芥末膏和苍蝇，像最好的护士一样照顾病人。 但结果证明这种疾病是致命的。 他母亲的去世让牛顿深感不安，也许，这在很大程度上导致了强烈的神经过敏，这种情绪在他生病之后才表现出来。 但即使在他生病之后，牛顿仍继续他的科学工作，尽管强度不同。 他终于发展了月球运动的理论，并准备了他不朽著作的重复版本，其中他做了许多新的、非常重要的补充。 生病后，他创立了他的天文折射理论，即恒星光线在地球大气层中的折射。 终于，在一次生病之后，牛顿解决了其他数学家提出的几个非常困难的问题。 牛顿已经五十多岁了。 尽管他的名气很大，而且他的书取得了巨大的成功（该出版物不是他所有，而是由皇家学会所有），但牛顿生活在非常狭窄的环境中，有时只是需要：碰巧他付不起微薄的会员费费用。 他的薪水微不足道，牛顿把所有的东西都花光了，一部分用于化学实验，一部分用于帮助他的亲戚。 他甚至帮助了他的旧爱——前斯托里小姐。 1695 年，牛顿的物质环境发生了变化。 牛顿的密友和仰慕者查尔斯·蒙塔古（Charles Montagu）是一位比牛顿年轻 XNUMX 岁的年轻贵族，被任命为财政大臣。 上任后，蒙塔古开始着手改善英格兰的货币流通问题，当时，在经历了一系列战争和革命之后，假币和重量不足的硬币大量出现，给贸易带来了很大的损失。 蒙塔古把它记在脑海里，重新铸造了整枚硬币。 为了最大程度地证明他的证据，蒙塔古转向了当时的名人，包括牛顿。 这位科学家并没有欺骗他朋友的期望。 他以极大的热情和相当认真的态度从事一项新业务，并凭借他对化学和数学的独创性知识为国家做出了巨大的贡献。 正因如此，艰巨而复杂的重铸业务在两年内顺利完成，贸易信用立马恢复。 此后不久，从铸币厂经理那里得到的牛顿被任命为铸币厂的总负责人，开始每年获得 1500 英镑； 他一直担任这个职位直到他去世。 牛顿极其温和的生活方式，以他的薪水形成了整个资本。 In 1701, Newton was elected a member of parliament, and in 1703 he became president of the English Royal Society. 1705 年，英国国王将牛顿提升为爵位。 牛顿以谦虚和害羞着称。 很长一段时间他都不敢发表自己的发现，甚至要毁掉他不朽的《开端》的部分章节。 牛顿说：“我站得高，只是因为我站在巨人的肩膀上。” 彭伯顿博士在牛顿年纪老迈的时候就遇到了牛顿，他对这位天才的谦虚感到惊讶。 据他说，牛顿非常和蔼可亲，没有丝毫的怪癖，与其他“天才”的滑稽特征格格不入。 他完美地适应了任何社会，在任何地方都没有表现出丝毫大摇大摆的迹象。 但在另一些方面，牛顿不喜欢傲慢权威的语气，尤其不容忍对他人信仰的嘲笑。 牛顿从不追踪金钱。 他的慷慨是无限的。 他常说：“没有帮助过任何人的人，从来没有帮助过任何人。” 在他生命的最后几年，牛顿变得富有并分发了金钱，但更早的时候，当他自己需要必要的时候，他总是支持近亲和远亲。 随后，牛顿向他出生的教区捐赠了一大笔款项，并经常给年轻人提供奖学金。 于是，1724 年，他任命麦克劳林为后世著名数学家麦克劳林，奖学金 XNUMX 卢布，自费派他到爱丁堡担任詹姆斯·格雷戈里的助手。 从 1725 年起，牛顿停止了工作。 艾萨克·牛顿于 20 年 31 月 1726 日（XNUMX 日）晚上死于瘟疫。 在他的葬礼当天，宣布全国哀悼。 他的骨灰安放在威斯敏斯特教堂，旁边是英格兰其他知名人士。 作者：萨明 D.K.
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