Muy interesante post sobre la biografía de Isaac Newton. biografia de newton isaac
Wikipedia tiene artículos sobre otras personas con este apellido, ver Newton.
| isaac newton | |
| isaac newton | |
Retrato de Kneller (1689) |
|
| Fecha de nacimiento: |
4 de enero de 1643 (((padleft:1643|4|0))-((padleft:1|2|0))-((padleft:4|2|0))) |
|---|---|
| Lugar de nacimiento: |
Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra |
| Fecha de muerte: |
31 de marzo de 1727 (((padleft:1727|4|0))-((padleft:3|2|0))-((padleft:31|2|0))) (84 años) |
| Un lugar de muerte: |
Kensington, Middlesex, Inglaterra, Reino de Gran Bretaña |
| Un país: |
reino de inglaterra |
| Área científica: |
física, mecánica, matemáticas, astronomía |
| Titulo academico: |
Profesor |
| Alma mater: |
Universidad de Cambridge (Trinity College) |
| Consejero científico: |
yo carretilla |
| Firma: | |
| isaac newton en Wikimedia Commons | |
Señor isaac newton(o newton) (Inglés) Señor isaac newton, 25 de diciembre de 1642 - 20 de marzo de 1727 según el calendario juliano vigente en Inglaterra hasta 1752; o 4 de enero de 1643 - 31 de marzo de 1727 según el calendario gregoriano) - Físico, matemático, mecánico y astrónomo inglés, uno de los fundadores de la física clásica. El autor de la obra fundamental "Principios matemáticos de la filosofía natural", en la que describió la ley de la gravitación universal y las tres leyes de la mecánica, que se convirtieron en la base de la mecánica clásica. Desarrolló el cálculo diferencial e integral, la teoría del color, sentó las bases de la óptica física moderna, creó muchas otras teorías matemáticas y físicas.
Biografía
primeros años
Woolsthorpe. La casa donde nació Newton.
Isaac Newton nació en el pueblo de Woolsthorpe. Woolsthorpe, Lincolnshire) en vísperas de la Guerra Civil. El padre de Newton, un pequeño pero próspero granjero Isaac Newton (1606-1642), no vivió para ver el nacimiento de su hijo. El niño nació prematuramente, fue doloroso, por lo que no se atrevieron a bautizarlo durante mucho tiempo. Y, sin embargo, sobrevivió, fue bautizado (1 de enero) y recibió el nombre de Isaac en memoria de su padre. Newton consideraba que el hecho de nacer el día de Navidad era una señal especial del destino. A pesar de su mala salud cuando era un bebé, vivió hasta los 84 años.
Newton creía sinceramente que su familia se remonta a los nobles escoceses del siglo XV, pero los historiadores han descubierto que en 1524 sus antepasados eran campesinos pobres. A fines del siglo XVI, la familia se había enriquecido y pasó a la categoría de yeomen (terratenientes). El padre de Newton dejó una gran suma de 500 libras esterlinas para aquellos tiempos y varios cientos de acres de tierra fértil ocupada por campos y bosques.
En enero de 1646, la madre de Newton, Anna Ayscough (n. Hannah Ayscough) (1623-1679) se volvió a casar. Tuvo tres hijos con su nuevo marido, un viudo de 63 años, y empezó a prestar poca atención a Isaac. El patrón del niño era su tío materno, William Ayskoe. De niño, Newton, según sus contemporáneos, era silencioso, retraído y aislado, le encantaba leer y hacer juguetes técnicos: relojes de sol y agua, un molino, etc. Toda su vida se sintió solo.
Su padrastro murió en 1653, parte de su herencia pasó a la madre de Newton y ella la entregó inmediatamente a Isaac. La madre volvió a casa, pero su principal atención estaba puesta en los tres hijos menores y la extensa casa; Isaac todavía estaba solo.
En 1655, Newton, de 12 años, fue enviado a estudiar a una escuela cercana en Grantham, donde vivió en la casa del boticario Clark. Pronto el niño mostró habilidades extraordinarias, pero en 1659 su madre Anna lo devolvió a la finca y trató de confiarle al hijo de 16 años parte de la administración de la casa. El intento no tuvo éxito: Isaac prefirió la lectura de libros, la versificación y especialmente la construcción de diversos mecanismos a todas las demás actividades. En ese momento, Stokes, el maestro de escuela de Newton, se acercó a Anna y comenzó a persuadirla de que continuara la educación de un hijo inusualmente dotado; A esta petición se sumó el tío William y Grantham, conocido de Isaac (pariente del boticario Clark) Humphrey Babington, miembro del Trinity College de Cambridge. Con sus esfuerzos combinados, finalmente lo lograron. En 1661, Newton se graduó con éxito de la escuela y fue a continuar su educación en la Universidad de Cambridge.
Universidad de la Trinidad (1661-1664)
Torre del reloj del Trinity College
En junio de 1661, Newton, de 18 años, llegó a Cambridge. De acuerdo con el estatuto, se le dio un examen de latín, luego de lo cual se le informó que fue admitido en el Trinity College (Colegio de la Santísima Trinidad) de la Universidad de Cambridge. Más de 30 años de la vida de Newton están conectados con esta institución educativa.
El colegio, como toda la universidad, estaba pasando por un momento difícil. Recién restaurada la monarquía en Inglaterra (1660), el rey Carlos II retrasaba a menudo los pagos debidos a la universidad, destituía a una parte importante del profesorado designado durante los años de la revolución. En total, 400 personas vivían en Trinity College, incluidos estudiantes, sirvientes y 20 mendigos, a quienes, según el estatuto, el colegio estaba obligado a dar limosnas. El proceso educativo se encontraba en un estado deplorable.
Newton se inscribió en la categoría de estudiantes "sizers" (Ing. becario) a quien no se le cobraron tasas de matrícula (probablemente por recomendación de Babington). Según las normas de la época, el tallista estaba obligado a pagar su educación a través de diversos trabajos en la Universidad, o brindando servicios a estudiantes más adinerados. Hay muy pocas pruebas documentales y recuerdos de este período de su vida. Durante estos años, finalmente se formó el carácter de Newton: el deseo de llegar al fondo, la intolerancia al engaño, la calumnia y la opresión, la indiferencia a la gloria pública. Todavía no tenía amigos.
En abril de 1664, Newton, después de haber aprobado los exámenes, pasó a una categoría superior de estudiantes de "colegiales" ( eruditos), lo que lo hizo elegible para una beca y educación universitaria continua.
A pesar de los descubrimientos de Galileo, la ciencia y la filosofía en Cambridge todavía se enseñaban según Aristóteles. Sin embargo, los cuadernos supervivientes de Newton ya mencionan a Galileo, Copérnico, el cartesianismo, Kepler y la teoría atomista de Gassendi. A juzgar por estos cuadernos, continuó fabricando (principalmente instrumentos científicos), estudió con entusiasmo óptica, astronomía, matemáticas, fonética y teoría musical. Según las memorias de un compañero de cuarto, Newton se entregó desinteresadamente a la enseñanza, olvidándose de la comida y el sueño; probablemente, a pesar de todas las dificultades, esta era exactamente la forma de vida que él mismo deseaba.
Isaac Barrow. Estatua en el Trinity College.
El año 1664 en la vida de Newton también fue rico en otros eventos. Newton experimentó un auge creativo, inició una actividad científica independiente y compiló una lista a gran escala (de 45 elementos) de problemas no resueltos en la naturaleza y la vida humana ( Cuestionario, lat. Preguntas quaedam philosophicae ). En el futuro, tales listas aparecerán más de una vez en sus libros de trabajo. En marzo del mismo año, comenzaron las conferencias de un nuevo maestro, Isaac Barrow, de 34 años, un destacado matemático, futuro amigo y maestro de Newton, en el recién fundado (1663) departamento de matemáticas de la universidad. El interés de Newton por las matemáticas aumentó dramáticamente. Hizo el primer descubrimiento matemático significativo: la expansión binomial para un exponente racional arbitrario (incluidos los negativos), y a través de él llegó a su principal método matemático: la expansión de una función en una serie infinita. Al final del año, Newton se convirtió en soltero.
El soporte científico e inspiradores de la creatividad de Newton en mayor medida fueron los físicos: Galileo, Descartes y Kepler. Newton completó sus obras uniéndolas en un sistema universal del mundo. Otros matemáticos y físicos ejercieron una influencia menor pero significativa: Euclid, Fermat, Huygens, Wallis y su maestro inmediato Barrow. En el cuaderno del estudiante de Newton hay una frase del programa:
En filosofía, no puede haber soberano, excepto la verdad… Debemos erigir monumentos de oro a Kepler, Galileo, Descartes y escribir en cada uno: “Platón es un amigo, Aristóteles es un amigo, pero el principal amigo es la verdad. "
"Años de la peste" (1665-1667)
En la Nochebuena de 1664, comenzaron a aparecer cruces rojas en las casas de Londres, las primeras marcas de la Gran Plaga. Para el verano, la epidemia mortal se había expandido considerablemente. El 8 de agosto de 1665, se suspendieron las clases en Trinity College y el personal se disolvió hasta que terminó la epidemia. Newton fue a su casa en Woolsthorpe, llevándose consigo los libros, cuadernos y herramientas básicos.
Estos fueron años desastrosos para Inglaterra: una plaga devastadora (solo en Londres, murió una quinta parte de la población), una guerra devastadora con Holanda, el Gran Incendio de Londres. Pero Newton hizo una parte importante de sus descubrimientos científicos en la soledad de los "años de la peste". Se puede ver en las notas que han sobrevivido que Newton, de 23 años, ya dominaba los métodos básicos de cálculo diferencial e integral, incluida la expansión de funciones en series y lo que más tarde se llamó la fórmula de Newton-Leibniz. Tras llevar a cabo una serie de ingeniosos experimentos ópticos, demostró que el blanco es una mezcla de colores del espectro. Newton recordó más tarde estos años:
A principios de 1665 encontré el método de las series aproximadas y la regla para convertir cualquier potencia de un binomio en tal serie... en noviembre recibí el método directo de las fluxiones [cálculo de diferenciales]; en enero del año siguiente recibí la teoría de los colores, y en mayo pasé al método inverso de los flujos [cálculo integral]... En esta época viví la mejor época de mi juventud y estaba más interesado en las matemáticas y [las ciencias naturales ] filosofía que nunca después.
Pero su descubrimiento más significativo durante estos años fue la ley de la gravitación universal. Más tarde, en 1686, Newton le escribió a Halley:
En trabajos escritos hace más de 15 años (no puedo dar la fecha exacta, pero, en todo caso, fue antes del inicio de mi correspondencia con Oldenburg), expresé la proporcionalidad cuadrática inversa de la gravedad de los planetas al Sol dependiendo de la distancia y calculó la relación correcta entre la gravedad terrestre y el conatus recedendi [esfuerzo] de la Luna al centro de la Tierra, aunque no del todo exacta.
Reverenciado descendiente del manzano de Newton. Cambridge, Jardines Botánicos.
La inexactitud mencionada por Newton se debió a que Newton tomó las dimensiones de la Tierra y el valor de la aceleración de la gravedad de la Mecánica de Galileo, donde se dieron con un error significativo. Más tarde, Newton recibió datos de Picard más precisos y finalmente se convenció de la veracidad de su teoría.
Hay una leyenda muy conocida que dice que Newton descubrió la ley de la gravedad al ver caer una manzana de la rama de un árbol. Por primera vez, el biógrafo de Newton, William Stukeley, mencionó brevemente la "manzana de Newton" (libro "Memorias de la vida de Newton", 1752):
Después de la cena, el clima se volvió cálido, salimos al jardín y tomamos té a la sombra de los manzanos. Él [Newton] me dijo que la idea de la gravedad se le ocurrió mientras estaba sentado debajo de un árbol de la misma manera. Estaba en un estado de ánimo contemplativo cuando de repente una manzana cayó de una rama. "¿Por qué las manzanas siempre caen perpendiculares al suelo?" el pensó.
La leyenda se hizo popular gracias a Voltaire. De hecho, como puede verse en los libros de trabajo de Newton, su teoría de la gravitación universal se desarrolló gradualmente. Otro biógrafo, Henry Pemberton, da el razonamiento de Newton (sin mencionar la manzana) con más detalle: "Comparando los períodos de varios planetas y sus distancias al Sol, descubrió que... esta fuerza debe disminuir en proporción cuadrática al aumentar la distancia. " En otras palabras, Newton descubrió que a partir de la tercera ley de Kepler, que relaciona los períodos de revolución de los planetas con la distancia al Sol, es precisamente la "fórmula del inverso del cuadrado" de la ley de la gravedad (en la aproximación de órbitas circulares) que sigue. La formulación final de la ley de la gravitación, que se incluyó en los libros de texto, fue escrita por Newton más tarde, después de que se le aclararan las leyes de la mecánica.
Estos descubrimientos, así como muchos de los posteriores, se publicaron entre 20 y 40 años después de su realización. Newton no persiguió la fama. En 1670 le escribió a John Collins: “No veo nada deseable en la fama, incluso si fuera capaz de ganármela. Esto probablemente aumentaría el número de mis conocidos, pero esto es exactamente lo que trato de evitar sobre todo. No publicó su primer trabajo científico (octubre de 1666), en el que esbozaba las bases del análisis; se encontró solo después de 300 años.
Comienzo de la fama científica (1667-1684)
Newton en su juventud
En marzo-junio de 1666, Newton visitó Cambridge. Sin embargo, en verano, una nueva oleada de peste le obligó a abandonar de nuevo su hogar. Finalmente, a principios de 1667, la epidemia remitió y en abril Newton regresó a Cambridge. El 1 de octubre, fue elegido miembro del Trinity College y en 1668 se convirtió en maestro. Le dieron una espaciosa habitación privada para vivir, un salario de £ 2 al año y un grupo de estudiantes con los que estudiaba concienzudamente materias estándar durante varias horas a la semana. Sin embargo, ni entonces ni más tarde Newton se hizo famoso como maestro, sus conferencias tenían poca asistencia.
Habiendo consolidado su posición, Newton viajó a Londres, donde poco antes, en 1660, se estableció la Royal Society of London, una organización autorizada de científicos prominentes, una de las primeras Academias de Ciencias. El órgano impreso de la Royal Society era Philosophical Transactions. transacciones filosóficas).
En 1669, los trabajos matemáticos comenzaron a aparecer en Europa utilizando desarrollos en series infinitas. Aunque la profundidad de estos descubrimientos no llegaba a ninguna comparación con la de Newton, Barrow insistió en que su alumno fijara su prioridad en este asunto. Newton escribió un breve pero bastante completo resumen de esta parte de sus descubrimientos, al que llamó "Análisis por medio de ecuaciones con un número infinito de términos". Barrow envió este tratado a Londres. Newton le pidió a Barrow que no revelara el nombre del autor del trabajo (pero aun así lo dejó escapar). El "análisis" se extendió entre los especialistas y ganó cierta notoriedad en Inglaterra y más allá.
En el mismo año, Barrow aceptó la invitación del rey para convertirse en capellán de la corte y dejó la enseñanza. El 29 de octubre de 1669, Newton, de 26 años, fue elegido como su sucesor, profesor de matemáticas y óptica en el Trinity College, con un alto salario de 100 libras esterlinas al año. Barrow le dejó a Newton un extenso laboratorio alquímico; Durante este período, Newton se interesó seriamente en la alquimia y realizó muchos experimentos químicos.
Reflector de Newton
Simultáneamente, Newton continuó sus experimentos en óptica y teoría del color. Newton investigó las aberraciones esféricas y cromáticas. Para minimizarlos, construyó un telescopio reflector mixto: una lente y un espejo esférico cóncavo, que él mismo fabricó y pulió. El proyecto de un telescopio de este tipo fue propuesto por primera vez por James Gregory (1663), pero esta idea nunca se llevó a cabo. El primer diseño de Newton (1668) no tuvo éxito, pero el siguiente, con un espejo pulido más cuidadosamente, a pesar de su pequeño tamaño, dio un aumento de 40 veces en excelente calidad.
La noticia del nuevo instrumento llegó rápidamente a Londres y Newton fue invitado a mostrar su invento a la comunidad científica. A fines de 1671 y principios de 1672, se demostró un reflector ante el rey y luego en la Royal Society. El dispositivo recibió críticas muy favorables. Probablemente, la importancia práctica del invento también influyó: las observaciones astronómicas sirvieron para determinar con precisión el tiempo, que a su vez era necesario para la navegación en el mar. Newton se hizo famoso y en enero de 1672 fue elegido miembro de la Royal Society. Más tarde, los reflectores mejorados se convirtieron en las principales herramientas de los astrónomos; con su ayuda, se descubrieron el planeta Urano, otras galaxias y el corrimiento al rojo.
Al principio, Newton valoraba la comunicación con colegas de la Royal Society, que incluía, además de Barrow, a James Gregory, John Vallis, Robert Hooke, Robert Boyle, Christopher Wren y otras figuras famosas de la ciencia inglesa. Sin embargo, pronto comenzaron tediosos conflictos, que a Newton no le gustaron mucho. En particular, estalló una ruidosa controversia sobre la naturaleza de la luz. Comenzó con el hecho de que en febrero de 1672 Newton publicó en "Transacciones filosóficas" una descripción detallada de sus experimentos clásicos con prismas y su teoría del color. Hooke, que había publicado previamente su propia teoría, afirmó que los resultados de Newton no le convencieron; fue apoyado por Huygens sobre la base de que la teoría de Newton "contradice la sabiduría convencional". Newton respondió a sus críticas solo seis meses después, pero en ese momento el número de críticos había aumentado significativamente.
La avalancha de ataques de incompetentes hizo que Newton se irritara y deprimiera. Newton le pidió al secretario de la Sociedad de Oldenburg que no le enviara más cartas críticas y se comprometió para el futuro: no involucrarse en disputas científicas. En cartas, se queja de que se enfrenta a una elección: o no publicar sus descubrimientos, o dedicar todo su tiempo y toda su energía a repeler las críticas hostiles de los aficionados. Al final, optó por la primera opción y realizó una declaración de renuncia a la Royal Society (8 de marzo de 1673). Oldenburg, no sin dificultad, lo persuadió para que se quedara, pero los contactos científicos con la Sociedad se redujeron al mínimo durante mucho tiempo.
En 1673 se produjeron dos hechos importantes. Primero, por decreto real, el viejo amigo y mecenas de Newton, Isaac Barrow, regresó a Trinity, ahora como director ("maestro") de la universidad. En segundo lugar, Leibniz, conocido en ese momento como filósofo e inventor, se interesó por los descubrimientos matemáticos de Newton. Después de recibir el trabajo de Newton de 1669 sobre series infinitas y estudiarlo en profundidad, comenzó a desarrollar de forma independiente su propia versión del análisis. En 1676, Newton y Leibniz intercambiaron cartas en las que Newton explicaba varios de sus métodos, respondía preguntas de Leibniz e insinuaba la existencia de métodos aún más generales, aún no publicados (es decir, el cálculo diferencial e integral general). El secretario de la Royal Society, Henry Oldenburg, le pidió insistentemente a Newton que publicara sus descubrimientos matemáticos sobre análisis para la gloria de Inglaterra, pero Newton respondió que llevaba cinco años trabajando en otro tema y no quería distraerse. Newton no respondió a otra carta de Leibniz. La primera publicación breve sobre la versión newtoniana del análisis apareció recién en 1693, cuando la versión de Leibniz ya se había difundido ampliamente por toda Europa.
El final de la década de 1670 fue triste para Newton. En mayo de 1677, Barrow, de 47 años, murió inesperadamente. En el invierno del mismo año, se produjo un fuerte incendio en la casa de Newton y parte del archivo de manuscritos de Newton se quemó. En septiembre de 1677, murió el secretario de la Sociedad Real de Oldenburg, que favorecía a Newton, y Hooke, que era hostil a Newton, se convirtió en el nuevo secretario. En 1679, la madre de Anna enfermó gravemente; Newton, dejando todos sus asuntos, acudió a ella, tomó parte activa en el cuidado del paciente, pero la condición de su madre empeoró rápidamente y murió. Madre y Barrow estaban entre las pocas personas que alegraron la soledad de Newton.
"Principios matemáticos de la filosofía natural" (1684-1686)
Portada de los Elementos de Newton
Articulo principal: Principios matemáticos de la filosofía natural
La historia de la creación de esta obra, una de las más famosas de la historia de la ciencia, comienza en 1682, cuando el paso del cometa Halley provocó un aumento del interés por la mecánica celeste. Edmond Halley trató de persuadir a Newton para que publicara su "teoría general del movimiento", que durante mucho tiempo se rumoreaba en la comunidad científica. Newton, que no quería verse arrastrado a nuevas disputas y disputas científicas, se negó.
En agosto de 1684, Halley llegó a Cambridge y le dijo a Newton que él, Wren y Hooke discutieron cómo derivar la elipticidad de las órbitas de los planetas a partir de la fórmula de la ley de la gravitación, pero que no sabían cómo abordar la solución. Newton informó que ya tenía una prueba de este tipo y en noviembre le envió a Halley el manuscrito terminado. Inmediatamente apreció la importancia del resultado y el método, inmediatamente visitó a Newton nuevamente y esta vez logró persuadirlo para que publicara sus descubrimientos. El 10 de diciembre de 1684 apareció una entrada histórica en las actas de la Royal Society:
El Sr. Halley... recientemente vio al Sr. Newton en Cambridge, y le mostró un interesante tratado "De motu" [Sobre el movimiento]. De acuerdo con el deseo del Sr. Halley, Newton prometió enviar dicho tratado a la Sociedad.
El trabajo en el libro continuó en 1684-1686. Según las memorias de Humphrey Newton, un pariente del científico y su asistente durante estos años, al principio Newton escribió los "Principios" entre experimentos alquímicos, a los que prestó la atención principal, luego gradualmente se dejó llevar y se dedicó con entusiasmo. a trabajar en el libro principal de su vida.
Se suponía que la publicación se llevaría a cabo a expensas de la Royal Society, pero a principios de 1686 la Sociedad publicó un tratado sobre la historia del pescado que no encontró demanda y, por lo tanto, agotó su presupuesto. Entonces Halley anunció que correría con los gastos de publicación. La sociedad aceptó esta generosa oferta con gratitud y, como compensación parcial, proporcionó a Halley 50 copias de un tratado sobre la historia de los peces de forma gratuita.
El trabajo de Newton, quizás por analogía con los "Principios de la filosofía" de Descartes (1644) o, según algunos historiadores de la ciencia, desafiando a los cartesianos, se denominó "Principios matemáticos de la filosofía natural" (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ), es decir, en lenguaje moderno, "Fundamentos Matemáticos de la Física".
El 28 de abril de 1686 se presentó a la Royal Society el primer volumen de Principia Mathematica. Los tres volúmenes, después de algunas ediciones por parte del autor, aparecieron en 1687. La circulación (alrededor de 300 copias) se agotó en 4 años, muy rápido para ese momento.
Página de Elementos de Newton (3.ª ed., 1726)
Tanto el nivel físico como matemático del trabajo de Newton es completamente incomparable con el trabajo de sus predecesores. No hay metafísica aristotélica o cartesiana en él, con su vago razonamiento y vagamente formuladas, a menudo inverosímiles "causas originales" de los fenómenos naturales. Newton, por ejemplo, no proclama que la ley de la gravedad opera en la naturaleza, él prueba estrictamente este hecho, basado en la imagen observada del movimiento de los planetas y sus satélites. El método de Newton es la creación de un modelo de un fenómeno, "sin inventar hipótesis", y luego, si hay suficientes datos, la búsqueda de sus causas. Este enfoque, iniciado por Galileo, supuso el fin de la antigua física. Una descripción cualitativa de la naturaleza ha dado paso a una cuantitativa: una parte importante del libro está ocupada por cálculos, dibujos y tablas.
En su libro, Newton definió claramente los conceptos básicos de la mecánica e introdujo varios conceptos nuevos, incluidas cantidades físicas tan importantes como la masa, la fuerza externa y el momento. Se formulan tres leyes de la mecánica. Se da una derivación rigurosa de la ley de gravitación de las tres leyes de Kepler. Tenga en cuenta que también se describieron órbitas hiperbólicas y parabólicas de cuerpos celestes desconocidos para Kepler. La verdad del sistema heliocéntrico de Copérnico Newton no discute directamente, sino que implica; incluso estima la desviación del sol del centro de masa del sistema solar. En otras palabras, el Sol en el sistema de Newton, a diferencia del sistema Kepleriano, no está en reposo, sino que obedece las leyes generales del movimiento. Los cometas también se incluyen en el sistema general, cuyo tipo de órbitas causó entonces una gran controversia.
El punto débil de la teoría de la gravedad de Newton, según muchos científicos de la época, era la falta de explicación de la naturaleza de esta fuerza. Newton describió solo el aparato matemático, dejando preguntas abiertas sobre la causa de la gravedad y su portador material. Para la comunidad científica, criada en la filosofía de Descartes, este fue un enfoque inusual y desafiante, y solo el éxito triunfal de la mecánica celeste en el siglo XVIII obligó a los físicos a aceptar temporalmente la teoría newtoniana. Los fundamentos físicos de la gravedad quedaron claros solo después de más de dos siglos, con el advenimiento de la Teoría General de la Relatividad.
Newton construyó el aparato matemático y la estructura general del libro lo más cerca posible del estándar de rigor científico de entonces: los "Principios" de Euclides. Deliberadamente, casi nunca utilizó el análisis matemático: el uso de métodos nuevos e inusuales pondría en peligro la credibilidad de los resultados presentados. Sin embargo, esta precaución hizo que el método newtoniano de presentación careciera de valor para las generaciones posteriores de lectores. El libro de Newton fue el primer trabajo sobre la nueva física y, al mismo tiempo, uno de los últimos trabajos serios que utilizaron los viejos métodos de investigación matemática. Todos los seguidores de Newton ya estaban usando los poderosos métodos de análisis matemático que él había creado. D'Alembert, Euler, Laplace, Clairaut y Lagrange se convirtieron en los mayores sucesores inmediatos del trabajo de Newton.
Actividad administrativa (1687-1703)
El año 1687 estuvo marcado no solo por la publicación del gran libro, sino también por el conflicto de Newton con el rey Jaime II. En febrero, el rey, siguiendo constantemente su línea sobre la restauración del catolicismo en Inglaterra, ordenó a la Universidad de Cambridge que otorgara una maestría al monje católico Alban Francis. El liderazgo de la universidad vaciló, sin desear violar la ley ni irritar al rey; pronto se convocó una delegación de científicos, incluido Newton, para tomar represalias contra el notorio por su rudeza y crueldad, el Lord High Justice George Jeffreys (Ing. Jorge Jeffreys). Newton se opuso a cualquier compromiso que infrinja la autonomía universitaria e instó a la delegación a adoptar una posición de principios. Como resultado, el rector de la universidad fue destituido de su cargo, pero el deseo del rey nunca se cumplió. En una de las cartas de estos años, Newton esbozaba sus principios políticos:
Todo hombre honesto, por las leyes de Dios y de los hombres, está obligado a obedecer las órdenes lícitas del rey. Pero si se aconseja a Su Majestad que exija algo que no se puede hacer de acuerdo con la ley, entonces nadie debe sufrir si descuida tal requisito.
En 1689, después del derrocamiento del rey James II, Newton fue elegido por primera vez para el Parlamento de la Universidad de Cambridge y se sentó allí durante poco más de un año. La segunda elección tuvo lugar en 1701-1702. Hay una anécdota popular de que tomó la palabra para hablar en la Cámara de los Comunes solo una vez, pidiendo que se cerrara la ventana para evitar la corriente de aire. De hecho, Newton desempeñó sus deberes parlamentarios con la misma escrupulosidad con la que trató todos sus asuntos.
Alrededor de 1691, Newton enfermó gravemente (lo más probable es que fuera envenenado durante experimentos químicos, aunque existen otras versiones: exceso de trabajo, conmoción después de un incendio que provocó la pérdida de resultados importantes y dolencias relacionadas con la edad). Los familiares temían por su cordura; las pocas cartas suyas sobrevivientes de este período dan testimonio de un trastorno mental. Solo a fines de 1693 la salud de Newton se recuperó por completo.
En 1679, Newton conoció en Trinity a un aristócrata de 18 años, amante de la ciencia y la alquimia, Charles Montagu (1661-1715). Newton probablemente causó la mayor impresión en Montagu, porque en 1696, después de convertirse en Lord Halifax, Presidente de la Royal Society y Ministro de Hacienda (es decir, el Ministro de Hacienda de Inglaterra), Montagu le propuso al Rey que Newton fuera nombrado a la Casa de la Moneda. El rey dio su consentimiento y en 1696 Newton asumió este cargo, dejó Cambridge y se mudó a Londres. Desde 1699, se convirtió en el gerente ("maestro") de la Casa de la Moneda.
Para empezar, Newton estudió a fondo la tecnología de producción de monedas, puso en orden el papeleo, rehizo la contabilidad de los últimos 30 años. Al mismo tiempo, Newton contribuyó enérgica y hábilmente a la reforma monetaria llevada a cabo por Montagu, restaurando la confianza en el sistema monetario de Inglaterra, que había sido completamente puesto en marcha por sus predecesores. En la Inglaterra de estos años, circulaban casi exclusivamente monedas de bajo peso y había monedas falsificadas en cantidades considerables. El recorte de los bordes de las monedas de plata se ha generalizado. Ahora, la moneda comenzó a producirse en máquinas especiales y había una inscripción a lo largo del borde, por lo que la molienda criminal del metal se volvió casi imposible. La antigua moneda de plata con bajo peso se retiró por completo de la circulación y se volvió a acuñar durante 2 años, la emisión de nuevas monedas aumentó para satisfacer la demanda de las mismas y su calidad mejoró. Anteriormente, durante tales reformas, la población tuvo que cambiar el dinero antiguo por peso, luego de lo cual la cantidad de efectivo disminuyó tanto entre los individuos (particulares y legales) como en todo el país, pero los intereses y obligaciones de préstamo permanecieron iguales, lo que provocó la economía para comenzar el estancamiento. Newton propuso cambiar el dinero a su valor nominal, lo que evitó estos problemas, y lo inevitable después de que tal escasez de fondos se compensó con préstamos de otros países (sobre todo de los Países Bajos), la inflación cayó bruscamente, pero la deuda pública externa creció. a mediados de siglo a niveles sin precedentes en la historia de los tamaños de Inglaterra. Pero durante este tiempo, hubo un crecimiento económico notable, debido a ello, aumentaron las deducciones fiscales al erario (igual en tamaño que los franceses, a pesar de que Francia estaba habitada por 2,5 veces más personas), debido a esto, el público la deuda fue paulatinamente saldada.
Sin embargo, una persona honesta y competente al frente de la Casa de la Moneda no se adaptaba a todos. Desde los primeros días llovieron sobre Newton quejas y denuncias, y constantemente aparecieron comisiones de inspección. Al final resultó que, muchas denuncias provinieron de falsificadores irritados por las reformas de Newton. Newton, por regla general, era indiferente a la calumnia, pero nunca perdonaba si afectaba su honor y reputación. Participó personalmente en decenas de investigaciones, y más de 100 falsificadores fueron perseguidos y condenados; en ausencia de circunstancias agravantes, fueron enviados con mayor frecuencia a las colonias de América del Norte, pero varios cabecillas fueron ejecutados. El número de monedas falsificadas en Inglaterra se ha reducido considerablemente. Montagu, en sus memorias, elogió las extraordinarias habilidades administrativas de Newton, que aseguraron el éxito de la reforma. Así, las reformas llevadas a cabo por el científico no solo evitaron una crisis económica, sino que, décadas después, propiciaron un importante aumento del bienestar del país.
En abril de 1698, el zar ruso Pedro I visitó la Casa de la Moneda en tres ocasiones durante la "Gran Embajada"; desafortunadamente, los detalles de su visita y comunicación con Newton no se han conservado. Se sabe, sin embargo, que en 1700 se llevó a cabo en Rusia una reforma monetaria similar a la inglesa. Y en 1713, Newton envió las primeras seis copias impresas de la segunda edición de "Comienzos" al zar Pedro en Rusia.
Dos eventos en 1699 se convirtieron en un símbolo del triunfo científico de Newton: la enseñanza del sistema mundial de Newton comenzó en Cambridge (desde 1704, también en Oxford), y la Academia de Ciencias de París, un bastión de sus oponentes cartujos, lo eligió como miembro extranjero. . Durante todo este tiempo, Newton seguía siendo miembro y profesor del Trinity College, pero en diciembre de 1701 renunció oficialmente a todos sus cargos en Cambridge.
En 1703, murió el presidente de la Royal Society, Lord John Somers, habiendo asistido a las reuniones de la Sociedad solo dos veces en 5 años de su presidencia. En noviembre, Newton fue elegido como su sucesor y dirigió la Sociedad por el resto de su vida, más de veinte años. A diferencia de sus predecesores, asistió personalmente a todas las reuniones e hizo todo lo posible para garantizar que la Royal Society británica ocupara un lugar de honor en el mundo científico. El número de miembros de la Sociedad creció (entre ellos, además de Halley, se pueden distinguir Denis Papin, Abraham de Moivre, Roger Cotes, Brooke Taylor), se llevaron a cabo y discutieron experimentos interesantes, la calidad de los artículos de revistas mejoró significativamente, se aliviaron los problemas financieros. La sociedad adquirió secretarios pagados y su propia residencia (en Fleet Street), Newton pagó los costos de mudanza de su propio bolsillo. Durante estos años, Newton fue invitado a menudo como consultor de varias comisiones gubernamentales, y la princesa Carolina, la futura reina de Gran Bretaña, pasaba horas hablando con él en el palacio sobre temas filosóficos y religiosos.
Últimos años
Uno de los últimos retratos de Newton (1712, Thornhill)
En 1704 se publicó la monografía "Óptica" (primera en inglés), que marcó el desarrollo de esta ciencia hasta principios del siglo XIX. Contenía un apéndice "Sobre la cuadratura de curvas", la primera y bastante completa exposición de la versión newtoniana del cálculo. De hecho, este es el último trabajo de Newton en las ciencias naturales, aunque vivió más de 20 años. El catálogo de la biblioteca que dejó contenía libros principalmente sobre historia y teología, y fue a estas actividades a las que Newton dedicó el resto de su vida. Newton siguió siendo el gerente de la Casa de la Moneda, ya que este puesto, a diferencia del puesto de cuidador, no requería que fuera especialmente activo. Iba a la Casa de la Moneda dos veces a la semana, una vez a la semana, a una reunión de la Royal Society. Newton nunca viajó fuera de Inglaterra.
Newton fue nombrado caballero por la reina Ana en 1705. de ahora en adelante el Señor isaac newton. Por primera vez en la historia de Inglaterra, se otorgó el título de caballero por mérito científico; la próxima vez sucedió más de un siglo después (1819, en referencia a Humphry Davy). Sin embargo, algunos biógrafos creen que la reina no se guió por motivos científicos, sino políticos. Newton adquirió su propio escudo de armas y un pedigrí no muy confiable.
En 1707, se publicó una colección de conferencias de Newton sobre álgebra, llamada "Aritmética universal". Los métodos numéricos presentados en él marcaron el nacimiento de una nueva disciplina prometedora: el análisis numérico.
La tumba de Newton en la Abadía de Westminster
En 1708, comenzó una disputa de prioridad abierta con Leibniz (ver más abajo), en la que incluso las personas reinantes estuvieron involucradas. Esta disputa entre dos genios le costó muy caro a la ciencia: la escuela inglesa de matemáticas pronto redujo su actividad durante todo un siglo, y la escuela europea ignoró muchas de las ideas sobresalientes de Newton, redescubriéndolas mucho más tarde. El conflicto no se extinguió ni siquiera con la muerte de Leibniz (1716).
La primera edición de los Elementos de Newton se agotó hace mucho tiempo. Los muchos años de trabajo de Newton en la preparación de la segunda edición, revisada y complementada, se vieron coronados por el éxito en 1710, cuando se publicó el primer volumen de la nueva edición (la última, la tercera, en 1713). La tirada inicial (700 ejemplares) resultó ser claramente insuficiente, en 1714 y 1723 hubo una tirada adicional. Al finalizar el segundo volumen, Newton, como excepción, tuvo que volver a la física para explicar la discrepancia entre la teoría y los datos experimentales, e inmediatamente hizo un gran descubrimiento: la compresión hidrodinámica del chorro. La teoría está ahora en buen acuerdo con el experimento. Newton agregó una "Homilía" al final del libro con una crítica mordaz de la "teoría del vórtice" con la que sus oponentes cartesianos intentaban explicar el movimiento de los planetas. A la pregunta natural "¿cómo es realmente?" el libro sigue la famosa y honesta respuesta: "Todavía no pude deducir la causa... de las propiedades de la fuerza de gravedad de los fenómenos, pero no invento hipótesis".
En abril de 1714, Newton resumió su experiencia de regulación financiera y presentó al Tesoro su artículo "Observaciones sobre el valor del oro y la plata". El artículo contenía propuestas específicas para ajustar el valor de los metales preciosos. Estas propuestas fueron parcialmente aceptadas, y esto tuvo un efecto favorable en la economía británica.
Los inversores indignados de South Sea Company fueron retratados satíricamente por Edward Matthew Ward.
Poco antes de su muerte, Newton se convirtió en una de las víctimas de una estafa financiera por parte de una gran empresa comercial South Sea Company, que contaba con el apoyo del gobierno. Compró una gran cantidad de valores de la empresa y también insistió en que la Royal Society los adquiriera. El 24 de septiembre de 1720, el banco de la empresa se declaró en quiebra. La sobrina Catherine recordó en sus notas que Newton perdió más de 20.000 libras, después de lo cual declaró que podía calcular el movimiento de los cuerpos celestes, pero no el grado de locura de la multitud. Sin embargo, muchos biógrafos creen que Catalina no significó una pérdida real, sino la imposibilidad de recibir la ganancia esperada. Después de que la empresa quebrara, Newton ofreció compensar a la Royal Society de su propio bolsillo, pero su oferta fue rechazada.
Newton dedicó los últimos años de su vida a escribir la "Cronología de los Reinos Antiguos", en la que trabajó durante unos 40 años, así como a la preparación de la tercera edición de los "Principios", que se publicó en 1726. A diferencia de la segunda edición, los cambios en la tercera edición fueron pequeños, principalmente los resultados de nuevas observaciones astronómicas, incluida una guía bastante completa de los cometas observados desde el siglo XIV. Entre otros, se presentó la órbita calculada del cometa Halley, cuya reaparición en el momento indicado (1758) confirmó claramente los cálculos teóricos de los (ya fallecidos) Newton y Halley. La tirada del libro para la edición científica de esos años podría considerarse enorme: 1250 ejemplares.
En 1725, la salud de Newton comenzó a deteriorarse notablemente y se mudó a Kensington, cerca de Londres, donde murió por la noche, mientras dormía, el 20 (31) de marzo de 1727. No dejó testamento escrito, pero poco antes de su muerte transfirió una parte importante de su gran fortuna a sus familiares más cercanos. Enterrado en la Abadía de Westminster.
Cualidades personales
Rasgos de personaje
Es difícil hacer un retrato psicológico de Newton, ya que incluso las personas que simpatizan con él suelen atribuirle varias cualidades. Hay que tener en cuenta el culto a Newton en Inglaterra, que obligó a los autores de memorias a dotar al gran científico de todas las virtudes imaginables, ignorando las verdaderas contradicciones de su naturaleza. Además, al final de su vida, aparecieron en el carácter de Newton rasgos como el buen carácter, la indulgencia y la sociabilidad, que antes no eran característicos de él.
Exteriormente, Newton era bajo, de complexión fuerte, con cabello ondulado. Casi no se enfermó, hasta la vejez conservó el pelo espeso (ya desde los 40 años estaba completamente canoso) y todos sus dientes, menos uno. Nunca (según otras fuentes, casi nunca) usó anteojos, aunque era un poco miope. Casi nunca se reía o se enfadaba, no se mencionan sus bromas u otras manifestaciones de sentido del humor. En los cálculos monetarios, era preciso y ahorrativo, pero no tacaño. Nunca casado. Por lo general, se encontraba en un estado de profunda concentración interna, por lo que a menudo mostraba distracción: por ejemplo, una vez, después de invitar a los invitados, fue a la despensa por vino, pero luego se le ocurrió una idea científica, se apresuró a la oficina y nunca volvió a los invitados. Era indiferente a los deportes, la música, el arte, el teatro, los viajes, aunque sabía dibujar bien. Su asistente recordó: “No se permitía ningún descanso y respiro… consideraba perdida cada hora que no se dedicaba a [la ciencia]… Creo que le entristecía mucho la necesidad de dedicar tiempo a comer y dormir. " Con todo lo dicho, Newton logró combinar la practicidad mundana y el sentido común, que se manifestaron claramente en su exitosa gestión de la Casa de la Moneda y la Royal Society.
Criado en una tradición puritana, Newton se impuso un conjunto de principios rígidos y autocontrol. Y no estaba dispuesto a perdonar a los demás lo que no se perdonaría a sí mismo; esta es la raíz de muchos de sus conflictos (ver más abajo). Trataba a sus familiares y a muchos colegas con calidez, pero no tenía amigos cercanos, no buscaba la compañía de otras personas y se mantenía distante. Al mismo tiempo, Newton no era cruel e indiferente al destino de los demás. Cuando, tras la muerte de su media hermana Anna, sus hijos se quedaron sin sustento, Newton asignó una asignación a los hijos menores, y más tarde la hija de Anna, Katherine, se hizo cargo de su crianza. También ayudó a otros familiares. “Siendo económico y prudente, era al mismo tiempo muy libre con el dinero y siempre estaba dispuesto a ayudar a un amigo en necesidad, sin mostrar obsesión. Es especialmente noble en relación con la juventud. Muchos científicos ingleses famosos - Stirling, Maclaurin, el astrónomo James Pound y otros - recordaron con profunda gratitud la ayuda brindada por Newton al comienzo de su carrera científica.
Conflictos
newton y hooke
Robert Hooke. Reconstrucción de la apariencia según descripciones verbales de los contemporáneos.
En 1675, Newton envió a la Sociedad su tratado con nuevas investigaciones y razonamientos sobre la naturaleza de la luz. Robert Hooke en la reunión declaró que todo lo que es valioso en el tratado ya está en el libro publicado anteriormente de Hooke "Micrographia". En conversaciones privadas, acusó a Newton de plagio: "Mostré que el Sr. Newton usó mis hipótesis sobre impulsos y ondas" (del diario de Hooke). Hooke cuestionó la prioridad de todos los descubrimientos de Newton en el campo de la óptica, excepto aquellos con los que no estaba de acuerdo. Oldenburg informó inmediatamente a Newton de estas acusaciones y las consideró insinuaciones. Esta vez el conflicto se extinguió y los científicos intercambiaron cartas conciliatorias (1676). Sin embargo, desde ese momento hasta la muerte de Hooke (1703), Newton no publicó ningún trabajo sobre óptica, aunque acumuló una enorme cantidad de material, sistematizado por él en la clásica monografía Optics (1704).
Otra disputa de prioridad estaba relacionada con el descubrimiento de la ley de la gravedad. En 1666, Hooke llegó a la conclusión de que el movimiento de los planetas es una superposición de caer sobre el Sol debido a la fuerza de atracción del Sol y el movimiento por inercia tangencial a la trayectoria del planeta. En su opinión, esta superposición de movimiento determina la forma elíptica de la trayectoria del planeta alrededor del Sol. Sin embargo, no pudo probar esto matemáticamente y envió una carta a Newton en 1679, donde le ofreció su cooperación para resolver este problema. Esta carta también establecía la suposición de que la fuerza de atracción del Sol disminuye inversamente con el cuadrado de la distancia. En respuesta, Newton señaló que anteriormente se había ocupado del problema del movimiento planetario, pero abandonó estos estudios. De hecho, como muestran documentos encontrados más tarde, Newton abordó el problema del movimiento planetario ya en 1665-1669, cuando, sobre la base de la ley III de Kepler, estableció que "la tendencia de los planetas a alejarse del Sol será inversamente proporcional a los cuadrados de sus distancias al Sol". Sin embargo, la idea de la órbita del planeta como resultado únicamente de la igualdad de las fuerzas de atracción del Sol y la fuerza centrífuga aún no se había desarrollado del todo en esos años.
Posteriormente, se interrumpió la correspondencia entre Hooke y Newton. Hooke volvió a los intentos de construir la trayectoria del planeta bajo la acción de una fuerza decreciente según la ley del inverso del cuadrado. Sin embargo, estos intentos tampoco tuvieron éxito. Mientras tanto, Newton volvió al estudio del movimiento planetario y resolvió este problema.
Cuando Newton estaba preparando sus Principia para su publicación, Hooke exigió que Newton, en el prefacio, estipulara la prioridad de Hooke con respecto a la ley de la gravitación. Newton respondió que Bulliald, Christopher Wren y el propio Newton llegaron a la misma fórmula de forma independiente y antes que Hooke. Estalló un conflicto que envenenó mucho la vida de ambos científicos.
Los autores modernos dan crédito tanto a Newton como a Hooke. La prioridad de Hooke es formular el problema de construir la trayectoria del planeta debido a la superposición de su caída sobre el Sol según la ley del inverso del cuadrado y el movimiento por inercia. También es posible que fuera la carta de Hooke la que impulsara directamente a Newton a completar la solución de este problema. Sin embargo, el propio Hooke no resolvió el problema y tampoco adivinó sobre la universalidad de la gravedad. Según S. I. Vavilov,
Si combinamos en uno todos los supuestos y pensamientos de Hooke sobre el movimiento de los planetas y la gravitación, expresados por él durante casi 20 años, entonces encontraremos casi todas las conclusiones principales de los Elementos de Newton, solo expresadas en una evidencia incierta y escasa. forma. Sin resolver el problema, Hook encontró su respuesta.. Al mismo tiempo, tenemos ante nosotros no un pensamiento arrojado por casualidad, sino sin duda el fruto de muchos años de trabajo. Hooke tuvo la ingeniosa conjetura de un físico experimental que ve a través del laberinto de los hechos las verdaderas relaciones y leyes de la naturaleza. Con una intuición tan rara del experimentador, nos encontramos en la historia de la ciencia incluso con Faraday, pero Hooke y Faraday no eran matemáticos. Su trabajo fue completado por Newton y Maxwell. La lucha sin rumbo con Newton por la prioridad ha ensombrecido el glorioso nombre de Hooke, pero es hora de que la historia, después de casi tres siglos, rinda homenaje a todos. Hooke no pudo seguir el camino recto e irreprochable de los Principios de las Matemáticas de Newton, pero por sus caminos indirectos, de los que ya no podemos encontrar rastros, llegó allí también.
En el futuro, la relación de Newton con Hooke siguió siendo tensa. Por ejemplo, cuando Newton presentó a la Sociedad un nuevo diseño de un sextante que había inventado, Hooke inmediatamente declaró que había inventado ese dispositivo hacía más de 30 años (aunque nunca había construido sextantes). Sin embargo, Newton era consciente del valor científico de los descubrimientos de Hooke y en su "Óptica" mencionó varias veces a su ya fallecido oponente.
Además de Newton, Hooke entabló disputas de prioridad con muchos otros científicos ingleses y continentales, incluido Robert Boyle, a quien acusó de apropiarse de la mejora de la bomba de aire, y con el secretario de la Royal Society, Oldenburg, afirmando que con la ayuda de Oldenburg, Huygens robó el reloj de resorte helicoidal idea de Hooke.
Se está considerando el mito de que supuestamente Newton ordenó la destrucción del único retrato de Hooke.
Newton y Flamsteed
Juan Flamsteed.
John Flamsteed, un eminente astrónomo inglés, conoció a Newton en Cambridge (1670) cuando Flamsteed era todavía un estudiante y Newton un maestro. Sin embargo, ya en 1673, casi simultáneamente con Newton, Flamsteed también se hizo famoso: publicó tablas astronómicas de excelente calidad, por lo que el rey lo honró con una audiencia personal y el título de "Astrónomo Real". Además, el rey ordenó la construcción de un observatorio en Greenwich, cerca de Londres, y lo trasladó a Flamsteed. Sin embargo, el rey consideró que el dinero para equipar el observatorio era un gasto innecesario, y casi todos los ingresos de Flamsteed se destinaron a la construcción de instrumentos y las necesidades económicas del observatorio.
Observatorio de Greenwich, edificio antiguo
Al principio, la relación de Newton y Flamsteed fue cordial. Newton estaba preparando una segunda edición de los Principia y necesitaba urgentemente observaciones precisas de la luna para construir y (como esperaba) confirmar su teoría de su movimiento; en la primera edición, la teoría del movimiento de la luna y los cometas no fue satisfactoria. Esto también fue importante para la afirmación de la teoría de la gravitación de Newton, que fue duramente criticada por los cartesianos del continente. Flamsteed le dio de buen grado los datos solicitados, y en 1694 Newton le informó con orgullo a Flamsteed que una comparación de los datos calculados y experimentales mostraba su coincidencia práctica. En algunas cartas, Flamsteed instó a Newton, en el caso de utilizar observaciones, a estipularle, Flamsteed, prioridad; esto se aplicaba principalmente a Halley, a quien Flamsteed no le gustaba y sospechaba de deshonestidad científica, pero también podría significar desconfianza en el propio Newton. En las cartas de Flamsteed, el resentimiento comienza a mostrarse:
Estoy de acuerdo: el alambre es más caro que el oro del que está hecho. Yo, sin embargo, recogí este oro, lo refiné y lo lavé, y no me atrevo a pensar que valoras tan poco mi ayuda solo porque la recibiste tan fácilmente.
El comienzo de un conflicto abierto fue establecido por una carta de Flamsteed, en la que se disculpó informando que había descubierto una serie de errores sistemáticos en algunos de los datos proporcionados a Newton. Esto amenazó la teoría newtoniana de la luna y obligó a rehacer los cálculos, y la credibilidad del resto de los datos también se vio sacudida. Newton, que odiaba la deshonestidad, estaba extremadamente molesto e incluso sospechó que Flamsteed había introducido deliberadamente los errores.
En 1704, Newton visitó a Flamsteed, quien en ese momento había recibido datos de observación nuevos y extremadamente precisos, y le pidió que los transfiriera; a cambio, Newton prometió ayudar a Flamsteed en la publicación de su obra principal: el Great Star Catalog. Flamsteed, sin embargo, comenzó a ganar tiempo por dos razones: el catálogo aún no estaba completamente listo, ya no confiaba en Newton y tenía miedo de robar sus valiosas observaciones. Flamsteed usó las calculadoras experimentadas que se le proporcionaron para completar el trabajo de calcular las posiciones de las estrellas, mientras que Newton estaba principalmente interesado en la Luna, los planetas y los cometas. Finalmente, en 1706, comenzó la impresión del libro, pero Flamsteed, que sufría de una gota insoportable y se volvió cada vez más desconfiado, exigió que Newton no abriera la copia tipo sellada hasta que se completara la impresión; Newton, que necesitaba urgentemente los datos, ignoró esta prohibición y escribió los valores requeridos. La tensión creció. Flamsteed escandalizó a Newton por intentar hacer personalmente correcciones menores a los errores. La impresión del libro fue extremadamente lenta.
Debido a dificultades financieras, Flamsteed no pagó su cuota de membresía y fue expulsado de la Royal Society; la reina dio un nuevo golpe, quien, aparentemente, a pedido de Newton, transfirió las funciones de control sobre el observatorio a la Sociedad. Newton le dio a Flamsteed un ultimátum:
Usted envió un catálogo imperfecto al que le faltaba mucho, no proporcionó las posiciones de las estrellas que se deseaban y escuché que la impresión se detuvo porque no se proporcionaron. Por lo tanto, se espera lo siguiente de usted: envíe el final de su catálogo al Dr. Arbuthnot, o al menos envíele los datos de observación necesarios para completarlo, de modo que la impresión pueda continuar.
Newton también amenazó con considerar que más retrasos desobedecían las órdenes de Su Majestad. En marzo de 1710, Flamsteed, después de ardientes quejas por la injusticia y las intrigas de sus enemigos, entregó las últimas páginas de su catálogo y, a principios de 1712, se publicó el primer volumen, titulado "Historia celestial". Contenía todos los datos que necesitaba Newton, y un año más tarde también iba a aparecer una edición revisada de los Principia, con una teoría mucho más precisa de la luna. El vengativo Newton no incluyó el agradecimiento de Flamsteed en la edición y tachó todas las referencias a él que estaban presentes en la primera edición. En respuesta, Flamsteed quemó todas las 300 copias no vendidas del catálogo en su chimenea y comenzó a preparar una segunda edición, esta vez a su gusto. Murió en 1719, pero gracias a los esfuerzos de su esposa y amigos, esta notable edición, el orgullo de la astronomía inglesa, se publicó en 1725.
Newton y Leibniz
gottfried leibniz
A partir de los documentos sobrevivientes, los historiadores de la ciencia descubrieron que Newton descubrió el cálculo diferencial e integral en 1665-1666, pero no lo publicó hasta 1704. Leibniz desarrolló su versión del análisis de forma independiente (desde 1675), aunque el ímpetu inicial de su pensamiento probablemente provino de los rumores de que Newton ya tenía dicho cálculo, así como gracias a las conversaciones científicas en Inglaterra y la correspondencia con Newton. A diferencia de Newton, Leibniz publicó inmediatamente su versión y más tarde, junto con Jacob y Johann Bernoulli, promovieron ampliamente este descubrimiento histórico en toda Europa. La mayoría de los científicos del continente no tenían dudas de que Leibniz había descubierto el análisis.
Haciendo caso a la persuasión de amigos que apelaron a su patriotismo, Newton en el segundo libro de sus "Principios" (1687) dijo:
En cartas que intercambié hace unos diez años con el matemático altamente calificado Herr Leibniz, le informé que tenía un método para determinar máximos y mínimos, trazar tangentes y resolver cuestiones similares, igualmente aplicable a términos racionales e irracionales. y oculté el método reorganizando las letras de la siguiente oración: "cuando se da una ecuación que contiene cualquier número de cantidades de corriente, encuentre los flujos y viceversa". El marido más famoso me respondió que él también atacaba tal método y me comunicó su método, que resultó ser apenas diferente del mío, y solo en términos y fórmulas.
Nuestro Wallis ha añadido a su "Álgebra", que acaba de aparecer, algunas de las cartas que os escribí en mi tiempo. Al mismo tiempo, me exigió que declarara abiertamente el método que en ese momento oculté al reordenar las letras; Lo hice lo más corto que pude. Espero que al mismo tiempo no haya escrito nada que sea desagradable para usted, pero si esto sucedió, hágamelo saber, porque mis amigos son más queridos para mí que los descubrimientos matemáticos.
Después de la aparición de la primera publicación detallada del análisis newtoniano (un suplemento matemático de "Óptica", 1704), apareció una reseña anónima en la revista "Acta eruditorum" de Leibniz con alusiones ofensivas a Newton. La revisión indicó claramente que el autor del nuevo cálculo fue Leibniz. El propio Leibniz negó con vehemencia que la reseña fuera escrita por él, pero los historiadores han podido encontrar un borrador escrito de su puño y letra. Newton ignoró el artículo de Leibniz, pero sus alumnos respondieron con indignación, tras lo cual estalló una guerra de prioridades paneuropea, "la disputa más vergonzosa de toda la historia de las matemáticas".
El 31 de enero de 1713, la Royal Society recibió una carta de Leibniz que contenía una redacción conciliadora: está de acuerdo en que Newton llegó al análisis por su cuenta, "sobre principios generales como los nuestros". Un enojado Newton exigió la creación de una comisión internacional para aclarar la prioridad. La comisión no tardó mucho: un mes y medio después, habiendo estudiado la correspondencia de Newton con Oldenburg y otros documentos, reconoció unánimemente la prioridad de Newton, además, en una redacción que esta vez fue insultante para Leibniz. La decisión de la comisión se imprimió en las actas de la Sociedad con todos los documentos de respaldo adjuntos. En respuesta, desde el verano de 1713 Europa se inundó de panfletos anónimos que defendían la prioridad de Leibniz y afirmaban que "Newton se apropia del honor que corresponde a otro". Los panfletos también acusaban a Newton de robar los resultados de Hooke y Flamsteed. Los amigos de Newton, por su parte, acusaron al propio Leibniz de plagio; según ellos, durante su estancia en Londres (1676), Leibniz conoció las obras y cartas inéditas de Newton en la Royal Society, tras lo cual Leibniz publicó las ideas allí expresadas y las hizo pasar por propias.
La guerra no amainó hasta diciembre de 1716, cuando el Abbé Conti informó a Newton: "Leibniz ha muerto, la disputa ha terminado".
Actividad científica
Una nueva era en la física y las matemáticas está asociada con el trabajo de Newton. Completó la creación de la física teórica iniciada por Galileo, basada, por un lado, en datos experimentales y, por otro lado, en una descripción cuantitativa y matemática de la naturaleza. Poderosos métodos analíticos aparecen en las matemáticas. En física, el principal método de estudio de la naturaleza es la construcción de modelos matemáticos adecuados de los procesos naturales y el estudio intensivo de estos modelos con la participación sistemática de todo el poder del nuevo aparato matemático. Los siglos posteriores han demostrado la excepcional fecundidad de este enfoque.
Filosofía y método científico.
Newton rechazó resueltamente el enfoque de Descartes y sus seguidores, los cartesianos, populares a fines del siglo XVII, quienes ordenaban, al construir una teoría científica, encontrar primero las “causas originales” del fenómeno en estudio con la “intuición de la mente". En la práctica, este enfoque a menudo ha llevado a hipótesis descabelladas sobre "sustancias" y "propiedades ocultas" que no están sujetas a verificación experimental. Newton creía que en la "filosofía natural" (es decir, la física) solo son admisibles tales suposiciones ("principios", ahora prefieren el nombre "leyes de la naturaleza"), que se derivan directamente de experimentos confiables, generalizan sus resultados; Llamó a las hipótesis hipótesis que no estaban suficientemente fundamentadas por experimentos. “Todo... lo que no se deduce de los fenómenos debe llamarse hipótesis; las hipótesis de propiedades metafísicas, físicas, mecánicas y ocultas no tienen cabida en la filosofía experimental. Ejemplos de principios son la ley de la gravedad y las 3 leyes de la mecánica en los Elementos; la palabra "principios" Principios matemáticos, tradicionalmente traducido como "principios matemáticos") también figura en el título de su libro principal.
En una carta a Pardis, Newton formuló la "regla de oro de la ciencia":
Me parece que el mejor y más seguro método de filosofar debería ser primero estudiar diligentemente las propiedades de las cosas y establecer estas propiedades mediante experimentos, y luego avanzar gradualmente hacia hipótesis que expliquen estas propiedades. Las hipótesis sólo pueden ser útiles para explicar las propiedades de las cosas, pero no hay necesidad de encomendarles la responsabilidad de definir esas propiedades más allá de los límites revelados por el experimento... porque se pueden inventar muchas hipótesis para explicar cualquier dificultad nueva.
Tal enfoque no solo colocó las fantasías especulativas fuera de la ciencia (por ejemplo, el razonamiento de los cartesianos sobre las propiedades de la "materia sutil", supuestamente explicando los fenómenos electromagnéticos), sino que fue más flexible y fructífero, porque permitió el modelado matemático de fenómenos para los cuales aún no se habían descubierto las causas profundas. Esto sucedió con la gravedad y la teoría de la luz: su naturaleza se hizo evidente mucho más tarde, lo que no interfirió con la exitosa aplicación centenaria de los modelos newtonianos.
La famosa frase “Yo no invento hipótesis” (lat. Hipótesis non fingo), por supuesto, no significa que Newton subestimó la importancia de encontrar "primeras causas", si la experiencia las confirma inequívocamente. Los principios generales obtenidos del experimento y las consecuencias de los mismos también deben someterse a verificación experimental, lo que puede conducir a un ajuste o incluso a un cambio en los principios. “Toda la dificultad de la física... radica en reconocer las fuerzas de la naturaleza a partir de los fenómenos del movimiento, y luego usar estas fuerzas para explicar el resto de los fenómenos”.
Newton, como Galileo, creía que el movimiento mecánico es la base de todos los procesos de la naturaleza:
Sería deseable deducir de los principios de la mecánica el resto de los fenómenos de la naturaleza también... porque hay mucho que me hace suponer que todos estos fenómenos están determinados por ciertas fuerzas con las que las partículas de los cuerpos, por razones aún desconocidos, tienden entre sí y se entrelazan en figuras regulares, o se repelen y se alejan mutuamente. Dado que estas fuerzas son desconocidas, hasta ahora los intentos de los filósofos por explicar los fenómenos de la naturaleza han resultado infructuosos.
Newton formuló su método científico en su libro Óptica:
Como en matemáticas, así en la prueba de la naturaleza, en la investigación de cuestiones difíciles, el método analítico debe preceder al sintético. Este análisis consiste en sacar conclusiones generales a partir de experimentos y observaciones por inducción y no permitir objeciones contra ellos que no partan de experimentos u otras verdades confiables. Porque las hipótesis no se consideran en la filosofía experimental. Aunque los resultados obtenidos por inducción de experimentos y observaciones aún no pueden servir como prueba de conclusiones universales, sin embargo, esta es la mejor manera de sacar conclusiones, lo que permite la naturaleza de las cosas.
En el libro 3 de los "Comienzos" (a partir de la 2ª edición), Newton colocó una serie de reglas metodológicas dirigidas contra los cartesianos; el primero de ellos es una variante de la "navaja de Occam":
Regla I. No deben aceptarse en la naturaleza otras causas que las que son verdaderas y suficientes para explicar los fenómenos... la naturaleza nada hace en vano, y en vano sería hacer con muchos lo que con menos se puede hacer. La naturaleza es simple y no se deleita en las causas superfluas de las cosas...
Regla IV. En física experimental, las proposiciones deducidas de los fenómenos que ocurren por medio de la inducción [inducción], a pesar de la posibilidad de conjeturas contrarias a ellas, deben considerarse verdaderas exactamente o aproximadamente, hasta que se descubren tales fenómenos por los cuales son aún más precisos o están sujetos. a excepciones.
Los puntos de vista mecanicistas de Newton resultaron ser erróneos: no todos los fenómenos naturales resultan del movimiento mecánico. Sin embargo, su método científico se ha consolidado en la ciencia. La física moderna investiga y aplica con éxito fenómenos cuya naturaleza aún no ha sido dilucidada (por ejemplo, partículas elementales). Desde Newton, las ciencias naturales se han ido desarrollando, firmemente convencidas de que el mundo es cognoscible, porque la naturaleza está ordenada según simples principios matemáticos. Esta confianza se convirtió en la base filosófica del grandioso progreso de la ciencia y la tecnología.
Matemáticas
Newton hizo sus primeros descubrimientos matemáticos en sus años de estudiante: la clasificación de curvas algebraicas de tercer orden (las curvas de segundo orden fueron estudiadas por Fermat) y la expansión binomial de un grado arbitrario (no necesariamente entero), a partir de la cual la teoría de Newton de series infinitas comienza, una nueva y más poderosa herramienta de análisis. Newton consideró la expansión en una serie como el método principal y general de analizar funciones, y en esta materia alcanzó las cumbres de la maestría. Usó series para calcular tablas, resolver ecuaciones (incluidas las diferenciales), estudiar el comportamiento de las funciones. Newton logró obtener una descomposición para todas las funciones que eran estándar en ese momento.
Newton desarrolló el cálculo diferencial e integral simultáneamente con G. Leibniz (un poco antes) e independientemente de él. Antes de Newton, las acciones con infinitesimales no estaban vinculadas a una sola teoría y tenían la naturaleza de trucos ingeniosos dispares (ver Método de los indivisibles). La creación de un análisis matemático sistémico reduce la solución de los problemas correspondientes, en gran medida, a un nivel técnico. Apareció un complejo de conceptos, operaciones y símbolos, que se convirtió en la base de partida para el desarrollo posterior de las matemáticas. El siguiente, el siglo XVIII, fue el siglo del desarrollo rápido y extremadamente exitoso de los métodos analíticos.
Quizás Newton llegó a la idea del análisis a través de métodos de diferencias, que estudió extensa y profundamente. Es cierto que en sus "Principios" Newton casi no usó infinitesimales, adhiriéndose a los antiguos métodos (geométricos) de prueba, pero en otras obras los usó libremente.
El punto de partida para el cálculo diferencial e integral fue el trabajo de Cavalieri y especialmente de Fermat, quien ya sabía (para curvas algebraicas) dibujar tangentes, encontrar extremos, puntos de inflexión y curvatura de una curva, y calcular el área de su segmento. . De los otros predecesores, el propio Newton nombró a Wallis, Barrow y al científico escocés James Gregory. Todavía no existía el concepto de una función; interpretó todas las curvas cinemáticamente como trayectorias de un punto en movimiento.
Como estudiante, Newton se dio cuenta de que la diferenciación y la integración son operaciones mutuamente inversas. Este teorema básico de análisis ya estaba más o menos claramente esbozado en los trabajos de Torricelli, Gregory y Barrow, pero solo Newton se dio cuenta de que sobre esta base se podían obtener no solo descubrimientos individuales, sino un poderoso cálculo sistémico, similar al álgebra, con claros resultados. reglas y posibilidades gigantescas.
Durante casi 30 años, a Newton no le importó publicar su versión del análisis, aunque en cartas (en particular a Leibniz) comparte de buena gana mucho de lo que ha logrado. Mientras tanto, la versión de Leibniz se ha distribuido amplia y abiertamente por toda Europa desde 1676. Solo en 1693 apareció la primera presentación de la versión de Newton, en forma de apéndice del Tratado de álgebra de Wallis. Tenemos que admitir que la terminología y el simbolismo de Newton son bastante torpes en comparación con los de Leibniz: flujo (derivado), fluido (antiderivado), momento de magnitud (diferencial), etc. Solo la designación de Newton ha sobrevivido en matemáticas. o» para un infinitesimal dt(sin embargo, Gregory usó esta letra en el mismo sentido antes), e incluso un punto sobre la letra como símbolo de la derivada del tiempo.
Newton publicó una exposición bastante completa de los principios del análisis solo en el trabajo "Sobre la cuadratura de las curvas" (1704), adjunto a su monografía "Óptica". Casi todo el material presentado estaba listo en las décadas de 1670 y 1680, pero solo ahora Gregory y Halley persuadieron a Newton para que publicara un trabajo que, 40 años después, se convirtió en el primer trabajo publicado de Newton sobre análisis. Aquí, Newton tiene derivadas de órdenes superiores, se encuentran los valores de integrales de varias funciones racionales e irracionales, se dan ejemplos de la solución de ecuaciones diferenciales de primer orden.
Aritmética universal de Newton, edición latina (1707)
En 1707, se publicó el libro "Aritmética Universal". Presenta una variedad de métodos numéricos. Newton siempre prestó gran atención a la solución aproximada de ecuaciones. El famoso método de Newton hizo posible encontrar las raíces de las ecuaciones con una velocidad y precisión antes impensables (publicado en Álgebra por Wallis, 1685). La forma moderna del método iterativo de Newton fue dada por Joseph Raphson (1690).
En 1711, después de 40 años, finalmente se publicó "Análisis mediante ecuaciones con un número infinito de términos". En este trabajo, Newton explora tanto las curvas algebraicas como las "mecánicas" (cicloide, cuadratriz) con la misma facilidad. Hay derivadas parciales. En el mismo año, se publicó el "Método de las diferencias", donde Newton propuso una fórmula de interpolación para pasar por (n + 1) puntos de datos con abscisas equidistantes o desiguales de un polinomio norte-th orden. Esta es una diferencia análoga de la fórmula de Taylor.
En 1736, se publicó póstumamente el trabajo final "Método de fluxiones y series infinitas", significativamente avanzado en comparación con "Análisis por ecuaciones". Da numerosos ejemplos de búsqueda de extremos, tangentes y normales, cálculo de radios y centros de curvatura en coordenadas cartesianas y polares, búsqueda de puntos de inflexión, etc. En el mismo trabajo se realizaron cuadraturas y rectificaciones de varias curvas.
Cabe señalar que Newton no solo desarrolló el análisis de manera bastante completa, sino que también hizo un intento de fundamentar rigurosamente sus principios. Si Leibniz se inclinó hacia la idea de los infinitesimales reales, entonces Newton propuso (en los Elementos) una teoría general de los pasajes al límite, a la que denominó con cierto adorno el "método de las razones primera y última". Es el término moderno "límite" (lat. limas), aunque no hay una descripción inteligible de la esencia de este término, lo que implica una comprensión intuitiva. La teoría de los límites está enunciada en 11 lemas del libro I de los "Principios"; un lema también está en el libro II. No hay aritmética de límites, no hay prueba de la unicidad del límite, no se ha revelado su conexión con los infinitesimales. Sin embargo, Newton señala correctamente que este enfoque es más riguroso que el método "aproximado" de los indivisibles. Sin embargo, en el libro II, al introducir "momentos" (diferenciales), Newton nuevamente confunde el asunto, considerándolos de hecho como infinitesimales reales.
Cabe señalar que Newton no estaba interesado en absoluto en la teoría de números. Aparentemente, la física estaba mucho más cerca de él que las matemáticas.
Mecánica
Página de elementos de Newton con los axiomas de la mecánica
El mérito de Newton es la solución de dos problemas fundamentales.
- Creación de una base axiomática para la mecánica, que en realidad transfirió esta ciencia a la categoría de teorías matemáticas rigurosas.
- Creación de dinámicas que vinculan el comportamiento del cuerpo con las características de las influencias externas sobre él (fuerzas).
Además, Newton finalmente enterró la idea, arraigada desde la antigüedad, de que las leyes de movimiento de los cuerpos terrestres y celestes son completamente diferentes. En su modelo del mundo, todo el universo está sujeto a leyes uniformes que permiten la formulación matemática.
La axiomática de Newton constaba de tres leyes, que él mismo formuló de la siguiente forma.
|
La primera ley (la ley de la inercia), en una forma menos clara, fue publicada por Galileo. Cabe señalar que Galileo permitía el libre movimiento no solo en línea recta, sino también en círculo (aparentemente por razones astronómicas). Galileo también formuló el principio más importante de la relatividad, que Newton no incluyó en su axiomática, porque para los procesos mecánicos este principio es una consecuencia directa de las ecuaciones de la dinámica (corolario V en los Elementos). Además, Newton consideró el espacio y el tiempo como conceptos absolutos, comunes a todo el Universo, y así lo indicó claramente en sus Elementos.
Newton también dio definiciones rigurosas de conceptos físicos tales como cantidad de movimiento(no muy claramente utilizado por Descartes) y fuerza. Introdujo en la física el concepto de masa como medida de la inercia y, al mismo tiempo, de las propiedades gravitatorias. Anteriormente, los físicos usaban el concepto peso Sin embargo, el peso del cuerpo depende no solo del propio cuerpo, sino también de su entorno (por ejemplo, de la distancia al centro de la Tierra), por lo que se necesitaba una nueva característica invariable.
Euler y Lagrange completaron la matematización de la mecánica.
gravedad
(Véase también Gravedad, la teoría clásica de la gravedad de Newton).Aristóteles y sus seguidores consideraban que la gravedad era el deseo de los cuerpos del "mundo sublunar" a sus lugares naturales. Algunos otros filósofos antiguos (entre ellos Empédocles, Platón) creían que la gravedad era el deseo de unir cuerpos relacionados. En el siglo XVI, este punto de vista fue apoyado por Nicolás Copérnico, en cuyo sistema heliocéntrico la Tierra era considerada solo uno de los planetas. Las opiniones cercanas fueron realizadas por Giordano Bruno, Galileo Galilei. Johannes Kepler creía que la razón de la caída de los cuerpos no son sus aspiraciones internas, sino la fuerza de atracción de la Tierra, y no solo la Tierra atrae a la piedra, sino que la piedra también atrae a la Tierra. En su opinión, la gravedad se extiende al menos hasta la Luna. En sus trabajos posteriores, expresó la opinión de que la fuerza de la gravedad disminuye con la distancia y que todos los cuerpos del sistema solar están sujetos a atracción mutua. René Descartes, Gilles Roberval, Christian Huygens y otros científicos del siglo XVII intentaron desentrañar la naturaleza física de la gravedad.
El mismo Kepler fue el primero en sugerir que el movimiento de los planetas está controlado por fuerzas que emanan del Sol. En su teoría, había tres de esas fuerzas: una, circular, empuja al planeta en órbita, actuando tangencialmente a la trayectoria (debido a esta fuerza, el planeta se mueve), la otra atrae o repele al planeta del Sol (debido a él, la órbita del planeta es una elipse) y el tercero actúa a través del plano de la eclíptica (por lo que la órbita del planeta se encuentra en el mismo plano). Consideró que la fuerza circular decrecía inversamente con la distancia al Sol. Ninguna de estas tres fuerzas se identificó con la gravedad. La teoría kepleriana fue rechazada por el principal astrónomo teórico de mediados del siglo XVII, Ismael Bulliald, según quien, en primer lugar, los planetas se mueven alrededor del Sol no bajo la influencia de las fuerzas que emanan de él, sino debido a la aspiración interna, y en segundo lugar, si existiera una fuerza circular, disminuiría a la segunda potencia de la distancia, y no a la primera, como creía Kepler. Descartes creía que los planetas eran transportados alrededor del sol por torbellinos gigantes.
Jeremy Horrocks expresó la suposición de la existencia de una fuerza que emana del Sol y que controla el movimiento de los planetas. Según Giovanni Alfonso Borelli, del Sol provienen tres fuerzas: una mueve el planeta en órbita, la otra atrae el planeta hacia el Sol, la tercera (centrífuga), por el contrario, repele al planeta. La órbita elíptica del planeta es el resultado del enfrentamiento entre estos dos últimos. En 1666, Robert Hooke sugirió que la fuerza de atracción del Sol por sí sola es suficiente para explicar el movimiento de los planetas, solo hay que suponer que la órbita planetaria es el resultado de una combinación (superposición) de caídas sobre el Sol (debido a a la fuerza de la gravedad) y el movimiento por inercia (debido a la tangente a la trayectoria del planeta). En su opinión, esta superposición de movimientos determina la forma elíptica de la trayectoria del planeta alrededor del Sol. Christopher Wren también expresó puntos de vista similares, pero de forma bastante vaga. Hooke y Ren supusieron que la fuerza de la gravedad disminuye inversamente con el cuadrado de la distancia al Sol.
Sin embargo, nadie antes de Newton pudo conectar clara y matemáticamente de manera concluyente la ley de la gravedad (una fuerza inversamente proporcional al cuadrado de la distancia) y las leyes del movimiento planetario (leyes de Kepler). Además, fue Newton quien primero supuso que la gravedad actúa entre dos cuerpos cualesquiera del universo; el movimiento de una manzana que cae y la rotación de la luna alrededor de la tierra están controlados por la misma fuerza. Finalmente, Newton no solo publicó la supuesta fórmula de la ley de la gravitación universal, sino que en realidad propuso un modelo matemático completo:
- ley de la gravitación;
- la ley del movimiento (segunda ley de Newton);
- sistema de métodos para la investigación matemática (análisis matemático).
En conjunto, esta tríada es suficiente para explorar completamente los movimientos más complejos de los cuerpos celestes, creando así las bases de la mecánica celeste. Así, sólo con los trabajos de Newton comienza la ciencia de la dinámica, incluyendo su aplicación al movimiento de los cuerpos celestes. Antes de la creación de la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica, no se necesitaron enmiendas fundamentales a este modelo, aunque resultó ser necesario desarrollar significativamente el aparato matemático.
El primer argumento a favor del modelo newtoniano fue la rigurosa derivación de las leyes empíricas de Kepler sobre su base. El siguiente paso fue la teoría del movimiento de los cometas y la luna, expuesta en los "Principios". Posteriormente, con la ayuda de la gravedad newtoniana, todos los movimientos observados de los cuerpos celestes fueron explicados con gran precisión; este es el gran mérito de Euler, Clairaut y Laplace, quienes desarrollaron la teoría de la perturbación para esto. El fundamento de esta teoría fue establecido por Newton, quien analizó el movimiento de la luna utilizando su método habitual de expansión en serie; en el camino, descubrió las causas de las irregularidades entonces conocidas ( desigualdades) en el movimiento de la luna.
La ley de la gravitación hizo posible resolver no solo los problemas de la mecánica celeste, sino también una serie de problemas físicos y astrofísicos. Newton proporcionó un método para determinar las masas del sol y los planetas. Descubrió la causa de las mareas: la atracción de la luna (incluso Galileo consideraba que las mareas eran un efecto centrífugo). Además, después de haber procesado datos a largo plazo sobre la altura de las mareas, calculó la masa de la luna con buena precisión. Otra consecuencia de la gravedad fue la precesión del eje terrestre. Newton descubrió que debido al achatamiento de la Tierra en los polos, el eje de la Tierra realiza un desplazamiento lento constante con un período de 26.000 años bajo la influencia de la atracción de la Luna y el Sol. Así, el antiguo problema de la "anticipación de los equinoccios" (señalado por primera vez por Hiparco) encontró una explicación científica.
La teoría de la gravitación de Newton provocó muchos años de debate y crítica del concepto de largo alcance adoptado en ella. Sin embargo, los destacados éxitos de la mecánica celeste en el siglo XVIII confirmaron la opinión sobre la idoneidad del modelo newtoniano. Las primeras desviaciones observadas de la teoría de Newton en astronomía (desplazamiento del perihelio de Mercurio) se descubrieron solo 200 años después. Pronto estas desviaciones fueron explicadas por la teoría general de la relatividad (GR); La teoría newtoniana resultó ser su versión aproximada. La relatividad general también llenó la teoría de la gravitación con contenido físico, indicando el portador material de la fuerza de atracción, la métrica del espacio-tiempo, e hizo posible deshacerse de la interacción de largo alcance.
Óptica y Teoría de la Luz
Newton hizo descubrimientos fundamentales en óptica. Construyó el primer telescopio de espejo (reflector) en el que, a diferencia de los telescopios de lente pura, no había aberración cromática. También estudió en detalle la dispersión de la luz, demostró que cuando la luz blanca pasa a través de un prisma transparente, se descompone en una serie continua de rayos de diferentes colores debido a la diferente refracción de los rayos de diferentes colores, por lo que Newton sentó las bases para la teoría correcta de los colores. Newton creó una teoría matemática de los anillos de interferencia descubiertos por Hooke, que desde entonces se han llamado "anillos de Newton". En una carta a Flamsteed, expuso una teoría detallada de la refracción astronómica. Pero su principal logro es la creación de los cimientos de la óptica física (no solo geométrica) como ciencia y el desarrollo de su base matemática, la transformación de la teoría de la luz de un conjunto no sistemático de hechos en una ciencia con riqueza cualitativa y cuantitativa. contenido, experimentalmente bien fundamentado. Los experimentos ópticos de Newton se convirtieron en un modelo de investigación física profunda durante décadas.
Hubo muchas teorías especulativas sobre la luz y el color durante este período; el punto de vista de Aristóteles ("diferentes colores son una mezcla de luz y oscuridad en diferentes proporciones") y Descartes ("diferentes colores se crean cuando las partículas de luz giran a diferentes velocidades") pelearon principalmente. Hooke, en su Micrographia (1665), ofreció una variante de las opiniones aristotélicas. Muchos creían que el color no es un atributo de la luz, sino de un objeto iluminado. La discordia general se vio agravada por una cascada de descubrimientos del siglo XVII: difracción (1665, Grimaldi), interferencia (1665, Hooke), doble refracción (1670, Erasmus Bartholin, estudiada por Huygens), estimación de la velocidad de la luz (1675 , Romer). No había ninguna teoría de la luz compatible con todos estos hechos.
Dispersión de luz
(Experiencia de Newton)
En su discurso ante la Royal Society, Newton refutó tanto a Aristóteles como a Descartes y demostró de manera convincente que la luz blanca no es primaria, sino que consta de componentes coloreados con diferentes "grados de refracción". Estos componentes son primarios: Newton no pudo cambiar su color con ningún truco. Por lo tanto, la sensación subjetiva de color recibió una base objetiva sólida: en la terminología moderna, la longitud de onda de la luz, que podría juzgarse por el grado de refracción.
Portada de la Óptica de Newton
En 1689, Newton dejó de publicar en el campo de la óptica (aunque continuó investigando): según una leyenda común, juró no publicar nada en esta área durante la vida de Hooke. En cualquier caso, en 1704, al año siguiente de la muerte de Hooke, se publicó la monografía "Óptica" (en inglés). El prefacio contiene un claro indicio de un conflicto con Hooke: "No queriendo involucrarme en disputas sobre varios temas, retrasé esta publicación y la habría retrasado aún más si no fuera por la persistencia de mis amigos". Durante la vida del autor, "Óptica", al igual que "Comienzos", pasó por tres ediciones (1704, 1717, 1721) y muchas traducciones, incluidas tres al latín.
- Libro primero: los principios de la óptica geométrica, la doctrina de la dispersión de la luz y la composición del color blanco, con diversas aplicaciones, entre ellas la teoría del arco iris.
- Libro dos: interferencia de la luz en placas delgadas.
- Libro tres: difracción y polarización de la luz.
Los historiadores distinguen dos grupos de hipótesis sobre la naturaleza de la luz.
- Emisión (corpuscular): la luz está formada por pequeñas partículas (corpúsculos) emitidas por un cuerpo luminoso. Esta opinión estaba respaldada por la rectitud de la propagación de la luz, en la que se basa la óptica geométrica, pero la difracción y la interferencia no encajaban bien en esta teoría.
- Onda: la luz es una onda en el mundo invisible del éter. A los oponentes de Newton (Hooke, Huygens) se les suele llamar partidarios de la teoría ondulatoria, pero hay que tener en cuenta que entendían la onda no como una oscilación periódica, como en la teoría moderna, sino como un impulso único; por ello, sus explicaciones de los fenómenos de la luz eran poco plausibles y no podían competir con las de Newton (Huygens incluso intentó refutar la difracción). La óptica ondulatoria desarrollada apareció solo a principios del siglo XIX.
Newton a menudo se considera un partidario de la teoría corpuscular de la luz; de hecho, él, como de costumbre, "no inventó hipótesis" y admitió voluntariamente que la luz también podría estar asociada con ondas en el éter. En un tratado presentado a la Royal Society en 1675, escribe que la luz no puede ser simplemente vibraciones del éter, ya que entonces, por ejemplo, podría propagarse a lo largo de un tubo curvo, como lo hace el sonido. Pero, por otro lado, sugiere que la propagación de la luz excita vibraciones en el éter, lo que da lugar a la difracción y otros efectos ondulatorios. En esencia, Newton, claramente consciente de las ventajas y desventajas de ambos enfoques, propone una teoría de la luz de onda corpuscular de compromiso. En sus obras, Newton describió en detalle el modelo matemático de los fenómenos luminosos, dejando de lado la cuestión del portador físico de la luz: “Mi enseñanza sobre la refracción de la luz y los colores consiste únicamente en establecer ciertas propiedades de la luz sin hipótesis sobre su origen. .” La óptica ondulatoria, cuando apareció, no rechazó los modelos de Newton, sino que los absorbió y los expandió sobre una nueva base.
A pesar de su disgusto por las hipótesis, Newton colocó al final de Óptica una lista de problemas sin resolver y posibles respuestas a ellos. Sin embargo, durante estos años ya podía permitírselo: la autoridad de Newton después de los "Principios" se volvió indiscutible, y pocas personas se atrevieron a molestarlo con objeciones. Varias hipótesis resultaron ser proféticas. Específicamente, Newton predijo:
- desviación de la luz en un campo gravitacional;
- el fenómeno de la polarización de la luz;
- interconversión de luz y materia.
Otros trabajos en física
Newton posee la primera conclusión de la velocidad del sonido en un gas, basada en la ley de Boyle-Mariotte. Sugirió la existencia de la ley de la fricción viscosa y describió la compresión hidrodinámica del chorro. Propuso una fórmula para la ley de resistencia de un cuerpo en un medio enrarecido (fórmula de Newton) y, a partir de ella, consideró uno de los primeros problemas sobre la forma más ventajosa de un cuerpo aerodinámico (problema aerodinámico de Newton). En los Elementos, expresó y argumentó la suposición correcta de que el cometa tiene un núcleo sólido, cuya evaporación, bajo la influencia del calor solar, forma una cola extensa, siempre dirigida en dirección opuesta al Sol. Newton también se ocupó de los problemas de transferencia de calor, uno de los resultados se llama la ley de Newton-Richmann.
Newton predijo que la Tierra se aplanaría en los polos, estimándolo en alrededor de 1:230. Al mismo tiempo, Newton utilizó un modelo de fluido homogéneo para describir la Tierra, aplicó la ley de la gravitación universal y tuvo en cuenta la fuerza centrífuga. Al mismo tiempo, Huygens realizó cálculos similares, quien no creía en la fuerza gravitacional de largo alcance y abordó el problema de manera puramente cinemática. En consecuencia, Huygens predijo más de la mitad de la contracción como Newton, 1:576. Además, Cassini y otros cartesianos argumentaron que la Tierra no está comprimida, sino estirada en los polos como un limón. Posteriormente, aunque no inmediatamente (las primeras medidas fueron inexactas), las medidas directas (Clero, 1743) confirmaron la corrección de Newton; la compresión real es 1:298. La razón de la diferencia de este valor con el propuesto por Newton en la dirección de Huygens es que el modelo de un fluido homogéneo todavía no es del todo exacto (la densidad aumenta notablemente con la profundidad). Una teoría más precisa, teniendo en cuenta explícitamente la dependencia de la densidad de la profundidad, se desarrolló solo en el siglo XIX.
Estudiantes
En sentido estricto, Newton no tuvo alumnos directos. Sin embargo, toda una generación de científicos ingleses creció con sus libros y en comunicación con él, por lo que ellos mismos se consideraban estudiantes de Newton. Entre ellos, los más famosos son:
- Edmund Halley
- Roger Coates
- colin maclaurin
- Abraham de Moivre
- James Stirling
- brooke taylor
- Guillermo Whiston
Otras áreas de actividad
Química y Alquimia
Paralelamente a la investigación que sentó las bases de la actual tradición científica (física y matemática), Newton (como muchos de sus colegas) dedicó mucho tiempo a la alquimia, así como a la teología. Los libros de alquimia constituían una décima parte de su biblioteca. No publicó ningún trabajo sobre química o alquimia, y el único resultado conocido de esta afición a largo plazo fue el grave envenenamiento de Newton en 1691. Durante la exhumación del cuerpo de Newton, se encontraron niveles peligrosos de mercurio en su cuerpo.
Stukeley recuerda que Newton escribió un tratado sobre química "explicando los principios de este misterioso arte sobre la base de evidencia experimental y matemática", pero el manuscrito lamentablemente se quemó en un incendio y Newton no intentó restaurarlo. Las cartas y notas sobrevivientes sugieren que Newton estaba pensando en la posibilidad de alguna unificación de las leyes de la física y la química en un solo sistema del mundo; planteó varias hipótesis sobre este tema al final de Óptica.
B. G. Kuznetsov cree que los estudios alquímicos de Newton fueron intentos de revelar la estructura atomística de la materia y otros tipos de materia (por ejemplo, luz, calor, magnetismo):
¿Fue Newton un alquimista? Creía en la posibilidad de transformar un metal en otro, y durante tres décadas se dedicó a la investigación alquímica y estudió los trabajos alquímicos de la Edad Media y la antigüedad... su atomística se basa en la idea de una jerarquía de corpúsculos , formado por fuerzas cada vez menos intensas de atracción mutua de las partes. Esta idea de una jerarquía infinita de partículas discretas de materia está conectada con la idea de la unidad de la materia. Newton no creía en la existencia de elementos que no pudieran transformarse unos en otros. Por el contrario, asumió que la idea de la indescomponibilidad de las partículas y, en consecuencia, de las diferencias cualitativas entre los elementos está asociada a las posibilidades históricamente limitadas de la tecnología experimental.
Esta suposición es confirmada por la declaración del mismo Newton: “La alquimia no trata con metales, como creen los ignorantes. Esta filosofía no es de las que sirven a la vanidad y al engaño, más bien sirve al beneficio y edificación, además, lo principal aquí es el conocimiento de Dios.
Teología
"Cronología refinada de los Reinos Antiguos"
Siendo una persona profundamente religiosa, Newton consideró la Biblia (como todo lo demás) desde una posición racionalista. Con este enfoque, aparentemente, también está conectado el rechazo de Newton de la Trinidad de Dios. La mayoría de los historiadores creen que Newton, quien trabajó durante muchos años en el Trinity College, no creía en la Trinidad. Los investigadores de sus obras teológicas han descubierto que las opiniones religiosas de Newton estaban cerca del arrianismo herético (ver el artículo de Newton " Rastreo histórico de dos corrupciones notables de las Escrituras»).
El grado de proximidad de las opiniones de Newton a varias herejías condenadas por la iglesia se estima de manera diferente. El historiador alemán Fiesenmeier sugirió que Newton aceptó la Trinidad, pero más cerca de la comprensión ortodoxa oriental. El historiador estadounidense Stephen Snobelen, citando una serie de pruebas documentales, rechazó enérgicamente este punto de vista y atribuyó a Newton a los socinianos.
Exteriormente, sin embargo, Newton se mantuvo leal a la Iglesia de Inglaterra establecida. Había una buena razón para ello: el Acto Legislativo para la Represión de la Blasfemia y la Impiedad de 1698. Ley para la represión de la blasfemia y las blasfemias ) por la negación de alguna de las personas de la Trinidad se preveía la derrota de los derechos civiles, y si este delito se repetía, la pena de prisión. Por ejemplo, el amigo de Newton, William Whiston, fue despojado de su cátedra y expulsado de la Universidad de Cambridge en 1710 por afirmar que el arrianismo era la religión de la Iglesia primitiva. Sin embargo, en cartas a personas de ideas afines (Locke, Halley, etc.), Newton fue bastante franco.
Además del antitrinitarismo, se ven elementos de deísmo en la cosmovisión religiosa de Newton. Newton creía en la presencia material de Dios en cada punto del universo y llamó al espacio el "asiento sensorial de Dios" (lat. sensorio Dei). Esta idea panteísta combina los puntos de vista científico, filosófico y teológico de Newton en un todo único, "todas las áreas de interés de Newton, desde la filosofía natural hasta la alquimia, son proyecciones diferentes y al mismo tiempo contextos diferentes de esta idea central que lo poseía por completo".
Newton publicó (parcialmente) los resultados de su investigación teológica tarde en su vida, pero comenzaron mucho antes, no más tarde de 1673. Newton propuso su versión de la cronología bíblica, dejó el trabajo sobre la hermenéutica bíblica y escribió un comentario sobre el Apocalipsis. Estudió el idioma hebreo, estudió la Biblia según un método científico, utilizando cálculos astronómicos relacionados con eclipses solares, análisis lingüísticos, etc., para fundamentar su punto de vista. Según sus cálculos, el fin del mundo no llegará antes de 2060.
Los manuscritos teológicos de Newton ahora se guardan en Jerusalén, en la Biblioteca Nacional.
Calificaciones
Estatua de Newton en el Trinity College
La inscripción en la tumba de Newton dice:
Aquí yace Sir Isaac Newton, quien, con un poder de razón casi divino, fue el primero en explicar, por medio de su método matemático, el movimiento y la forma de los planetas, las trayectorias de los cometas y las mareas de los océanos.
Él fue quien investigó las diferencias en los rayos de luz y las diversas propiedades de los colores resultantes de ellos, que nadie había sospechado previamente. Intérprete diligente, astuto y fiel de la naturaleza, la antigüedad y la Sagrada Escritura, afirmó con su filosofía la grandeza del creador todopoderoso, y con su temperamento propagó la sencillez exigida por el Evangelio.
Alégrense los mortales de que tal ornato del género humano viviera entre ellos.
texto original(lat.)
H. S. E. ISAACUS NEWTON Eques Auratus,
Qui, animi vi prope divinâ,
Planetarum Motus, Figuras,
Cometarum semitas, Oceanique Aestus. Suâ Mathesi facem praeferente
Demostración Primus:
Disimilitudes de Radiorum Lucis,
Colorumque inde nascentium proprietates,
Quas nemo antea vel suspicatus erat, pervestigavit.
Naturae, Antiquitatis, S. Scripturae,
Sedulus, sagax, fidus Interpres
Dei O. M. Majestatem Philosophiâ asseruit,
Evangelij Simplicitatem Moribus expressit.
sibi gratulentur mortales,
Tale tantumque exstitisse
HUMANI GENERIS DECUS.
NAT. XXV dic. ANUNCIO. MDCXLII. OBIIT. XX. MAR. MDCCXXVI.
Alguien es capaz de multiplicar números de cinco dígitos en su mente. Otro tiene dificultad para contar el cambio en la tienda, pero puede ensamblar la máquina Apocalipsis de la basura en el basurero. El tercero en poder de derivar la fórmula general de todo -si, por supuesto, le quitan la camisa de fuerza. Y a veces nacen personas capaces de escribir una teoría de la óptica con una taza de té, desarrollar métodos de cálculo integral a la hora del almuerzo y esbozar las leyes de la gravedad antes de irse a la cama, y todo esto en una era en la que a veces las brujas eran quemado en las plazas, y los científicos famosos estaban seriamente interesados en el ocultismo.
Es difícil saber mucho, es imposible saberlo todo. Pero hacer grandes descubrimientos en áreas completamente diferentes del conocimiento fundamental y determinar el rostro de la ciencia durante los próximos cientos de años es casi un milagro. Había pocas personas en el mundo cuyos retratos cuelgan simultáneamente en las aulas de matemáticas, física, astronomía y estudios culturales. Y, quizás, el principal "mesías de la ciencia" fue Sir Isaac Newton. En 2005, la Royal Society de Londres votó al físico más influyente en la historia del planeta. Newton fue considerado más significativo que Einstein.
silencioso y solitario
En abril de 1642, Isaac Newton, un granjero próspero pero completamente analfabeto del pequeño pueblo de Woolsthorpe, se casó con la bien educada Anna Ayscoe, de 19 años, del pueblo de Market Overton. La felicidad de los jóvenes no duró mucho. En octubre, su esposo murió. Y exactamente en Navidad, el 25 de diciembre, Anna dio a luz a un niño. Recibió el nombre de su padre, Isaac. Estas circunstancias determinaron el destino del progreso científico, porque si Isaac el mayor estuviera vivo, ciertamente habría criado a un hijo granjero.
El bebé nació prematuro. Según la madre, el niño era tan pequeño que cabía en una taza de un cuarto de galón. Todos esperaban que no viviría ni un día. Sin embargo, a pesar de esto, Isaac creció sano y vivió hasta los 84 años.
Tres años más tarde, Anna se casó con el rico vicario Barnaby Smith, quien en ese momento tenía 63 años. Dejó a su hijo con sus padres y se mudó con el reverendo. El segundo matrimonio de su madre "dio" a Newton dos medias hermanas y un medio hermano (Mary, Benjamin y Anna). Debo decir que su relación fue buena: habiendo logrado el éxito, Isaac siempre ayudó a sus medio parientes.
Algunos investigadores creen que el joven Newton sufría de autismo. Hablaba poco (una cualidad que perduró toda su vida) y quedó tan absorto en sus pensamientos que se olvidó de comer. Hasta la edad de siete años, a menudo se "pegaba" a repetir las mismas oraciones, lo que, por supuesto, no agregaba amigos al niño extraño.
Los extraordinarios talentos de Isaac aparecieron por primera vez en términos prácticos. Hizo juguetes, molinos de viento en miniatura, cometas (con ellos volaban linternas y difundían el rumor de un cometa por la zona), hizo un reloj de sol de piedra para su casa, y también midió la fuerza del viento, saltando en su dirección y en contra.
En 1652, Newton fue enviado a estudiar a la Escuela Grantham. Este pueblo estaba a solo 5 millas de su casa, pero Isaac decidió dejar sus muros nativos y se instaló con el farmacéutico de Grantham, el Sr. Clark.
En 1656, el vicario muere y la viuda Smith regresa a la propiedad familiar. No se puede decir que Isaac estaba complacido con ella. A la edad de 19 años, compiló una lista de sus pecados juveniles anteriores, donde, en particular, indicó su intención de incendiar la casa del vicario junto con su madre negligente. Anna decidió tardíamente participar en la crianza de su primer hijo y decidió que su hijo seguiría los pasos de su padre. Isaac fue sacado de la escuela y durante algún tiempo cavó diligentemente en los campos de Lincolnshire.
La introducción a la tierra no duró mucho. Gracias a los esfuerzos del reverendo William Ayscough (hermano de la madre de Newton y pastor de un pueblo vecino), la agricultura inglesa perdió otro mal trabajador. El tío notó el progreso científico del joven y persuadió a Anna para que enviara a su hijo a la universidad.
Solitario y brillante
Al principio, Newton subestimaba el tamaño, en otras palabras, pagaba sus estudios con las tareas del hogar. En la primavera de 1664, fue admitido en el Trinity College como becario. Esto le dio acceso a la enorme biblioteca de Cambridge. El joven se tragó con avidez las obras de Arquímedes, Aristóteles, Platón, Copérnico, Kepler, Galileo y Descartes, los mismos gigantes sobre cuyos hombros, según sus propias palabras, se paró en el futuro.
Hay poca información sobre su relación con los compañeros de clase. Se puede suponer que el retraído Newton, que se encontraba en la ciudadela de la ciencia tan adorada por él, evitaba la vida estudiantil salvaje. Se sabe que una vez cambió de habitación por la "violencia" de un vecino y se instaló junto al tranquilo John Wilkins.
Fascinado por la óptica, Newton dedicó mucho tiempo a observar los fenómenos atmosféricos, en particular, el halo (el anillo alrededor del Sol, para más detalles ver "MF" No. 11 (63), 2008).
Isaac tardó un año en adquirir los conocimientos básicos de matemáticas, física y óptica. En julio de 1665 Londres fue asolada por una terrible plaga. El número de víctimas fue tan grande que la administración de la universidad envió a los estudiantes a casa (durante los siguientes dos años, Cambridge cerró y abrió varias veces).
Newton tomó un "año sabático" y regresó a su Woolsthorpe natal. La tranquilidad de la vida del pueblo afectó favorablemente a Isaac. Los estudiantes ruidosos no lo distrajeron de los libros, por lo que ya en enero de 1665 defendió su licenciatura y en 1668 se convirtió en maestro.
Parecerá extraño, pero Newton hizo los principales descubrimientos cuando aún era estudiante de Cambridge. No gritó "¡Eureka!" en cada esquina y no buscó popularizar sus logros, por lo que Isaac recibió fama mundial solo en la edad adulta.
A la edad de 23 años, el joven había dominado los métodos de cálculo diferencial e integral, derivó la fórmula binomial de Newton, formuló el principal teorema de análisis (más tarde llamado fórmula de Newton-Leibniz), descubrió la ley de la gravitación universal y demostró que el blanco es una mezcla de colores.
Todo esto se hizo con la ayuda de breves notas en los diarios. A juzgar por ellos, los pensamientos de Newton saltaban libremente de la óptica a las matemáticas y viceversa. El silencio del campo le dio un tiempo ilimitado para reflexionar. Él mismo atribuyó su éxito al hecho de que estaba constantemente pensando.
En 1669 la plaga retrocedió. Cambridge volvió a la vida y Newton fue nombrado profesor de matemáticas. En ese momento, las ciencias matemáticas también significaban geometría, astronomía, geografía y óptica, pero las conferencias de Newton se consideraban aburridas y no tenían demanda entre los estudiantes; a menudo tenía que hablar frente a bancos vacíos.
| Esto es interesante | ||
|
primeros años
Isaac Newton, hijo de un pequeño pero próspero granjero, nació en el pueblo de Woolsthorpe (Ing. Woolsthorpe, Lincolnshire), en vísperas de la Guerra Civil. El padre de Newton no vivió para ver el nacimiento de su hijo. El niño nació prematuramente, fue doloroso, por lo que no se atrevieron a bautizarlo durante mucho tiempo. Y, sin embargo, sobrevivió, fue bautizado (1 de enero) y recibió el nombre de Isaac en honor a su difunto padre. Newton consideraba que el hecho de nacer el día de Navidad era una señal especial del destino. A pesar de su mala salud cuando era un bebé, vivió hasta los 84 años.
Newton creía sinceramente que su familia se remonta a los nobles escoceses del siglo XV, pero los historiadores han descubierto que en 1524 sus antepasados eran campesinos pobres. A fines del siglo XVI, la familia se había enriquecido y pasó a la categoría de yeomen (terratenientes). El padre de Newton dejó una gran suma de 500 libras esterlinas para aquellos tiempos y varios cientos de acres de tierra fértil ocupada por campos y bosques.
En enero de 1646, la madre de Newton, Hannah Ayscough, se volvió a casar. Tuvo tres hijos con su nuevo marido, un viudo de 63 años, y empezó a prestar poca atención a Isaac. El patrón del niño era su tío materno, William Ayskoe. De niño, Newton, según sus contemporáneos, era silencioso, retraído y aislado, le encantaba leer y hacer juguetes técnicos: relojes de sol y agua, un molino, etc. Toda su vida se sintió solo.
Su padrastro murió en 1653, parte de su herencia pasó a la madre de Newton y ella la entregó inmediatamente a Isaac. La madre volvió a casa, pero su principal atención estaba puesta en los tres hijos menores y la extensa casa; Isaac todavía estaba solo.
En 1655, Newton, de 12 años, fue enviado a estudiar a una escuela cercana en Grantham, donde vivió en la casa del boticario Clark. Pronto el niño mostró habilidades extraordinarias, pero en 1659 su madre Anna lo devolvió a la finca y trató de confiarle al hijo de 16 años parte de la administración de la casa. El intento no tuvo éxito: Isaac prefirió la lectura de libros, la versificación y especialmente la construcción de diversos mecanismos a todas las demás actividades. En ese momento, Stokes, el maestro de escuela de Newton, se acercó a Anna y comenzó a persuadirla de que continuara la educación de un hijo inusualmente dotado; A esta petición se sumó el tío William y Grantham, conocido de Isaac (pariente del boticario Clark) Humphrey Babington, miembro del Trinity College de Cambridge. Con sus esfuerzos combinados, finalmente lo lograron. En 1661, Newton se graduó con éxito de la escuela y fue a continuar su educación en la Universidad de Cambridge.
Universidad de la Trinidad (1661-1664)
En junio de 1661, Newton, de 18 años, llegó a Cambridge. De acuerdo con el estatuto, se le dio un examen de latín, luego de lo cual se le informó que fue admitido en el Trinity College (Colegio de la Santísima Trinidad) de la Universidad de Cambridge. Más de 30 años de la vida de Newton están conectados con esta institución educativa.
El colegio, como toda la universidad, estaba pasando por un momento difícil. Recién restaurada la monarquía en Inglaterra (1660), el rey Carlos II retrasaba a menudo los pagos debidos a la universidad, destituía a una parte importante del profesorado designado durante los años de la revolución. En total, 400 personas vivían en Trinity College, incluidos estudiantes, sirvientes y 20 mendigos, a quienes, según el estatuto, el colegio estaba obligado a dar limosnas. El proceso educativo se encontraba en un estado deplorable.
Newton se inscribió en las filas de estudiantes "sizers" (sizar inglés), de quienes no cobraron tasas de matrícula (probablemente por recomendación de Babington). Hay muy pocas pruebas documentales y recuerdos de este período de su vida. Durante estos años, finalmente se formó el carácter de Newton: el deseo de llegar al fondo, la intolerancia al engaño, la calumnia y la opresión, la indiferencia a la gloria pública. Todavía no tenía amigos.
En abril de 1664, Newton, después de haber aprobado sus exámenes, pasó a la categoría de estudiante superior de "colegiales" (eruditos), lo que lo hizo elegible para una beca y educación continua en la universidad.
A pesar de los descubrimientos de Galileo, la ciencia y la filosofía en Cambridge todavía se enseñaban según Aristóteles. Sin embargo, los cuadernos supervivientes de Newton ya mencionan a Galileo, Copérnico, el cartesianismo, Kepler y la teoría atomista de Gassendi. A juzgar por estos cuadernos, continuó fabricando (principalmente instrumentos científicos), estudió con entusiasmo óptica, astronomía, matemáticas, fonética y teoría musical. Según las memorias de un compañero de cuarto, Newton se entregó desinteresadamente a la enseñanza, olvidándose de la comida y el sueño; probablemente, a pesar de todas las dificultades, esta era exactamente la forma de vida que él mismo deseaba.
El año 1664 en la vida de Newton también fue rico en otros eventos. Newton experimentó un auge creativo, inició una actividad científica independiente y compiló una lista a gran escala (de 45 puntos) de problemas no resueltos en la naturaleza y la vida humana (Questionnaire, Latin Questiones quaedam philosophicae). En el futuro, tales listas aparecerán más de una vez en sus libros de trabajo. En marzo del mismo año, comenzaron las conferencias de un nuevo maestro, Isaac Barrow, de 34 años, un destacado matemático, futuro amigo y maestro de Newton, en el recién fundado (1663) departamento de matemáticas de la universidad. El interés de Newton por las matemáticas aumentó dramáticamente. Hizo el primer descubrimiento matemático significativo: la expansión binomial para un exponente racional arbitrario (incluidos los negativos), y a través de él llegó a su principal método matemático: la descomposición de una función en una serie infinita. Finalmente, al final del año, Newton se licenció.
El soporte científico e inspiradores de la creatividad de Newton en mayor medida fueron los físicos: Galileo, Descartes y Kepler. Newton completó sus obras uniéndolas en un sistema universal del mundo. Otros matemáticos y físicos ejercieron una influencia menor pero significativa: Euclid, Fermat, Huygens, Wallis y su maestro inmediato Barrow. En el cuaderno del estudiante de Newton hay una frase del programa:
"Años de la peste" (1665-1667)
En la Nochebuena de 1664, comenzaron a aparecer cruces rojas en las casas de Londres, las primeras marcas de la Gran Plaga. Para el verano, la epidemia mortal se había expandido considerablemente. El 8 de agosto de 1665, se suspendieron las clases en Trinity College y el personal se disolvió hasta que terminó la epidemia. Newton fue a su casa en Woolsthorpe, llevándose consigo los libros, cuadernos y herramientas básicos.
Estos fueron años desastrosos para Inglaterra: una plaga devastadora (solo en Londres, murió una quinta parte de la población), una guerra devastadora con Holanda, el Gran Incendio de Londres. Pero Newton hizo una parte importante de sus descubrimientos científicos en la soledad de los "años de la peste". Se puede ver en las notas que han sobrevivido que Newton, de 23 años, ya dominaba los métodos básicos de cálculo diferencial e integral, incluida la expansión de funciones en series y lo que más tarde se llamó la fórmula de Newton-Leibniz. Tras llevar a cabo una serie de ingeniosos experimentos ópticos, demostró que el blanco es una mezcla de colores del espectro. Newton recordó más tarde estos años:
Pero su descubrimiento más significativo durante estos años fue la ley de la gravitación universal. Más tarde, en 1686, Newton le escribió a Halley:
La imprecisión mencionada por Newton se debe a que Newton tomó las dimensiones de la Tierra y el valor de la aceleración de la gravedad de la Mecánica de Galileo, donde se dan con un error significativo. Más tarde, Newton recibió datos de Picard más precisos y finalmente se convenció de la veracidad de su teoría.
Hay una leyenda muy conocida que dice que Newton descubrió la ley de la gravedad al ver caer una manzana de la rama de un árbol. Por primera vez, el biógrafo de Newton, William Stukeley, mencionó brevemente la "manzana de Newton" (libro "Memorias de la vida de Newton", 1752):
La leyenda se hizo popular gracias a Voltaire. De hecho, como puede verse en los libros de trabajo de Newton, su teoría de la gravitación universal se desarrolló gradualmente. Otro biógrafo, Henry Pemberton, da el razonamiento de Newton (sin mencionar la manzana) con más detalle: "Comparando los períodos de varios planetas y sus distancias al Sol, descubrió que... esta fuerza debe disminuir en proporción cuadrática al aumentar la distancia. " En otras palabras, Newton descubrió que a partir de la tercera ley de Kepler, que relaciona los períodos de revolución de los planetas con la distancia al Sol, es precisamente la "fórmula del inverso del cuadrado" de la ley de la gravedad (en la aproximación de órbitas circulares) que sigue. La formulación final de la ley de la gravitación, que se incluyó en los libros de texto, fue escrita por Newton más tarde, después de que se le aclararan las leyes de la mecánica.
Estos descubrimientos, así como muchos de los posteriores, se publicaron entre 20 y 40 años después de su realización. Newton no persiguió la fama. En 1670 le escribió a John Collins: “No veo nada deseable en la fama, incluso si fuera capaz de ganármela. Esto probablemente aumentaría el número de mis conocidos, pero esto es exactamente lo que trato de evitar sobre todo. No publicó su primer trabajo científico (octubre de 1666), en el que esbozaba las bases del análisis; se encontró solo después de 300 años.
Comienzo de la fama científica (1667-1684)
En marzo-junio de 1666, Newton visitó Cambridge. Sin embargo, en verano, una nueva oleada de peste le obligó a abandonar de nuevo su hogar. Finalmente, a principios de 1667, la epidemia remitió y en abril Newton regresó a Cambridge. El 1 de octubre, fue elegido miembro del Trinity College y en 1668 se convirtió en maestro. Le dieron una espaciosa habitación privada para vivir, un salario de £ 2 al año y un grupo de estudiantes con los que estudiaba concienzudamente materias estándar durante varias horas a la semana. Sin embargo, ni entonces ni más tarde Newton se hizo famoso como maestro, sus conferencias tenían poca asistencia.
Habiendo consolidado su posición, Newton viajó a Londres, donde poco antes, en 1660, se estableció la Royal Society of London, una organización autorizada de científicos prominentes, una de las primeras Academias de Ciencias. El órgano impreso de la Royal Society era la revista Philosophical Transactions.
En 1669, los trabajos matemáticos comenzaron a aparecer en Europa utilizando desarrollos en series infinitas. Aunque la profundidad de estos descubrimientos no llegaba a ninguna comparación con la de Newton, Barrow insistió en que su alumno fijara su prioridad en este asunto. Newton escribió un breve pero bastante completo resumen de esta parte de sus descubrimientos, al que llamó "Análisis por medio de ecuaciones con un número infinito de términos". Barrow envió este tratado a Londres. Newton le pidió a Barrow que no revelara el nombre del autor del trabajo (pero aun así lo dejó escapar). El "análisis" se extendió entre los especialistas y ganó cierta notoriedad en Inglaterra y más allá.
En el mismo año, Barrow aceptó la invitación del rey para convertirse en capellán de la corte y dejó la enseñanza. El 29 de octubre de 1669, Newton, de 26 años, fue elegido como su sucesor, profesor de matemáticas y óptica en el Trinity College, con un alto salario de 100 libras esterlinas al año. Barrow le dejó a Newton un extenso laboratorio alquímico; Durante este período, Newton se interesó seriamente en la alquimia y realizó muchos experimentos químicos.
Simultáneamente, Newton continuó sus experimentos en óptica y teoría del color. Newton investigó las aberraciones esféricas y cromáticas. Para minimizarlos, construyó un telescopio reflector mixto: una lente y un espejo esférico cóncavo, que él mismo fabricó y pulió. El proyecto de un telescopio de este tipo fue propuesto por primera vez por James Gregory (1663), pero esta idea nunca se llevó a cabo. El primer diseño de Newton (1668) no tuvo éxito, pero el siguiente, con un espejo pulido más cuidadosamente, a pesar de su pequeño tamaño, dio un aumento de 40 veces en excelente calidad.
La noticia del nuevo instrumento llegó rápidamente a Londres y Newton fue invitado a mostrar su invento a la comunidad científica. A fines de 1671 y principios de 1672, se demostró un reflector ante el rey y luego en la Royal Society. El dispositivo recibió críticas muy favorables. Probablemente, la importancia práctica de la invención también jugó un papel: las observaciones astronómicas sirvieron para determinar con precisión el tiempo, que a su vez es necesario para la navegación en el mar. Newton se hizo famoso y en enero de 1672 fue elegido miembro de la Royal Society. Más tarde, los reflectores mejorados se convirtieron en las principales herramientas de los astrónomos; con su ayuda, se descubrieron el planeta Urano, otras galaxias y el corrimiento al rojo.
Al principio, Newton valoraba la comunicación con colegas de la Royal Society, que incluía, además de Barrow, a James Gregory, John Vallis, Robert Hooke, Robert Boyle, Christopher Wren y otras figuras famosas de la ciencia inglesa. Sin embargo, pronto comenzaron tediosos conflictos, que a Newton no le gustaron mucho. En particular, estalló una ruidosa controversia sobre la naturaleza de la luz. Comenzó con el hecho de que en febrero de 1672 Newton publicó en "Transacciones filosóficas" una descripción detallada de sus experimentos clásicos con prismas y su teoría del color. Hooke, que había publicado previamente su propia teoría, afirmó que los resultados de Newton no le convencieron; fue apoyado por Huygens sobre la base de que la teoría de Newton "contradice la sabiduría convencional". Newton respondió a sus críticas solo seis meses después, pero en ese momento el número de críticos había aumentado significativamente.
La avalancha de ataques de incompetentes hizo que Newton se irritara y deprimiera. Lamentó haber hecho públicos sus descubrimientos en confianza a sus colegas científicos. Newton le pidió al secretario de la Sociedad de Oldenburg que no le enviara más cartas críticas y se comprometió para el futuro: no involucrarse en disputas científicas. En cartas, se queja de que se enfrenta a una elección: o no publicar sus descubrimientos, o dedicar todo su tiempo y toda su energía a repeler las críticas hostiles de los aficionados. Al final, optó por la primera opción y realizó una declaración de renuncia a la Royal Society (8 de marzo de 1673). Oldenburg, no sin dificultad, lo convenció de que se quedara. Sin embargo, los contactos científicos con la Sociedad ahora se reducen al mínimo.
En 1673 se produjeron dos hechos importantes. Primero, por decreto real, el viejo amigo y mecenas de Newton, Isaac Barrow, regresó a Trinity, ahora como líder ("maestro"). En segundo lugar, Leibniz, conocido en ese momento como filósofo e inventor, se interesó por los descubrimientos matemáticos de Newton. Habiendo recibido el trabajo de Newton de 1669 sobre series infinitas y habiéndolo estudiado en profundidad, comienza a desarrollar de forma independiente su versión del análisis. En 1676, Newton y Leibniz intercambiaron cartas en las que Newton explicaba varios de sus métodos, respondía preguntas de Leibniz e insinuaba la existencia de métodos aún más generales, aún no publicados (es decir, el cálculo diferencial e integral general). El secretario de la Royal Society, Henry Oldenburg, le pidió insistentemente a Newton que publicara sus descubrimientos matemáticos sobre análisis para la gloria de Inglaterra, pero Newton respondió que llevaba cinco años trabajando en otro tema y no quería distraerse. Newton no respondió a otra carta de Leibniz. La primera publicación breve sobre la versión newtoniana del análisis apareció recién en 1693, cuando la versión de Leibniz ya se había difundido ampliamente por toda Europa.
El final de la década de 1670 fue triste para Newton. En mayo de 1677, Barrow, de 47 años, murió inesperadamente. En el invierno del mismo año, se produjo un fuerte incendio en la casa de Newton y parte del archivo de manuscritos de Newton se quemó. En septiembre de 1677, murió el secretario de la Sociedad Real de Oldenburg, que favorecía a Newton, y Hooke, que era hostil a Newton, se convirtió en el nuevo secretario. En 1679, la madre de Anna enfermó gravemente; Newton, dejando todos sus asuntos, acudió a ella, tomó parte activa en el cuidado del paciente, pero la condición de su madre empeoró rápidamente y murió. Madre y Barrow estaban entre las pocas personas que alegraron la soledad de Newton.
"Principios matemáticos de la filosofía natural" (1684-1686)
La historia de la creación de esta obra, junto con los "Principios" de Euclides, uno de los más famosos en la historia de la ciencia, se inicia en 1682, cuando el paso del cometa Halley provocó un aumento del interés por la mecánica celeste. Edmond Halley trató de persuadir a Newton para que publicara su "teoría general del movimiento", que durante mucho tiempo se rumoreaba en la comunidad científica. Newton se negó. En general, se mostró reacio a desviarse de su investigación por el arduo negocio de publicar artículos científicos.
En agosto de 1684, Halley llegó a Cambridge y le dijo a Newton que él, Wren y Hooke discutieron cómo derivar la elipticidad de las órbitas de los planetas a partir de la fórmula de la ley de la gravitación, pero que no sabían cómo abordar la solución. Newton informó que ya tenía una prueba de este tipo y en noviembre le envió a Halley el manuscrito terminado. Inmediatamente apreció la importancia del resultado y el método, inmediatamente visitó a Newton nuevamente y esta vez logró persuadirlo para que publicara sus descubrimientos. El 10 de diciembre de 1684 apareció una entrada histórica en las actas de la Royal Society:
El trabajo en el libro continuó en 1684-1686. Según las memorias de Humphrey Newton, un pariente del científico y su asistente durante estos años, al principio Newton escribió los "Principios" entre experimentos alquímicos, a los que prestó la atención principal, luego gradualmente se dejó llevar y se dedicó con entusiasmo. a trabajar en el libro principal de su vida.
Se suponía que la publicación se llevaría a cabo a expensas de la Royal Society, pero a principios de 1686 la Sociedad publicó un tratado sobre la historia del pescado que no encontró demanda y, por lo tanto, agotó su presupuesto. Entonces Halley anunció que correría con los gastos de publicación. La sociedad aceptó esta generosa oferta con gratitud y, como compensación parcial, proporcionó a Halley 50 copias de un tratado sobre la historia de los peces de forma gratuita.
El trabajo de Newton, quizás por analogía con los "Principios de la filosofía" de Descartes (1644), se denominó "Principios matemáticos de la filosofía natural" (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), es decir, en lenguaje moderno, "Fundamentos matemáticos de la física". .
El 28 de abril de 1686 se presentó a la Royal Society el primer volumen de Principia Mathematica. Los tres volúmenes, después de algunas ediciones por parte del autor, aparecieron en 1687. La circulación (alrededor de 300 copias) se agotó en 4 años, muy rápido para ese momento.
Tanto el nivel físico como matemático del trabajo de Newton es completamente incomparable con el trabajo de sus predecesores. No hay metafísica aristotélica o cartesiana en él, con su vago razonamiento y vagamente formuladas, a menudo inverosímiles "causas originales" de los fenómenos naturales. Newton, por ejemplo, no proclama que la ley de la gravitación opere en la naturaleza, prueba estrictamente este hecho, basándose en la imagen observada del movimiento de los planetas y sus satélites. El método de Newton es la creación de un modelo de un fenómeno, "sin inventar hipótesis", y luego, si hay suficientes datos, la búsqueda de sus causas. Este enfoque, iniciado por Galileo, supuso el fin de la antigua física. Una descripción cualitativa de la naturaleza ha dado paso a una cuantitativa: una parte importante del libro está ocupada por cálculos, dibujos y tablas.
En su libro, Newton definió claramente los conceptos básicos de la mecánica e introdujo varios conceptos nuevos, incluidas cantidades físicas tan importantes como la masa, la fuerza externa y el momento. Se formulan tres leyes de la mecánica. Se da una derivación rigurosa de la ley de gravitación de las tres leyes de Kepler. Tenga en cuenta que también se describieron órbitas hiperbólicas y parabólicas de cuerpos celestes desconocidos para Kepler. La verdad del sistema heliocéntrico de Copérnico Newton no discute directamente, sino que implica; incluso estima la desviación del sol del centro de masa del sistema solar. En otras palabras, el Sol en el sistema de Newton, a diferencia del sistema Kepleriano, no está en reposo, sino que obedece las leyes generales del movimiento. Los cometas también se incluyen en el sistema general, cuyo tipo de órbitas causó entonces una gran controversia.
El punto débil de la teoría de la gravitación de Newton, según muchos científicos de la época, era la falta de explicación de la naturaleza de esta fuerza. Newton describió solo el aparato matemático, dejando preguntas abiertas sobre la causa de la gravedad y su portador material. Para la comunidad científica, criada en la filosofía de Descartes, este fue un enfoque inusual y desafiante, y solo el éxito triunfal de la mecánica celeste en el siglo XVIII obligó a los físicos a aceptar temporalmente la teoría newtoniana. Los fundamentos físicos de la gravedad quedaron claros solo después de más de dos siglos, con el advenimiento de la Teoría General de la Relatividad.
Newton construyó el aparato matemático y la estructura general del libro lo más cerca posible del estándar de rigor científico de entonces: los "Principios" de Euclides. Deliberadamente, casi nunca utilizó el análisis matemático: el uso de métodos nuevos e inusuales pondría en peligro la credibilidad de los resultados presentados. Sin embargo, esta precaución hizo que el método newtoniano de presentación careciera de valor para las generaciones posteriores de lectores. El libro de Newton fue el primer trabajo sobre la nueva física y, al mismo tiempo, uno de los últimos trabajos serios que utilizaron los viejos métodos de investigación matemática. Todos los seguidores de Newton ya estaban usando los poderosos métodos de análisis matemático que él había creado. D'Alembert, Euler, Laplace, Clairaut y Lagrange se convirtieron en los mayores sucesores inmediatos del trabajo de Newton.
Actividad administrativa (1687-1703)
El año 1687 estuvo marcado no solo por la publicación del gran libro, sino también por el conflicto de Newton con el rey Jaime II. En febrero, el rey, siguiendo constantemente su línea sobre la restauración del catolicismo en Inglaterra, ordenó a la Universidad de Cambridge que otorgara una maestría al monje católico Alban Francis. El liderazgo de la universidad vaciló, no queriendo irritar al rey; pronto se convocó a una delegación de científicos, incluido Newton, para enfrentar la notoria rudeza y crueldad del Lord High Justice George Jeffreys. Newton se opuso a cualquier compromiso que infrinja la autonomía universitaria e instó a la delegación a adoptar una posición de principios. Como resultado, el rector de la universidad fue destituido de su cargo, pero el deseo del rey nunca se cumplió. En una de las cartas de estos años, Newton esbozaba sus principios políticos:
En 1689, después del derrocamiento del rey James II, Newton fue elegido por primera vez para el Parlamento de la Universidad de Cambridge y se sentó allí durante poco más de un año. La segunda elección tuvo lugar en 1701-1702. Hay una anécdota popular de que tomó la palabra para hablar en la Cámara de los Comunes solo una vez, pidiendo que se cerrara la ventana para evitar la corriente de aire. De hecho, Newton desempeñó sus deberes parlamentarios con la misma escrupulosidad con la que trató todos sus asuntos.
Alrededor de 1691, Newton enfermó gravemente (lo más probable es que fuera envenenado durante experimentos químicos, aunque existen otras versiones: exceso de trabajo, conmoción después de un incendio que provocó la pérdida de resultados importantes y dolencias relacionadas con la edad). Los familiares temían por su cordura; las pocas cartas suyas sobrevivientes de este período dan testimonio de un trastorno mental. Solo a fines de 1693 la salud de Newton se recuperó por completo.
En 1679, Newton conoció en Trinity a un aristócrata de 18 años, amante de la ciencia y la alquimia, Charles Montagu (1661-1715). Newton probablemente causó la mayor impresión en Montagu, porque en 1696, después de convertirse en Lord Halifax, Presidente de la Royal Society y Ministro de Hacienda (es decir, el Ministro de Hacienda de Inglaterra), Montagu le propuso al Rey que Newton fuera nombrado a la Casa de la Moneda. El rey dio su consentimiento y en 1696 Newton asumió este cargo, dejó Cambridge y se mudó a Londres. Desde 1699, se convirtió en el gerente ("maestro") de la Casa de la Moneda.
Para empezar, Newton estudió a fondo la tecnología de producción de monedas, puso en orden el papeleo, rehizo la contabilidad de los últimos 30 años. Al mismo tiempo, Newton contribuyó enérgica y hábilmente a la reforma monetaria llevada a cabo por Montagu, restaurando la confianza en el sistema monetario de Inglaterra, que había sido completamente puesto en marcha por sus predecesores. En la Inglaterra de estos años, circulaban casi exclusivamente monedas de bajo peso y había monedas falsificadas en cantidades considerables. El recorte de los bordes de las monedas de plata se ha generalizado. Ahora, la moneda comenzó a producirse en máquinas especiales y había una inscripción a lo largo del borde, por lo que la molienda criminal del metal se volvió imposible. La antigua moneda de plata con bajo peso se retiró por completo de la circulación y se volvió a acuñar en 2 años, la emisión de nuevas monedas aumentó para satisfacer la demanda y su calidad mejoró. Anteriormente, durante tales reformas, la población tuvo que cambiar el dinero antiguo por peso, luego de lo cual la cantidad de efectivo disminuyó tanto entre los individuos (particulares y legales) como en todo el país, pero los intereses y obligaciones de préstamo permanecieron iguales, lo que provocó la economía para comenzar el estancamiento. Newton también sugirió cambiar el dinero a su valor nominal, lo que evitó estos problemas, y lo inevitable después de que tal escasez de fondos se compensó tomando préstamos de otros países (sobre todo de los Países Bajos), la inflación cayó bruscamente, pero la deuda pública externa aumentó. a mediados de siglo a niveles sin precedentes en la historia de los tamaños de Inglaterra. Pero durante este tiempo, hubo un crecimiento económico notable, debido a ello, aumentaron las deducciones fiscales al erario (igual en tamaño que los franceses, a pesar de que Francia estaba habitada por 2,5 veces más personas), debido a esto, el público la deuda fue paulatinamente saldada.
Sin embargo, una persona honesta y competente al frente de la Casa de la Moneda no se adaptaba a todos. Desde los primeros días llovieron sobre Newton quejas y denuncias, y constantemente aparecieron comisiones de inspección. Al final resultó que, muchas denuncias provinieron de falsificadores irritados por las reformas de Newton. Newton, por regla general, era indiferente a la calumnia, pero nunca perdonaba si afectaba su honor y reputación. Participó personalmente en decenas de investigaciones, y más de 100 falsificadores fueron perseguidos y condenados; en ausencia de circunstancias agravantes, fueron enviados con mayor frecuencia a las colonias de América del Norte, pero varios cabecillas fueron ejecutados. El número de monedas falsificadas en Inglaterra se ha reducido considerablemente. Montagu, en sus memorias, elogió las extraordinarias habilidades administrativas de Newton, que aseguraron el éxito de la reforma. Así, las reformas llevadas a cabo por el científico no solo evitaron una crisis económica, sino que, décadas después, propiciaron un importante aumento del bienestar del país.
En abril de 1698, el zar ruso Pedro I visitó la Casa de la Moneda en tres ocasiones durante la "Gran Embajada"; desafortunadamente, los detalles de su visita y comunicación con Newton no se han conservado. Se sabe, sin embargo, que en 1700 se llevó a cabo en Rusia una reforma monetaria similar a la inglesa. Y en 1713, Newton envió las primeras seis copias impresas de la segunda edición de "Comienzos" al zar Pedro en Rusia.
Dos eventos en 1699 se convirtieron en un símbolo del triunfo científico de Newton: la enseñanza del sistema mundial de Newton comenzó en Cambridge (desde 1704, también en Oxford), y la Academia de Ciencias de París, un bastión de sus oponentes cartujos, lo eligió como miembro extranjero. . Durante todo este tiempo, Newton seguía siendo miembro y profesor del Trinity College, pero en diciembre de 1701 renunció oficialmente a todos sus cargos en Cambridge.
En 1703, murió el presidente de la Royal Society, Lord John Somers, habiendo asistido a las reuniones de la Sociedad solo dos veces en 5 años de su presidencia. En noviembre, Newton fue elegido como su sucesor y dirigió la Sociedad por el resto de su vida, más de veinte años. A diferencia de sus predecesores, asistió personalmente a todas las reuniones e hizo todo lo posible para garantizar que la Royal Society británica ocupara un lugar de honor en el mundo científico. El número de miembros de la Sociedad creció (entre ellos, además de Halley, se pueden distinguir Denis Papin, Abraham de Moivre, Roger Cotes, Brooke Taylor), se llevaron a cabo y discutieron experimentos interesantes, la calidad de los artículos de revistas mejoró significativamente, se aliviaron los problemas financieros. La sociedad adquirió secretarios pagados y su propia residencia (en Fleet Street), Newton pagó los costos de mudanza de su propio bolsillo. Durante estos años, Newton fue invitado a menudo como consultor de varias comisiones gubernamentales, y la princesa Carolina, la futura reina de Gran Bretaña, pasaba horas hablando con él en el palacio sobre temas filosóficos y religiosos.
Últimos años
En 1704 se publicó la monografía "Óptica" (primera en inglés), que marcó el desarrollo de esta ciencia hasta principios del siglo XIX. Contenía un apéndice "Sobre la cuadratura de curvas", la primera y bastante completa exposición de la versión newtoniana del cálculo. De hecho, este es el último trabajo de Newton en las ciencias naturales, aunque vivió más de 20 años. El catálogo de la biblioteca que dejó contenía libros principalmente sobre historia y teología, y fue a estas actividades a las que Newton dedicó el resto de su vida. Newton siguió siendo el gerente de la Casa de la Moneda, ya que este puesto, a diferencia del puesto de cuidador, no requería que fuera especialmente activo. Iba a la Casa de la Moneda dos veces a la semana, una vez a la semana, a una reunión de la Royal Society. Newton nunca viajó fuera de Inglaterra.
Newton fue nombrado caballero por la reina Ana en 1705. A partir de ahora, es Sir Isaac Newton. Por primera vez en la historia de Inglaterra, se otorgó el título de caballero por mérito científico; la próxima vez sucedió más de un siglo después (1819, en referencia a Humphry Davy). Sin embargo, algunos biógrafos creen que la reina no se guió por motivos científicos, sino políticos. Newton adquirió su propio escudo de armas y un pedigrí no muy confiable.
En 1707, se publicó una colección de obras matemáticas de Newton, Aritmética universal. Los métodos numéricos presentados en él marcaron el nacimiento de una nueva disciplina prometedora: el análisis numérico.
En 1708, comenzó una disputa de prioridad abierta con Leibniz (ver más abajo), en la que incluso las personas reinantes estuvieron involucradas. Esta disputa entre dos genios le costó muy caro a la ciencia: la escuela inglesa de matemáticas pronto se marchitó durante todo un siglo, y la europea ignoró muchas de las ideas sobresalientes de Newton, redescubriéndolas mucho más tarde. El conflicto no se extinguió ni siquiera con la muerte de Leibniz (1716).
La primera edición de los Elementos de Newton se agotó hace mucho tiempo. Los muchos años de trabajo de Newton en la preparación de la segunda edición, revisada y complementada, se vieron coronados por el éxito en 1710, cuando se publicó el primer volumen de la nueva edición (la última, la tercera, en 1713). La tirada inicial (700 ejemplares) resultó ser claramente insuficiente, en 1714 y 1723 hubo una tirada adicional. Al finalizar el segundo volumen, Newton, como excepción, tuvo que volver a la física para explicar la discrepancia entre la teoría y los datos experimentales, e inmediatamente hizo un gran descubrimiento: la compresión hidrodinámica del chorro. La teoría está ahora en buen acuerdo con el experimento. Newton agregó una "Homilía" al final del libro con una crítica mordaz de la "teoría del vórtice" con la que sus oponentes cartesianos intentaban explicar el movimiento de los planetas. A la pregunta natural "¿cómo es realmente?" el libro sigue la famosa y honesta respuesta: "Todavía no pude deducir la causa... de las propiedades de la fuerza de gravedad de los fenómenos, pero no invento hipótesis".
En abril de 1714, Newton resumió su experiencia de regulación financiera y presentó al Tesoro su artículo "Observaciones sobre el valor del oro y la plata". El artículo contenía propuestas específicas para ajustar el valor de los metales preciosos. Estas propuestas fueron parcialmente aceptadas, y esto tuvo un efecto favorable en la economía británica.
Poco antes de su muerte, Newton se convirtió en una de las víctimas de una estafa financiera por parte de una gran empresa comercial South Sea Company, que contaba con el apoyo del gobierno. Compró una gran cantidad de valores de la empresa y también insistió en que la Royal Society los adquiriera. El 24 de septiembre de 1720, el banco de la empresa se declaró en quiebra. La sobrina Catherine recordó en sus notas que Newton perdió más de 20.000 libras, después de lo cual declaró que podía calcular el movimiento de los cuerpos celestes, pero no el grado de locura de la multitud. Sin embargo, muchos biógrafos creen que Catalina no significó una pérdida real, sino la imposibilidad de recibir la ganancia esperada. Después de que la empresa quebrara, Newton ofreció compensar a la Royal Society de su propio bolsillo, pero su oferta fue rechazada.
Newton dedicó los últimos años de su vida a escribir la "Cronología de los Reinos Antiguos", en la que trabajó durante unos 40 años, y a preparar la tercera edición de los "Principios". La tercera edición apareció en 1726; a diferencia del segundo, los cambios en él fueron pequeños, principalmente los resultados de nuevas observaciones astronómicas, incluida una guía bastante completa de los cometas observados desde el siglo XIV. Entre otros, se presentó la órbita calculada del cometa Halley, cuya reaparición en el momento indicado (1758) confirmó claramente los cálculos teóricos de los (ya fallecidos) Newton y Halley. La tirada del libro para la edición científica de esos años podría considerarse enorme: 1250 ejemplares.
En 1725, la salud de Newton comenzó a deteriorarse notablemente y se mudó a Kensington, cerca de Londres, donde murió por la noche, mientras dormía, el 20 (31) de marzo de 1727. No dejó testamento escrito, pero poco antes de su muerte transfirió una parte importante de su gran fortuna a sus familiares más cercanos. Por decreto del rey, fue enterrado en la Abadía de Westminster.
Cualidades personales
Rasgos de personaje
Es difícil hacer un retrato psicológico de Newton, ya que incluso las personas que simpatizan con él suelen atribuirle varias cualidades. Hay que tener en cuenta el culto a Newton en Inglaterra, que obligó a los autores de memorias a dotar al gran científico de todas las virtudes imaginables, y las verdaderas contradicciones de su naturaleza. Además, al final de su vida, aparecieron en el carácter de Newton rasgos como el buen carácter, la indulgencia y la sociabilidad, que antes no eran característicos de él.
Exteriormente, Newton era bajo, de complexión fuerte, con cabello ondulado. Casi no se enfermó, hasta la vejez conservó el pelo espeso (ya desde los 40 años estaba completamente canoso) y todos sus dientes, menos uno. Nunca (según otras fuentes, casi nunca) usó anteojos, aunque era un poco miope. Casi nunca se reía o se enfadaba, no se mencionan sus bromas u otras manifestaciones de sentido del humor. En los cálculos monetarios, era preciso y ahorrativo, pero no tacaño. Nunca casado. Por lo general, se encontraba en un estado de profunda concentración interna, por lo que a menudo mostraba distracción: por ejemplo, una vez, después de invitar a los invitados, fue a la despensa por vino, pero luego se le ocurrió una idea científica, se apresuró a la oficina y nunca volvió a los invitados. Era indiferente a los deportes, la música, el arte, el teatro, los viajes, aunque sabía dibujar bien. Su asistente recordó: “No se permitía ningún descanso y respiro… consideraba perdida cada hora que no se dedicaba a [la ciencia]… Creo que le entristecía mucho la necesidad de dedicar tiempo a la comida. y dormir." Con todo lo dicho, Newton logró combinar la practicidad mundana y el sentido común, que se manifestaron claramente en su exitosa gestión de la Casa de la Moneda y la Royal Society.
Criado en una tradición puritana, Newton se impuso un conjunto de principios rígidos y autocontrol. Y no estaba dispuesto a perdonar a los demás lo que no se perdonaría a sí mismo; esta es la raíz de muchos de sus conflictos (ver más abajo). Trataba a sus familiares y a muchos colegas con calidez, pero no tenía amigos cercanos, no buscaba la compañía de otras personas y se mantenía distante. Al mismo tiempo, Newton no era cruel e indiferente al destino de los demás. Cuando, tras la muerte de su media hermana Anna, sus hijos se quedaron sin sustento, Newton asignó una asignación a los hijos menores, y más tarde la hija de Anna, Catherine, se lo llevó para criarlo. También ayudó a otros familiares. “Siendo económico y prudente, era al mismo tiempo muy libre con el dinero y siempre estaba dispuesto a ayudar a un amigo en necesidad, sin mostrar obsesión. Es especialmente noble con los jóvenes”. Muchos científicos ingleses famosos - Stirling, Maclaurin, el astrónomo James Pound y otros - recordaron con profunda gratitud la ayuda brindada por Newton al comienzo de su carrera científica.
Conflictos
En la historia de la ciencia, Robert Hooke se destaca no solo por sus notables descubrimientos e invenciones, sino también por sus constantes disputas sobre prioridades. Acusó a su primer patrocinador, Robert Boyle, de haberse apropiado de las mejoras de Hooke en la bomba de aire. Con el secretario de la Sociedad, Oldenburg, se peleó, diciendo que con la ayuda de Oldenburg, Huygens robó la idea de un reloj con un resorte en espiral de Hooke. Su amigo y biógrafo Richard Waller escribió en el prefacio de la colección póstuma de escritos de Hooke: "Su carácter era melancólico, incrédulo y celoso, lo que se hizo cada vez más notorio a lo largo de los años". S. I. Vavilov escribe:
En 1675, Newton envió a la Sociedad su tratado con nuevas investigaciones y razonamientos sobre la naturaleza de la luz. Hooke declaró en la reunión que todo lo que es valioso en el tratado ya está disponible en el libro Micrographia publicado anteriormente por Hooke. En conversaciones privadas, acusó a Newton de plagio: "Mostré que el Sr. Newton usó mis hipótesis sobre impulsos y ondas" (del diario de Hooke). Hooke cuestionó la prioridad de todos los descubrimientos de Newton en el campo de la óptica, excepto aquellos con los que no estaba de acuerdo. Oldenburg informó inmediatamente a Newton de estas acusaciones y las consideró insinuaciones. Esta vez el conflicto se extinguió y los científicos intercambiaron cartas conciliatorias (1676). Sin embargo, desde ese momento hasta la muerte de Hooke (1703), Newton no publicó ningún trabajo sobre óptica, aunque acumuló una enorme cantidad de material, sistematizado por él en la clásica monografía Optics (1704).
Cuando Newton estaba preparando sus Principia para su publicación, Hooke exigió que Newton, en el prefacio, estipulara la prioridad de Hooke con respecto a la ley de la gravitación. Newton respondió que Bulliald, Christopher Wren y el propio Newton llegaron a la misma fórmula de forma independiente y antes que Hooke. Estalló un conflicto que envenenó mucho la vida de ambos científicos. S. I. Vavilov escribe:
En el futuro, la relación de Newton con Hooke siguió siendo tensa. Por ejemplo, cuando Newton presentó a la Sociedad un nuevo diseño de un sextante que había inventado, Hooke inmediatamente declaró que había inventado ese dispositivo hacía más de 30 años (aunque nunca había construido sextantes). Sin embargo, Newton era consciente del valor científico de los descubrimientos de Hooke y en su "Óptica" mencionó varias veces a su ya fallecido oponente.
A Newton se le acusa a veces de destruir el único retrato de Hooke que alguna vez tuvo la Royal Society. De hecho, no hay una sola prueba a favor de tal acusación.
John Flamsteed, un eminente astrónomo inglés, conoció a Newton en Cambridge (1670) cuando Flamsteed era todavía un estudiante y Newton un maestro. Sin embargo, ya en 1673, casi simultáneamente con Newton, Flamsteed también se hizo famoso: publicó tablas astronómicas de excelente calidad, por lo que el rey lo honró con una audiencia personal y el título de "Astrónomo Real". Además, el rey ordenó la construcción de un observatorio en Greenwich, cerca de Londres, y lo trasladó a Flamsteed. Sin embargo, el rey consideró que el dinero para equipar el observatorio era un gasto innecesario, y casi todos los ingresos de Flamsteed se destinaron a la construcción de instrumentos y las necesidades económicas del observatorio.
Al principio, la relación de Newton y Flamsteed fue cordial. Newton estaba preparando una segunda edición de los Principia y necesitaba urgentemente observaciones precisas de la luna para construir y (como esperaba) confirmar su teoría de su movimiento; en la primera edición, la teoría del movimiento de la luna y los cometas no fue satisfactoria. Esto también fue importante para la afirmación de la teoría de la gravitación de Newton, que fue duramente criticada por los cartesianos del continente. Flamsteed le dio de buen grado los datos solicitados, y en 1694 Newton le informó con orgullo a Flamsteed que una comparación de los datos calculados y experimentales mostraba su coincidencia práctica. En algunas cartas, Flamsteed instó a Newton, en el caso de utilizar observaciones, a estipularle, Flamsteed, prioridad; esto se aplicaba principalmente a Halley, a quien Flamsteed no le gustaba y sospechaba de deshonestidad científica, pero también podría significar desconfianza en el propio Newton. En las cartas de Flamsteed, el resentimiento comienza a mostrarse:
El comienzo de un conflicto abierto fue establecido por una carta de Flamsteed, en la que se disculpó informando que había descubierto una serie de errores sistemáticos en algunos de los datos proporcionados a Newton. Esto amenazó la teoría newtoniana de la luna y obligó a rehacer los cálculos, y la credibilidad del resto de los datos también se vio sacudida. Newton, que no podía soportar la deshonestidad, estaba extremadamente molesto e incluso sospechó que Flamsteed había introducido deliberadamente los errores.
En 1704, Newton visitó a Flamsteed, quien en ese momento había recibido datos de observación nuevos y extremadamente precisos, y le pidió que los transfiriera; a cambio, Newton prometió ayudar a Flamsteed en la publicación de su obra principal: el Great Star Catalog. Flamsteed, sin embargo, comenzó a ganar tiempo por dos razones: el catálogo aún no estaba completamente listo, ya no confiaba en Newton y tenía miedo de robar sus valiosas observaciones. Flamsteed usó las calculadoras experimentadas que se le proporcionaron para completar el trabajo de calcular las posiciones de las estrellas, mientras que Newton estaba principalmente interesado en la Luna, los planetas y los cometas. Finalmente, en 1706, comenzó la impresión del libro, pero Flamsteed, que sufría de una gota insoportable y se volvió cada vez más desconfiado, exigió que Newton no abriera la copia tipo sellada hasta que se completara la impresión; Newton, que necesitaba urgentemente los datos, ignoró esta prohibición y escribió los valores requeridos. La tensión creció. Flamsteed escandalizó a Newton por intentar hacer personalmente correcciones menores a los errores. La impresión del libro fue extremadamente lenta.
Debido a dificultades financieras, Flamsteed no pagó su cuota de membresía y fue expulsado de la Royal Society; la reina dio un nuevo golpe, quien, aparentemente, a pedido de Newton, transfirió las funciones de control sobre el observatorio a la Sociedad. Newton le dio a Flamsteed un ultimátum:
Newton también amenazó con considerar que más retrasos desobedecían las órdenes de Su Majestad. En marzo de 1710, Flamsteed, después de ardientes quejas por la injusticia y las intrigas de sus enemigos, entregó las últimas páginas de su catálogo y, a principios de 1712, se publicó el primer volumen, titulado "Historia celestial". Contenía todos los datos que necesitaba Newton, y un año más tarde también iba a aparecer una edición revisada de los Principia, con una teoría mucho más precisa de la luna. El vengativo Newton no incluyó el agradecimiento de Flamsteed en la edición y tachó todas las referencias a él que estaban presentes en la primera edición. En respuesta, Flamsteed quemó todas las 300 copias no vendidas del catálogo en su chimenea y comenzó a preparar una segunda edición, esta vez a su gusto. Murió en 1719, pero gracias a los esfuerzos de su esposa y amigos, esta notable edición, el orgullo de la astronomía inglesa, se publicó en 1725.
A partir de los documentos sobrevivientes, los historiadores de la ciencia descubrieron que Newton descubrió el cálculo diferencial e integral en 1665-1666, pero no lo publicó hasta 1704. Leibniz desarrolló su versión del análisis de forma independiente (desde 1675), aunque el ímpetu inicial de su pensamiento probablemente provino de los rumores de que Newton ya tenía dicho cálculo, así como gracias a las conversaciones científicas en Inglaterra y la correspondencia con Newton. A diferencia de Newton, Leibniz publicó inmediatamente su versión y más tarde, junto con Jacob y Johann Bernoulli, promovieron ampliamente este descubrimiento histórico en toda Europa. La mayoría de los científicos del continente no tenían dudas de que Leibniz había descubierto el análisis.
Haciendo caso a la persuasión de amigos que apelaron a su patriotismo, Newton en el segundo libro de sus "Principios" (1687) dijo:
Después de la aparición de la primera publicación detallada del análisis newtoniano (un suplemento matemático de "Óptica", 1704), apareció una reseña anónima en la revista "Acta eruditorum" de Leibniz con alusiones ofensivas a Newton. La revisión indicó claramente que el autor del nuevo cálculo fue Leibniz. El propio Leibniz negó con vehemencia que la reseña fuera escrita por él, pero los historiadores han podido encontrar un borrador escrito de su puño y letra. Newton ignoró el artículo de Leibniz, pero sus alumnos respondieron con indignación, tras lo cual estalló una guerra de prioridades paneuropea, "la disputa más vergonzosa de toda la historia de las matemáticas".
El 31 de enero de 1713, la Royal Society recibió una carta de Leibniz que contenía una redacción conciliadora: está de acuerdo en que Newton llegó al análisis por su cuenta, "sobre principios generales como los nuestros". Un enojado Newton exigió la creación de una comisión internacional para aclarar la prioridad. La comisión no tardó mucho: un mes y medio después, habiendo estudiado la correspondencia de Newton con Oldenburg y otros documentos, reconoció unánimemente la prioridad de Newton, además, en una redacción que esta vez fue insultante para Leibniz. La decisión de la comisión se imprimió en las actas de la Sociedad con todos los documentos de respaldo adjuntos. En respuesta, desde el verano de 1713 Europa se inundó de panfletos anónimos que defendían la prioridad de Leibniz y afirmaban que "Newton se apropia del honor que corresponde a otro". Los panfletos también acusaban a Newton de robar los resultados de Hooke y Flamsteed. Los amigos de Newton, por su parte, acusaron al propio Leibniz de plagio; según ellos, durante su estancia en Londres (1676), Leibniz conoció las obras y cartas inéditas de Newton en la Royal Society, tras lo cual Leibniz publicó las ideas allí expresadas y las hizo pasar por propias.
La guerra no amainó hasta diciembre de 1716, cuando el Abbé Conti informó a Newton: "Leibniz ha muerto, la disputa ha terminado".
Actividad científica
Una nueva era en la física y las matemáticas está asociada con el trabajo de Newton. Completó la creación de la física teórica iniciada por Galileo, basada, por un lado, en datos experimentales y, por otro lado, en una descripción cuantitativa y matemática de la naturaleza. Poderosos métodos analíticos aparecen en las matemáticas. En física, el principal método de estudio de la naturaleza es la construcción de modelos matemáticos adecuados de los procesos naturales y el estudio intensivo de estos modelos con la participación sistemática de todo el poder del nuevo aparato matemático. Los siglos posteriores han demostrado la excepcional fecundidad de este enfoque.
Filosofía y método científico.
Newton rechazó resueltamente el enfoque de Descartes y sus seguidores, los cartesianos, populares a fines del siglo XVII, quienes ordenaban, al construir una teoría científica, encontrar primero las “causas originales” del fenómeno en estudio con la “intuición de la mente". En la práctica, este enfoque a menudo ha llevado a hipótesis descabelladas sobre "sustancias" y "propiedades ocultas" que no están sujetas a verificación experimental. Newton creía que en la "filosofía natural" (es decir, la física) solo son admisibles tales suposiciones ("principios", ahora prefieren el nombre "leyes de la naturaleza"), que se derivan directamente de experimentos confiables, generalizan sus resultados; Llamó a las hipótesis hipótesis que no estaban suficientemente fundamentadas por experimentos. “Todo... lo que no se deduce de los fenómenos debe llamarse hipótesis; las hipótesis de propiedades metafísicas, físicas, mecánicas y ocultas no tienen cabida en la filosofía experimental. Ejemplos de principios son la ley de la gravedad y las 3 leyes de la mecánica en los Elementos; la palabra "principios" (Principia Mathematica, traducida tradicionalmente como "principios matemáticos") también está contenida en el título de su libro principal.
En una carta a Pardis, Newton formuló la "regla de oro de la ciencia":
Tal enfoque no solo colocó las fantasías especulativas fuera de la ciencia (por ejemplo, el razonamiento de los cartesianos sobre las propiedades de la "materia sutil", supuestamente explicando los fenómenos electromagnéticos), sino que fue más flexible y fructífero, porque permitió el modelado matemático de fenómenos para los cuales aún no se habían descubierto las causas profundas. Esto sucedió con la gravedad y la teoría de la luz: su naturaleza se hizo evidente mucho más tarde, lo que no interfirió con la exitosa aplicación centenaria de los modelos newtonianos.
La famosa frase "Yo no invento hipótesis" (lat. Hypotheses non fingo), por supuesto, no significa que Newton subestimó la importancia de encontrar "primeras causas", si la experiencia las confirma sin ambigüedades. Los principios generales obtenidos del experimento y las consecuencias de los mismos también deben someterse a verificación experimental, lo que puede conducir a un ajuste o incluso a un cambio en los principios. “Toda la dificultad de la física... radica en reconocer las fuerzas de la naturaleza a partir de los fenómenos del movimiento, y luego usar estas fuerzas para explicar el resto de los fenómenos”.
Newton, como Galileo, creía que el movimiento mecánico es la base de todos los procesos de la naturaleza:
Newton formuló su método científico en su libro Óptica:
En el libro 3 de los "Comienzos" (a partir de la 2ª edición), Newton colocó una serie de reglas metodológicas dirigidas contra los cartesianos; el primero de ellos es una variante de la "navaja de Occam":
Los puntos de vista mecanicistas de Newton resultaron ser erróneos: no todos los fenómenos naturales resultan del movimiento mecánico. Sin embargo, su método científico se ha consolidado en la ciencia. La física moderna investiga y aplica con éxito fenómenos cuya naturaleza aún no ha sido dilucidada (por ejemplo, partículas elementales). Desde Newton, las ciencias naturales se han ido desarrollando, firmemente convencidas de que el mundo es cognoscible, porque la naturaleza está ordenada según simples principios matemáticos. Esta confianza se convirtió en la base filosófica del grandioso progreso de la ciencia y la tecnología.
Matemáticas
Newton hizo sus primeros descubrimientos matemáticos en sus años de estudiante: la clasificación de curvas algebraicas de tercer orden (las curvas de segundo orden fueron estudiadas por Fermat) y la expansión binomial de un grado arbitrario (no necesariamente entero), a partir de la cual la teoría de Newton de series infinitas comienza, una nueva y más poderosa herramienta de análisis. Newton consideró la expansión en una serie como el método principal y general de analizar funciones, y en esta materia alcanzó las cumbres de la maestría. Usó series para calcular tablas, resolver ecuaciones (incluidas las diferenciales), estudiar el comportamiento de las funciones. Newton logró obtener una descomposición para todas las funciones que eran estándar en ese momento.
Newton desarrolló el cálculo diferencial e integral simultáneamente con G. Leibniz (un poco antes) e independientemente de él. Antes de Newton, las acciones con infinitesimales no estaban vinculadas a una sola teoría y tenían la naturaleza de trucos ingeniosos dispares (ver Método de los indivisibles). La creación de un análisis matemático sistémico reduce la solución de los problemas correspondientes, en gran medida, a un nivel técnico. Apareció un complejo de conceptos, operaciones y símbolos, que se convirtió en la base de partida para el desarrollo posterior de las matemáticas. El siguiente, el siglo XVIII, fue el siglo del desarrollo rápido y extremadamente exitoso de los métodos analíticos.
Quizás Newton llegó a la idea del análisis a través de métodos de diferencias, que estudió extensa y profundamente. Es cierto que en sus "Principios" Newton casi no usó infinitesimales, adhiriéndose a los antiguos métodos (geométricos) de prueba, pero en otras obras los usó libremente.
El punto de partida para el cálculo diferencial e integral fue el trabajo de Cavalieri y especialmente de Fermat, quien ya sabía (para curvas algebraicas) dibujar tangentes, encontrar extremos, puntos de inflexión y curvatura de una curva, y calcular el área de su segmento. . De los otros predecesores, el propio Newton nombró a Wallis, Barrow y al científico escocés James Gregory. Todavía no existía el concepto de una función; interpretó todas las curvas cinemáticamente como trayectorias de un punto en movimiento.
Como estudiante, Newton se dio cuenta de que la diferenciación y la integración son operaciones mutuamente inversas. Este teorema básico de análisis ya estaba más o menos claramente esbozado en los trabajos de Torricelli, Gregory y Barrow, pero solo Newton se dio cuenta de que sobre esta base se podían obtener no solo descubrimientos individuales, sino un poderoso cálculo sistémico, similar al álgebra, con claros resultados. reglas y posibilidades gigantescas.
Durante casi 30 años, a Newton no le importó publicar su versión del análisis, aunque en cartas (en particular a Leibniz) comparte de buena gana mucho de lo que ha logrado. Mientras tanto, la versión de Leibniz se ha distribuido amplia y abiertamente por toda Europa desde 1676. Solo en 1693 apareció la primera presentación de la versión de Newton, en forma de apéndice del Tratado de álgebra de Wallis. Tenemos que admitir que la terminología y el simbolismo de Newton son bastante torpes en comparación con los de Leibniz: flujo (derivado), fluidez (primitivo), momento de magnitud (diferencial), etc. Solo la notación "o" de Newton para un dt infinitamente pequeño ha sobrevivido en matemáticas. (sin embargo, esta letra fue utilizada anteriormente por Gregorio en el mismo sentido), e incluso un punto encima de la letra como símbolo del tiempo derivado.
Newton publicó una exposición bastante completa de los principios del análisis solo en el trabajo "Sobre la cuadratura de las curvas" (1704), adjunto a su monografía "Óptica". Casi todo el material presentado estaba listo en las décadas de 1670 y 1680, pero solo ahora Gregory y Halley persuadieron a Newton para que publicara un trabajo que, 40 años después, se convirtió en el primer trabajo publicado de Newton sobre análisis. Aquí, Newton tiene derivadas de órdenes superiores, se encuentran los valores de integrales de varias funciones racionales e irracionales, se dan ejemplos de la solución de ecuaciones diferenciales de primer orden.
En 1707, se publicó el libro "Aritmética Universal". Presenta una variedad de métodos numéricos. Newton siempre prestó gran atención a la solución aproximada de ecuaciones. El famoso método de Newton hizo posible encontrar las raíces de las ecuaciones con una velocidad y precisión antes impensables (publicado en Álgebra por Wallis, 1685). La forma moderna del método iterativo de Newton fue dada por Joseph Raphson (1690).
En 1711, después de 40 años, finalmente se publicó "Análisis mediante ecuaciones con un número infinito de términos". En este trabajo, Newton explora tanto las curvas algebraicas como las "mecánicas" (cicloide, cuadratriz) con la misma facilidad. Hay derivadas parciales. En el mismo año, se publicó el "Método de las diferencias", donde Newton propuso una fórmula de interpolación para pasar por (n + 1) puntos dados con abscisas igualmente espaciadas o desigualmente espaciadas de un polinomio de orden n. Esta es una diferencia análoga de la fórmula de Taylor.
En 1736, se publicó póstumamente el trabajo final "Método de fluxiones y series infinitas", significativamente avanzado en comparación con "Análisis por ecuaciones". Da numerosos ejemplos de búsqueda de extremos, tangentes y normales, cálculo de radios y centros de curvatura en coordenadas cartesianas y polares, búsqueda de puntos de inflexión, etc. En el mismo trabajo se realizaron cuadraturas y rectificaciones de varias curvas.
Cabe señalar que Newton no solo desarrolló el análisis de manera bastante completa, sino que también hizo un intento de fundamentar rigurosamente sus principios. Si Leibniz se inclinó hacia la idea de los infinitesimales reales, entonces Newton propuso (en los Elementos) una teoría general de los pasajes al límite, a la que denominó con cierto adorno el "método de las razones primera y última". Se utiliza el término moderno “límite” (lat. limes), aunque no hay una descripción inteligible de la esencia de este término, lo que implica una comprensión intuitiva. La teoría de los límites está enunciada en 11 lemas del libro I de los "Principios"; un lema también está en el libro II. No hay aritmética de límites, no hay prueba de la unicidad del límite, no se ha revelado su conexión con los infinitesimales. Sin embargo, Newton señala correctamente que este enfoque es más riguroso que el método "aproximado" de los indivisibles. Sin embargo, en el libro II, al introducir "momentos" (diferenciales), Newton nuevamente confunde el asunto, considerándolos de hecho como infinitesimales reales.
Cabe señalar que Newton no estaba interesado en absoluto en la teoría de números. Aparentemente, la física estaba mucho más cerca de él que las matemáticas.
Mecánica
El mérito de Newton es la solución de dos problemas fundamentales.
- Creación de una base axiomática para la mecánica, que en realidad transfirió esta ciencia a la categoría de teorías matemáticas rigurosas.
- Creación de dinámicas que vinculan el comportamiento del cuerpo con las características de las influencias externas sobre él (fuerzas).
Además, Newton finalmente enterró la idea, arraigada desde la antigüedad, de que las leyes de movimiento de los cuerpos terrestres y celestes son completamente diferentes. En su modelo del mundo, todo el universo está sujeto a leyes uniformes que permiten la formulación matemática.
La axiomática de Newton constaba de tres leyes, que él mismo formuló de la siguiente forma.
La primera ley (la ley de la inercia), en una forma menos clara, fue publicada por Galileo. Cabe señalar que Galileo permitía el libre movimiento no solo en línea recta, sino también en círculo (aparentemente por razones astronómicas). Galileo también formuló el principio más importante de la relatividad, que Newton no incluyó en su axiomática, porque para los procesos mecánicos este principio es una consecuencia directa de las ecuaciones de la dinámica (corolario V en los Elementos). Además, Newton consideró el espacio y el tiempo como conceptos absolutos, comunes a todo el Universo, y así lo indicó claramente en sus Elementos.
Newton también dio definiciones rigurosas de conceptos físicos tales como cantidad de movimiento (que Descartes no utilizó del todo claramente) y fuerza. Introdujo en la física el concepto de masa como medida de la inercia y, al mismo tiempo, de las propiedades gravitatorias. Anteriormente, los físicos usaban el concepto de peso, pero el peso de un cuerpo no solo depende del cuerpo en sí, sino también de su entorno (por ejemplo, de la distancia al centro de la Tierra), por lo que se creó una nueva característica invariable. necesario.
Euler y Lagrange completaron la matematización de la mecánica.
gravedad
La idea misma de una fuerza gravitacional universal se expresó repetidamente incluso antes de Newton. Anteriormente, Epicuro, Gassendi, Kepler, Borelli, Descartes, Roberval, Huygens y otros pensaron en ello. Kepler creía que la gravedad es inversamente proporcional a la distancia al Sol y se extiende sólo en el plano de la eclíptica; Descartes lo consideró el resultado de vórtices en el éter. Sin embargo, hubo conjeturas con una correcta dependencia de la distancia; Newton menciona Bulliald, Wren y Hooke en los Elementos. Pero antes de Newton, nadie fue capaz de vincular de manera clara y matemáticamente concluyente la ley de la gravedad (una fuerza inversamente proporcional al cuadrado de la distancia) y las leyes del movimiento planetario (leyes de Kepler). Solo con los trabajos de Newton comienza la ciencia de la dinámica, incluida su aplicación al movimiento de los cuerpos celestes.
- ley de la gravitación;
- la ley del movimiento (segunda ley de Newton);
- sistema de métodos para la investigación matemática (análisis matemático).
En conjunto, esta tríada es suficiente para explorar completamente los movimientos más complejos de los cuerpos celestes, creando así las bases de la mecánica celeste. Antes de Einstein, no se necesitaban enmiendas fundamentales a este modelo, aunque el aparato matemático resultó ser necesario para desarrollarse significativamente.
El primer argumento a favor del modelo newtoniano fue la rigurosa derivación de las leyes empíricas de Kepler sobre su base. El siguiente paso fue la teoría del movimiento de los cometas y la luna, expuesta en los "Principios". Posteriormente, con la ayuda de la gravedad newtoniana, todos los movimientos observados de los cuerpos celestes fueron explicados con gran precisión; este es el gran mérito de Euler, Clairaut y Laplace, quienes desarrollaron la teoría de la perturbación para esto. El fundamento de esta teoría fue establecido por Newton, quien analizó el movimiento de la luna utilizando su método habitual de expansión en serie; en este camino, descubrió las causas de las entonces conocidas irregularidades (desigualdades) en el movimiento de la luna.
La ley de la gravitación hizo posible resolver no solo los problemas de la mecánica celeste, sino también una serie de problemas físicos y astrofísicos. Newton proporcionó un método para determinar las masas del sol y los planetas. Descubrió la causa de las mareas: la atracción de la luna (incluso Galileo consideraba que las mareas eran un efecto centrífugo). Además, después de haber procesado datos a largo plazo sobre la altura de las mareas, calculó la masa de la luna con buena precisión. Otra consecuencia de la gravedad fue la precesión del eje terrestre. Newton descubrió que debido al achatamiento de la Tierra en los polos, el eje de la Tierra realiza un desplazamiento lento constante con un período de 26.000 años bajo la influencia de la atracción de la Luna y el Sol. Así, el antiguo problema de la "anticipación de los equinoccios" (señalado por primera vez por Hiparco) encontró una explicación científica.
La teoría de la gravitación de Newton provocó muchos años de debate y crítica del concepto de largo alcance adoptado en ella. Sin embargo, los destacados éxitos de la mecánica celeste en el siglo XVIII confirmaron la opinión sobre la idoneidad del modelo newtoniano. Las primeras desviaciones observadas de la teoría de Newton en astronomía (desplazamiento del perihelio de Mercurio) se descubrieron solo 200 años después. Pronto estas desviaciones fueron explicadas por la teoría general de la relatividad (GR); La teoría newtoniana resultó ser su versión aproximada. La relatividad general también llenó la teoría de la gravitación con contenido físico, indicando el portador material de la fuerza de atracción, la métrica del espacio-tiempo, e hizo posible deshacerse de la interacción de largo alcance.
Óptica y Teoría de la Luz
Newton posee descubrimientos fundamentales en la antigua ciencia de la óptica. Construyó el primer telescopio de espejo (reflector) en el que, a diferencia de los telescopios de lente pura, no había aberración cromática. También estudió en detalle la dispersión de la luz, demostró que la luz blanca se descompone en los colores del arco iris debido a la diferente refracción de los rayos de diferentes colores al pasar por un prisma, y sentó las bases para una correcta teoría de los colores. Newton creó una teoría matemática de los anillos de interferencia descubiertos por Hooke, que desde entonces se han llamado "anillos de Newton". En una carta a Flamsteed, expuso una teoría detallada de la refracción astronómica. Pero su principal logro es la creación de los cimientos de la óptica física (no solo geométrica) como ciencia y el desarrollo de su base matemática, la transformación de la teoría de la luz de un conjunto no sistemático de hechos en una ciencia con riqueza cualitativa y cuantitativa. contenido, experimentalmente bien fundamentado. Los experimentos ópticos de Newton se convirtieron en un modelo de investigación física profunda durante décadas.
Hubo muchas teorías especulativas sobre la luz y el color durante este período; el punto de vista de Aristóteles ("diferentes colores son una mezcla de luz y oscuridad en diferentes proporciones") y Descartes ("diferentes colores se crean cuando las partículas de luz giran a diferentes velocidades") pelearon principalmente. Hooke, en su Micrographia (1665), ofreció una variante de las opiniones aristotélicas. Muchos creían que el color no es un atributo de la luz, sino de un objeto iluminado. La discordia general se vio agravada por una cascada de descubrimientos del siglo XVII: difracción (1665, Grimaldi), interferencia (1665, Hooke), doble refracción (1670, Erasmus Bartholin, estudiada por Huygens), estimación de la velocidad de la luz (1675 , Romer). No había ninguna teoría de la luz compatible con todos estos hechos.
En su discurso ante la Royal Society, Newton refutó tanto a Aristóteles como a Descartes y demostró de manera convincente que la luz blanca no es primaria, sino que consta de componentes coloreados con diferentes ángulos de refracción. Estos componentes son primarios: Newton no pudo cambiar su color con ningún truco. Por lo tanto, la sensación subjetiva de color recibió una base objetiva sólida: el índice de refracción.
En 1689, Newton dejó de publicar en el campo de la óptica (aunque continuó investigando): según una leyenda común, juró no publicar nada en esta área durante la vida de Hooke. En cualquier caso, en 1704, al año siguiente de la muerte de Hooke, se publicó la monografía "Óptica" (en inglés). El prefacio contiene un claro indicio de un conflicto con Hooke: "No queriendo involucrarme en disputas sobre varios temas, retrasé esta publicación y la habría retrasado aún más si no fuera por la persistencia de mis amigos". Durante la vida del autor, "Óptica", al igual que "Comienzos", pasó por tres ediciones (1704, 1717, 1721) y muchas traducciones, incluidas tres al latín.
- Libro primero: los principios de la óptica geométrica, la doctrina de la dispersión de la luz y la composición del color blanco, con diversas aplicaciones, entre ellas la teoría del arco iris.
- Libro dos: interferencia de la luz en placas delgadas.
- Libro tres: difracción y polarización de la luz.
Los historiadores distinguen dos grupos de hipótesis sobre la naturaleza de la luz.
- Emisión (corpuscular): la luz está formada por pequeñas partículas (corpúsculos) emitidas por un cuerpo luminoso. Esta opinión estaba respaldada por la rectitud de la propagación de la luz, en la que se basa la óptica geométrica, pero la difracción y la interferencia no encajaban bien en esta teoría.
- Onda: la luz es una onda en el mundo invisible del éter. A los oponentes de Newton (Hooke, Huygens) se les suele llamar partidarios de la teoría ondulatoria, pero hay que tener en cuenta que entendían la onda no como una oscilación periódica, como en la teoría moderna, sino como un impulso único; por ello, sus explicaciones de los fenómenos de la luz eran poco plausibles y no podían competir con las de Newton (Huygens incluso intentó refutar la difracción). La óptica ondulatoria desarrollada apareció solo a principios del siglo XIX.
Newton a menudo se considera un partidario de la teoría corpuscular de la luz; de hecho, él, como de costumbre, "no inventó hipótesis" y admitió voluntariamente que la luz también podría estar asociada con ondas en el éter. En un tratado presentado a la Royal Society en 1675, escribe que la luz no puede ser simplemente vibraciones del éter, ya que entonces, por ejemplo, podría propagarse a lo largo de un tubo curvo, como lo hace el sonido. Pero, por otro lado, sugiere que la propagación de la luz excita vibraciones en el éter, lo que da lugar a la difracción y otros efectos ondulatorios. En esencia, Newton, claramente consciente de las ventajas y desventajas de ambos enfoques, propone una teoría de la luz de onda corpuscular de compromiso. En sus obras, Newton describió en detalle el modelo matemático de los fenómenos luminosos, dejando de lado la cuestión del portador físico de la luz: “Mi enseñanza sobre la refracción de la luz y los colores consiste únicamente en establecer ciertas propiedades de la luz sin hipótesis sobre su origen. .” La óptica ondulatoria, cuando apareció, no rechazó los modelos de Newton, sino que los absorbió y los expandió sobre una nueva base.
A pesar de su disgusto por las hipótesis, Newton colocó al final de Óptica una lista de problemas sin resolver y posibles respuestas a ellos. Sin embargo, en esos años ya podía permitírselo: la autoridad de Newton después de los "Principios" se volvió indiscutible, y pocas personas se atrevieron a molestarlo con objeciones. Varias hipótesis resultaron ser proféticas. Específicamente, Newton predijo:
- desviación de la luz en un campo gravitacional;
- el fenómeno de la polarización de la luz;
- interconversión de luz y materia.
Otros trabajos en física
Newton posee la primera conclusión de la velocidad del sonido en un gas, basada en la ley de Boyle-Mariotte. Descubrió la ley de la fricción viscosa y la compresión hidrodinámica del chorro. En los Elementos, expresó y argumentó la suposición correcta de que el cometa tiene un núcleo sólido, cuya evaporación, bajo la influencia del calor solar, forma una cola extensa, siempre dirigida en dirección opuesta al Sol.
Newton predijo que la Tierra se aplanaría en los polos, estimándolo en alrededor de 1:230. Al mismo tiempo, Newton utilizó un modelo de fluido homogéneo para describir la Tierra, aplicó la ley de la gravitación universal y tuvo en cuenta la fuerza centrífuga. Al mismo tiempo, Huygens realizó cálculos similares, quien no creía en la fuerza gravitacional de largo alcance y abordó el problema de manera puramente cinemática. En consecuencia, Huygens predijo más de la mitad de la contracción como Newton, 1:576. Además, Cassini y otros cartesianos argumentaron que la Tierra no está comprimida, sino convexa en los polos como un limón. Posteriormente, aunque no inmediatamente (las primeras medidas fueron inexactas), las medidas directas (Clero, 1743) confirmaron la corrección de Newton; la compresión real es 1:298. La razón de la diferencia de este valor con el propuesto por Newton en la dirección de Huygens es que el modelo de un fluido homogéneo todavía no es del todo exacto (la densidad aumenta notablemente con la profundidad). Una teoría más precisa, teniendo en cuenta explícitamente la dependencia de la densidad de la profundidad, se desarrolló solo en el siglo XIX.
Estudiantes
En sentido estricto, Newton no tuvo alumnos directos. Sin embargo, toda una generación de científicos ingleses creció con sus libros y en comunicación con él, por lo que ellos mismos se consideraban estudiantes de Newton. Entre ellos, los más famosos son:
- Edmund Halley
- Roger Coates
- colin maclaurin
- Abraham de Moivre
- James Stirling
- brooke taylor
Otras áreas de actividad
Química y Alquimia
Paralelamente a la investigación que sentó las bases de la actual tradición científica (física y matemática), Newton (como muchos de sus colegas) dedicó mucho tiempo a la alquimia, así como a la teología. Los libros de alquimia constituían una décima parte de su biblioteca. No publicó ningún trabajo sobre química o alquimia, y el único resultado conocido de esta afición a largo plazo fue el grave envenenamiento de Newton en 1691. Durante la exhumación del cuerpo de Newton, se encontraron niveles peligrosos de mercurio en su cuerpo.
Stukeley recuerda que Newton escribió un tratado sobre química "explicando los principios de este misterioso arte sobre la base de evidencia experimental y matemática", pero el manuscrito lamentablemente se quemó en un incendio y Newton no intentó restaurarlo. Las cartas y notas sobrevivientes sugieren que Newton estaba pensando en la posibilidad de alguna unificación de las leyes de la física y la química en un solo sistema del mundo; planteó varias hipótesis sobre este tema al final de Óptica.
B. G. Kuznetsov cree que los estudios alquímicos de Newton fueron intentos de revelar la estructura atomística de la materia y otros tipos de materia (por ejemplo, luz, calor, magnetismo):
Esta suposición es confirmada por la declaración del mismo Newton: “La alquimia no trata con metales, como creen los ignorantes. Esta filosofía no es de las que sirven a la vanidad y al engaño, más bien sirve al beneficio y edificación, además, lo principal aquí es el conocimiento de Dios.
Teología
Siendo una persona profundamente religiosa, Newton consideró la Biblia (como todo lo demás) desde una posición racionalista. Con este enfoque, aparentemente, también está conectado el rechazo de Newton de la Trinidad de Dios. La mayoría de los historiadores creen que Newton, quien trabajó durante muchos años en el Trinity College, no creía en la Trinidad. Los estudiosos de sus escritos teológicos han encontrado que los puntos de vista religiosos de Newton estaban cerca del arrianismo herético (ver el artículo de Newton "Un seguimiento histórico de dos corrupciones notables de las Sagradas Escrituras").
El grado de proximidad de las opiniones de Newton a varias herejías condenadas por la iglesia se estima de manera diferente. El historiador alemán Fiesenmeier sugirió que Newton aceptó la Trinidad, pero más cerca de la comprensión ortodoxa oriental. El historiador estadounidense Stephen Snobelen, citando una serie de pruebas documentales, rechazó enérgicamente este punto de vista y atribuyó a Newton a los socinianos.
Exteriormente, sin embargo, Newton se mantuvo leal a la Iglesia de Inglaterra establecida. Había una buena razón para esto: la Ley para la represión de la blasfemia y la blasfemia de 1698 por negar a cualquiera de las personas de la Trinidad preveía la pérdida de los derechos civiles y la repetición de este delito: el encarcelamiento. Por ejemplo, el amigo de Newton, William Whiston, fue despojado de su cátedra y expulsado de la Universidad de Cambridge en 1710 por afirmar que el arrianismo era la religión de la Iglesia primitiva. Sin embargo, en cartas a personas de ideas afines (Locke, Halley, etc.), Newton fue bastante franco. Además del antitrinitarismo, se ven elementos de deísmo en la cosmovisión religiosa de Newton. Newton creía en la presencia material de Dios en cada punto del universo y llamó al espacio "el sensorium de Dios" (lat. sensorium Dei).
Newton publicó (parcialmente) los resultados de su investigación teológica tarde en su vida, pero comenzaron mucho antes, no más tarde de 1673. Newton propuso su versión de la cronología bíblica, dejó el trabajo sobre la hermenéutica bíblica y escribió un comentario sobre el Apocalipsis. Estudió el idioma hebreo, estudió la Biblia según un método científico, utilizando cálculos astronómicos relacionados con eclipses solares, análisis lingüísticos, etc., para fundamentar su punto de vista. Según sus cálculos, el fin del mundo no llegará antes de 2060.
Los manuscritos teológicos de Newton ahora se guardan en Jerusalén, en la Biblioteca Nacional.
Calificaciones
La inscripción en la tumba de Newton dice:
Una estatua erigida a Newton en 1755 en el Trinity College está inscrita con versos de Lucrecio:
El propio Newton evaluó sus logros de manera más modesta:
Lagrange dijo: "Newton era el más feliz de los mortales, porque solo hay un universo, y Newton descubrió sus leyes".
La antigua pronunciación rusa del apellido de Newton es "Nevton". Él, junto con Platón, es mencionado respetuosamente por MV Lomonosov en sus poemas:
Según A. Einstein, “Newton fue el primero que trató de formular leyes elementales que determinan el curso temporal de una amplia clase de procesos en la naturaleza con un alto grado de integridad y precisión” y “… tuvo una profunda y fuerte influencia en la toda la visión del mundo como un todo a través de sus obras”.
Nombrado después de Newton:
- unidad de fuerza en el sistema SI;
- muchas leyes científicas, teoremas y conceptos, consulte la Lista de objetos que llevan el nombre de Isaac Newton;
- cráteres en la Luna y Marte.
- A la vuelta de 1942-1943, durante los días más dramáticos de la Batalla de Stalingrado, el 300 aniversario de Newton fue ampliamente celebrado en la URSS. Se publicaron una colección de artículos y un libro biográfico de S. I. Vavilov. Como muestra de gratitud al pueblo soviético, la Royal Society of Great Britain donó a la Academia de Ciencias de la URSS una rara copia de la primera edición de los Principia Mathematica de Newton (1687) y un borrador de carta de Newton a Alexander Menshikov informándole de su elección como miembro de la Royal Society de Londres.
- Existe una leyenda común de que Newton hizo dos agujeros en su puerta, uno más grande y otro más pequeño, para que sus dos gatos, grandes y pequeños, pudieran entrar a la casa por su cuenta. En realidad, Newton nunca tuvo gatos u otras mascotas.
- A veces, a Newton se le atribuye un interés por la astrología. Si lo estaba, rápidamente dio paso a la decepción.
Actas
- "Una nueva teoría de la luz y los colores", 1672 (comunicación a la Royal Society)
- "El movimiento de los cuerpos en órbita" (lat. De Motu Corporum in Gyrum), 1684
- "Los principios matemáticos de la filosofía natural" (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), 1687
- Óptica o tratado de los reflejos, refracciones, inflexiones y colores de la luz, 1704
- "Sobre la cuadratura de las curvas" (lat. Tractatus de quadratura curvarum), suplemento de "Óptica"
- "Enumeración de líneas de tercer orden" (lat. Enumeratio linearum tertii ordinis), apéndice de "Óptica"
- "Aritmética universal" (lat. Arithmetica Universalis), 1707
- "Análisis mediante ecuaciones con un número infinito de términos" (lat. De analysi per aequationes numero terminorum infinitas), 1711
- "Método de las diferencias", 1711
Publicado póstumamente
- Conferencias ópticas, 1728
- "Sistema del mundo" (lat. De mundi systemate), 1728
- La cronología de los reinos antiguos, 1728
- "Observaciones sobre el Libro del Profeta Daniel y el Apocalipsis de S. John (Ing. Observaciones sobre las profecías de Daniel y el Apocalipsis de San Juan), 1733, escrito alrededor de 1690
- Method of Fluxions (lat. Methodus fluxionum, English Method of Fluxions), 1736, escrito en 1671
- Un relato histórico de dos corrupciones notables de las Escrituras, 1754, escrito en 1690
Ediciones canónicas
La clásica edición completa de las obras de Newton en 5 volúmenes en el idioma original:
- Isaac Newtoni. Opera quae existant omnia. - Comentario ilustrativo de Samuel Horsley. -Londini, 1779-1785.
Correspondencia seleccionada en 7 volúmenes:
- Turnbull, H. W. (Ed.), La correspondencia de Sir Isaac Newton. -Cambridge: Cambr. Universidad Prensa, 1959-1977.
Traducciones al ruso
- Newton I. Comentarios sobre el Libro del Profeta Daniel y el Apocalipsis de San. John. - Petrogrado: Nuevo tiempo, 1915.
- Newton I. Cronología corregida de los reinos antiguos. - M.: RIMIS, 2007. - 656 p. - ISBN 5-9650-0034-0
El físico inglés Sir Isaac Newton, cuya breve biografía se proporciona aquí, se hizo famoso por sus numerosos descubrimientos en el campo de la física, la mecánica, las matemáticas, la astronomía y la filosofía.
Inspirado por los trabajos de Galileo Galilei, Rene Descartes, Kepler, Euclid y Wallis, Newton hizo muchos descubrimientos, leyes e inventos importantes en los que se basa la ciencia moderna hasta el día de hoy.
¿Cuándo y dónde nació Isaac Newton?
Casa de Isaac Newton
Sir Isaac Newton (Sir Isaac Newton, años de vida 1643 - 1727) nació el 24 de diciembre de 1642 (4 de enero de 1643 según un nuevo estilo) en el país-estado de Inglaterra, Lincolnshire, en la ciudad de Woolsthorpe.
Su madre se puso de parto prematuramente e Isaac nació prematuramente. Al nacer, el niño resultó ser tan débil físicamente que incluso tenían miedo de bautizarlo: todos pensaban que moriría antes de vivir un par de años.
Sin embargo, tal "profecía" no le impidió vivir hasta la vejez y convertirse en un gran científico.
Existe la opinión de que Newton era judío por nacionalidad, pero esto no está documentado. Se sabe que perteneció a la aristocracia inglesa.
I. La infancia de Newton
Su padre, también llamado Isaac (Newton Jr. recibió su nombre de su padre, un tributo a la memoria), el niño nunca vio, murió antes de nacer.
Más tarde aparecieron tres hijos más en la familia, a quienes la madre, Anna Ayskow, dio a luz de su segundo marido. Con su apariencia, pocas personas se interesaron por el destino de Isaac: el niño creció privado de amor, aunque la familia se consideraba próspera.
Su tío William por parte de madre hizo más esfuerzos en la crianza y el cuidado de Newton. La infancia del niño difícilmente puede llamarse feliz.
Ya a una edad temprana, Isaac mostró el talento de un científico: pasaba mucho tiempo leyendo libros, le encantaba hacer algo. Era cerrado y poco comunicativo.
¿Dónde estudió Newton?
En 1655, el niño de 12 años fue enviado a una escuela en Grantham. Durante su formación, vivió con un boticario local llamado Clark.
La institución educativa mostró habilidades en el campo de la física, las matemáticas, la astronomía, pero la madre de Anna sacó a su hijo de la escuela después de 4 años.
Se suponía que Isaac, de 16 años, administraría la granja, pero no le gustó esta alineación: al joven le atraía más leer libros e inventar.
Gracias a su tío, un maestro de escuela Stokes y profesor de la Universidad de Cambridge, Isaac fue reincorporado a las filas de los estudiantes de la escuela para continuar con sus actividades educativas.
En 1661, el chico ingresa al Trinity College de la Universidad de Cambridge para recibir educación gratuita. En 1664 se presenta a los exámenes, lo que le sitúa en la condición de estudiante. A partir de ese momento, el joven continúa sus estudios y recibe una beca. En 1665, se vio obligado a dejar de estudiar debido al cierre de la universidad por cuarentena (epidemia de peste).
Alrededor de este período, crea sus primeros inventos. Después, en 1667, el joven se restituye como estudiante y sigue royendo el granito de la ciencia.
Un papel importante en la adicción a las ciencias exactas de Isaac Newton lo juega su profesor de matemáticas, Isaac Barrow.
Es curioso que en 1668 el físico matemático recibió el título de maestro y se graduó de la universidad, y casi de inmediato comenzó a dar conferencias a otros estudiantes.
¿Qué descubrió Newton?
Los descubrimientos del científico se utilizan en la literatura educativa: tanto en la escuela como en la universidad, y en una amplia variedad de disciplinas (matemáticas, física, astronomía).
Sus principales ideas eran nuevas para ese siglo:
- Sus descubrimientos más importantes y significativos se realizaron entre 1665 y 1667, durante la peste bubónica en Londres. La Universidad de Cambridge se cerró temporalmente, el personal docente se disolvió debido a la furiosa infección. El estudiante de 18 años partió hacia su tierra natal, donde descubrió la ley de la gravitación universal y también realizó varios experimentos con los colores del espectro y la óptica.
- Entre sus descubrimientos en el campo de las matemáticas se encuentran las curvas algebraicas de tercer orden, la expansión binomial y los métodos para resolver ecuaciones diferenciales. El cálculo diferencial e integral se desarrollaron casi al mismo tiempo que Leibniz, independientemente el uno del otro.
- En el campo de la mecánica clásica, creó una base axiomática, así como una ciencia como la dinámica.
- Es imposible no mencionar las tres leyes, de donde proviene su nombre "leyes de Newton": la primera, la segunda y la tercera.
- Se sentaron las bases para futuras investigaciones en astronomía, incluida la mecánica celeste.
El significado filosófico de los descubrimientos de Newton
El físico trabajó en sus descubrimientos e invenciones tanto desde un punto de vista científico como religioso.
Señaló que no escribió su libro "Comienzos" para "menospreciar al Creador", pero sin embargo enfatizó su poder. El científico creía que el mundo es "bastante independiente".
Fue partidario de la "filosofía newtoniana".
Libros de Isaac Newton
Libros publicados de Newton durante su vida:
- "Método de las diferencias".
- "Enumeración de líneas de tercer orden".
- "Los principios matemáticos de la filosofía natural".
- "Óptica, o un tratado sobre los reflejos, refracciones, curvas y colores de la luz".
- "Una nueva teoría de la luz y los colores".
- "Sobre la cuadratura de las curvas".
- "Movimiento de cuerpos en órbita".
- "Aritmética universal".
- "Análisis usando ecuaciones con un número infinito de términos".
- "Cronología de los Reinos Antiguos" .
- "Sistema del Mundo".
- "Método de flujos ».
- Conferencias sobre óptica.
- Comentarios sobre el Libro del Profeta Daniel y el Apocalipsis de S. John.
- "Breve Crónica".
- "Un seguimiento histórico de dos corrupciones notables de las Escrituras".
los inventos de newton
Comenzó a dar sus primeros pasos en la invención desde niño, como se mencionó anteriormente.
En 1667, todos los profesores universitarios quedaron asombrados por el telescopio que creó, que inventó el futuro científico: fue un gran avance en el campo de la óptica.
Isaac fue nombrado caballero por la Royal Society en 1705 por sus contribuciones a la ciencia. Ahora se llamaba Sir Isaac Newton, tenía su propio escudo de armas y un pedigrí no muy confiable.
Entre sus inventos también se enumeran:
- Un reloj de agua impulsado por la rotación de un bloque de madera, que a su vez vibra por la caída de gotas de agua.
- El reflector, que era un telescopio con una lente cóncava. El dispositivo dio impulso al estudio del cielo nocturno. También fue utilizado por los marineros para la navegación en alta mar.
- Molino.
- Scooter.
Vida personal de Isaac Newton
Según los contemporáneos, el día de Newton comenzaba y terminaba con libros: pasaba tanto tiempo con ellos que a menudo se olvidaba incluso de comer.
El famoso científico no tenía vida personal en absoluto. Isaac nunca se casó, según los rumores, incluso permaneció virgen.
¿Cuándo murió Sir Isaac Newton y dónde está enterrado?
Isaac Newton murió el 20 de marzo (31 de marzo de 1727 - fecha del Nuevo Estilo) en Kensington, Reino Unido. Dos años antes de su muerte, el físico comenzó a tener problemas de salud. Murió mientras dormía. Su tumba está en la Abadía de Westminster.
Algunos hechos no tan populares:
- Una manzana no cayó sobre la cabeza de Newton: este es un mito inventado por Voltaire. Pero el propio científico en realidad estaba sentado debajo de un árbol. Ahora es un monumento.
- De niño, Isaac estaba muy solo, como lo había estado toda su vida. Habiendo perdido a su padre temprano, la madre se concentró por completo en un nuevo matrimonio y tres nuevos hijos, quienes rápidamente también se quedaron sin padre.
- A la edad de 16 años, la madre sacó a su hijo de la escuela, donde comenzó a mostrar habilidades extraordinarias desde temprana edad, por lo que comenzó a administrar la finca. Un maestro de escuela, un tío y otro conocido, miembro del Cambridge College, insistieron en devolver al niño a la escuela, de la cual se graduó con éxito e ingresó a la universidad.
- Según los recuerdos de compañeros y profesores, Isaac pasaba la mayor parte del tiempo leyendo libros, olvidándose incluso de comer y dormir: esta era la vida que más deseaba.
- Isaac era el Guardián de la Casa de la Moneda Británica.
- Después de la muerte del científico, se publicó su autobiografía.
Conclusión
La contribución de Sir Isaac Newton a la ciencia es realmente enorme y es bastante difícil subestimar su contribución. Sus descubrimientos hasta el día de hoy son los cimientos de la ciencia moderna en general, y sus leyes se estudian en la escuela y otras instituciones educativas.
Gran personalidad
Se estudia meticulosamente la vida de personalidades de época y su papel progresista durante muchos siglos. Gradualmente se alinean a los ojos de la posteridad de un evento a otro, cubiertos de detalles recreados a partir de documentos y todo tipo de invenciones ociosas. También Isaac Newton. Una breve biografía de este hombre, que vivió en el lejano siglo XVII, solo puede caber en un volumen de libro del tamaño de un ladrillo.
Vamos a empezar. Isaac Newton - Inglés (ahora sustituye "gran" por cada palabra) astrónomo, matemático, físico, mecánico. Desde 1672 se convirtió en científico de la Royal Society de Londres, y en 1703, en su presidente. El creador de la mecánica teórica, el fundador de toda la física moderna. Describió todos los fenómenos físicos sobre la base de la mecánica; descubrió la ley de la gravitación universal, que explicaba los fenómenos cósmicos y la dependencia de las realidades terrenales de ellos; ató las causas de las mareas en los océanos al movimiento de la luna alrededor de la tierra; describió las leyes de todo nuestro sistema solar. Fue él quien primero comenzó a estudiar la mecánica de los medios continuos, la óptica física y la acústica. Independientemente de Leibniz, Isaac Newton desarrolló ecuaciones diferenciales e integrales, nos reveló la dispersión de la luz, la aberración cromática, vinculó las matemáticas a la filosofía, escribió obras sobre interferencia y difracción, trabajó sobre la teoría corpuscular de la luz, teorías del espacio y del tiempo. Fue él quien diseñó el telescopio de espejo y organizó el negocio de las monedas en Inglaterra. Además de las matemáticas y la física, Isaac Newton se dedicó a la alquimia, la cronología de los reinos antiguos y escribió obras teológicas. El genio del famoso científico estaba tan por delante de todo el nivel científico del siglo XVII que los contemporáneos lo recordaban más como una persona excepcionalmente buena: no posesivo, generoso, extremadamente modesto y amistoso, siempre dispuesto a ayudar a su prójimo.
Infancia
El gran Isaac Newton nació en la familia de un pequeño granjero que murió hace tres meses en un pequeño pueblo. Su biografía comenzó el 4 de enero de 1643, cuando un bebé prematuro muy pequeño fue colocado en una banca con una manopla de piel de oveja, de la que cayó golpeándose con fuerza. El niño se volvió enfermizo y, por lo tanto, poco comunicativo, no siguió el ritmo de sus compañeros en juegos rápidos y se volvió adicto a los libros. Los familiares notaron esto y enviaron al pequeño Isaac a la escuela, de la que se graduó como el primer alumno. Más tarde, viendo su afán por aprender, le permitieron seguir estudiando. Isaac fue a Cambridge. Como no había suficiente dinero para la educación, su papel de estudiante habría sido muy humillante si no hubiera tenido suerte con un mentor.
Juventud
En ese momento, los estudiantes pobres solo podían aprender como sirvientes de sus maestros. Esta parte recayó en el futuro científico brillante. Hay todo tipo de leyendas sobre este período de la vida y los caminos creativos de Newton, algunas de ellas feas. El mentor a quien Isaac sirvió fue el masón más influyente, que viajó no solo por toda Europa, sino también por Asia, incluido el Medio, el Lejano Oriente y el Sudeste. En uno de los viajes, según cuenta la leyenda, se le confiaron los antiguos manuscritos de científicos árabes, cuyos cálculos matemáticos aún utilizamos. Según la leyenda, Newton tuvo acceso a estos manuscritos, y fueron ellos quienes inspiraron muchos de sus descubrimientos.
La ciencia
En seis años de estudio y servicio, Isaac Newton pasó por todas las etapas de la universidad y se convirtió en un maestro en artes.
Durante la plaga, tuvo que abandonar su alma mater, pero no perdió el tiempo: estudió la naturaleza física de la luz, construyó las leyes de la mecánica. En 1668, Isaac Newton regresó a Cambridge y pronto recibió la cátedra Lucas de matemáticas. Ella llegó a él de un maestro: I. Barrow, ese mismo Mason. Newton se convirtió rápidamente en su alumno favorito y, para mantener económicamente al brillante protegido, Barrow renunció a la cátedra a su favor. Para ese entonces, Newton ya era el autor del binomio. Y esto es solo el comienzo de la biografía del gran científico. Luego hubo una vida llena de trabajo mental titánico. Newton siempre se distinguió por la modestia e incluso la timidez. Por ejemplo, no publicó sus descubrimientos durante mucho tiempo y constantemente iba a destruir primero esos, luego otros capítulos de sus asombrosos "Comienzos". Creía que le debía todo a esos gigantes sobre cuyos hombros se para, es decir, probablemente, a los científicos-predecesores. Aunque quién podría haber precedido a Newton, si literalmente dijo la primera y más importante palabra sobre todo en el mundo.
- Cómo hacer reír a una chica: buenos ejemplos
- ¿Cómo puedes gastarle una broma a una chica?
- Mascotas para los perezosos Mascotas que son fáciles de cuidar
- ¿Dónde y cómo encontrar patrocinadores?
- Proverbios y dichos sobre el idioma ruso, dichos y citas sobre el idioma ruso Cualquier proverbio y dicho
- Aleteo como una mariposa lo siento debajo del tatuaje de las costillas
- Educación en Gran Bretaña (Educación en Gran Bretaña) tema en inglés El sistema educativo en Gran Bretaña en inglés
- Verbo compuesto dar Verbo compuesto dar
- Puesta en escena de un cuento de hadas en la semana de inglés de la escuela primaria
- Textos sencillos en inglés para principiantes.
- Comparación de adjetivos de calidad en inglés Grado bastante comparativo
- Club de interés: comunicación en inglés
- ¿Qué es un club de conversación en inglés?
- Cómo preguntar y decir la hora en inglés
- Talkan - ¿Qué es? Recetas con fotos. Comida viva "talkan" Talkan Contraindicaciones y posibles daños.
- Horario de movimiento de trabajadores en el sitio.
- Los monitores de incendios se dividen en estacionarios (C) (en un camión de bomberos, torre), transportables (B) (en un remolque) y portátiles (P)
- Garantizar la seguridad de la información de los niños El concepto de seguridad de la información de los niños
- Registro de una baja por enfermedad electrónica: procedimiento, condiciones, acciones del empleador
- Cuidado facial después de los 30