Александр Фомин - 100 знаменитых ученых

НЬЮТОН ИСААК

(1643 г. – 1727 г.)

О Ньютоне современники говорили: «Превосходивший умом человеческий род». Действительно, гениальность этого человека была безграничной. Вся жизнь великого ученого была посвящена высокому делу служения науке, он приоткрыл завесу над многими тайнами, волновавшими человечество. И спустя сотни лет сложно представить цивилизацию без его выдающихся открытий.

А январской ночью 1643 г. никто из родственников будущего гения не мог предположить, что новорожденный доживет до утра. Младенец появился на свет очень слабым, и целую неделю его жизнь висела на волоске. То, что мальчик выжил, еще раз подтвердило старое поверье о том, что дети, рожденные после смерти отца, обладают особой жизненной силой. Так Исаак первый раз доказал свою исключительность.

В детстве судьба не баловала Ньютона. Когда малышу исполнилось два года, его мать Анна Эйскоу вышла замуж и оставила сына на попечение бабушки. Несмотря на то что она всеми силами пыталась скрасить его безрадостное существование, мальчик все равно ощущал себя полным сиротой, и его сердце наполнялось глухой ненавистью к отчиму. Он так и не сдружился со своими кузенами и кузинами, которые осознавали его умственное превосходство. Ньютон раздражал детей: он постоянно выигрывал в шашки и другие игры, требующие сообразительности, придумывал новые развлечения, компенсирующие его телесную немощь.

Когда Исааку исполнилось десять лет, произошло то, о чем он мечтал: умер ненавистный отчим, и мать с детьми вернулась домой. Последующие два года стали самым счастливым временем в жизни мальчика: он ни на шаг не отходил от матери и даже помогал ей ухаживать за своими сводными сестрами и братом.

В 1655 г. Ньютона отправили учиться в бесплатную грамматическую школу в Грэнтэме. Здесь он легко обошел всех учеников класса в успеваемости, и в короткие сроки стал отличником. Тогда же его всерьез увлекла возможность что-то изобретать и конструировать, особенно ему нравилось проводить химические опыты. Однако спустя 4 года Анна Эйскоу вызвала сына домой. В семье не хватало мужчины, и она искренне надеялась на то, что повзрослевший Исаак станет хозяином имений, земель и скота. Но вопреки ожиданиям матери юноша не проявлял ни малейшего интереса к хозяйству. Ньютон был рад, когда его оставляли в покое и позволяли удалиться в свою «студию», где он часами что-то мастерил и ставил эксперименты. Подобное поведение возмущало родственников. Исаака понимал лишь мастер Стокс, его грэнтэмский учитель, который звал его обратно и обещал подготовить к поступлению в университет.

В итоге Анна сдалась. Ньютон вернулся в Грэнтэм и с увлечением принялся штудировать Библию, грамматику, геометрию, древнюю историю, древнегреческий язык, много читал, постоянно делая пометки в своих записных книжках. В 1661 г. Исаак поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета. С головой окунувшись в учебу, он часто проводил за письменным столом ночи напролет, забывая о сне и еде. В его записях той поры появился анализ теории Декарта – в юноше проснулась страсть к математике. Крупнейшим достижением Ньютона стала разработка биномиального разложения для любого целого положительного показателя. Молодой ученый сразу же нашел применение своему открытию: записал ряды для выражения сегмента и сектора круга, синуса, арксинуса, логарифмической функции. С помощью рядов он мог теперь изучать свойства функций, делать приближенные вычисления. Следует отметить, что в алгебре ряды были не менее важны, чем десятичные дроби в арифметике. В 1665 г. Ньютон получил ученую степень бакалавра.

Последующие два года, когда свирепствовала чума, Исаак провел в Вулсторпе. Это время стало наиболее продуктивным в его научном творчестве: именно тогда сложились те идеи, которые впоследствии привели его к созданию дифференциального и интегрального исчислений, к изобретению зеркального телескопа (собственноручно изготовленного им в 1668 г.). Здесь же Ньютон провел опыты над разложением света и открыл закон всемирного тяготения. Побудительным мотивом к формулировке эпохального открытия послужило яблоко, упавшее на его глазах в траву (а не на голову, как гласит легенда). Однако одного этого было не достаточно – ученому предстояло разработать теорию и неоднократно подтвердить ее совпадением рассчитанных и реальных небесных явлений. В то же время ему необходимо было противостоять неизбежной критике философов-современников.

В 1668 г. Ньютону была присвоена степень магистра, а спустя год он получил должность профессора почетной лукасианской физико-математической кафедры. Молодой ученый усердно готовился к лекциям и одновременно трудился над изготовлением и усовершенствованием зеркального телескопа. В 1671 г. ему удалось создать новую модель – больших размеров и лучшего качества. Демонстрация телескопа произвела на коллег такое сильное впечатление, что в следующем году Ньютон был избран в Лондонское королевское общество.

Тогда же он впервые выдвинул гипотезу о корпускулярной и волновой природе света. Серьезные исследования этой проблемы нашли отражение в фундаментальном труде Ньютона «Оптика», увидевшем свет спустя 30 лет. В «Оптике» наряду с опытами по дисперсии и дифракции света ученый, по существу, первым предложил методику измерения длины световой волны. Труд завершался специальным приложением, где ученый высказал свои взгляды на многие физические явления. В частности, он ввел понятие атома и молекулы.

В 1687 г. произошло одно из главных событий в жизни Ньютона. Его книга «Математические начала натуральной философии», ставшая вершиной творчества ученого, была представлена Королевскому обществу. В ней он обобщил результаты, полученные его предшественниками (Г. Галилеем, И. Кеплером, Р. Декартом, Р. Гуком), и свои собственные исследования и впервые создал единую систему земной и небесной механики, которая легла в основу всей классической физики. Кроме того, Ньютон впервые рассмотрел основной метод описания любого физического воздействия посредством силы и сформулировал свои знаменитые «аксиомы, или законы движения». В этой книге была изложена теория движения небесных тел, объяснены особенности движения Луны, теория приливов и отливов, предложена теория формы Земли. Таким образом, в «Началах» была впервые дана общая схема строгого математического подхода к решению любой конкретной задачи земной или небесной механики. Следует отметить, что математика была для Ньютона главным орудием в физических изысканиях. Большое значение имели работы Ньютона по алгебре, интерполированию и геометрии, а разработка дифференциального и интегрального исчислений явилась важной вехой в развитии математики.