- •Научные картины мира естествознание Понятие естествознания
- •Естественнонаучные революции
- •Научная картина мира
- •Античные представления о вселенной
- •Метод гомоцентрических сфер
- •Геоцентрическая система мира
- •Гелиоцентрическая система мира Трудности геоцентрической системы мира
- •Гелиоцентрическая система мира
- •Значение теории Коперника
- •Учение Джордано Бруно
- •Научная революция XVII в. Научная деятельность Тихо Браге
- •Законы Кеплера
- •Мировоззрение Средних веков и эпохи Возрождения
- •Учение Рене Декарта
- •Механическая картина мира Переход от натуральной философии к классической механике
- •Научные открытия Галилео Галилея
- •Вклад Исаака Ньютона в развитие науки
- •Механическая картина мира
- •Термодинамическая картина мира
- •Термодинамика и молекулярно-кинетическая теория
- •Закон сохранения энергии
- •Энтропия
- •Второе начало термодинамики
- •Электромагнитная картина мира Из истории исследования электрических и магнитных явлений
- •Важнейшие законы электромагнетизма
- •Электромагнитная картина мира
Вклад Исаака Ньютона в развитие науки
Исаак Ньютон (1643 – 1727) завершил возведение фундамента классического естествознания. Его метод требовал на основе эксперимента устанавливать точные количественные закономерности и методом индукции выводить из них фундаментальные законы природы.
Свои наиболее важные открытия Ньютон совершил за два года, когда ему было немногим более двадцати лет. В деревне своего отца он спасался от чумы, которая мертвыми объятиями охватила Англию.
Ньютон сформулировал три закона механики.
Первый закон Ньютона. Существуют системы отсчета, относительно которых тела, не взаимодействующие с другими телами, движутся равномерно и прямолинейно.
По существу, это утверждение – ни что иное, как принцип инерции, сформулированный Галилеем.
Второй закон Ньютона. Сила, действующая на тело, равна произведению массы на вызываемое этой силой ускорение.
F=ma,
где F– сила,m– масса,a– ускорение.
Третий закон Ньютона. Два тела взаимодействуют с силами, равными по абсолютной величине и противоположно направленными.
Величайшим открытием Ньютона явился закон тяготения. Он предположил, что его действие распространяется на всю Вселенную.
Закон всемирного тяготения. Два тела взаимодействуют с силами, прямо пропорциональными произведению их масс и обратно пропорциональными квадрату расстояния между ними.
,
где F– сила взаимодействия,G– коэффициент пропорциональности, который называется гравитационной постоянной,m– масса,R– расстояние между телами.
Ньютон показал, что законы Кеплера вытекают из закона всемирного тяготения. В 1846 г. французский астроном Леверье и независимо от него английский ученый Адамс исследовали «возмущения» в движении Урана, т.е. отклонения от движения. Они пришли к выводу, что эти возмущения вызываются влиянием неизвестной планеты и на основании закона всемирного тяготения вычислили ее местоположение. О результатах Леверье сообщил немецкому астроному Галле. И действительно, 23 сентября 1846 г. Галле направил телескоп в указанную точку неба и обнаружил новую планету. Ее назвали в честь римского бога Нептуна. Открытие новой планеты «на кончике пера» явилось триумфом механики Ньютона.
Независимо от немецкого философа Готфрида Вильгельма Лейбница (1646 – 1716) Ньютон заложил основы дифференциального и интегрального исчисления.
Ньютон внес большой вклад в развитие оптики ‒ науки о природе света. Пропуская пучок света через стеклянную треугольную призму, он открыл явление дисперсии – разложение белого света в спектр. Он изобрел телескоп-рефлектор, главной частью которого стало вогнутое зеркало. Наконец, он разработал корпускулярную теорию света, согласно которой свет представляет собой поток частиц – корпускул.
Ньютон исследовал важнейшую проблему космологии – конечна или бесконечна Вселенная? Применив закон всемирного тяготения, он заключил, что во Вселенной, ограниченной в пространстве, все тела рано или поздно соединились бы в единое тело. Таким образом, Ньютон сделал вывод о бесконечности Вселенной.
Движение планет вокруг Солнца можно разложить на две составляющие: падение и движение по орбите. Иными словами, планета каждую секунду и падает на Солнце, и в перпендикулярном направлении уносится вдоль орбиты. В итоге она совершает замкнутое движение по эллипсу. Причина падения понятна – действие тяготения. Однако орбитальное движение таинственно. Чтобы раскрыть эту тайну, следует допустить действие силы, более могущественной, чем тяготение, ‒ Бога. Ньютон признал Божественный «первый толчок», который придал планетам орбитальное движение.
Ньютон поведал свою механику Лондонскому королевскому обществу 28 апреля 1686 г. На следующий год ее систематическое изложение было представлено в книге «Математические начала натуральной философии».