Не только закон всемирного тяготения: какие еще открытия сделал Исаак Ньютон

Большой вклад Ньютона коснулся почти всех аспектов современной науки. Какие еще открытия, кроме теории всемирного тяготения, сделал этот выдающийся ученый, – расскажет 24 Канал.

К теме Правда ли, что Ньютон открыл закон тяготения случайно – в результате падения яблока по голове

Какие три открытия Ньютона считают крупнейшими?

Теория всемирного тяготения

Она гласит, что каждая частица во Вселенной притягивает каждую другую частицу силой гравитации. Эта теория помогает нам предсказывать, как будут взаимодействовать объекты размером с планеты и с отдельными сталкивающимся молекулами. Также эта теория показывает нам, как землетрясения распространяются земной корой и как строить здания, способные их выдерживать, пишет New Scientist.

Простое уравнение всемирного тяготения, которое Ньютон написал в 1666 году, когда ему было 23 года, помогло опровергнуть более чем тысячелетнюю теорию Аристотеля, которую затем подкрепил греческий астроном Клавдий Птолемей. Тогда считали, что объекты движутся только под действием внешней силы.

Три закона движения

Ньютон их опубликовал в своем фундаментальном труде "Математические начала натуральной философии". Произошло это через 20 лет после обнародования теории всемирного тяготения.

Эти законы движения Ньютона установили, что:

• каждый объект, находящийся в состоянии равномерного движения, останется в этом состоянии, если на него не действует внешняя сила,
• сила равна массе, умноженной на ускорение,
• на каждое действие существует равное и противоположное противодействие.

Законы движения были одними из первых, которые объяснили фундаментальные аспекты природы с помощью простых математических формул. Также они оказались полезными в широком спектре реальных жизненных ситуаций.

Хотя позже эти законы заменили более точными теориями пространства-времени Альберта Эйнштейна и общей теорией относительности, они заложили основу для этой и всех других современных представлений о физике и природе реальности.

Законы движения Ньютона простыми словами: смотрите видео

Природа белого цвета и радуги

Ньютон первым понял природу радуги и научился преломлять белый свет на составляющие его цвета и обратно с помощью призмы. Так, несмотря на резкую критику со стороны современников, он получил неопровержимые экспериментальные доказательства, что разные цвета света преломляются призмой под разными углами.

Одним из побочных продуктов его экспериментов со светом стал ньютоновский телескоп, который до сих пор широко используют, в частности во многих лазерах. Прибор Ньютона имел длину всего 16 сантиметров и по увеличительной способности не уступал лучшим европейским телескопам того времени, сообщает BBC Sky at Night Magazine.

Чтобы избежать искажения цвета и эффекта радуги – в ньютоновских телескопах, в отличие от телескопов с линзами, используют отражающее зеркало. Ученый понял, что проблема заключалась не в линзах, а природе белого света. Он выяснил, что белый свет состоит из радуги. Такое открытие развеяло давние теории о том, что белый цвет – это один цвет.

Математический анализ

Кроме того, Ньютон открыл и определил дифференциальное и интегральное исчисление – математическую систему понимания изменений, которую он применил к общей физике. Его базовая система, разработана одновременно – но независимо – на основе исследований немецкого эрудита Готфрида Вильгельма Лейбница, определила основу и язык для вычисления и сравнения движения объектов.

Дифференциальное и интегральное исчисление Ньютона лежит в основе почти всей современной математики и физики.

Какие еще открытия сделал Ньютон?

Ньютоновская кошачья дверца

Когда Ньютон не занимался научными исследованиями, он применял свой немалый интеллект к другим проблемам – например, к тому, как отучить кошку царапать двери. По словам некоторых историков, ученый был большим поклонником животных, в частности в его жизни нашлось место для котов и собак, передает HowStuffWorks.

Рассказывают, что в Кембриджском университете эксперименты Ньютона постоянно прерывались царапаньем его кошек в дверь кабинета, поэтому он позвал кембриджского плотника и приказал ему выпилить в двери два отверстия: большое для кошки-матери и маленькое для котят. Поскольку котята просто шли за матерью через большее отверстие – меньшее осталось неиспользованным.

Правдиво это или нет, но бесспорно то, что в дверях до сих пор есть два замурованные отверстия надлежащих размеров для выхода кошки и котенка, 
– писал современник Ньютона через несколько лет после смерти ученого.

Философский камень

Ненасытная жажда знаний привела Ньютона к увлечению алхимией. Ученый заинтересовался поисками легендарного философского камня. Его описание отличается от текста к тексту, но на самом деле это был созданный человеком камень или эликсир, способный дарить всемирную трансмутацию. Он мог превращать свинец в золото, излечивать болезни и даже превращать обезглавленную корову в рой пчел.

Записи экспериментов, которые ученый проводил в течение 30 лет, показывают, что он стремился к гораздо большему, чем просто химические реакции или даже надежда на золото. По словам историка Уильяма Ньюмана, он искал "безграничную власть над природой".

В конце концов Ньютон попытался расшифровать тексты о философском камне, чтобы получить то самое таинственное вещество. После ряда безрезультатных попыток ученому удалось получить сплав пурпурной меди. Хотя это и не совсем изобретение, "философский камень" Ньютона говорит многое о мышлении и эпохе этого выдающегося ученого.

Ньютон усовершенствовал чеканку монет

В 1696 году его назначили на высокую церемониальную должность надзирателя Королевского монетного двора. Знаменитый изобретатель, переодевшись, отправился на улицы Лондона, чтобы выявлять фальшивомонетчиков. А поскольку в Британии за подделку денег тогда наказывали смертной казнью – преступники, которых он привлекал к ответственности, обычно оказывались на эшафоте (помост для смертной казни).

Дело в том, что к концу 1600-х годов финансовая система Англии находилась в состоянии полномасштабного кризиса. Валюта страны состояла исключительно из серебряных монет, и это серебро часто стоило больше, чем указанная на них стоимость. Поэтому люди переплавляли монеты или отрезали серебро с краев, чтобы продавать их во Францию.

Ко временам Ньютона обрезки монет нанесли серьезный ущерб национальной валюте. Средний мешок английских монет был лишь мешаниной поврежденных и неопознанных серебряных обломков. Таким образом, фальшивомонетчики оказались в выгодном положении. Поскольку английские монеты сильно отличались по размеру и качеству, даже самые некачественные подделки было легко выдать за законное платежное средство. А впоследствии на фоне резкого падения доверия к английской валюте вспыхнули беспорядки.

Поэтому британское правительство обратилось к Ньютону. Кроме непосредственной борьбы с преступностью, он изъял все английские монеты, приказал переплавить их и изготовить новые, качественные и такие, которые теперь трудно было подделать. Это был смелый шаг, учитывая то, что всей стране пришлось обходиться без валюты целый год.

Работая по 18 часов в день, Ньютон реорганизовал Королевские монетные дворы. Он превратил их в высококачественные и высокоэффективные фабрики, выпускающие валюту, крайне устойчивую к подделкам.

Сегодня вклад Ньютона можно увидеть, в частности, на монетах номиналом в 25 американских центов. Они имеют на краях выступы. На самом деле это ребристые края – именно такую особенность ввел ученый на английских монетах, чтобы предотвратить их срезание.

Ребристые края на американских 25 центах / Фото eBay

Закон охлаждения

Если вы когда-нибудь возвращались к недопитой чашке кофе и обнаруживали, что она остыла, значит вы стали свидетелем охлаждения. Ньютона же интересовали физические явления, происходящие с этой чашкой, которая остывает.

В конце 1700-х годов он проводил эксперименты с раскаленными железными шарами. Он заметил, что когда разница температур между шаром и окружающим воздухом составляла менее 10 градусов по Цельсию – скорость теплопотери была пропорциональна разнице температур.

Таким образом, закон охлаждения Ньютона гласит, что скорость потери тела пропорциональна разнице температур между телом и окружающей средой.

Химик Пьер Дюлонг и физик Алексис Пети в 1817 году внесли поправки в этот закон. Однако до сих пор основы работы Ньютона по охлаждению лежат в основе всего: от безопасности ядерных реакторов до освоения космоса.

Библейский код

Ньютон сделал множество открытий и изобретений не только в науке, но и в религии. Он ежедневно изучал Библию, и, как и в науке, не принимая чужих слов на веру и углублялся в эту область. Ученый не считал толкования Библии правильными, и поэтому решил изучать ее тщательнее. Он верил, что существует разница между Богом и Иисусом и что они были разными людьми, пишет StudyMoose.

Еще одним важным аспектом религиозной жизни Исаака Ньютона был библейский код. В те времена считали, что он был очарован ранней Церковью, а также последней главой Библии – Откровением. Ученый проводил много часов, изучая Библию, пытаясь найти тайный библейский код.

Религиозные убеждения Ньютона могли вызвать серьезное смущение. Из-за этого он скрывал свои взгляды почти до одержимости. Только после смерти Ньютона его бумаги были обнародованы. Епископ, который первым открыл ящик, считал их слишком шокирующими для публичного обнародования, поэтому они оставались засекреченными еще много лет.

Биномная теорема

Еще одним вкладом Ньютона в математику стала биномная теорема. Вера ученого в "устойчивость закономерностей" привела к его первому значительному математическому открытию – обобщению разложения биномных выражений.

Открытие Ньютона значительно облегчило и упростило математику. А его уравнения и формулы мы используем до сих пор.

Теория порождения кривых

Для определения точки пересечения кривых при построении геометрических решений было принято рассматривать кривые как результат непрерывного движения, спровоцированного любым инструментом. При наличии движения должна существовать точка пересечения. Ньютон смог разработать механизм для генерации конических сечений и распространить его на кривые высшего порядка.

Сегодня мы ежедневно используем круги и кривые в повседневной жизни – от карт и указателей на картах до обычного рисования круга.

А вы знали, что керосин изобрели во Львове?

Сделал такое открытие галичанин Ян Зег. Он добыл керосин из борриславской нефти. Для ее очистки использовал концентрированную серную кислоту и содовый раствор. И в итоге впервые в мире было добыто светло-коричневое вещество, которое хорошо горело. Также важно, что он разделил нефть на три фракции: одна была для освещения, а две другие – для технических целей.

Открытие Зега дало значительный и одновременно первый сильный толчок для развития нефтяной промышленности. Эти основы технологии переработки нефти, которые наработал и изобрел галичанин, используют и в дальнейшем даже в наше время.

После этого он полностью сосредоточился на нефтепереработке. В частности, открыл первую в Галичине так называемую "Камфинфабрику", где дистиллировал и очищал нефть. Кроме того, обустроил магазин для продажи керосина населению для освещения, и жидкости для выведения пятен с одежды.

Но самым большим изобретением, где использовали открытие Зега, стала керосиновая лампа. Такие лампы начали освещать улицы не только Львова, а и Вены, и оттуда распространились по миру. А в 1853 году впервые в истории во Львове была проведена операция при освещении керосиновой лампы.

Несмотря на значительный вклад, Зег так и не получил значительных богатств. И самое трагическое – из-за керосиновой лампы погибла его жена с сестрой.

Больше о неизвестной истории изобретателя керосина из Львова Яна Зега читайте в материале 24 Канала.