Ісаак Ньютон

/Files/images/matematiki/image067.jpg

(1643— 1727)

Серед геніїв XVII ст. Ньютон і Лейбніц височать як недосяжні вершини. їхні імена відомі кожній освіченій людині і прикрашають історію науки. Вони підсумували результати тисячолітнього пошуку вчених різних країн і завершили формування однієї з важливіших галузей математики математичного аналізу. Створення його відкрило величезні можливості для застосування математики в теоретичних дослідженнях і розв'язування практичних задач. Ньютон на 10 років раніше за Лейбніца прийшов до відкриттів з математичного аналізу, Лейбніц на 28 років раніше від Ньютона опублікував свої результати. Вони мали стати друзями, а завершили шлях ворогами. Їхні ж, не в міру діяльні шанувальники, мало не перетворили сварку за пріоритет у міжнаціональний конфлікт.

Ньютон народився в селі Вулсторпі, в 200 км на північ від Лондона і в 75 км на північ від Кембріджа. Батько його помер іде до народження сина. Мати незабаром вийшла заміж і виїхала із села, тому турботи про кволу дитину, в життя якої мало хто вірив, взяла на себе бабуся. З дитячих років хлопчик виявив особливу схильність до механізмів і фізичних винаходів. Не було жодної машини, з якої б він не зумів зробити діючої моделі. Так, він спостерігав роботу вітряка, доки не збагнув принцип його роботи, після чого виготовив модель, якою керував незвичний мірошник— мишл. Вона ж і споживала готову продукцію — борошно. У сільській школі Ньютон вчився спочатку без особливого завзяття. Випадок змусив змінити ставлення до навчання. Якось його побив однокласник. Не маючи фізичної сили, щоб розрахуватися з кривдником, Ньютон вирішив, що перевершить його в навчанні, і засів за книжки. Один з біографів ученого писав, то, очевидно, ніхто не попрацював кулаками з більшою користю для науки, ніж той розбишака.

Учителі звернули увагу на талант і успіхи Ньютона і порадили готуватися до вступу в університет. Ллє становите сім'ї погіршало. Мати овдовіла вдруге, і 16-річному Ісааку довелося зовсім залишити школу. Два роки він допомагав по господарству. Потім на рік повернувся до школи, вчився і готувався до вступу в університет. 5 червня 1661 р. Ньютон став студентом Триніті коледжу Кембриджського університету. Його прийняли на правах субсайзера — бідного студента, якому виділили гуртожиток і харчування, за що він повинен був прислужувати бакалаврам, магістрам і студентам старших курсів.

Біографи вченого сходяться на тому, що енциклопедичні знання з математики, фізики і астрономії Ньютон здобув у роки навчання в університеті самоосвітою. Навіть лекції з математики і оптики відомого математика, професора знаменитої фізико-математичної люкасівської кафедри І. Барроу не виводили слухачів за межі елементарної математики. Від інших професорів він міг почути ще менше. Близький знайомий ученого А. Муавр розповів про випадок, який був для Ньютона поштовхом до серйозних занять математикою і фізикою.

Якось на ярмарку Ньютон випадково придбав книжку з астрології і виявив, що його математичної підготовки недостатньо, щоб зрозуміти навіть астрологічну премудрість. Щоб подолати свою математичну безпорадність, Ньютон і засів за «Начала» Евкліда, книжки з алгебри, «Геометрію» Декарта та інші праці видатних математиків. З осені 1664 р. він почав власні наукові дослідження

Його успіхи помічає начальство, і в січні 1665 р. Ньютонові надають першого вченого ступеня — бакалавра.

Епідемія чуми, яка лютувала в той час у Лондоні, змусила багатьох його жителів рятуватися від грізної пошесті в селах. Ньютон до березня 1667 р. жив у Вулсторпі, на фермі матері.

Два роки «чумної відпустки» в сільській глушині— унікальний збіг обставин, дав можливість Ньютону зосереджено думати над науковими проблемами.

Зовсім недавно в паперах вченого знайшли запис: «У тому самому році я почав думати про тяжіння, яке досягає орбіти Місяця... Усе це відбувалося в два чумні роки—1665 і 1666, бо я в цей час був у розквіті винахідницьких сил і думав про математику і філософію більше, ніж будь-коли потім».

Ньютон, справді, вмів захоплюватися обчисленнями і, забувши про все, думати над поставленими завданнями доти, поки не бачив виходу з логічного лабіринту. Знаменитий випадок з падаючим яблуком, переказаний племінницею вченого, належить якраз до золотих вулсторпських років і, якщо він є лише красивою легендою, все одно характерний для стилю роботи вченого. Перший варіант закону всесвітнього тяжіння він записав на зворотному боці клаптика паперу з пунктами договору про розподіл батьківської спадщини, а на іншому клаптику написав: «Досліджуваний предмет я тримав постійно в пам'яті, повертаючи його з різних боків, доки не вдавалося, нарешті, знайти ту нитку, яка приводила мене до чіткого уявлення».

За роки вулсторпської самотності в Ньютона виникли, склалися і значною мірою були реалізовані головні ідеї його безсмертних відкриттів з математики, механіки, оптики, зокрема закон всесвітнього тяжіння і конструкція дзеркального телескопа. У галузі математики він завершив пошук і вдосконалення методів розв'язування знаменитих задач обчислення площ і об'ємів криволінійних фігур, проведення дотичних до кривих ліній у заданій точці. Вони охоплюють основи сучасного інтегрального і диференціального числення, або класичної вищої математики. Ф. Енгельс писав про це відкриття: «З усіх теоретичних успіхів знання навряд чи який-небудь вважається таким високим тріумфом людського духу, як винайдення числення безконечно малих у другій половині XVII століття».

У Кембрідж Ньютон повернувся з рукописами п'яти мемуарів, у яких виклав найважливіші результати вулсторпських пошуків. При цьому вперше виявилася дивна риса характеру вченого. Він усе життя не любив друкуватися, ховав свої праці. Учений вірив, що нащадки краще за сучасників оцінять його спадщину, до того ж дискусії з опонентами відволікали од наукових занять. А спокійні роздуми над задачами пін ставив над усе. Тому написані праці на роки ховалися в шухлядах письмового столу або сейфі. Основні математичні відкриття були систематично викладені вже восени 1666 р. Але мемуар «Міркування про квадратури кривих» вийшов у світ лише в 1704 р., працю «Наступні твердження достатні, шоб розв'язати задачі за допомогою руху», було знайдено й опублі­ковано лише через 300 років.

У Кембрідж повернувся вже сформований учений, хоча на шляху до визнання ще були й прикрі невдачі. У 34 роки він виставив свою кандидатуру на виборах членів ради коледжу і провалився. Його переміг інший претендент, ім'я якого тільки завдяки цьому випадку й залишилося в історії науки. Зрештою, він став молодшим, а згодом — старшим членом коледжу. Барроу, побачивши, як зростаюча слава учня перекриває його успіхи, в 1669 р. передав Ньютонові знамениту люкасівську кафедру. Молодий професор оселився на довгі роки в напівтемній професорській келії. Він не прийняв духовного сану, як того вимагала традиція, хоча спосіб життя його був дуже подібним до чернечого.

У 1671 р. Ньютон виготовив телеекоп-рефлектор з діаметром дзеркала близько 2 м і відправив його королю. Телескоп справив враження на вчених, і 11 січня 1672 р. Ньютона обирають членом Лондонського королівською товариства (Національної академії наук).

Узимку І673 р. у Лондоні два місяці жив Лейбніц. На засіданні товариства гість з успіхом демонструє свою лічильну машину, за винахід якої його обрали членом товариства. Лейбніц — людина надзвичайно комунікабельна. Він зав'язав знайомство з англійськими вченими, від яких міг чути й про Ньютонів варіант аналізу нескінченно малих, хоча з автором так і не зустрівся. Творці нового числення не познайомилися й під час другого приїзду Лейбніца в Лондон. Вони здогадувалися, то, йдучи різними шляхами, здійснили одне й те саме відкриття. Учені обмежилися кількома листами, та в них дуже мало йшлося про їхнє велике дітище. Зрештою, Ньютон з допомогою спеціального шифру повідомив на континент суть свого методу. Лейбніц відповів викладом основної ідеї свого диференціального числення, потім написав ще, але відповіді не дістав. За наступне десятиріччя лейбніцовське числення ставало надбанням європейських учених. Нарешті, в 1684 р. на шести друкованих сторінках статті «Новий метод максимумів і мінімумів...» Лейбніц сповістив ученому світу про відкриття віку — диференціальне числення, а через два роки в тому самому журналі побачила світ його праця «Про глибоку геометрію...» — перший друкований твір з інтегрального числення.

З 1680 р. Ньютон працював над найвизначнішим своїм твором «Математичні начала натуральної філософії», які стали епохою в історії науки. Все-охоплюючий геній Ньютона в поєднанні з унікальною здатністю зосереджуватися над поставленими завданнями дали можливість із численних, розрізнених відкриттів багатьох математиків, астрономів, фізиків і філософів виділити найзагальніші закони земної і небесної механіки і серед них знаменитий закон тяжіння, якому підпорядковане падіння славнозвісного ньютонівського яблука, обертання планет навколо Сонця, рух далеких зірок і галактик, нашого Всесвіту.

Ніби завбачивши можливі легенди, які виникають навколо надзвичайних подій, Ньютон сам пояснив джерела своїх наукових тріумфів, які були результатами безперервного пошуку істини: «Якщо я побачив більше за інших, то тільки тому, що стояв на плечах гігантів».

Навіть від генія Ньютона така робота вимагала колосальної напруги сил. Його секретар Гемфрі згадував про роки цього неперервного пошуку наукової істини: «Він був зайнятий роботою постійно. Не дозволяв собі ні відпочинку, ні спорту, ні прогулянок. Ніколи не їздив верхи, вважав втраченою кожну годину, якщо та не була присвячена науковим заняттям. Рідко виходив він із своєї кімнати, де день за днем робив математичні розрахунки і теоретичні викладки. Він так захоплювався роботою, що забував обідати. Коли ж йому кілька разів нагадували про це, стоячи, з'їдав кілька кусків і мовчки повертався до перерваних обчислень. Восени і весною він багато часу проводив у хімічній лабораторії. На сон йому лишалося всього 4—5 годин на добу».

На рукопис «Начал» чекала доля бути похованим у сейфі, але товариш їх творця астроном Едмунд Галлей (1656—1742) наполягав на друкуванні, і Ньютон у 1686 р. передав рукопис Товариству. Коли з'ясувалося, що в касі Товариства немає грошей, щоб надрукувати книгу, Галлей узяв на себе всі грошові витрати. Тільки завдяки його послідовній підтримці в 1687 р. книжка вийшла в світ. В Англії за життя автора вона перевидавалася ще в 1713 і 1725 рр., російською мовою виходила в 1916 і 1936 роках у перекладі академіка О. М. Крилова. Цього разу теж знайшлися і спростовувачі, і претенденти на знамениті закони Ньютона, але прийшла і всеєвропейська слава. Коли в 1699 р. Паризька академія вперше обирала іноземних членів академії, серед них був і Ньютон.

У 1691 р. Ньютон тяжко захворів. Біда, яка спіткала вченого, мало не обернулася трагедією для всієї науки. У відсутність господаря улюблений пес перекинув на рукописи свічку, яка горіла. Пожежа в квартирі знищила більшу частину рукописів. Ця подія викликала нервове потрясіння, яке лікарі м'яко називали нервовим розладом. Уся Європа знала про хворобу Ньютона. У червні 1694 р. Гюйгенс писав із Парижа в Німеччину Лейбніцу: «Можливо, Ви чули про те, що трапилося з шановним паном Ньютоном: у нього був приступ божевілля...». У Лондоні навіть ходили чутки, що Ньютон помер. Але в 1696 р. знаменитий швейцарський математик Йоганн І Бернуллі розіслав європейським математикам задачу на знаходження кривої, по якій матеріальне тіло в горизонтальній площині скотиться від точки А до точки В, які не лежать на вертикалі, за найкоротший час. Це була знаменита задача про відшукання кривої найшвидшого спуску — брахістохрони. На розв'язання її автор дав шість місяців. Ньютон дістав задачу 21 січня 1697 р., а другого дня надіслав Паризькій академії її розв'язання. Отримавши його навіть без підпису автора, Бернуллі сказав, що впізнав «лева по кігтях». Лейбніц розв'язав задачу Бернуллі в кареті по дорозі з Ганновера у Вольфенбюттель, «затративши на це не більше часу, ніж Ньютон».

Після цього випадку Ньютон вже майже нічого не дав для науки. Тим більше, що інші відповідальні доручення і захоплення теологією все менше залишали часу для наукових досліджень.

У 1699 р. Ньютона призначають директором Монетного двору в Лондоні, тому з 1701 р. він відмовляється од посади люкасівської кафедри. У 1703 р. Ньютона обирають президентом Лондонського королівського товариства і переобирають до кінця життя. Ньютон був першим ученим, який одержав титул лорда за наукові заслуги.

З часом Ньютон охоче береться за зближення науки з теологією, займається богословськими вправами. В Англії в XVII ст. поєднання наукових занять з богословськими було майже правилом.

Зрозуміло, що теологічні вправи не принесли сла­и авторові і не стали надбанням навіть теології.

Останні тижні свого життя вчений страждав від кам'яної хвороби, мужньо зносив біль. Його поховали в національному пантеоні Англії — Вестмінстерському абатстві. На пам'ятник, як і на друкування «Начал», ні Товариство, ні уряд Англії коштів не знайшли. Родичі виявилися щедрішими. На надгробку вони написали: «Нехай поздоровлять себе смертні з тим, що колись існувала така окраса людського роду!».

Ньютонові належить почесне місце в історії математики і всього математичного природознавства, бо, як зазначав Ф. Енгельс: «Ньютон своїм законом тяжіння створив наукову астрономію, розкладанням світла — наукову оптику, теоремою про біном і теорією нескінченних — наукову математику і пізнанням природи сил — наукову механіку».

Кiлькiсть переглядiв: 108