Не лише закон всесвітнього тяжіння: які ще відкриття зробив Ісаак Ньютон

Великий внесок Ньютона торкнувся майже всіх аспектів сучасної науки. Які ще відкриття, окрім теорії всесвітнього тяжіння, зробив цей видатний учений, – розповість 24 Канал.

Які три відкриття Ньютона вважають найбільшими?

Теорія всесвітнього тяжіння

Вона свідчить, що кожна частка у Всесвіті притягує кожну іншу частинку силою гравітації. Ця теорія допомагає нам передбачати, як взаємодіятимуть об'єкти розміром з планети та з окремими молекулами, що стикаються. Також ця теорія показує нам, як землетруси поширюються земною корою та як будувати будівлі, здатні їх витримувати, пише New Scientist.

Просте рівняння всесвітнього тяжіння, яке Ньютон написав у 1666 році, коли йому було 23 роки, допомогло спростувати більш ніж тисячолітню теорію Арістотеля, яку потім підкріпив грецький астроном Клавдій Птолемей. Тоді вважали, що об'єкти рухаються лише під дією зовнішньої сили.

Три закони руху

Ньютон їх опублікував у свої фундаментальній праці "Математичні начала натуральної філософії". Сталося це через 20 років після оприлюднення теорії всесвітнього тяжіння.

Ці закони руху Ньютона встановили, що:

• кожен об'єкт, який перебуває у стані рівномірного руху, залишиться в цьому стані, якщо на нього не діє зовнішня сила,
• сила дорівнює масі, помноженій на прискорення,
• на кожну дію існує рівна та протилежна протидія.

Закони руху були одними з перших, які пояснили фундаментальні аспекти природи за допомогою простих математичних формул. Також вони виявилися корисними у широкому спектрі реальних життєвих ситуацій.

Хоча пізніше ці закони замінили більш точними теоріями простору-часу Альберта Ейнштейна та загальною теорією відносності, вони заклали основу для цієї та всіх інших сучасних уявлень про фізику та природу реальності.

Закони руху Ньютона простими словами: дивіться відео

Природа білого кольору та веселки

Ньютон першим зрозумів природу веселки та навчився заломлювати біле світло на складові його кольору та назад за допомогою призми. Так, попри різку критику з боку сучасників, він отримав незаперечні експериментальні докази, що різні кольори світла заломлюються призмою під різними кутами.

Одним із побічних продуктів його експериментів зі світлом став ньютонівський телескоп, який досі широко використовують, зокрема у багатьох лазерах. Прилад Ньютона мав довжину всього 16 сантиметрів і за збільшувальною здатністю не поступався найкращим європейським телескопам того часу, повідомляє BBC Sky at Night Magazine.

Щоб уникнути спотворення кольору та ефекту веселки – у ньютонівських телескопах, на відміну від телескопів з лінзами, використовують відбивне дзеркало. Науковець зрозумів, що проблема полягала не в лінзах, а природі білого світла. Він з'ясував, що біле світло складається з веселки. Таке відкриття розвіяло давні теорії про те, що білий колір – це один колір.

Математичний аналіз

Крім того, Ньютон відкрив і визначив диференціальне та інтегральне обчислення – математичну систему розуміння змін, яку він застосував до загальної фізики. Його базова система, розроблена одночасно – але незалежно – на основі досліджень німецького ерудита Готфріда Вільгельма Лейбніца, визначила основу та мову для обчислення та порівняння руху об'єктів.

Диференціальне та інтегральне обчислення Ньютона лежить в основі майже всієї сучасної математики та фізики.

Які ще відкриття зробив Ньютон?

Ньютонівські котячі дверцята

Коли Ньютон не займався науковими дослідженнями, він застосовував свій чималий інтелект до інших проблем – наприклад, до того, як відучити кішку дряпати двері. За словами деяких істориків, учений був великим шанувальником тварин, зокрема в його житті знайшлося місце для котів і собак, передає HowStuffWorks.

Розповідають, що у Кембриджському університеті експерименти Ньютона постійно переривалися дряпанням його кішок у двері кабінету, тому він покликав кембриджського тесляра та наказав йому випиляти у двері два отвори: велике для кішки-матері та маленьке для кошенят. Оскільки кошенята просто йшли за матір'ю через більший отвір – менше залишилося невикористаним.

Правдиво це чи ні, але беззаперечно те, що у дверях досі є два замуровані отвори належних розмірів для виходу кішки та кошеня,
– писав сучасник Ньютона через кілька років після смерті вченого.

Філософський камінь

Ненаситна жага до знань привела Ньютона до захоплення алхімією. Учений зацікавився пошуками легендарного філософського каменя. Його опис різниться від тексту до тексту, але насправді це був створений людиною камінь чи еліксир, здатний дарувати всесвітню трансмутацію. Він міг перетворювати свинець на золото, виліковувати хвороби та навіть перетворювати обезголовлену корову на рій бджіл.

Записи експериментів, які вчений проводив протягом 30 років, показують, що він прагнув набагато більшого, ніж просто хімічні реакції або навіть надія на золото. За словами історика Вільяма Ньюмана, він шукав "безмежну владу над природою".

Зрештою Ньютон спробував розшифрувати тексти про філософський камінь, щоб отримати ту саму таємничу речовину. Після низки безрезультатних спроб вченому вдалося отримати сплав пурпурової міді. Хоча це і не зовсім винахід, "філософський камінь" Ньютона говорить багато про мислення та епоху цього видатного вченого.

Ньютон удосконалив карбування монет

У 1696 році його призначили на високу церемоніальну посаду наглядача Королівського монетного двору. Знаменитий винахідник, переодягнувшись, вирушив на вулиці Лондона, щоб виявляти фальшивомонетників. А оскільки в Британії за підробку грошей тоді карали стратою – злочинці, яких він притягував до відповідальності, зазвичай опинялися на ешафоті (поміст для смертної кари).

Річ у тому, що до кінця 1600-х років фінансова система Англії перебувала у стані повномасштабної кризи. Валюта країни складалася винятково зі срібних монет, і це срібло часто коштувало більше, ніж вказана на них вартість. Тому люди переплавляли монети або відрізали срібло з країв, щоб продавати їх до Франції.

До часів Ньютона обрізки монет завдали серйозної шкоди національній валюті. Середній мішок англійських монет був лише мішаниною пошкоджених і невпізнанних срібних уламків. Таким чином, фальшивомонетники опинилися у вигідному становищі. Оскільки англійські монети сильно відрізнялися за розміром і якістю, навіть найнеякісніші підробки було легко видати за законний платіжний засіб. А згодом на тлі різкого падіння довіри до англійської валюти спалахнули заворушення.

Тому британський уряд звернувся до Ньютона. Крім безпосередньої боротьби зі злочинністю, він вилучив усі англійські монети, наказав переплавити їх і виготовити нові, якісніші та такі, які тепер важко було підробити. Це був сміливий крок з огляду на те, що всій країні довелося обходитися без валюти цілий рік.

Працюючи по 18 годин на день, Ньютон реорганізував Королівські монетні двори. Він перетворив їх на високоякісні та високоефективні фабрики, що випускають валюту, вкрай стійку до підробок.

Сьогодні внесок Ньютона можна побачити, зокрема, на монетах номіналом у 25 американських центів. Вони мають на краях виступи. Насправді це ребристі краї – саме таку особливість запровадив учений на англійських монетах, щоб запобігти їх зрізанню.

Ребристі краї на американський 25 центах / Фото eBay

Закон охолодження

Якщо ви коли-небудь поверталися до недопитої чашки кави та виявляли, що вона охолола, отже ви стали свідком охолодження. Ньютона ж цікавили фізичні явища, що відбуваються з цією чашкою, яка остигає.

Наприкінці 1700-х років він проводив експерименти з розпеченими залізними кулями. Він зауважив, що коли різниця температур між кулею та навколишнім повітрям становила менш як 10 градусів за Цельсієм – швидкість тепловтрати була пропорційною до різниці температур.

Таким чином, закон охолодження Ньютона говорить, що швидкість втрати тіла пропорційна різниці температур між тілом і навколишнім середовищем.

Хімік П'єр Дюлонг і фізик Алексіс Петі у 1817 році внесли поправки до цього закону. Проте досі основи роботи Ньютона з охолодження лежать в основі всього: від безпеки ядерних реакторів до освоєння космосу.

Біблійний код

Ньютон зробив безліч відкриттів і винаходів не лише в науці, а й у релігії. Він щодня вивчав Біблію, і, як і в науці, не приймаючи чужих слів на віру та заглиблювався в цю область. Учений не вважав тлумачення Біблії правильними, і тому вирішив вивчати її ретельніше. Він вірив, що існує різниця між Богом та Ісусом і що вони були різними людьми, пише StudyMoose.

Ще одним важливим аспектом релігійного життя Ісаака Ньютона був біблійний код. У ті часи вважали, що він був зачарований ранньою Церквою, а також останнім розділом Біблії – Одкровенням. Науковець проводив багато годин, вивчаючи Біблію, намагаючись знайти таємний біблійний код.

Релігійні переконання Ньютона могли викликати серйозне збентеження. Через це він приховував свої погляди майже до одержимості. Тільки після смерті Ньютона його папери було оприлюднено. Єпископ, який першим відкрив шухляду, вважав їх занадто шокуючими для публічного оприлюднення, тому вони залишалися засекреченими ще багато років.

Біномна теорема

Ще одним внеском Ньютона в математику стала біномна теорема. Віра вченого у "стійкість закономірностей" привела до його першого значного математичного відкриття – узагальнення розкладання біномних виражень.

Відкриття Ньютона значно полегшило та спростило математику. А його рівняння та формули ми використовуємо досі.

Теорія породження кривих

Для визначення точки перетину кривих під час побудову геометричних рішень було заведено розглядати криві як результат безперервного руху, спровокованого будь-яким інструментом. За наявності руху має існувати точка перетину. Ньютон зміг розробити механізм для генерації конічних перерізів і поширити його на криві вищого порядку.

Сьогодні ми щодня використовуємо кола та криві у повсякденному житті – від карт і вказівників на картах до звичайного малювання кола.

А ви знали, що гас винайшли у Львові?

Зробив таке відкриття галичанин Ян Зег. Він добув гас із борриславської нафти. Для її очищення використав концентровану сірчану кислоту та содовий розчин. І у підсумку вперше у світі було добуто світло-коричневу речовину, яка добре горіла. Також важливо, що він розділив нафту на три фракції: одна була для освітлення, а дві інші – для технічних цілей.

Відкриття Зега дало значний і водночас перший сильний поштовх для розвитку нафтової промисловості. Ці основи технології переробки нафти, які напрацював і винайшов галичанин, використовують і надалі навіть у наш час.

Після цього він повністю зосередився на нафтопереробці. Зокрема, відкрив першу у Галичині так звану "Камфінфабрику", де дистилював і очищав нафту. Крім того, облаштував крамницю для продажу гасу населенню для освітлення, та рідини для виведення плям з одягу.

Але найбільшим винаходом, де використоували відкриття Зега, стала гасова лампа. Такі лампи почали освілювати вулиці не лише Львова, а і Відня, і звідти поширилися світом. А у 1853 році вперше в історії у Львові було проведено операцію при освітленні гасової лампи.

Попри значний внесок, Зег так і не отримав значних багатств. І найтрагічніше – через гасову лампу загинула його дружина із сестрою.

Більше про невідому історію винахідника гасу зі Львова Яна Зегачитайте в матеріалі 24 Каналу.