ІДЕЇ І. НЬЮТОНА І К. Ліні
Життєвий шлях Ісаака Ньютона
Було б правильно сказати,
Що Ньютон не тільки привів
У порядок всю сукупність
Відомих у той час даних,
Але і приписати його генію
Дивну здатність передбачати
Наступні відкриття і подальше
Н. Бор
Ісаак Ньютон народився 4 січня 1643 в родині небагатого фермера. Його дитинство проходило в селі Вулсторп недалеко від містечка Грантом, де він навчався у суспільному школі. Виховувала його бабуся, так як батько незадовго до його народження помер, і мати, вдруге вийшовши заміж, виїхала з села. Здавалося, доля підготувала Ньютону життя фермера, але прагнення до знань, захоплення математикою, несподівано прокинулося в ньому в шкільні роки, звернув на себе увагу шкільного вчителя і родичів. У старості Ньютон згадував, що його улюбленою справою тоді було майструвати різні механічні іграшки, сонячний годинник, а в 1658 році він проробив свій перший фізичний експеримент: вимірюючи дальність стрибка за напрямком вітру і проти, зумів визначити силу вітру під час бурі. Родичі вмовили матір Ісаака НЕ перешкоджати його подальшої освіти, і в 1661 році він був прийнятий у Трініті-коледж на правах субсайзера-бідного студента в обов'язки якого входило також прислуговування членам коледжу і''дійсним''студентам. Знаменитий коледж, заснований в 1546 році за 400 років існування відіграв величезну роль у розвитку англійської культури та науки.
Видатні здібності і старанність Ньютона дозволили йому швидко пройти всі сходинки ієрархічній сходи академічних знань. У 1669 році він отримав почесну Люкасовскую кафедру і читав у Кембриджському університеті лекції з оптики і математеке. Весь інший час молодий учитель присвячував науковим дослідженням. Це найбільш плідний період в житті Ньютона, протягом якого були зроблені майже всі його основні відкриття. Особливо результативним були майже два роки його вимушеного перебування в рідному селі Вулсторп (1665-1667) під час страшної епідемії чуми, що охопила всю Англію. Саме тут він створює свою першокласних оптичну лабораторію і проводить перші експерименти з розкладання світла в призмах, розробляє основні теорії''флюксій''-диференціальне та інтегральне числення, роздумує про всесвітнє тяжіння і отримує закон зменшення сили тяжіння з відстанню. Але світ дізнається про всі ці відкриття два десятки років по тому. Ньютон був людиною дуже обережним, не виносили квапливості в роботі.
У 1668 році в результаті великого і захопленого праці, в якому проявилося мистецтво Ньютона як хіміка і металурга, була виготовлена модель телескопа нового типу. Перший телескоп-рефлектор мав діаметр дзеркала всього 2,5 см і довжину 15 см, але цей крихітний інструмент міг давати зображення не гірше громіздких телескопів з лінзами. Завдяки цьому винаходу ім'я Ньютона стає відомим і в січні 1672 року його обирають у Лондонське Королівське суспільство. Через гол на засіданні товариства він зачитує свій мемуар''Нова теорія світла і кольорів'', в якому викладено його геніальні експериментальне дослідження з дісепсіі світла. Мемуар був складений вченим на основі лекції з оптики, які він читав у 1669-1671 роках студентам Кембріджа. Його зовсім нова, революційна теорія про квіти, побудована на основі переконливих експериментів, повністю відкинула старі погляди про світло і колір, що йдуть ще від Аристотеля. Згідно з цими поглядами, різні кольори світла пояснювалися різними пропорціями між світлом і тінню, взаємодією світла з вещесвом. Ньютон першим показав, що реально існують монохромотіческіе промені різної кольоровості і білий, звичайний світло є суміш цих променів.
В кінці 1675 Ньютон надсилає до Королівське суспільство ще один оптичний мемуар, в якому описує знамениті досліди, що призвели до відкриття так званих кілець Ньютона. На підставі цих дослідів вчений робить висновок про''періодичності''у поширенні свеета. У листуванні з Гуком-прихильником хвильової природи світла-Ньютон аналізує всі переваги і недоліки хвильової концепції і схиляється до деяких дуалізму природи світла, передбачаючи основну ідею квантової фізики. Проте він не розвиває своїх гіпотез про природу світла. Йому ближче була іміссіонная теорія, що дозволяла просто пояснити закон прямолінійного поширення світла. Це дало підставу учням і послідовникам Ньютона вважати його основоположником нової теорії світла, і авторитет великого вченого штучно стримував розвиток хвильової оптики аж до появи робіт Юнга і Френеля.
Болісно сприймаючи будь-яку критику своїх робіт, Ньютон вирішує не публікувати творів з оптики. І його''Оптика'', в якій він зібрав всі свої дослідження світлових явищ, виходить лише в 1704 році, через рік після смерті Р.Гука-основного критика і прітендента на багато відкриттів Ньютона. Ця книга і в даний час служить зразком опису тонкого і ізмуного фізичного експерименту, а досліди з призмою стали класичними і незмінно демонструються на уроках фізики.
Оптика Ньютона
Тематика спостереження у Ньютона не дуже велика, обрані дуже прості об'єкти (волосся, полуплоскость, прямокутна і клиновидні щілини) щоб дія побічних факторів не заважало з'ясування основних причин явища. У перших двох книгах''Оптики''''пропозиції''і''спостереження''всюди поділяються або на початку слід чітко сформульований тезу, а потім він доводиться дослідами, або ця теза з'являється на основі аналізу попередніх спостережень.
Потретє книзі виклад побудовано по-іншому. Формально тут взагалі немає''пропозицій''. Цим Ньютон, мабуть хотів підкреслити відсутність повної ясності в питанні, яке, на його думку, пояснюється браком експериментальних даних:''Виробляючи попередні спостереження, я збирався повторити більшість з них з більшою ретельністю і точністю і зробити деякі нові спостереження для визначення способу, яким промені світла згинаються при їхньому проходженні біля тіл, сосдавая кольорові облямівки з темними лініями між ними. Але я був тоді перерваний, і не можу тепер думати про те, щоб взятися за подальший розгляд цих предметів. З огляду на те, що я не завершив цій частині мого плану, я закінчу пропозицією лише кількох питань для подальшого дослідження, яке проведуть інші''.
При читанні третьої книги''Оптики''дуже важко освободітьсяи від відчуттів, що всі дифракційні досліди ставилися за заздалегідь продуманим планом після того, як була сформульована теорія цих дослідів. Дослідник творчості Ньютона лорд Кейн одного разу сказав про Ньютона:''Я підозрюю, що його експерименти були завжди засобом не дли відкриття, а тільки для перевірки того, що він вже знав''.
Механіка Ньютона
Від оптичних досліджень учений постепннно переходить до проблем механіки. Перші ідеї про всесвітнє тяжіння з'являються у нього під час
''Вулсторпского відпустки''. Саме до цього періоду відноситься знаменита легенда про''ньютонівському яблуці'', і падіння якого осяяло вченого. До проблеми обгрунтування кеплеровском законів руху планет Ньютон надалі подхоліт неодноразово: у 1679 році його стимулює до цього листа Р. Гука, а в 1684 році, коли були отримані більш точні дані про розміри Землі, відстань від Землі до Місяця і обгрунтування елліптічесіх орбіт стало пекучої проблемою дня, один вченого астроном Е. Галлей наполегливо вимагає від Ньютона остаточного рішення. У 1687 році завдяки зусиллям Галлея виходить в світ книга Ньютона під назвою''''Математичні начала натуральної філософії''
В історії естесвознанія не було події більш великого, ніж появи''Почав Ньютона ... ньютоново вчення про пространсва часу, масах і силах давало загальну схему для вирішення будь-яких конкретних задач механіки, фізики та астрономії. Величний приклад системи світу, розібраний Ньютоном, увінчаний відкриттям всесвітнього тяжіння, захоплював науку на цей новий шлях, на застосування ньютоновой схеми до всіх розділів фізики. Виникла''класична фізика''за образом і подобою''''Почав''.*
Його''метод принципів'', глибоко реалізований у зазначених фізичних роботах, полягає в наступному. На основі досвіду формулюється найбільш загальні закономірності-аксіоми або так звані принципи, і з них дедуктивним шляхом виводиться окремі зкони і положення, які повинні бути перевірені на досвіді. Погодження з досвідом цих наслідків є гарантією справедливості основних положень теорії. Цей шлях побудови фізичного знання виявився надзвичайно плідним, і всі наступні великі теорії (електродинаміка, термодинаміка, теорія відносності, квантова теорія-Бура) побудовані саме так.
Свій метод Ньютон протиставив панувала тоді в природознавстві прагненню будь-що-будь пояснити явища навіть спомощью не обгрунтованих досвідом гіпотез, припущень і спекуляції. Ньютон вважав, що на такій основі побудувати справжню фізичну теорію не можна. Якщо на даному етапі немає можливості пояснити причини, то слід обмежитися встановленням з експериментів реальної закономірності. Звідси його рішуча кредо:''Все ж, що не виводиться з явищ, повинно називатися гіпотезою; Гіпотеза ж метофізіческім, фізичним, механічним, прихованим властивостям не місце в експериментальній філософії,-пише він у''Загальних повчанні''другого видання'' Почав''.
* Вавілов про працях Ньютона-Г. М. Голін''Класики фізичної науки''
Теорія тяжіння Ісаака Ньютона
З ім'ям Ньютона пов'язано відкриття або остаточне формулювання основних законів динаміки: закону інерції, пропорційності між коллічетсвом руху mv і рушійної сили.
Рівність за величиною і протилежності у напрямку сил при центральному характер взаємодії. Вершиною науки Ньютона стала його теорія тяжіння і проголошення першого справді універсального закону природи-закон всесвітнього тяжіння.
У 1666 році у Ньютона виникає ідея всесвітнього тяжіння, його спорідненість з силою тяжіння на Землі і ідея про те, яким чином можна обчислити силу тяжіння. Доведення тотожності сили тяжіння на Землі і ідея про те, яким чином можна обчислити силу тяготеніяю. Доведення тотожності сили тяжіння на землі Ньютон проводить на основі обчислення доцентровий прискорення Місяця в її зверненні навколо Землі, зменшивши це прискорення пропорційно квадрату відстані Місяця від Землі, він встановлює, що воно дорівнює прискоренню сили тяжіння в земної поверхні. Узагальнюючи ці результати, Ньютон зробив висновок, що для всіх планет імееі місце тяжіння до Сонця, що всі планети тяжіють один до одного із силою, назад пропорційної квадрату відстані між ними. Далі Ньютон висунув тейзіс, відповідно до якого сила тяжіння пропорційна лише колічесва матерії (масою) і не залежить від форми матеріалу та інших властивостей тіла. Розвиваючи це положення, Ньютон формулює закон всесвітнього тяжіння.
Давня ідея взаємного прагнення тіл один до одного (''любові'') завдяки Ньютону звільнилося від антропоморфності і таємничості. У теорії Ньютона тяжіння стало як універсальна сила, яка з'являється між будь-якими матеріальними частками незалежно від їх конкретних якостей і складу, завжди пропорційна їх мас і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Ньютон показав нерозривний зв'язок, взаємозумовленість законів Кеплера і закону зміни дії сили тяжіння назад пропорційно квадрату відстані. Закони руху планет представляли як наслідку закону всесвітнього тяжіння. Причину і природу тяжіння Ньютон не вважав можливим обговорювати, не маючи на цей рахунок достатньої кількості фактів.
Космологія Ньютона
Незважаючи на свій знаменитий девіз''Гіпотез не вигадую! '', Ньютон як мислитель найбільшого масштабу не міг не замислюватися і над загальними проблемами світобудови. Так, зокрема, він поширив свою теорію тяжіння на проблеми космології.
Але й тут він був не схильний давати волю фантазії і прагнув аналізувати прямі логічні наслідки з вже встановлених законів. Поширивши закон тяжіння, підтверджений тоді лише для Сонячної системи, на весь Всесвіт, Ньютон розглянув головну космологічну проблему: скінченна або нескінченна Всесвіт. Питання виглядав так: у якому випадку можливо гравитирующей Всесвіт, коли вона скінченна або коли вона нескінченна? Він прийшов до висновку, що лише у випадку нескінченності Всесвіту матерія може існувати у вигляді безлічі космічних об'єктів-центрів гравітації. У кінцевій всесвіту матеріальні тіла рано чи пізно злилися б в єдине тіло в центру світу. Це було перше суворе фізико-теоретичне обгрунтування нескінченності світу.
Ньютон замислювався і над проблемою походження впорядкованої Всесвіту. Однак тут він зіткнувся із завданням, для вирішення якої ще не мав у своєму розпорядженні науковими фактами. Він першим чітко усвідомив, що одних тільки механічних властивостей матерії для цього не достатньо. Ньютон критикував концепції атомістів і картезіанцев, справедливо стверджуючи, що тільки з одних невпорядкованих механічних рухів частинок не могла виникнути вся складна організація світу. Він вважав, що матерія сама по собі пасивна і не здатна до руху. І тому, наприклад, для нього таємницею було початок орбітального руху планет. Для розкриття цієї таємниці залишалося вдатися лішю до якоїсь більш могутньою, ніж тяжіння силі-до Бога. Тому Ньютон змушений був допустити божественний''перший поштовх'', завдяки якому планети придбали орбітальний рух, а не впали на Сонці. Знадобилося всього пів століття для того, щоб у естесвознаніі сформулювалася ідея природної еволюції матерії, яка спростовує божестенний''першопоштовх''.
Завершення діяльності Ньютона
Творчесво Ньютона не обмежується фізикою, математикою і хімічною технологією. Однак його роботи з хранологіі і богослов'я, написані в кінці життя, не несу на собі друку ньютонівського генія. Ньютон багато сил і часу віддав вивченню історії християнства, розробці теологічних питань хронології. Інтерес до таких проблем не дивний, якщо згадати, в який бурхливий час жив Ньютон.
У результаті напруженої розумової праці відбувається зрив психіки вченого і на протязі декількох років (1690-1693) він виявляється непрацездатним.
Згідно з переказами, психічний розлад відбулося після пожежі в будинку Ньютона, в результаті якого загинули його рукописи з оптики і механіки.
Останні 30 років життя Ньютона пройшли в октивного адміністративної діяльності, в атмосфері забезпеченості, пошани і гучної слави. Он-депутат парламенту, головний директор Монетного двору, з 1703 року-президент Королівського товариства, в 1705 році королева робить його''сером Ісааком''. Майже до самої смерті (31 березня 1727 року) він був абсолютно здоровий і активний, незважаючи на те, що народився передчасно і був настільки кволим і балезненним дитиною, що домашні вважали його не мешканцем на цьому світі. Аскетичний спосіб життя, скромність і помірність у всьому дозволили йому прожити довге життя, повністю віддання науці. Сам Ньютон розумів, що все, створене ним, не є остаточна перемога розуму над силами природи, що пізнання світу нескінченний:''Не знаю, чим я можу здаватися світу, але сам собі я здаюся тільки хлопчиком, що грає на морському березі, розважаються тим , що до пори до часу, відшукую камінчик більш барвистий, ніж звичайно, або красиву раковину, у той час як великий океан істини розстеляється передомною недослідженим''.
Линів, його життя та ідеї
Шведський естествознатель член Паризької АН (1762). Отримав світове відомий завдяки сосданой ним системі рослинного і тваринного світу. Народився в сім'ї сільського пастора. Вивчав природознавство і медичні науки в Лундському (1727) і Упсальському (з 1728) університетах. У 1732 здійснив подорож по Лапландії, результатом якого з'явився працю''Флора Лапландії''. У 1735 переїхав до міста Хартекамг (Голландія), де завідував батоніческім садом, захистив докторську дисертацію''Нова гіпотеза переміжних лихоманок''. У тому ж році опупліковал книгу''система природи''. З 1731 займався в Стокгольмі лікарською практикою, в 1739 очолив морський госпіталь, домігся права розкривати трупи з метою визначення причини смерті. Брав участь у створенні шведської АН і став її першим президентом (1739). З 1741 керівник кафедри в Упсальському університеті, в якому викладав медицину і природознавство. Ліней сприяв широкому введенню природничих наук в систему університетської боразованія.
Створена Лінеєм система рослинного і тваринного світу завершила величезна праця ботаніку і зоологів першої половини 18 століття. Одна з головних заслуг Линея в тому, що в''Системі природи''він застосував і ввів у вживання так звану бінарну номенклатуру, згідно з якою, кожен вид позначається двома латинськими назвами-родовим і видовим. Ліней орпеделіл поняття''вид'', користуючись як морфологічними так і схожість в межах потомства однієї сім'ї) так і фізіологічними (наявність плідного потомства) критеріями, і встановив чітке супідрядність між систематичними категоріями: клас, загін, рід, вид, варіація.
В основу класифікації рослин Ліней поклав число, величину і розташування тичинок і маточок квітки, а також ознака одно-, дво-або многоданності рослини, так як вважав, що органи розмноження-найістотніші і постійні частини тіла у рослин. На основі цього принципу він ділив всі рослини на 24 класи. Завдяки простоті застосованої їм номеінклатури значно полегшили описові роботи, види і отримали чіткі характеристики і назви. Сам Ліней відкрив і описав близько 1500 видів рослин.
Усіх тварин Ліней ділив на 6 класів: ссавці, птахи, амфібії, риби, черви і комахи. В клас амфмбій входили земноводні та плазуни, до класу хробаків він відніс всі відомі в його час форми безхребетних, крім комах. Одна з переваг цієї класифікації в тому, що людина була включена в систему тваринного світу і віднесений до класу ссавців, до загону приматів. Класифікації рослин і тварин, запропоновані Лінеєм з совраменной точки зору штучних, оскільки вони засновані на невеликому числі довільно взятих ознак і не відображають дійсності спорідненості між різними формами. Так, на підставі одного лише загальної ознаки-будови дзьоба-Ліней відносив страуса, павича ікуріцу до одного загону. Створюючи іскственность своєї системи, Ліней намагався побудувати''природну''систему засновану на сукупності багатьох ознак, але не досяг мети.
Ліней був противником ідеї історичного розвитку світу, він вважав, що число видів залишається постійним, з часу їх''створення''вони не змінилися, а тому завдання систематики-розкриття порядку в природі, встановленого''творцем''. Проте величезний досвід, накопичений Лінеєм, його знайомство з рослинами з різних місцевостей не могли не похитнути його метафізичних уявлень. В останніх працях Ліней в дуже обережній формі висловлював припущення, що всі види одного роду. Складали на початку один вид, і допускав можливість появи нових видів, що утворилися в результаті схрещувань між вже існуючими видами.
Ліней класифікував також грунти і мінерали, людські раси, хвороби (за симптомами), відкрив отруйні та цілющі властивості багатьох рослин. Ліней-автор ряду праць, головним чином з ботаніки та зоології, а також в області теоритической та практичної медицини (''Лекатстенние вещевства'',''Пологи хвороб'',''Ключ до медицини'').
Бібліотеки, рукописи та колекції Линея були продані його вдовою англійського ботаніка Сміту, який заснував (1788) в Лондоні''Ліннєєвському суспільство'', що існує й нині як один з найбільших наукових центрів.
Карл Ліней своєї штучної класифікацією (в єдино можливою тоді формою) підсумував тривалий історичний період емпіричного накопичення біологічних знань. Разом з тим Ліней освоював обмеженість штучної системи та її можливості. ''Штучна система-писав він-служить тільки до тих пір, поки не знайдено природне. Перша вчить лише розпізнавати рослини. Друга навчить нас пізнати природу самої рослини''.* Природна система є ідеал, до якого повинні прагнути ботаніка та зоологія. ''Природний метод є остання мета ботаніки'',-відрізняв Ліней, ** його здатність в тому, що він включає всі можливі ознаки. Він приходить на допомогу будь-якої системі, закладає підстави для нових систем. Незмінний сам по собі, він стоїть непохитно, хоча відкриваються все нові й нові нескінченні пологи. Завдяки відкриттю нових видів, він лише вдосконалюється шляхом усунення зайвих візьме .''*** Те, що Ліней називає''природним методом'', є, по суті, деяка фундаментальна теорія живого.
__________________________________________________________________
* Цитата по: Амлінський І.Є.''Філофофія ботаніки''Линея: зміст і критичний аналізІдея розвитку в біології. Москва, 1965
** Там же стор. 33
*** Цитата з: Амлінський І.Є.
Висновок
Карл Ліней та Ісаак Ньютон внесли величезний внесок у наук. Не дарма їх імена ми чуємо в навчальних закладах. Про їх творчетсве можна говорити дуже багато, але мені хотілося б відзначити, що чудові математичні та астрономічні роботи Ньютона були лише засобом для розкриття фізичних закономірностей. Він зумів закласти фундамент класичної фізики-великого наукового знання, що простояло майже аж до 20 століття, коли теорія относітелоності і квантова механіка вказали межі її застосування.
Не можна ні сказати про його математичних досягненнях, без яких не було б і його геніальної теорії тяжіння. Свій метод розрахунку механічних рухів на основі нескінченно малих приростів величин-характеристик досліджуваних рухів Ньютон назвав методом флюксій і описав його в творі''Метод флюксій і бесконочних рядів з додатком його до геометрії кривих''.
Велич Ньютона не тільки в тому, що він створив справжні шедеври класичної науки, такі як''Математичні начала натуральної філофофіі'',''Оптика''і мемуари про діфферінціальном і інтегральному численні, а й у тому, що він розробив метод наукового дослідження фізичних явищ, те, що ми зараз називаємо''фізичним мисленням''
Історична ж заслуга Линея в тому, що через створення штучної системи він підвів біологію до необхідності розгляду колосального емпіричного матеріалу з позицій загальних теоритических принципів, поставив завдання його теоритической раціоналізації.
Список літератури
1 В.М. Найдиш''Концепція Сучасного Естесвознанія''. Москва 1999 р.
2 Є.М. Погребиський''Оптика Ньютона''Видавництво''Наука''Москва 1981