Сер Ісаа́к Нью́то́н ( (сер А́йзек Нью́тон) (, Вулсторп, Лінкольншир, Англійське королівство — , Лондон, Великий Лондон, Англія, Королівство Великої Британії) — англійський науковець, який заклав основи сучасного природознавства, творець класичної фізики та один із засновників числення нескінченно малих.

У книзі «Математичні начала натуральної філософії» Ньютон сформулював закони руху, відомі як закони Ньютона й закон всесвітнього тяжіння, які стали основою наукового світогляду впродовж трьох наступних століть і мали великий вплив не тільки на фізику, а й на філософію. Використовуючи свою теорію Ньютон зміг пояснити закони Кеплера, що описують рух планет навколо Сонця, чим заперечив останні сумніви щодо геліоцентричної системи світобудови.

Ньютон побудував перший телескоп-рефлектор і розвинув теорію кольору на основі спостережень розщеплення білого світла в спектр в оптичній призмі. Він сформулював емпіричний закон теплообміну, першим запропонував формулу розрахунку швидкості звуку в повітрі. У математиці Ньютон паралельно з Готфрідом Лейбніцом розвинув числення нескінченно малих, працював з рядами, узагальнив біном Ньютона та запропоновував метод Ньютона розв'язування нелінійних рівнянь.

Ньютон був ревним християнином, хоча мав деякі неортодоксальні погляди щодо природи Трійці. Чимало часу Ньютон присвятив алхімії та біблійній хронології, хоча більшість його робіт у цих галузях залишилися неопублікованими за життя.

Ньютон закінчив Кембриджський університет і був у ньому професором математики. Він був президентом Королівського наукового товариства і членом парламенту. Він служив уряду Королівства Англія у 1696—1727 роках як , з 1699 року як директор Королівського монетного двору, заклав принципи, які на сторіччя вперед забезпечили валютну стабільність та фінансову могутність Англії, перетворили Лондон на фінансовий центр світу.

Життєпис

Ранні роки

Ісаак Ньютон, син дрібного, але заможного фермера, народився у рік смерті Галілея й напередодні громадянської війни. Батько Ньютона не дожив до народження сина. Хлопчик народився передчасно, хворобливим, тиждень його життя висіло на волосині, його навіть довго не зважувалися хрестити. Він вижив, був похрещений (1 січня) і названий Ісааком на честь покійного батька. Факт народження під Різдво ХристовеЗа юліанським календарем, який тоді використовувався в Королівстві Англія. Ньютон уважав особливим знаком долі. Попри слабке здоров'я в дитинстві, він прожив 84 роки.

Ньютон щиро вважав, що його рід сягає шотландських аристократів XV століття, однак історики виявили, що в 1524 році його предки були бідними селянами. До кінця XVI століття родина розбагатіла й перейшла в розряд йоменів (землевласників). У січні 1646 року мати Ньютона, Анна Ейскаф () знову вийшла заміж; від нового чоловіка, 63-літнього вдівця, у неї були троє дітей, і їй стало не до Ісаака. Заступником хлопчика став його дядько по матері, Вільям Ейскаф. У дитинстві Ньютон, за відгуками сучасників, був мовчазний, замкнутий і відособлений, любив читати й майструвати технічні іграшки: сонячний і водяний годинник, млин тощо. Усе життя він почувався самотнім.

Вітчим помер 1653 року, частина його спадщини перейшла до матері Ньютона й була відразу ж оформлена нею на Ісаака. Мати повернулася додому, однак основну увагу приділяла трьом молодшим дітям і великому господарству. Ісаак як і раніше був наданий сам собі.

У 1655 році Ньютона віддали вчитися в розташовану неподалік школу в Грентемі, де він жив у будинку аптекаря Кларка. Незабаром хлопчик показав неабиякі здібності, однак 1659 року мати Анна повернула його в маєток і спробувала покласти на 16-літнього сина частину справ із управління господарством. Спроба не мала успіху — Ісаак віддавав перевагу всім іншим заняттям читання книг і конструювання різних механізмів. У цей час до Анни звернувся шкільний учитель Ньютона Стокс і почав умовляти її продовжити навчання надзвичайно обдарованого сина. До цього прохання приєдналися дядько Вільям і грентемський знайомий Ісаака (родич аптекаря Кларка) Гемфрі Бабінгтон, член кембриджського Триніті-коледжу. Спільними зусиллями вони зрештою добилися свого. У 1661 році Ньютон успішно закінчив школу й вирушив продовжити освіту в оплот англіканської віри й ученості — Кембриджський університет.

Перший дослід 3 вересня 1658 року помер Олівер Кромвель, англійський революціонер, що ненадовго став повновладним правителем країни. У містечку Грентем, де в той час жив Ньютон, діти затіяли змагання зі стрибків у довжину. Помітивши, що стрибати краще за вітром, ніж проти нього, Ісаак стрибнув далі від усіх суперників. Пізніше він зайнявся дослідами: записав, на скільки футів вдається стрибнути за вітром, на скільки — проти нього і як далеко він може стрибнути у безвітряний день. Так він отримав уявлення про силу вітру, виражену в футах. Ставши знаменитим ученим, він вважав ці стрибки своїми першими експериментами.

Триніті-Коледж (1661—1664) У червні 1661 року 17-річний Ньютон приїхав у Кембридж. За статутом йому влаштували іспит на знання латинської мови, після чого повідомили, що він прийнятий до Триніті-коледжу (Коледж святої Трійці) Кембриджського університету. З цим навчальним закладом зв'язані понад 30 років життя Ньютона.

Коледж, як і весь університет, переживав важкий час. Щойно, 1660 року, в Англії була відновлена монархія, король Карл II часто затримував виплати університету, звільнив значну частину викладацького складу, призначену в роки громадянської війни. Усього в Триніті-Коледжі проживало 400 людей, включаючи студентів, слуг і 20 жебраків, яким за статутом коледж зобов'язаний був видавати милостиню.

Ньютона зарахували в розряд студентів-«субсайзерів»За своїм походженням та майновим станом студенти коледжу ділились на чотири групи. Студенти зі знатних родин, які вносили найвищу плату за навчання, називались "коммонерами" (англ. common- спільний, назва відображала право студентів обідати за спільним столом з викладачами, членами коледжу). Далі йшли "пансіонери", які вносили повну, але нижчу, плату за навчання і не мали привілею спільного обіду. Потім йшли "сайдери"; вини вносили лише частину плати за навчання, але за це мали прислужувати членам коледжу. Найбіднішими були "субсайзери"; вони повніст звільнялися від плати за навчання, але за це повинні були прислужувати бакалаврам, магістрам або заможним студентам. Айлеф Роб: Ньютон, стор. 47-48, з яких не брали плату за навчання (ймовірно, за рекомендацією Бабінгтона). Документальних свідчень і спогадів про цей період його життя збереглося дуже мало. У ці роки остаточно склався характер Ньютона — наукова скрупульозність, прагнення дійти до суті, нетерпимість до обману, наклепу й гноблення, байдужість до публічної слави. У нього як і раніше не було друзів.

У квітні 1664 року Ньютон, склавши іспити, перейшов у вищу студентську категорію «сколерів» (scholars), що дало йому право на стипендію й продовження навчання в коледжі. Попри відкриття Галілея, природознавство й філософію в Кембриджі, як і раніше, викладали за Арістотелем. Однак у збережених зошитах Ньютона вже згадуються Галілей, Коперник, картезіанство, Кеплер і атомістична теорія Ґассенді. Судячи із цих зошитів, він продовжував майструвати (переважно наукові інструменти), із захопленням займався оптикою, астрономією, математикою, фонетикою, теорією музики. За спогадами сусіда по кімнаті, Ньютон безоглядно віддавався навчанню, забуваючи про їжу й сон; імовірно, попри всі труднощі, це був саме той спосіб життя, якого він сам бажав.

1664 рік у житті Ньютона був багатий і іншими подіями. Ньютон переживає творчий підйом, починає самостійну наукову діяльність і складає масштабний список (із 45 пунктів) нерозв'язаних проблем у природі й людського життя («Запитальник», лат. Questiones quaedam philosophicae). Надалі подібні списки не раз з'являються в його робочих зошитах. У березні цього ж року на недавно заснованій (1663) кафедрі математики коледжу почалися лекції нового викладача, Ісаака Барроу, великого математика, майбутнього друга й учителя Ньютона. Інтерес Ньютона до математики різко зростає. Він робить перше значне математичне відкриття: біноміальний розклад для довільного раціонального показника (включаючи від'ємні), а через неї приходить до свого головного (надзвичайно потужного й плідного) математичному методу — розкладу функції в нескінченний ряд. Нарешті, у самому кінці року Ньютон стає бакалавром. Науковою опорою й натхненниками творчості Ньютона найбільшою мірою були фізики: Галілей, Декарт і Кеплер. Ньютон завершив їхні праці, об'єднавши в універсальну систему світу. Менший, але істотний вплив виявили інші математики й фізики: Евклід, Ферма, Гюйгенс, Валліс і його безпосередній учитель Барроу. У студентській записній книжці Ньютона є програмна фраза: «У філософії не може бути повелителя, крім істини… Ми повинні поставити пам'ятники із золота Кеплеру, Галілею, Декарту й на кожному написати: „Платон — друг, Аристотель — друг, але головний друг — істина“».

«Чумні роки» (1665—1667) У переддень Різдва 1664 року на лондонських будинках стали з'являтися червоні хрести — перші мітки Великої епідемії чуми. До літа смертоносна епідемія значно розширилася. 8 серпня 1665 року заняття в Триніті-коледжі були припинені й персонал розпущений до закінчення епідемії. Ньютон виїхав додому у Вулсторп, захопивши із собою основні книги, зошити й інструменти.

Це були тяжкі роки для Королівства Англія — спустошлива чума (тільки в Лондоні загинула п'ята частина населення), руйнівна війна з Голландією, Велика лондонська пожежа тощо. Але саме в ці роки у далекому селі готувався майбутній тріумф англійської науки. Істотну частину своїх наукових відкриттів Ньютон зробив у самоті «чумних років». Зі збережених заміток видно, що 23-літній Ньютон уже вільно володів базовими методами диференціального й інтегрального числень, включаючи розкладання функцій у ряди й те, що згодом було названо формулою Ньютона — Лейбніца. Провівши ряд оригінальних оптичних експериментів, він довів, що білий колір є сумішшю кольорів. Пізніше Ньютон згадував про ці роки:

«На початку 1665 року я знайшов метод наближених рядів і правило перетворення будь-якого степеня двочлена в такий ряд… у листопаді одержав прямий метод флюксій [диференціальне числення]; у січні наступного року я одержав теорію кольорів, а в травні приступив до зворотного методу флюксій [інтегральне числення]… У цей час я переживав найкращу пору своєї юності й більше цікавився математикою й філософією, як нічим досі.»

Але найвизначнішим його відкриттям у ці роки став закон всесвітнього тяжіння. Пізніше, 1686 року, Ньютон писав Галлею:

«У паперах, написаних понад 15 років тому (точно привести дату я не можу, але у всякому разі це було перед початком моєї переписки з Ольденбургом), я виразив зворотну квадратичну пропорційність тяжіння планет до Сонця залежно від відстані й обчислив правильне відношення земної ваги й conatus recedendi [тяжіння] Місяця до центру Землі, хоча й не зовсім точно.»

Неточність, згадана Ньютоном, викликана тим, що розміри Землі й величину прискорення вільного падіння Ньютон узяв з «Механіки» Галілея, де вони наведені зі значною похибкою. Пізніше Ньютон одержав точніші дані Пікара й остаточно переконався в істинності своєї теорії.