Исаак Ньютон и его яблоко

Филателист Александр Платонов из Тюмени продолжает нас знакомить с великими математиками, которые, в прямом и переносном смысле, перевернули землю...

*  *  *

В 1987 году весь мир отмечал 300-летие опубликования «Математических начал натуральной философии» Исаака Ньютона.

Портрет И. Ньютона кисти Г. Кнеллера (1689)

Это же портрет находим на марке СССР 1987 года.

Сейчас в названии книги натуральную философию заменили бы на классическую физику. То был период развития науки, когда от философских размышлений о природе вещей и явлений переходили к реальному изучению законов природы. И эти исследования уже сопровождались математическими доказательствами.

Еще в период обучения в колледже, когда будущий ученый придумал свой главный математический метод – разложение функции в бесконечный ряд (бином Ньютона), он в перерывах занимался алхимией в поисках философского камня. Математика возобладала, по итогам обучения ему был присвоена степень бакалавра.

Думаю, бином Ньютона у многих на слуху, а почтовую марку удалось найти только одну:

В сюжете почтовой марки России 2021 года, посвящённой П. Л. Чебышеву, используется интеграл от дифференциального бинома (слева вверху белым цветом).

Возвращаемся к «Началам» Ньютона. Здесь даются понятия: масса, сила, инерция, количество движения. Закон изменения количества движения (импульса) отражен на марке Германии 1993 года.

Далее в книге идет разговор о трех фундаментальных законах классической механики. Третий закон равенства действия и противодействия был запечатлен на совместном выпуске оригинальных марок Сербии и Боснии и Герцеговины.

Здесь Ньютону удалось даже уравнять курсы валют – 1,70 динара равно 1,70 конвертируемой марке. Марки уникальны тем, что в коллекции они должны быть обе. Это филателистические сиамские близнецы. Разделив их, вы убьете идею выпуска.  

Пресловутое яблоко Ньютона появляется здесь! Два первых закона механики особых возражений не вызвали, некоторое недоумение высказывалось в связи с третьим законом – действие равно противодействию.

Из него следовало, что яблоко притягивает Землю с такой же силой, с какой Земля притягивает яблоко. В справедливости этого закона Ньютону пришлось убеждать даже собственного помощника.

История через 200 лет повторилась. Когда Альберт Эйнштейн в начале XX века опубликовал свою специальную теорию относительности (СТО), то им восхищался весь мир, а понимали не более десяти человек.

Центральное место в «Началах», конечно, занимает закон Всемирного тяготения, формулу которого можно увидеть на марке Монако. Ньютон был глубоко верующим человеком, а Солнце находится уже в центре мироздания. А совсем недавно за это вели на костры.

А в 1927 году бельгийский священник Жорж Леметр выдвинет теорию Большого взрыва, идею расширения Вселенной, появилась теория первоатома и постоянная Хаббла.

То, что упавшее яблоко привело к внезапному озарению – не более чем добрая шутка, отдающая дань гениальности Ньютона. На самом деле, формула легко (по сегодняшним меркам) выводится из законов движения планет Кеплера. А они уже к тому времени существовали. Сложность была в определении величины гравитационной постоянной G. Ньютон получил ее из ряда опытов с физическим маятником.

Марка Никарагуа 1971 года и её оборот. Закон Ньютона (гравитация)

К книге мы еще один раз вернемся. Посмотрим, какие достижения Ньютона еще отражены в филателии. Он много занимался вопросами света и оптики. На марке Венгрии изображена оптическая линза.

Ньютон построил первый практический телескоп-рефлектор. Его стилистическое изображение есть на штемпеле гашения КПД.

На ранее приведенной марке Германии 1993 года справа видна треугольная стеклянная призма и слева стилизованная радуга. Ньютон первым разработал теорию цвета, основанную на наблюдениях, что призма разделяет белый свет на цвета видимого спектра.

Титульный лист «Начал» Ньютона  

По закону жанра история перестает быть интересной, если нет какого-нибудь конфликта интересов. В одном-единственном месте «Начал» для доказательств теорем Ньютон использует аналитический метод и провозглашает свой приоритет в открытии метода «флюксий». Все остальные доказательства строились на геометрических принципах.

Страница из «Начал» Ньютона

Из писем Ньютона мы узнаем следующее: «…около десяти лет тому назад я обменивался с весьма искусным математиком г-ном Лейбницем, я ему сообщал, что обладаю методом для определения максимумов и минимумов, проведения касательных…, …могу найти флюксии и обратно. …Знаменитейший муж отвечал мне, что он также напал на такой метод и сообщил мне свой метод, который оказался едва отличающимся от моего и то только терминами и начертанием формул».

Марка Германии. Математик Готтфрид Лейбниц

Выражение «могу найти флюксии и обратно» на современном языке означает – могу находить производные и брать интегралы. Человечество получило дифференциальное и интегральное исчисление, математики стали работать с переменными величинами. Это открытие сделали сразу два человека, соперничающие друг с другом. Но в науке есть правило: приоритет получает тот, кто сумел первым опубликовать свое открытие. Но конфликт о первенстве все равно не утихал добрый десяток лет.

Королева Англии Анна присвоила Ньютону титул рыцаря, теперь его стали величать Сэр Исаак Ньютон. Он был похоронен в Вестминстерском аббатстве в Лондоне, традиционном месте коронации и захоронения монархов Великобритании.

На могиле великого ученого высечены следующие слова:

«Здесь покоится
Сэр Исаак Ньютон,
Который почти божественной силой своего ума
Впервые объяснил
Помощью своего математического метода
Движения и формы планет,
Пути комет, приливы и отливы океана.
Он первый исследовал разнообразие световых лучей
И проистекающие отсюда особенности цветов,
Каких до того времени никто даже не подозревал.
Прилежный, проницательный и верный истолкователь
Природы, древностей и священного писания,
Он прославил в своем учении Всемогущего Творца.
Требуемую Евангелием простоту он доказал своей жизнью.
Пусть смертные радуются, что в их среде
Жило такое украшение человеческого рода.

Родился 25 декабря 1642 года
Умер 20 марта 1727 года».

Источники: 

1. Спасский Б. И. История физики. – Изд. 2-е. М.: Высшая школа, 1977. Т.1.

2. Тюлина И.А. Об основах ньютоновой механики (к трёхсотлетию «Начал» Ньютона)// История и методология естественных наук. М.: МГУ, 1989. – Вып. 36. С. 184 – 196.

3. Фото из свободного доступа. Яндекс. Картинки

Александр Платонов, г. Тюмень