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BIOGRAFIEN GROSSER WISSENSCHAFTLER
Newton Isaac. Biographie des Wissenschaftlers
Verzeichnis / Biografien großer Wissenschaftler
Isaac Newton wurde am Tag der Weihnachtsfeiertage von 1642 (4. Januar 1643 nach dem neuen Stil) im Dorf Woolsthorpe in Lincolnshire geboren. Sein Vater starb vor der Geburt seines Sohnes. Newtons Mutter, geborene Aiskof, gebar kurz nach dem Tod ihres Mannes eine Frühgeburt, und der neugeborene Isaac war auffallend klein und gebrechlich. Sie dachten, dass das Baby nicht überleben würde. Newton jedoch erreichte ein hohes Alter und zeichnete sich, abgesehen von kurzfristigen Störungen und einer schweren Krankheit, stets durch eine gute Gesundheit aus. Die Familie Newton gehörte besitzmäßig zur Reihe der Bauern der Mittelhand. Der kleine Isaac verbrachte die ersten drei Jahre seines Lebens ausschließlich in der Obhut seiner Mutter. Aber nachdem sie den Priester Smith wieder geheiratet hatte, vertraute die Mutter das Kind ihrer Großmutter, ihrer Mutter, an. Als Isaac aufwuchs, kam er in eine Grundschule. Im Alter von zwölf Jahren begann der Junge, eine öffentliche Schule in Grantham zu besuchen. Er wurde in einer Wohnung mit dem Apotheker Clark untergebracht, wo er mit Unterbrechungen etwa sechs Jahre lang lebte. Das Leben beim Apotheker weckte in ihm zum ersten Mal den Wunsch, Chemie zu studieren, denn für Schulwissenschaften war es Newton nicht gegeben. Der Hauptfehler in diesem Fall muss aller Wahrscheinlichkeit nach auf die Unfähigkeit der Lehrer zurückgeführt werden. Von Kindheit an liebte es der zukünftige Wissenschaftler, verschiedene mechanische Geräte zu bauen - und blieb zunächst immer Mechaniker. Isaac lebte bei Clark und konnte sich auf ein Universitätsstudium vorbereiten. Am 5. Juni 1660, als Newton noch keine achtzehn Jahre alt war, wurde er am Trinity College (Trinity College) aufgenommen. Die University of Cambridge war damals eine der besten in Europa: Philologische und mathematische Wissenschaften blühten hier gleichermaßen auf. Newton wandte sein Hauptaugenmerk der Mathematik zu. Über Newtons erste drei Jahre in Cambridge ist wenig bekannt. Laut den Büchern der Universität war er 1661 ein "Subsizer". So hießen die armen Studenten, die nicht über die Mittel verfügten, um ihr Studium zu bezahlen, und die noch nicht ausreichend darauf vorbereitet waren, einem echten Universitätskurs zuzuhören. Sie besuchten einige Vorlesungen und mussten gleichzeitig den Reicheren dienen. Erst 1664 wurde Newton ein richtiger Student; 1665 erhielt er den Grad eines Bachelor of Fine Arts (Wortwissenschaften). Seine ersten wissenschaftlichen Experimente beziehen sich auf das Studium des Lichts. Als Ergebnis langjähriger Arbeit fand Newton heraus, dass ein weißer Sonnenstrahl eine Mischung aus vielen Farben ist. Der Wissenschaftler bewies, dass mit Hilfe eines Prismas weiße Farbe in ihre einzelnen Farben zerlegt werden kann. Bei der Untersuchung der Lichtbrechung in dünnen Filmen beobachtete Newton ein Beugungsmuster, das "Newtonsche Ringe" genannt wurde. Die Bedeutung dieser Entdeckung wurde erst in der zweiten Hälfte des XNUMX. Jahrhunderts vollständig erkannt, als auf ihrer Grundlage die Spektralanalyse entstand - eine neue Methode, die es ermöglichte, die chemische Zusammensetzung sogar erdferner Sterne zu untersuchen. 1666 brach in Cambridge eine Epidemie aus, die nach damaligem Brauch als Seuche galt, und Newton zog sich in seine Woolsthorpe zurück. Hier, in der Stille des Dorfes, hatte der vierundzwanzigjährige Newton, der keine Bücher oder Instrumente zur Hand hatte und ein fast zurückgezogenes Leben führte, tiefen philosophischen Reflexionen nachgegeben. Ihre Frucht war die brillanteste seiner Entdeckungen - die Lehre von der universellen Gravitation. Es war ein Sommertag. Newton meditierte gerne im Garten im Freien. Die Überlieferung berichtet, dass Newtons Gedanken durch den Fall eines überquellenden Apfels unterbrochen wurden. Der berühmte Apfelbaum wurde lange Zeit als Mahnmal für die Nachwelt aufbewahrt, später verdorrt, gefällt und in Form einer Bank unter Denkmalschutz gestellt. Newton hatte lange über die Gesetze des Fallens von Körpern nachgedacht, und es ist gut möglich, dass ihn der Fall eines Apfels erneut zum Nachdenken angeregt hat. Newton selbst schrieb viele Jahre später, dass er die mathematische Formel, die das Gesetz der universellen Gravitation ausdrückt, aus dem Studium der berühmten Gesetze von Kepler abgeleitet habe. Newton hätte seine brillante Idee niemals entwickeln und beweisen können, wenn er nicht über eine mächtige mathematische Methode verfügt hätte, die weder Hooke noch irgendeiner von Newtons Vorgängern kannte – dies ist die Analyse unendlich kleiner Größen, die heute als Differential- und Integralrechnung bekannt ist. Lange vor Newton beschäftigten sich viele Philosophen und Mathematiker mit der Frage der Infinitesimalzahlen, beschränkten sich aber auf die elementarsten Schlussfolgerungen. 1669 war Newton bereits Professor für Mathematik an der University of Cambridge, nachdem er den Lehrstuhl geerbt hatte, der von dem damals berühmten Mathematiker Isaac Barrow geleitet wurde. Dort machte Newton seine erste große Entdeckung. Fast gleichzeitig mit dem deutschen Mathematiker Leibniz schuf er die wichtigsten Zweige der Mathematik - die Differential- und Integralrechnung. Aber Newtons Entdeckungen beschränkten sich nicht auf die Mathematik. Newton erstellte seine Methode auf der Grundlage früherer Entdeckungen, die er auf dem Gebiet der Analyse gemacht hatte, aber in der wichtigsten Frage wandte er sich der Hilfe von Geometrie und Mechanik zu. Wann genau Newton seine neue Methode entdeckte, ist nicht genau bekannt. Aufgrund der engen Verbindung dieser Methode mit der Gravitationstheorie sollte man meinen, dass sie von Newton zwischen 1666 und 1669 und jedenfalls vor den ersten Entdeckungen auf diesem Gebiet durch Leibniz entwickelt wurde. Nach seiner Rückkehr nach Cambridge nahm Newton wissenschaftliche und lehrende Tätigkeiten auf. Von 1669 bis 1671 hielt er Vorlesungen, in denen er seine wichtigsten Entdeckungen zur Analyse von Lichtstrahlen vorstellte; aber keine seiner wissenschaftlichen Arbeiten wurde bisher veröffentlicht. Newton arbeitete weiterhin an der Verbesserung optischer Spiegel. Gregorys Spiegelteleskop mit einem Loch in der Mitte, ein objektiver Spiegel, befriedigte Newton nicht. "Die Nachteile dieses Teleskops", sagt er, "schienen mir sehr bedeutend zu sein, und ich fand es notwendig, das Design zu ändern und das Okular an der Seite des Tubus zu platzieren." Dennoch blieb noch viel Arbeit auf dem Gebiet der Teleskoptechnik. Newton versuchte zunächst, Lupen zu schleifen, gab aber nach von ihm gemachten Entdeckungen bezüglich der Zerlegung von Lichtstrahlen die Idee auf, Linsenfernrohre zu verbessern und begann mit dem Schleifen von Hohlspiegeln. Das Teleskop von Newton kann zu Recht als das erste Spiegelteleskop bezeichnet werden. Dann fertigte der Wissenschaftler in Handarbeit ein weiteres Teleskop mit größeren Abmessungen und besserer Qualität an. Schließlich erfuhr die Royal Society of London von diesen Teleskopen, die sich über ihre Sekretärin Oldenburg mit der Bitte um Einzelheiten der Erfindung an Newton wandte. 1670 schenkte Newton Oldenburg sein Fernrohr – ein sehr wichtiges Ereignis in seinem Leben, da dieses Instrument Newtons Namen erstmals der gesamten damaligen Wissenschaftswelt bekannt machte. Ende 1670 wurde Newton zum Mitglied der Royal Society of London gewählt. 1678 starb der Sekretär der Royal Society of London, Oldenburg, der Newton äußerst freundlich und mit größtem Respekt behandelte. Sein Platz wurde von Hooke eingenommen, obwohl er neidisch auf Newton war, aber unwillkürlich sein Genie erkannte. Es sei darauf hingewiesen, dass Hooke eine Rolle bei Newtons herausragenden Entdeckungen gespielt hat. Newton glaubte, dass ein fallender Körper aufgrund der Kombination seiner Bewegung mit der Bewegung der Erde eine Schraubenlinie beschreiben würde. Hooke zeigte, dass eine Schraubenlinie nur unter Berücksichtigung des Luftwiderstands erhalten wird und dass die Bewegung im Vakuum elliptisch sein muss – wir sprechen von einer echten Bewegung, das heißt einer Bewegung, die wir beobachten könnten, wenn wir selbst nicht an der Bewegung teilnehmen würden ... der Globus. Nachdem er Hookes Schlussfolgerungen überprüft hatte, war Newton überzeugt, dass ein Körper, der mit ausreichender Geschwindigkeit geworfen wird und gleichzeitig unter dem Einfluss der Erdanziehungskraft steht, tatsächlich eine elliptische Bahn beschreiben kann. Als er über dieses Thema nachdachte, entdeckte Newton den berühmten Satz, wonach ein Körper unter dem Einfluss einer Anziehungskraft, ähnlich der Schwerkraft, immer einen Kegelschnitt beschreibt, dh eine der Kurven, die man erhält, wenn man einen Kegel schneidet durch eine Ebene (Ellipse, Hyperbel, Parabel und in Sonderfällen Kreis und Gerade). Außerdem fand Newton heraus, dass das Anziehungszentrum, also der Punkt, an dem sich die Wirkung aller auf einen bewegten Punkt wirkenden Anziehungskräfte konzentriert, im Brennpunkt der beschriebenen Kurve liegt. Somit liegt der Mittelpunkt der Sonne (ungefähr) im allgemeinen Brennpunkt der von den Planeten beschriebenen Ellipsen. Nachdem er solche Ergebnisse erzielt hatte, sah Newton sofort, dass er theoretisch, das heißt auf der Grundlage der Prinzipien der rationalen Mechanik, eines der Keplerschen Gesetze hergeleitet hatte, das besagt, dass die Mittelpunkte der Planeten Ellipsen beschreiben und dass der Mittelpunkt der Sonne bei der ist Schwerpunkt ihrer Bahnen. Aber Newton war mit dieser grundlegenden Übereinstimmung zwischen Theorie und Beobachtung nicht zufrieden. Er wollte sehen, ob es mit Hilfe der Theorie möglich ist, die Elemente von Planetenbahnen tatsächlich zu berechnen, dh alle Details der Planetenbewegungen vorherzusagen? Um sicherzustellen, dass die Schwerkraft der Erde, die Körper auf die Erde fallen lässt, wirklich identisch ist mit der Kraft, die den Mond in seiner Umlaufbahn hält, begann Newton zu rechnen, aber da er keine Bücher zur Hand hatte, benutzte er nur die gröbsten Daten. Die Berechnung zeigte, dass bei solchen numerischen Daten die Schwerkraft der Erde um ein Sechstel größer ist als die Kraft, die den Mond in seiner Umlaufbahn hält, und als ob es einen Grund gibt, der der Bewegung des Mondes entgegenwirkt. Als Newton von der Messung des Meridians durch den französischen Wissenschaftler Picard erfuhr, stellte er sofort neue Berechnungen an und war zu seiner größten Freude überzeugt, dass seine alten Ansichten vollständig bestätigt wurden. Es stellte sich heraus, dass die Kraft, die Körper auf die Erde fallen lässt, genau gleich der Kraft ist, die die Bewegung des Mondes steuert. Dieser Schluss war für Newton der höchste Triumph. Nun waren seine Worte völlig berechtigt: "Genie ist die Geduld des auf eine bestimmte Richtung konzentrierten Denkens." All seine tiefen Hypothesen, langfristigen Berechnungen erwiesen sich als richtig. Jetzt war er endgültig von der Möglichkeit überzeugt, ein ganzes System des Universums zu erschaffen, das auf einem einfachen und großartigen Prinzip basiert. All die komplexesten Bewegungen des Mondes, der Planeten und sogar Kometen, die durch den Himmel wandern, wurden ihm klar. Es wurde möglich, die Bewegungen aller Körper des Sonnensystems und vielleicht der Sonne selbst und sogar von Sternen und Sternensystemen wissenschaftlich vorherzusagen. Ende 1683 teilte Newton der Royal Society schließlich die Hauptprinzipien seines Systems mit, indem er sie in Form einer Reihe von Sätzen über die Bewegung der Planeten darlegte. Newton präsentierte seine wichtigsten Schlussfolgerungen in einem grundlegenden Werk mit dem Titel „The Mathematical Principles of Natural Philosophy“. Noch vor Ende April 1686 waren die ersten beiden Teile seines Buches fertig und wurden nach London geschickt. Auf dem Gebiet der Mechanik entwickelte Newton nicht nur die Positionen von Galileo und anderen Wissenschaftlern weiter, sondern gab auch neue Prinzipien, ganz zu schweigen von vielen bemerkenswerten Einzelsätzen. Laut Newton selbst hat sogar Galileo die Prinzipien aufgestellt, die Newton „die ersten beiden Bewegungsgesetze“ nannte. Newton formuliert diese Gesetze wie folgt: I. Jeder Körper befindet sich in einem Ruhezustand oder in einer gleichförmigen, geradlinigen Bewegung, bis eine Kraft auf ihn einwirkt und ihn zwingt, diesen Zustand zu ändern. II. Die Bewegungsänderung ist proportional zur Antriebskraft und entlang der Geraden gerichtet, entlang der die gegebene Kraft wirkt. Zusätzlich zu diesen beiden Gesetzen formulierte Newton ein drittes Bewegungsgesetz, das er wie folgt ausdrückt: III. Die Wirkung ist immer gleich und der Reaktion direkt entgegengesetzt, das heißt, die Wirkungen zweier Körper aufeinander sind immer gleich und in entgegengesetzte Richtungen gerichtet. Nachdem Newton die allgemeinen Bewegungsgesetze aufgestellt hatte, leitete er daraus viele Folgerungen und Theoreme ab, die es ihm ermöglichten, die theoretische Mechanik zu einem hohen Grad an Perfektion zu bringen. Mit Hilfe dieser theoretischen Grundlagen leitet er sein Gravitationsgesetz detailliert aus den Keplerschen Gesetzen ab und löst dann das inverse Problem, das heißt, er zeigt, wie die Bewegung der Planeten aussehen müsste, wenn wir das Gravitationsgesetz als bewiesen annehmen. Newtons Entdeckung führte zur Schaffung eines neuen Weltbildes, wonach alle Planeten, die in kolossaler Entfernung voneinander liegen, zu einem System verbunden sind. Mit diesem Gesetz legte Newton den Grundstein für einen neuen Zweig der Astronomie - die Himmelsmechanik, die heute die Bewegung der Planeten untersucht und es Ihnen ermöglicht, ihre Position im Weltraum zu berechnen. Newton konnte die Bahnen berechnen, auf denen sich die Satelliten von Jupiter und Saturn bewegen, und anhand dieser Daten die Kraft bestimmen, mit der die Erde den Mond anzieht. All diese Daten werden wiederum in zukünftigen erdnahen Raumflügen verwendet. Newtons weitere Forschungen ermöglichten es ihm, die Masse und Dichte der Planeten und der Sonne selbst zu bestimmen. Newton zeigte, dass die Dichte der Sonne viermal geringer ist als die Dichte der Erde, und die durchschnittliche Dichte der Erde entspricht ungefähr der Dichte von Granit und im Allgemeinen der schwersten Felsen. In Bezug auf die Planeten fand Newton heraus, dass die sonnennächsten Planeten die dichtesten sind. Als nächstes fuhr Newton fort, die Figur des Globus zu berechnen. Er zeigte, dass die Erde eine Kugelform hat, nämlich wie eine Kugel, die am Äquator ausgedehnt und an den Polen abgeflacht ist. Der Wissenschaftler bewies die Abhängigkeit der Gezeiten von der kombinierten Wirkung von Mond und Sonne auf das Wasser der Meere und Ozeane. Was die eigentliche sogenannte „Himmelsmechanik“ betrifft, so hat Newton diese Wissenschaft nicht nur weiterentwickelt, sondern, könnte man sagen, geschaffen, da es vor ihm nur eine Reihe empirischer Daten gab. Die von Newton aufgestellte Theorie der Kometenbewegung, die er für unzureichend entwickelt hielt und die er nur auf Drängen von Halley veröffentlichte, ist sehr merkwürdig. Dank Newtons Berechnungen konnte Halley das Erscheinen eines riesigen Kometen vorhersagen, der 1759 tatsächlich am Himmel erschien. Er wurde Halleyscher Komet genannt. 1842 sagte der berühmte deutsche Astronom Bessel auf der Grundlage des Newtonschen Gesetzes die Existenz eines unsichtbaren Satelliten um den Stern Sirius voraus. Die Entdeckung dieses Satelliten 10 Jahre später war der Beweis dafür, dass das Gesetz der universellen Gravitation nicht nur im Sonnensystem gilt, sondern auch eines der allgemeinen Gesetze des Universums ist. 1688 wurde Newton, wenn auch mit knapper Mehrheit, ins Parlament gewählt und saß bis zu dessen Auflösung im sogenannten Konvent. 1689 litt Newton unter familiärem Kummer – seine Mutter starb an Typhus. Von ihrer Krankheit unterrichtet, bat er das Parlament um Urlaub und eilte zu ihr. Der große Wissenschaftler verbrachte ganze Nächte am Bett seiner Mutter, er selbst gab ihr Medikamente und bereitete Senfpflaster und Fliegen vor und pflegte die Kranken wie die beste Krankenschwester. Doch die Krankheit endete tödlich. Der Tod seiner Mutter erschütterte Newton zutiefst und trug vielleicht viel zu der starken nervösen Reizbarkeit bei, die sich etwas später als die Krankheit bei ihm manifestierte. Aber auch nach seiner Krankheit setzte Newton seine wissenschaftliche Arbeit fort, wenn auch nicht mit der gleichen Intensität. Er entwickelte schließlich die Theorie der Mondbewegung und bereitete wiederholte Ausgaben seines unsterblichen Werkes vor, in denen er viele neue, sehr wichtige Ergänzungen vornahm. Nach einer Krankheit schuf er seine Theorie der astronomischen Refraktion, also der Brechung der Strahlen der Sterne in den Schichten der Erdatmosphäre. Schließlich löste Newton nach einer Krankheit mehrere sehr schwierige Probleme, die von anderen Mathematikern vorgeschlagen wurden. Newton war bereits über fünfzig Jahre alt. Trotz seines großen Ruhms und des glänzenden Erfolgs seines Buches (die Publikation gehörte nicht ihm, sondern der Royal Society) lebte Newton in sehr beengten Verhältnissen und manchmal einfach in Not: Es kam vor, dass er eine geringfügige Mitgliedschaft nicht bezahlen konnte Gebühr. Sein Gehalt war unbedeutend, und Newton gab alles aus, was er hatte, teils für chemische Experimente, teils um seinen Verwandten zu helfen; Er half sogar seiner alten Liebe – der ehemaligen Miss Storey. 1695 änderten sich Newtons materielle Umstände. Newtons enger Freund und Bewunderer Charles Montague, ein junger Aristokrat, zwanzig Jahre jünger als Newton, wurde zum Schatzkanzler ernannt. Nachdem er diesen Posten übernommen hatte, beschäftigte sich Montagu mit der Verbesserung des Geldumlaufs in England, wo es zu dieser Zeit nach einer Reihe von Kriegen und Revolutionen viele gefälschte und untergewichtige Münzen gab, die dem Handel großen Schaden zufügten. Montagu hat sich in den Kopf gesetzt, die ganze Münze neu zu prägen. Um seinen Beweisen das größte Gewicht zu verleihen, wandte sich Montagu an die damals Berühmten, einschließlich Newton. Und der Wissenschaftler hat die Erwartungen seines Freundes nicht getäuscht. Er nahm mit äußerstem Eifer und gewissenhaft ein neues Geschäft auf und leistete dem Land mit seinen Kenntnissen in Chemie und seinem mathematischen Einfallsreichtum enorme Dienste. Dank dessen wurde das schwierige und komplizierte Geschäft der Ummünzen innerhalb von zwei Jahren erfolgreich abgeschlossen, wodurch die Handelskredite sofort wiederhergestellt wurden. Kurz darauf wurde Newton vom Leiter der Münze zum Chefdirektor der Münze befördert und begann, 1500 Pfund pro Jahr zu erhalten; diese Position hatte er bis zu seinem Tode inne. Mit Newtons äußerst gemäßigtem Lebensstil wurde aus seinem Gehalt ein ganzes Kapital gebildet. 1701 wurde Newton zum Abgeordneten gewählt und 1703 wurde er Präsident der englischen Royal Society. 1705 erhob der englische König Newton in die Ritterwürde. Newton zeichnete sich durch Bescheidenheit und Schüchternheit aus. Lange wagte er es nicht, seine Entdeckungen zu veröffentlichen, und wollte sogar einige Kapitel seiner unsterblichen „Anfänge“ vernichten. „Ich stehe nur deshalb hoch, weil ich auf den Schultern von Riesen stand“, sagte Newton. Dr. Pemberton, der Newton kennenlernte, als dieser schon alt war, konnte sich über die Bescheidenheit dieses Genies nicht wundern. Ihm zufolge war Newton äußerst umgänglich, hatte nicht die geringste vorgetäuschte Exzentrizität und war den Possen anderer "Genies" fremd. Er passte sich perfekt jeder Gesellschaft an und zeigte nirgends die geringste Spur von Prahlerei. Aber in anderen mochte Newton keinen arrogant-autoritativen Ton und duldete insbesondere keinen Spott über die Überzeugungen anderer. Newton hat Geld nie im Auge behalten. Seine Großzügigkeit war grenzenlos. Er pflegte zu sagen: "Menschen, die im Leben niemandem geholfen haben, haben nie jemandem geholfen." In den letzten Jahren seines Lebens wurde Newton reich und verteilte Geld, aber auch früher, wenn er selbst das Notwendige brauchte, unterstützte er immer nahe und entfernte Verwandte. Anschließend spendete Newton der Gemeinde, in der er geboren wurde, eine große Summe und vergab häufig Stipendien an junge Menschen. So verlieh er 1724 Maclaurin, dem späteren berühmten Mathematiker, ein Stipendium in Höhe von zweihundert Rubel und schickte ihn auf eigene Kosten nach Edinburgh, um dort Assistenten von James Gregory zu werden. Ab 1725 ging Newton nicht mehr zur Arbeit. Isaac Newton starb in der Nacht vom 20. März 31 während der Pest. Am Tag seiner Beerdigung wurde die Staatstrauer ausgerufen. Seine Asche ruht in der Westminster Abbey neben anderen bedeutenden Persönlichkeiten Englands. Autor: Samin D. K.
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