Его помнят как ключевую фигуру научной революции и часто упоминают о его предполагаемой встрече с яблоком в юности. Но как детство и ранние идеи Исаака Ньютона заложили основу для его последующих прорывов в науке, сделав его, возможно, величайшим ученым в истории?

Раннее одиночество

Все дети любят играть. Так они учатся. Но идеи юного Исаака Ньютона об игре никогда не были похожи на грубую и шумную игру, которая нравится большинству детей.

Он родился посмертным сыном фермера-джентльмена в 1642 году, и сельская местность Линкольншира семнадцатого века была его игровой площадкой. Несмотря на это, нет никаких упоминаний о том, что он лазил по деревьям, исследовал леса и греб в ручьях, как другие дети.

Поместье Вулстхорп, дом детства Ньютона, как показано на странице 76 книги "Мемуары о жизни сэра Исаака Ньютона" Уильяма Стакли, 1752 г. (Credit: Public Domain).

Возможно, он и делал такие вещи, но, скорее всего, был бы одиноким. Его бабушка - опекун в раннем возрасте - знала о социальном положении семьи как мелкого дворянина, и местные парни считались неподходящими товарищами для игр Исаака. На протяжении всей его жизни эти ранние лишения дружбы со сверстниками сделали Ньютона одиночкой.

Позже он записал в своих заметках, что, посещая в 1650-х годах Грамматическую школу в Грэнтэме, он пытался вовлечь своих товарищей в то, что он называл "философской игрой", но они не были заинтересованы. Умственные игры подходили Ньютону, но физические занятия, такие как погоня и борьба, были больше в их стиле.

Однако Ньютон не сидел на месте и написал об экспериментах по прыжкам с помощью ветра, проверяя, насколько сила ветра увеличивает или уменьшает расстояние прыжка.

Конечно, у него не было средств точного измерения этого, хотя считается, что он сделал базовый анемометр, чтобы измерить силу ветра, будь он слабее или сильнее, если не точную скорость. Длины веревок могли быть использованы, чтобы показать относительное расстояние прыжка, но только он мог предположить, были ли усилия, которые он прикладывал к каждому прыжку, одинаковыми, так что ветер был единственной переменной.

Какими бы ни были недостатки этих первых экспериментов, они показывают, как механика мира природы интриговала его с детства, и его энтузиазм к ее изучению сохранился на протяжении всей его долгой жизни.

Ранние изобретения

Школьные товарищи Ньютона были очарованы некоторыми игрушками, которые он делал, если не тонкостями их изготовления. Фонари, которые свисали с воздушных змеев и выглядели в темноте как привидения, пугали местных жителей.

Когда в Грэнтэме строилась новая ветряная мельница, Ньютон заметил и построил собственную действующую модель, приводимую в движение мышью, бегающей в своеобразном колесе хомяка. Ньютон жаловался, что часто "мистер Миллер", как он называл это существо, съедал зерно, которое он должен был молоть, но модель была значительным достижением, с вырезанными вручную шестеренками и осями.

Дж. М. У. Тернер, Северо-восточный вид церкви Грэнтхема, Линкольншир, ок. 1797 г. (Credit: Public Domain).

Ньютон также сделал мебель для кукольного домика девочек Кларков, живших в аптекарском магазине Уильяма Кларка в Грэнтэме, и тележку с колесами, которую он использовал как скейтборд в коридорах дома Кларков. Возможно, эти скоростные выходки зародили его более поздние идеи о движении и инерции.

Источники несомненной ловкости рук Ньютона трудно отследить. Очевидно, он обладал каким-то врожденным талантом, но, возможно, слуга в его доме, поместье Вулстхорп, показал ему некоторые базовые навыки плотницкого дела и использования инструментов.

Уильям Кларк, возможно, научил его обработке дерева, металла и стекла. Мы знаем, что Кларк показал ему, как смешивать и дистиллировать лекарственные средства - знания, которые он позже развил и усовершенствовал в своих алхимических исследованиях и экспериментах.

Телескопы

В 1660 году, в возрасте семнадцати лет, Ньютон поступил в Кембриджский университет. В те времена близлежащая ярмарка в Стоурбридже, проводившаяся ежегодно в сентябре, была версией e-bay семнадцатого века, где можно было купить практически все, от чернил до скобяных изделий, от специй до очков. Ньютон купил там призму и, возможно, другие стеклянные предметы, такие как линзы и зеркала.

Сначала он играл с призмой, любуясь красивыми радугами, но этого ему показалось мало.

Он должен был знать, как и откуда берутся цвета, когда бесцветный дневной свет проникает сквозь бесцветное стекло. Другие утверждали, что это эффект стекла, создающий цвета, которые, как считалось, состоят из степеней света и тени.

Вид с высоты птичьего полета на Тринити-колледж, Кембридж, с Большими воротами и Большим двором на переднем плане, Невильский двор и библиотека Рена на заднем плане. Гравюра Дэвида Логгана, 1690 г. (Credit: Public Domain).

Ньютон опроверг это своим "решающим экспериментом", показав, что цвета существуют, сочетаются в белом свете и могут быть разделены и сделаны видимыми, когда стекло преломляет их в разной степени.

Ньютон научился шлифовать линзы и полировать зеркала до совершенства. Сочетание этих навыков с его знаниями в области металлообработки и столярного дела позволило ему сделать небольшой, но удивительно эффективный преломляющий телескоп. Этот прекрасный инструмент обеспечил ему членство в Лондонском королевском обществе в 1672 году.

Доказуемые истины

Ньютон не прославился как астроном, который использовал свой телескоп для наблюдения за планетами, звездами и лунами для удовольствия или научного изучения. Это могли делать и другие.

Скорее, он хотел узнать, как и почему небесные тела сохраняют свои места и движутся так, как они движутся. Уверенность в том, что "что-то" удерживает звезды в нужном положении, привела его к теории гравитации - невидимой силы, действующей во всей Вселенной.

Портрет Исаака Ньютона работы сэра Годфри Кнеллера, 1689 год (Credit: Public Domain).

Это была непопулярная концепция в то время, когда наука отказывалась от мистических идей в пользу очевидных истин. Возможность того, что гравитационное притяжение Луны влияет на приливы и отливы на Земле, он пытался оценить количественно всю свою жизнь.

Еще до других ученых Ньютон понял, что движения планет, их орбиты, подчиняются закону обратного квадрата. В то время как его коллеги из Королевского общества подозревали, что это может быть так, он уже разработал математические уравнения, чтобы доказать, что это так. Таким образом, он продвинул математику в новую дисциплину "флюксии", или исчисление, как оно известно сегодня.

Это были некоторые из ранних идей Исаака Ньютона и основы его последующих работ. Однако вся его жизнь в науке всегда была незавершенной работой. Он редко довольствовался готовым произведением; теории можно было совершенствовать, математические уравнения проверять и перепроверять.

Он продолжал совершенствовать свою работу, изучая и развивая идеи до самой смерти в возрасте восьмидесяти четырех лет. Возможно, именно его бесконечное стремление все сделать правильно сделало его величайшим ученым в истории.

Мир Исаака Ньютона" Тони Маунт выходит в издательстве Amberley Publishing 15 октября 2020 г. Тони - писательница, преподаватель истории и оратор с тридцатилетним опытом личного и академического обучения. Ее первая карьера была связана с наукой, после чего она много лет преподавала. В своем последнем исследовании "Мир Исаака Ньютона" она возвращается к своей первой любви - науке, получая возможность по-новому взглянуть на одного из самых известных людей в мире.самых известных персонажей в мире.