Кіріспе
Келесі мақала - ағылшын математигі және ғалымы, "Principia" кітабының авторы Исаак Ньютонның өмірбаянының бір бөлігі. Мақалада Ньютонның 1642 жылы дүниеге келгеннен кейінгі жылдары, оның білімі, сондай-ақ 1685 жылы басты еңбегі "Principia Mathematica" жазылғанға дейінгі алғашқы ғылыми еңбектері баяндалады.
The following article is part of a biography of Sir Isaac Newton, the English mathematician and scientist, author of the Principia. It portrays the years after Newton's birth in 1642, his education, as well as his early scientific contributions, before the writing of his main work, the Principia Mathematica, in 1685.
Ньютонның өмірі туралы қысқаша мәлімет
Исаак Ньютон көптеген ғылыми жаңалықтарымен танымал. Осы жаңалықтардың ішінде қозғалыс заңдары, гравитация теориясы және негізгі есептеулер бар. Ньютон математика мен физика салаларындағы жаңалықтарымен әйгілі болғанымен, химия, Киелі кітап тарихы және оптика салаларын да зерттеуге көп күш жұмсады. Ньютонның ең танымал еңбектерінің бірі – «Principia», онда ол уақыт, физика, математика және есептеулер туралы маңызды жаңалықтарын сипаттады. Оның теориялары тез арада бүкіл әлемге танымал болғанымен, оның алғашқы теорияларына қарсылықтар болды. Атап айтқанда, гравитация теориясы Кристиан Гюйгенс және Лейбниц сияқты көрнекті ғалымдардан сынға ұшырады. Бірнеше жылдық пікірсайыстардан кейін Ньютонның гравитация жөніндегі түсінігі жалпыға қабылданды және ол Еуропа құрлығындағы жетекші тұлғаға айналды.
Академиялық мансап
1665 жылдың қаңтарында Ньютон бакалавр дәрежесін алды. Сұрақтарды тексеруге тағайындалған адамдар (прокторлармен бірге, Кембридждегі Катарина Холлдың Джон Слейді және Ньютонның мұғалімі Тринити колледжінің Бенджамин Пуллейн) Катарина Холлдың Джон Эцхард және Тринити университетінің Томас Гипсі болды. Бұл қызықты жағдай, себебі осы жылы дипломға үміткерлердің жетістіктері туралы бізде ақпарат жоқ, өйткені «Бақыт кітабында» осы жылға арналған бакалаврлардың «ордо синиоритис» тізімі жоқ. 1665 жылы Ньютонның ойына алғаш рет флюксион әдісі (оның вариациялар есебіне арналған термині) келді деп есептеледі. Ньютонның 1665 және 1666 жылдардағы қолжазбаларында бірнеше қағаздар бар, онда әдіс сипатталған, олардың кейбіреулерінде флюкцияларды (яғни туындыларды) көрсету үшін нүктелі немесе штрихталған әріптер қолданылған, ал кейбіреулерінде әдіс нүктелі әріптерді қолданбай түсіндірілген. 1665 және 1666 жылдары Тринити колледжі Лондонның Ұлы обасының салдарынан жабылды. Әр жағдайда колледждің «Қорытынды кітабында» жазылған 1665 жылғы 7 тамыздағы және 1666 жылғы 22 маусымдағы жазбалар бойынша және колледж магистрі доктор Пирсонның қол қойғандай, обаға байланысты жұмыстан босатылған барлық студенттер мен ғалымдарға бір айлық тамақ ақысы беріледі. Ньютон 1665 жылдың тамызына дейін колледжді тастап кеткен болуы керек, өйткені оның есімі сол кезде қосымша тамақ алғандардың тізімінде жоқ, және ол өзінің бұрын цитата келтірген жазбаларында «обадан қорқып Кембриджден кетуге мәжбүр болдым» деп айтады. Ол 1667 жылдың 5 қазанында колледждің мүшесі болып сайланды. Тоғыз бос орын болды, оның бірі өткен жазда Абрахам Коулидің қайтыс болуынан туындады, ал тоғыз үміткердің барлығы бірдей академиялық деңгейде болды. Сайланғаннан кейін бірнеше аптадан соң Ньютон Линкольнширге кетіп, келесі ақпанға дейін Кембриджге қайтып оралмады. 1668 жылдың наурыз айында ол магистр дәрежесін алды. 1666-1669 жылдары Ньютонның зерттеулері өте әртүрлі болды. Ол екі-үш рет призмалар мен линзалар, сондай-ақ химиялық заттар мен пеш сатып алды, әрине химиялық тәжірибелер үшін, бірақ ол сонымен қатар уақытының бір бөлігін флюксиялар теориясымен және таза математиканың басқа салаларымен айналысты. Ол De Analysi per Aequationes Numero Terminorum Infinitas атты мақала жазды, оны 1669 жылдың маусым айында Исаак Барроуға (содан кейін Лукасиан математика профессоры) тапсырды, сонымен бірге оның мазмұнын ортақ досы Джон Коллинзге (1624-1683) жеткізуге рұқсат берді. Барроу мұны 1669 жылдың 31 шілдесінде жасады, бірақ автордың атын құпия сақтады және Коллинзге ол Кембриджде тұратын досы екенін айтты, ол осындай мәселелерге өте қабілетті. 20 тамыздағы келесі хатында Барроу Коллинздің мақала туралы жағымды пікірін естігеніне қуанғанын білдірді және «автордың аты Ньютон, біздің колледждің мүшесі және өнер магистрі дәрежесін алғаннан бері екінші жылы ғана жүрген жас жігіт және теңдесі жоқ дарынмен (quo est acumen) математиканың осы саласында үлкен жетістіктерге жетті» деп қосты. Көп ұзамай Барроу өзінің төрағалық қызметінен кетіп, Ньютонның оның орнын басуына көмектесті. Ньютон 1670 жылдың 29 қазанында Лукасиан профессоры болып сайланды. Оның профессоры ретінде аптасына кем дегенде бір рет геометрия, арифметика, астрономия, география, оптика, статика немесе басқа математикалық пәндер бойынша дәріс беру міндеті болды, сондай-ақ аптасына екі сағат бойы кез-келген студентке аудиторияға рұқсат беру керек. Ньютон өзінің лекциясына оптиканы таңдады. Бұл лекциялар оның беделін арттырмады, өйткені оларға өте аз адам қатысты; көбінесе Ньютонды сынып қабырғаларында дәріс беруге қалдырды. Олардың мазмұны туралы есеп 1672 жылдың көктемінде Корольдік қоғамға ұсынылды. 1684 жылы Эдмунд Галли Ньютонның үйіне келді. Ол Ньютонның жұлдыздар мен планеталар сияқты ғарыш кеңістігіндегі нысандардың қозғалысы туралы жасаған зерттеулерін байқады. Ньютон өз зерттеулерін көпшілікке таныстыруға көндірілді, ол көп ұзамай жарияланды. «Табиғи философияның математикалық қағидалары» атты басылымда Ньютонның атақты үш заңы таныстырылды: инерция заңы, күштердің қосындысы массаны үдеумен көбейтуге тең және әрбір әрекетке тең және қарама-қарсы реакция бар. Ньютоннан бұрын аспан денелерінің қозғалысын сипаттау үшін идеялар ұсынған бірнеше философтар болған. Кеплер мен Галилео Галилей планеталардың қозғалысын түсіну үшін, заттардың құлауын жиі зерттеген. Алайда теориясын заңға айналдырған Ньютон ең көп табысқа қол жеткізді. Оқушылар бұл ұғымдарды мектепте оқиды, олар өмірдің барлық аспектілеріне қатысты. 1688 жылы Ньютон Кембридж университетіндегі парламенттік конвенцияға сайланды, онда ол екі жыл бойы жұмыс істеді. Кембриджде болған кезде ол Джон Локк және Николас Фатио де Дуйлье сияқты бірнеше танымал адамдармен танысты. Ньютон осы екі тұлғамен өмір бойы байланыс орнатты. Христиан Гюйгенс та Ньютонмен бұрын гравитация туралы келіспегендіктен оқиғаға қатысты. Екі тұлға олардың пікірталасы туралы ұзақ пікірталас жүргізіп, келісімге келді. Одан кейін Ньютон өмірінде жазуға басымдық берген кезеңге кірді. Ол өзінің «Principia» кітабын өңдеуден бастады. Ол жасаған түзетулеріне қарамастан, «Principia» кітабының жаңа нұсқасы 1693 жылға дейін Ньютонның психикалық күйіне байланысты тасталды. Ол өзінің әйгілі жазбаларына енгізген түзетулерін жойған психикалық күйреуге ұшырағанын мәлімдеді. Ньютон сол кезде «Praxis» деп аталатын басқа да романымен айналысты. Бұл мәтін Ньютонның химияға қатысты бес әдебиеттік нұсқасынан тұрады. Осы кезеңде Ньютон дін, есептеу және химияны қоса алғанда, көптеген салаларды зерттеді. Альфред Руперт Холлдың сөзіне сәйкес, Ньютон 1668 жылы алғашқы практикалық рефлекторлық телескопты жасады. Кейін оның дизайнына прототип «Ньютондық телескоп» немесе «Ньютонның рефлекторы» деп аталды. 1671 жылдың 21 желтоқсанында доктор Сет Уорд, Солсбери епископы, оны Корольдік қоғамға қабылдауға үміткер ретінде ұсынды, ал 1672 жылдың 11 қаңтарында ол қоғамдың мүшесі болып сайланды. Ньютон сайланған жиналыста ол өзі ойлап тапқан рефлекторлық телескоп туралы сипаттама оқыды, «және хатшыға Ньютонға оның қоғамға сайланғанын хабарлап, телескопы үшін оған алғыс айту және қоғам осы өнертапқышпен байланысты барлық құқықтарды қамтамасыз ететінін хабарлау үшін хат жазуға бұйрық берілді». Ньютон 1672 жылдың 18 қаңтарында хатшыға жауап берді: «Сіздің келесі хатыңызда қоғамның апталық жиналыстарын қанша уақытқа дейін жалғастыратынын маған хабарлағаныңызды қалаймын, өйткені егер олар оны қанша уақытқа дейін жалғастырса, мен осы телескопты жасауыма себеп болған философиялық жаңалықты қарастырып, тексеруге ұсынып отырмын, менің ойымша, бұл құралдан гөрі әлдеқайда бағалы боларлық жаңалық». Бұл уәде 1672 жылдың 6 ақпанында Ньютон Корольдік қоғам хатшысы Генри Олденбургқа жолдаған хатында орындалды, ол екі күннен кейін қоғам алдында оқылды. Барлығы «Философиялық транзакциялардың» 80-шы нөмірінде жарияланды...
Даулар
Бұл жаңалықтардың жариялануы бірнеше жылға созылған дау-дамайларға әкелді, онда Ньютон әйгілі ағылшын физигі Роберт Гукпен, Антони Лукаспен (Льеж университетінің математика профессоры), Франсискус Линуспен (Льеждегі дәрігер) және тағы да басқалармен күресуге мәжбүр болды. Оның кейбір қарсыластары оның эксперименттерінің шындығын жоққа шығарып, спектрдің бар екеніне сенуден бас тартты. Басқалары эксперименттерді сынап, спектрдің ұзындығы енінен үш жарым еседен аспайды деді, ал Ньютон оның енінен бес есе ұзын екенін анықтады. Ньютонның барлық призмалар бірдей ұзындықтағы спектр береді деген қате пікірге келгені мүмкін; қарсыластарының наразылықтары оны әртүрлі бұрыштар мен әртүрлі сындыру көрсеткіштері бар призмалардың құрамындағы спектрлердің ұзындығын мұқият өлшеуге итермеледі, бірақ бұл оны әртүрлі сындыру заттарының әртүрлі дисперсиялық қабілеттерін ашуға әкелмеді. Ньютон қарсыластарымен пікірталас жүргізуде үлкен сыпайылық пен шыдамдылық танытты, бірақ осы ұзақ пікірталас оның сезімтал санасына қаншалықты ауыр тигенін оның 1676 жылғы 18 қарашадағы Ольденбургке жазған хатынан бағалауға болады: "Мен сізге келесі сейсенбіде мырза Лукасқа жауап беруге уәде бердім, бірақ жобалағандарымды сол уақытқа дейін көшіріп алуға үлгірмеймін, сондықтан сізден бір аптаға шыдамдылық тілеймін. Мен өзімді философияның құлына айналдырғанымды көріп отырмын, бірақ егер мырза Лукастың мәселесінен құтылсам, оны мәңгілікке ұмытып, тек жеке қанағаттануым үшін немесе өлімнен кейін жариялануына рұқсат беремін, өйткені адам жаңа ештеңе жасамауға немесе оны қорғау үшін құл болуға шешім қабылдауы керек екенін түсіндім". Бұл даулар Ньютонның ынтасын оның қорқатынындай басып алмады. Ол кейіннен оптиканың түрлі салаларына қатысты көптеген мақалаларын "Философиялық хабарламалар" журналында жариялады, және оның кейбір көзқарастары қате болғанымен, қазіргі таңда олардың көпшілігі қабылданбайды, оның зерттеулері тұрақты құндылыққа ие жаңалықтарға әкелді. Ол жұқа және қалың пластиналардың түсін (дифракция), жарықтың сынға ұшырауын түсіндіре алды, сондай-ақ қос сындыру, жарықтың поляризациясы және бинокулярлық көру туралы жазды. Ол сонымен қатар Ай мен жылдыздар арасындағы бұрыштарды өлшеуге арналған бейнелейтін квадрантты ойлап тапты – бұл тарихи маңызы бар навигациялық құрал, көбінесе Хэдли квадранты деп аталады. Ол бұл жаңалықты 1700 жылы Эдмунд Галлейге жеткізді, бірақ ол Ньютонның өлімінен кейін ғана жарияланды немесе Корольдік қоғамға хабарланды, оның сипаттамасы оның қағаздарынан табылды.
Ауызекі сөйлеуші сайлауы туралы дау
1673 жылдың наурыз айында Ньютон университеттегі дауға белсенді түрде қатысты. Қоғамдық тілші лауазымы бос қалды, соның салдарынан колледж басшылары мен Сенат мүшелері арасында осы лауазымға сайлау жолы туралы пікір қақтығысы туды. Басшылар екі үміткерді ұсыну құқығын талап етті, олардың біреуін Сенат сайлауы тиіс еді. Сенат ашық дауыс беру арқылы дұрыс шешім қабылдануын қалады. Университет канцлері, Букингемнің 2-ші герцогы Джордж Вильерс, екі тарапты да қанағаттандыруға тырысты, ол: «Осы уақытқа дейін басшылардың ұсынысын қабылдап, Сенат оны орындасын деп үміттенемін, бірақ (қажет деп санаса) бұл сайлау олардың талаптарына зиян келтіретін үлгі ретінде қарастырылмауы мүмкін деген наразылық білдірсін» деді, сондай-ақ, «Барлық университет негізінен Сент-Джон колледжінің докторы Генри Паман мен Тринити колледжінің мырза Крейвенді қарастыратынын түсінгендіктен, екеуін де ұсынуды ұсынамын» деді. Алайда, басшылар доктор Паман мен Ральф Сандерсонды (Сент-Джонс колледжінен) ұсынды; келесі күні Сенаттың 121 мүшесі Крейвенге, ал 98-і Паманға дауыс берді. Сайлау күні таңертең Ньютонның аты жазылған наразылық оқылып, Регенттер үйіне тіркелді. Бірақ вице-канцлер сол күні таңертең Паманды қабылдады, осылайша Ньютон қатысқан ғылыми емес сипаттағы алғашқы дау аяқталды.
Ньютонның кедейлігі
1673 жылдың 8 наурызында Ньютон Корольдік қоғамның хатшысы Олденбургке былай деп жазды: «Мырза, мен Корольдік қоғамның мүшелігінен түгелдей бас тартуымды өтінемін: себебі, мен осы ұйымды құрметтесем де, оларға пайдасым жоқ екенін және (осы қашықтықтан) олардың жиналыстарына қатыса алмайтынымды түсінемін, сондықтан бас тартуды қалаймын». Олденбург бұған жауап ретінде Ньютонның апталық төлемдерін кешіру үшін Қоғамға өтініш етуді ұсынды, себебі Ньютонның Олденбургке 1673 жылдың 23 маусымында жазған хатында: «Менің тоқсандық төлемдерім туралы ұсынысыңызға рахмет, бірақ егер оларды кешіруге бұрыннан ұсыныс жасамасаңыз, олар үшін сізді мазаламаңыз». Бұл мәселе бойынша 1675 жылдың 28 қаңтарында Олденбург Қоғамға «Ньютон мырзаның жағдайы осындай, ол апталық төлемдерден босатылуын қалайды» деп хабарлағанша ештеңе істелмеген сияқты. Осыған байланысты «кеңес мүшелері оны басқалармен бірге босатуға келісті». 1675 жылдың 18 ақпанында Ньютон ресми түрде Қоғамға қабылданды. Ньютонның осы төлемдерден босатылуын қалаған себебі, ол діни қызметкер емес болғандықтан, оның Тринити колледжіндегі стипендиясы 1675 жылдың күзінде аяқталып, оның табысы төмендеуі мүмкін еді. Бірақ 1675 жылдың сәуір айында ол патшадан патент алды, ол Лукасиан профессоры ретінде діни қызметкер болмай-ақ стипендиясын сақтауға мүмкіндік берді. Бұл Ньютонның қаржылық алаңдауын басаңдеткен болуы керек, өйткені 1676 жылдың қараша айында ол Тринити колледжінің жаңа кітапханасын салуға 40 фунт стерлинг салды.