ايزاك نيوتن

ايزاك نيوتن

ايزاك نيوتن در سال ۱۶۴۲ در انگلستان بدنيا آمد.پدرش دو ماه قبل از متولدشدنش درگذشته بود. زماني كه ايزاك ۳ ساله بود مادرش دوباره ازدواج كرد،واو نزد مادربزرگش باقي ماند. او علاقه اي به مزرعه خانوادگي نداشت،به همين جهت او براي تحصيل به دانشگاه كمبريج فرستاده شد.

vol3 401 sir isaac newton q75 484x500 - ايزاك نيوتن
علم فیزیک – ايزاك نيوتن

در روز ۲۵ دسامبر ۱۶۴۲ یعنی سال مرگ گالیله متولد شد از خانواده ای است که افراد آن کشاورزان مستقل و متوسط الحال بودند و مجاور دریا در قریه وولستورپ می زیستند نیوتن قبل از موعد متولد شد و زودرس به دنیا آمد و چنان ضعیف بود که مادر گمان برد او حتی روز اول زندگی را هم نتواند به پایان برد پدرش نیز در عین حال اسحق نام داشت و در سی سالگی و قبل از تولد فرزندش درگذشت. پدرش مردی بوده است ضعیف با رفتار غیرعادی زودرنج و عصبی مزاج. مادرش هاناآیساک زنی بود مقتصد، خانه داری بود صاحب کفایت و صنعتگری با لیاقت. آیزاک دوره کودکی شادی نداشت او سه ساله بود که مادرش با بارناباس المیت کشیش مرفه با سنی دو برابر سن خود ازدواج کرد. جدایی از مادر ظاهراً سخت بر شخصیت او اثر گذاشت و تقریباً مسلم است که رفتار بعدی وی نسبت به زنان را نیز شکل داد. نیوتن هیچگاه ازدواج نکرد اما یک بار (شاید هم دوبار) نامزد کرد به نظر می آمد که تمرکز او منحصراً روی کارش بود نه سالی که نیوتن در وولستوپ جدا از مادر گذرانید برای وی سالهای دردناکی بود داستانهایی سر زبان است که نیوتن جوان ازقبه کلیسا بالا می رفت تا نورث ویتام ده مجاور را که مادرش اینک در آن زندگی می کرد ببیند.
آموزش ابتدایی رسمی نیوتن در دو مدرسه کوچک دهکده های اسکلینگتن و راچفورد صورت گرفته بود که هر دو برای رفت و آمد روزانه به خانه او نزدیک بودند چنین به نظر می رسد که اول بار داییی او که کشیشی به نام ویلیام آیسکاف بوده است متوجه شد که در نیوتن استعدادی مافوق کودکان عادی وجود دارد.
بدین ترتیب ویلیام آیسکاف مادر را مجاب کرد که کودک را به دانشگاه کمبریج (که خودش نیز از شاگردان قدیمی این دانشگاه بود) بفرستند زیرا مادر نیوتن قصد داشت وی را در خانه نگهدارد تا در کارهای مزرعه او را کمک کند در این هنگام نیوتن ۱۵ ساله بود کمبریج در آن زمان دیگر آکسفورد را از مقام اولی که داشت خلع کرده به قلب پیوریتانیسم انگلیس و کانون زندگی روشنفکری آن کشور بدل شده بود. نیوتن در آنجا مانند هزاران دانشجوی دیگر دوره کارشناسی، خود را غرق مطالعه آثار ارسطو و افلاطون می کرد نیوتن در یکی از روزهای سال ۱۶۶۳ یا ۱۶۶۴ شعار زیر را در کتابچه یادداشت خود وارد کرد. «افلاطون دوست من و ارسطو هم دوست من است اما بهترین دوست من حقیقت است.» او از کارهای دکارت در هندسه تحلیلی شروع کرده سریعاً تا مبحث روشهای جبری پیش آمده بود در آوریل ۱۶۶۵ که نیوتن درجه کارشناسی خود را گرفت دوره آموزشی او که می توانست چشمگیرترین دوره در کل تاریخ دانشگاه باشد بدون هیچگونه شناسایی رسمی به اتمام رسید. در حدود سال ۱۶۶۵ مرض طاعون شیوع یافت و دانشگاه دانشجویان خود را مرخص کرد نیوتن به زادگاه خود مراجعه کرد همین موقع بود که هوش و استعداد نابغه بزرگ آشکار گشت زیرا تمام کتابها و جزوه های خود را در دانشگاه جا گذاشته بود فکر خود را آزاد گذاشت که به تنهایی از منابع خاص خود استفاده کند در این هنگام نیوتن بیش از بیست و دو سال نداشت ولی بیش از ارشمیدس و دکارت درباره معرفت ساختمان جهان دقیق شده بود نیوتن ضمن دو سالی که در وولستوپ بود «حساب عنصار بی نهایت کوچک» «قانون جاذبه عمومی» را کشف کرد و تئوری نور را بنیان گذاشت این داستان که سقوط سیبی از درخت نیوتن را به فکر کشف نیروی جاذبه عمومی انداخته است به نظر درست می آید او از آن لحظه این پرسشها را برای خود مطرح کرد: چرا سیب به پایین نه به بالا سقوط می کند؟ و چرا ماه بر زمین نمی افتد. این اندیشه ها بعدها او را به کشف قانون گرانش رهنمون شدند هنگامی که نیوتن چندین سال بعد پاسخ این پرسش را توانست بیابد در واقع یکی از قانونهای فیزیک را کشف کرده بود که بر تمام عالم حکمفرماست «قانون نیروی گرانش زمین.» او پس از شیوع طاعون و بازگشت به ملک زراعی مادرش، طی ۱۸ ماه به آگاهیها و کشفهایی بیش از آنچه که دانشمندان دیگر در تمام طول عمر خود دست می یابند، دست یافت او در این مدت ساخت و ساز قانون نیروی گرانش را آغاز کرد او درباره نور و رنگهای آن پژوهش کرد دلیل جزر و مد را کشف کرد قوانین و حرکات بخصوصی را به درستی تشخیص داد و معادله هایی برای آن نوشت که بعدها اساس و بنیان دانش مکانیک شد در مورد نیروی گرانش نیوتن معتقد بود که نه تنها زمین چنین نیروی گرانشی دارد بلکه تمام اجسام و اجرام چنین خصوصیتی دارند. روزی که او منشوری را در دست گرفت و اجازه داد تا پرتو نور خورشید از میان آن عبور کند او با این کار کشف کرد که نور سفید به هنگام ورود به منشور شیشه ای منحرف می شود و به هفت پرتو نور اصلی با رنگهای گوناگون تجزیه می شود آنها رنگهای رنگین کمان هستند که طیف یا بیناب نامیده می شوند و عبارتند از: سرخ، نارنجی، زرد، سبز، ابی، نیلی و بنفش. او تمام این کشفیات را در یک دوره زمانی ۱۸ ماه به انجام رسایند بالاخره طاعون ریشه کن شد و او به لندن برگشت تا تحصیلات خود را به پایان برد. او سه سال پس از آن را صرف کاوش و پژوهش در ماهیت و طبیعت نور کرد همچنین نخستین دوربین نجومی آیینه ای را ساخت تلسکوپ آیینه ای رصد خانهن مونت پالومار در کالیفرنیا نیز که آیینه آن پنج متر قطر داد براساس اصول و قواعل نیوتن بنا شده است. نیوتن در اثر مطالعات فراوان مبتلا به ناراحتی عصبی شد از دو ناراحتی عصبی که نیوتن پیدا کرد اولی ظاهراً در سال ۱۶۷۸ و دومی در سال بعد از فوت مادر او بود در این دوره وی به مدت شش سال از هر گونه مکاتبه ای مربوط به تلاشهای ذهنی دست کشید به هر صورت عالم کیهانی بود. دوران مابین ۱۶۸۴ و ۱۶۸۶ از نظر تاریخ فکری بشر مقام ارجمندی دارد در این دوران هالی توانست با تدبیر بسیار نیوتن را وادار کند که اکتشافا تخویش را در نجوم و علم حرکات به منظور انتشار تدوین کند و نیوتن نیز به این کار رضایت داد در سال ۱۶۸۷ در سن چهل و پنج سالگی قانون جاذبه زمین و سه قانون درباره حرکت را در کتابش که به زبان لاتین نوشته شده بود و «اصول» (Principle) نام داشت با خرج هالی منتشر کرد نیوتن به مطالعات عظیم دیگری پرداخت که حتی امروزه نیز کامل نشده است و آن اینکه با به کار بردن قوانین علم حرکات و قانون جاذبه عمومی فرورفتگی زمین را در دو قطب آن که نتیجه دوران روزانه زمین به دور محورش می باشد محاسبه کرد و به کمک این محاسبه درصدد بر آمد سیر تکامل تدریجی سیاره را مورد مطالعه قرار دهد. نیوتن تغییرات وزن اجسام را برحسب تغییر عرض جغرافیایی مکان به دست آورد و نیز ثابت کرد که هر جسم توخالی که به سطوح کروی متحد المرکز و متجانس محدود شده باشد نمی تواند هیچگونه نیرویی بر اجسام با ابعاد کوچک که در نقطه غیرمشخصی در داخل آن قرار داشته باشند اعمال کند نیوتن در پاییز سال ۱۶۹۲ هنگامیکه به پنجاه سالگی نزدیک می شد به سختی مریض و بستری شد به طوری که از هرگونه قوت و غذایی بیزار شد و دچار بیخوابی مفرط گردید که به تدریج به بی خوابی کامل تبدیل شد خبر کسالت شدید نیوتن در قاره اروپا انتشاریافت لیکن بعد از آنکه خبر بهبود او را دادند دوستانش شادمان گشتند. حکومت بریتانیا به منظور قدردانی از خدمات این دانشمند بزرگ یک منصب بسیار بالای دولتی به وی اعطا کرد او در سال ۱۷۰۰ میلادی به عنوان خزانه داری کل سلطنتی محسوب شد منصبی که تا اخر عمرش آن را حفظ کرد در همان سال به عضویت آکادمی علمی فرانسه نیز انتخاب شد در سال ۱۷۰۵ علیا حضرت ملکه آن (ملکه انگلیس) به وی عنوان «سر» اعطا کرد و به احتمال قوی اعطای این افتخار بیشتر به مناسبت خدمات او درضرب مسکوکات بوده است تا به علت تقدم فضل او در معبد عقل و کمال.وی چندی پیش از وفاتش با نگاهی به زندگی علمی طولانی گذشته اش از آن این خلاصه را به دست داد: من نمی دانم به چشم مردم دنیا چگونه می آیم اما در چشم خود به کودکی می مانم که در کنار دریا بازی می کند و توجه خود را هر زمان به یافتن ریگی صافتر یا صدفی زیباتر منعطف می کند در حالیکه اقیانوس بزرگ حقیقت همچنان نامکشوف مانده در جلوی او گسترده است اخرین روزهای زندگی وی تأثر برانگیز و از جنبه انسانی قوی و عمیق بوده است اگرچه نیوتن نیز مانند سایر افراد بشر از رنج فراوان بی بهره نماند لیکن بردباری بسیاری که در مقابل درد و شکنجه دائمی دو سه سال اخیر زندگانی خویش نشان داد شکوفه های دیگری بر تاج گلی که بر فرق او قرار دارد می افزاید. در آخرین روزهای زندگی سرفه ای مداوم او را بسیار ضعیف کرد و عاقبت بعد از آنکه چند روزی از درد جانگداز آسوده بود در نهایت آرامش در ۲۰ مارس ۱۷۲۷ در هشتاد و چهار سالگی در لندن در گذشت و با عزت و شرف بسیار در وستمینستر آبی به خاک سپرده شد برای قدردانی از این دانشمند بزرگ واحد نیرو را نیوتن نامیده اند و به اختصار با حرف N نشان می دهند بدون تردید می توان گفت در تاریخ بشریت نامی مافوق نیوتن وجود نداشته و هیچ اثری از لحاظ عظمت و بزرگی مانند کتاب (اصول) او نخواهد بود لاپلاس بزرگترین ادامه دهنده اکتشافات او درباره اش چنین می گوید: کتاب اصول بنای معظمی است که تا ابد عمق دانش نابغه بزرگی را که کاشف مهمترین قوانین طبیعت بوده است به جهانیان مدلل خواهد داشت. لاگرانژ درباره او چنین می گوید: نیوتن خوشبخت بود که توانست دستگاه جهان را توصیف کند افسوس که در عالم بیش از یک آسمان وجود ندارد ولتر مشهورترین ستایندگان او چنین نوشته است: ای رازدار آسمانها و ای جواهر ابدی راست بگو تو نسبت به نیوتن حسادت نمی ورزی؟

قانون اول

قانون اول ميگويد كه جسمي كه نه كشيده شود و نه هل داده شود،همچنان باقي مي ماند ويا حركتش را برخط مستقيم با سرعت ثابت ادامه مي دهد.

فهميدن اين مطلب كه يك دوچرخه بدون اينكه كشيده شود ويا هل داده شود بدون حركت مي ماند ساده است،اما فهميدن اينكه جسمي بدون كمك به حركتش ادامه دهد مشكلتر به نظر مي رسد. دوباده به دوچرخه فكر كنيد، اگر كسي در هنگام دوچرخه راندن قبل از توقف دوچرخه ازآن پايين بپرد چه اتفاقي مي افتد؟ به حركتش ادامه ميدهد يا مي افتد.

تمايل يك جسم به بي حركت باقي ماندن ويا ادامه حركت در يك خط مستقيم با سرعت ثابت اينرسي خوانده ميشو د.

قانون دوم F=MA

نيرو = جرم شتاب بيان ميكند كه چگونه نيرويي بر جسمي عمل ميكند اگر شخصي سوار بر دوچرخه پدال آن را به جلو فشار دهد دوچرخه به سمت جلو ميرود،واگه شخصي دوچرخه را از پشت بگيرد و به جلو هل دهد شتاب دوچرخه افزايش مي يابد.اگر دوچرخه سوار ترمز را فشار بدهد از سرعتش بآرامي كم ميشود واگراو فرمان دوچرخه را به سمتي به گرداند،مسيرآن عوض خواهد شد.

قانون سوم

قانون سوم مي گويداگر جسمي كشيده شود يا هل داده شود،همين جسم در مسيرمخالف به همان اندازه ميكشد و يا هل خواهد داد.

شخصي جعبه اي را بلند ميكند،براي اين كار نيرويي صرف كرده است جعبه سنگين است به اين دليل كه،همان مقدار نيرو را به دستهاي بلندكننده وارد ميكند. اين وزن از طريق پاهاي فرد به زمين منتقل ميشود،زمين هم به همان اندازه به پاهاي فرد نيرويي به سمت بالا وارد مي كند. اگر زمين نيروي كمي را به شخص وارد كند،شخص بلندكننده مي افتد. و اگر كف زمين نيروي زيادي وارد كند شخص به پرواز در خواهدآمد.

بيشتر مردم وقتي به نيوتن فكر ميكنند،اون رو زير يك درخت سيب در حال افتادن سيب مي بينند.زماني كه نيوتن سيب راهنگام افتادن ديد به فكر حركت خاصي افتادـجاذبه. نيوتن فهميد كه جاذبه نيروي جذب كننده اي ست بين دو جسم. او همچنين دانست كه اجسام با جرم بيشتر نيروي جاذبه بيشتري را اعمال مي كنند،يا به بيان ديگري اجسام كوچكتر را به سمت خود مي كشند.اين همان دليلي است كه سيب به خاطر آن به سمت زمين مي افتدبه جاي رفتن به هوا،واينكه چرا مردم در آسمان شناور نيستند ايزاك در مورد جاذبه وسيب انديشيد. او فكر مي كرد كه ممكن است جاذبه به زمين واشياي بر روي آن محدود نشود چه مي شوداگر جاذبه در ماه واطراف آن وجود داشته باشد؟ ايزاك نيرويي كه لازم بود تا ماه به دور زمين بگردد را محاسبه كرد.وسپس با نيرويي كه موجب افتادن سيب شده بود،مقايسه كرد.بعد از پذيرفتن اين واقعيت كه ماه بسيار از زمين دور است،و جرم بسيار بيشتري دارد،او متوجه شدكه نيروها مساوي است.ماه توسط نيروي جاذبه زمين به دور مدار زمين نگه داشته شده است محاسبات نيوتن درك مردم از عالم را تغيير داد.كسي تا آن زمان نمي توانست بگويد كه چرا سيارات در مداراتشان مانده اند؟. چه چيزي آنها را نگه داشته است؟ پنحاه سال قبل از اينكه نيوتن متولد شود تصور مردم براين بود كه سياره ها توسط سپرهاي نامرئي نگه داشته شده است. ايزاك ثابت كردكه آنها توسط جاذبه خورشيد نگه داشته شده اند.همچنين او نشان داد كه نيروي جاذبه به فاصله و جرم دو جسم بستگي دارد او اولين كسي نبود كه فهميد مدار سيارات حلقوي نمي باشد،بلكه بيشتر بيضوي شكل هستند.

علم فیزیک ، فیزیک ، علم ، دانشمندان ، فیزیکدانان ، ايزاك نيوتن

مطلب قبلی
مطلب بعدی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *