Как на ньютона упало яблоко
ЯБЛОКО И НЬЮТОН: ВЕЛИЧАЙШАЯ ВЫДУМКА В ИСТОРИИ ФИЗИКИ?
Публикуем главу из книги «Вся физика в 50 экспериментах». В ней рассказывается, что история с яблоком, упавшим на голову Ньютона, – похоже, просто выдумка!
Правдива ли история об упавшем яблоке? Законы динамики
Ньютон родился в Англии, в графстве Линкольншир, и именно туда он отправился, когда в 1665 году Кембриджский университет закрылся из-за чумы, проведя на родине около 18 месяцев. Вероятно, он, замкнутый человек, получивший достаточно времени на размышления, большую часть своих блестящих научных работ задумал именно в это время.
Если верить легенде, перед его домом росла очень старая яблоня. Однажды, увидев, как яблоко упало с ветки, Ньютон подумал, что что-то должно было потянуть плод вниз. Значит, сила, притянувшая яблоко, должна распространяться от Земли вверх, по меньшей мере до вершины яблони. А может, она достигает Луны? Если так, то она должна повлиять и на ее орбиту.
Легенда гласит, что Ньютон схватил попавшийся под руку документ о праве его матери на землю и принялся делать расчеты на обороте.
Он понял, что сила притяжения уменьшается с высотой, на которой находится объект, и догадался, что она меняется обратно пропорционально квадрату расстояния между объектом и центром Земли. Результаты этих расчетов, как он сам заметил, сходились почти идеально. Он также предположил, что подобное притяжение может быть причиной и других орбитальных движений, и назвал его «всемирным тяготением».
Об этой истории не было ничего слышно еще почти 20 лет, пока три друга, Эдмунд Галлей, Роберт Гук и Кристофер Рен, встретившись, как обычно, в лондонской кофейне, не принялись спорить о траектории кометы, когда она приближается к Солнцу. Гук заявил, что он выполнит необходимые расчеты, но так и не справился с этим.
Галлей был одним из немногих друзей Ньютона, и когда в 1684 году, оказавшись неподалеку, Галлей навестил его в Кембридже, то спросил Ньютона, какова будет траектория кометы, если принять во внимание закон притяжения с обратным квадратом. Ньютон сразу ответил, что это эллипс, и добавил, что знает ответ, потому что уже вычислил его.
Продемонстрировать решение Ньютон не смог, не сумев отыскать доказательство среди бумаг, однако пообещал выполнить вычисления заново и прислать их Галлею.
В ноябре того же года Ньютон прислал ему девятистраничную статью «О движении тел по орбите», в которой выводились следствия закона обратных квадратов, а в 1687 году вышел фундаментальный труд Ньютона «Математические начала натуральной философии».
В этой большой и сложной книге, написанной по-латыни, Ньютон раскрыл не только закон обратных квадратов и свою концепцию всемирного тяготения, но и законы движения, названные его именем, хотя первые два из них были хорошо известны и до него. Словом, «Начала» описывали все основные принципы классической механики.
Уильям Стьюкли был антикварием — историком и археологом, первым исследовавшим Стоунхендж, а также другом Ньютона и его первым биографом. Стьюкли в красках (и с гордостью) описывает события 15 апреля 1726 года:
Я навестил сэра Исаака Ньютона. и провел весь день с ним. Стояла прекрасная погода, после обеда мы сели в саду под яблонями и пили чай. Среди прочего он рассказал мне, что при таких же обстоятельствах впервые понял природу притяжения материи — по яблоку, падающему с дерева.
Почему это яблоко всегда неизменно падает перпендикулярно на землю? Почему оно не падает кверху, вбок или наискосок?
Подобные вопросы, по словам Стьюкли, «крутились в его голове», и «с этого он начал обдумывать и искать характер и законы этой всеобщей силы в материи и применять их к движению небесных тел, к притяжению материи и постигать истинное строение Вселенной».
Другой биограф Ньютона, его помощник Джон Кондуитт, в 1727 году в своем сочинении также приводит историю с яблоком.
Итак, Ньютон рассказал о яблоке по меньшей мере двум людям. Но к этому моменту прошло уже 60 лет с тех пор, как, по его словам, эта история приключилась, и вполне возможно, Ньютон ее просто выдумал.
Зачем он это сделал?
Из писем Ньютона до 1682 года следует, что он придерживался теории вихря, впервые предложенной Декартом, который утверждал, что планеты мчатся вокруг Солнца в эфирном вихре подобно тому, как вода утекает через сливное отверстие. Но в 1682 году эта теория была подорвана кометой Галлея, орбита которой оказалась ретроградной, то есть комета двигалась в направлении, противоположном движению всех планет.
Гук писал о гравитации еще в 1674 году и подошел очень близко к решению тяготения как математической проблемы.
В эссе «О движении Земли», опубликованном в 1674 году, Гук писал о гравитации, что ее «притягивающая сила действует гораздо сильнее, если приблизить друг к другу центры взаимодействующих тел». Гук мыслил в верном направлении, но не сумел выразить свои соображения математически.
Ньютон ни за что в жизни не признал бы, что Гук хоть в чем-то его обошел. Вполне вероятно, Ньютон сочинил историю с яблоком спустя столько лет лишь затем, чтобы подтвердить, что он нашел решение задачи еще в 1666 году — задолго до Гука.
О современной физике в одном абзаце
Больше околонаучного на канале https://t.me/everScience
Какие еще законы физики?
В американской школе перестали называть законы Ньютона его именем: он был белым.
City Journal опубликовал статью о том, как в частных школах США борются с расизмом и превосходством белых. Один из старшеклассников элитной школы в Бронксе (Нью-Йорк) рассказал журналисту издания, как на факультативах преподают физику:
«Мы больше не говорим «законы Ньютона». Мы называем их тремя фундаментальными законами физики. Они [преподаватели] говорят, что нам нужно «отделить белизну» от физики. И мы должны признать, что в физике есть нечто большее, чем просто Ньютон».
Ранее стало известно о новой учебной программе в Буффало: школьникам будут рассказывать, что «все белые играют определённую роль в сохранении расизма»
Первый профессиональный популяризатор науки
Продолжаю серию постов по истории популяризации науки. В этот раз речь пойдет про Англию. 1650-х годах там (в Оксфорде) сформировался кружок из полутора десятка относительно молодых и образованных людей, который они сами называли просто The Company или «невидимый колледж».
Во главе с Джоном Уилкинсом они проводили различные эксперименты. Сначала воспроизводили опыты Галилея и Торричелли, потом стали придумывать свои. Эта деятельность оживилась в 1653 году, когда в Оксфорд из Лондона приехал физик, химик и богослов в одном флаконе, граф Коркский, более известный в истории науки как Роберт Бойль. Вскоре у Бойля появился молодой лаборант из студентов Оксфорда – Роберт Гук. Он то и будет главным героем сегодняшнего поста.
Участники «колледжа» развлекались от души – ставили различные опыты с воздушным насосом, наблюдали Луну в восьмидесятифутовый телескоп, вводили различные инъекции в кровь животным и проектировали корабли для подводного плавания. И через какое-то время решили, что им пора расширять аудиторию, с целью показать, что в науку могут не только итальянцы, но и англичане. А чтобы сразу поставить дело на надежную базу – решили заручиться поддержкой короля. Взошедший на престол по итогам гражданской войны Карл II считал, что наука вещь для государства полезная и даже проводил какие-то химические опыты во дворце (короли могут развлекаться по-разному). Так что идею оксфордцев (большей частью уже перебравшихся в Лондон, где стало безопасно) он поддержал и на свет родилось Лондонское королевское общество.
Роберт Гук не вошел официально в число его основателей (поскольку был всего лишь лаборантом у Бойла), но его роль была тоже очень важной. Гук, в отличие от «отцов-основателей» (в большинстве своем – университетских преподавателей) был не только простым лаборантом, но и незнатного происхождения. Проще говоря, довольно беден. Поэтому было решено, что в обмен на некоторое жалование из бюджета Общества, он возьмет на себя подготовку экспериментальной работы и проведение еженедельных открытых семинаров с демонстрацией научных достижений. Поэтому его можно считать одним из первых профессиональных популяризаторов науки.
Собственно, на этой стороне его деятельности я бы и хотел сосредоточиться больше всего. Хотя Гук, несомненно, прежде всего был талантливым ученым, его называют одним из «отцов экспериментальной физики». Да и коллеги Гука уважали и уже через год работы избрали полноценным членом Королевского общества.
Что касается семинаров, перед Гуком была поставлена двойная задача. Во-первых, развивать экспериментальные исследования природы, а во-вторых, демонстрация возможностей науки далеким от науки людям. В состав общества входили многие аристократы, и чтобы они платили членские взносы (а общество на них жило), нужно чтобы им было интересно. Поэтому к каждому семинару (а они проводились еженедельно) Гук готовит эксперименты и «вопросник» – список вопросов, на которые нужно отвечать, чтобы всесторонне исследовать данное явление.
Для такой работы Гуку пришлось самому изготовить немало приборов, а некоторые и вовсе разработать с нуля. В результате, вклад Гука-изобретателя в копилку человеческого знания впечатляющ.
Вот лишь некоторые примеры. Исследуя законы механики, он придумал механизмы воспроизведения нужного ему движения или для преобразования одного типа движения в другой. И в результате изобрел карданный шарнир, который мог передавать вращательное движение между двумя осями, расположенными под небольшим углом друг к другу. Этот шарнир широко применяется до сих пор.
Небольшое уточнение. Википедия и ряд других источников указывают, что карданный шарнир изобрел итальянец Кардано, в честь которого он и назван. Да и сделал это на несколько десятилетий раньше Гука. Но тут есть, как говорится, нюанс. Интернета в ту пору не было. Энциклопедий и справочников тоже не было. И массовой механизации тоже не было. Поэтому периодически случались истории, когда в разное время в разных местах разные люди изобретали один и тот же «велосипед». С карданным шарниром так и вышло: это мы сейчас знаем про Кардано, соответственно и называем его карданом. Гук же о нем ничего не знал (механизмы Кардано были в единичных экземплярах и не в Англии), изобретал его сам и называл по-другому. Поэтому неверным было бы написать «Гук первым изобрел. ». Но он его именно изобрел, а не скопировал.
Другая его работа касалась усовершенствования зубчатой передачи: его идея заключалась в том, что между зубцами колес не должно происходить удара, а это возможно, если зубцы колес находятся в постоянном контакте друг с другом, а точка их контакта лежит на прямой, соединяющей центры колес.
Еще один пример. Область научных интересов Гука была очень широка и однажды он заинтересовался микрографией – изучением объектов, которые обычным глазом толком и не разглядеть. Дальнейшая история – это типичный Гук. Сначала он сам сделал микроскоп (Алиэкспресс еще не было) Потом провел полсотни исследований, рассматривая все, что оказывалось под рукой и подходило по размерам. Но как было продемонстрировать их результаты другим? И Гук стал перерисовывать то, что увидел. А рисовал он очень хорошо. На фото, которое я прикрепил справа фото блохи, сделанное в наше время, слева – рисунок Гука.
Когда он показывал этот рисунок на своих семинарах, дамы падали в обморок (видимо, представив, что по их одежде периодически прыгает ЭТО). Чтобы рисунки быстро не истрепались, Гук стал делать на их основе детальные гравюры. Опять сам, своими руками. А когда рисунков набралось много – издал книгу «Микрография» со своими иллюстрациями. Благодаря им, научный трактат стал популярен среди людей, от науки вроде бы далеких. Так получилась еще одна известная научно-популярная книга. Но известная, увы, не у нас – ее до сих пор так и не перевели на русский язык.
Перечислять работы Гука можно еще долго. Но есть один важный нюанс. Он постоянно не завершал свои исследования, когда из-за нехватки денег, когда из-за дефицита времени (надо было готовить следующий семинар). Эту работу проделывали другие, тот же Бойль, они же получали всю славу. Что доводило Гука до белого каления, он ввязывался в споры о приоритете, но они редко заканчивались для него успешно, ведь формально его работу завершали другие (пусть часто им была проделана основная ее часть), либо, проделав схожие исследования позже, документировали свои результаты, чем Гук тоже не всегда заморачивался.
Ситуацию усугубляло то, что Гук был, говоря современным языком, интровертом и человеком вспыльчивым. А еще – горбуном со слабым здоровьем, что вкупе с загрузкой тоже порой служило причиной бросить исследования, не доведя их до конца. В общем, так он и вошел в историю как автор закона упругости и изобретатель ряда механизмов. Хотя его вклад в науку намного больше. А сколько людей (и весьма влиятельных в Англии людей) поменяло свое отношение к науке благодаря его еженедельным семинарам и подсчитать невозможно.
На самом ли деле Ньютону на голову падало яблоко?
Ньютон восторженно вскрикивает, что-то вроде: «Эврика!». Вот же, это удивительная сила, которая заставила висящее яблоко упасть ему на голову и удерживает Луну, Землю и другие космические тела.
Есть ли в этой истории что-то правдивое? А может быть это лишь одна из множества легенд, распространившихся по миру? Ответ, возможно, вас удивит.
Что на самом деле произошло с Ньютоном?
В конце лета 1666 года с Исааком Ньютоном приключилась та самая история, однако там было всё не так приукрашено как о ней любят рассказывать.
Свет на этот вопрос проливает рукопись составленная Джоном Кондуиттом в 1726 году, в год смерти Ньютона. Кондуитт был одним из тех, кому Ньютон лично сообщил отчет о своих наблюдениях.
В ней говорилось: « он впервые подумал о своей системе гравитации, на которую натолкнулся, наблюдая, как яблоко падает с дерева»
А затем Уильямом Стьюкли, археолог и один из первых биографов Ньютона опубликовал свою рукопись в 1752 году.
Она находилась в архивах Лондонского королевского общества и когда её нашли стало возможным прочитать о том, что произошло с ученым.
Стоит сделать важную заметку, что Ньютон лично рассказал своему другу Уильяму Стьюкли «историю с яблоком», а он в свою очередь задокументировал в « Мемуарах из жизни сэра Исаака Ньютона»:
«После ужина, погода была ещё теплой, мы зашли в сад и выпили чаю, под тенью яблони. он сказал мне, что оказался в похожей ситуации, что и раньше, когда ему в голову пришло понятие гравитации.
Это понимание пришло из-за упавшего яблока, когда он сидел в созерцательном настроении. Почему это яблоко всегда должно опускаться перпендикулярно на землю, подумал он про себя. »
Яблоня Ньютона
Фото: University of York
Выводы
История о том, что Исааку Ньютону упало на голову яблоко и его озарило понимание гравитации, не более чем вымысел.
На самом деле он просто наблюдал за падением яблока, что и побудило его на дальнейшие научные исследования в области физики.
Это подтверждают оригинальные рукописи и свидетельства приближенных к Ньютону людей.
Если бы яблоко действительно упало на голову ученому, ни он ни его знакомые не упустили бы возможность запечатлеть в истории столь важную и значимую деталь.
Но нет, достоверные источники не подтверждают этого факта и более того, в них нет и намёка на «сверхъестественное» падение яблока на голову ученого.
После смерти Исаака Ньютона прошло уже практически 300 лет, но современные ученые до сих пор не могут до конца раскрыть все тайны гравитации, несмотря на свою кажущуюся простоту, она слишком сложна, чтобы разгадать все загадки связанные с ней.
Недалеко упало В Сети выложили оригинал истории про Ньютона и яблоко
Все мы с детства помним рассказ про Исаака Ньютона и упавшее ему на голову яблоко. Якобы именно этот случай помог великому ученому сформулировать закон всемирного тяготения. Существует еще немало историй, описывающих совершение того или иного открытия. Такие истории принято называть научными мифами (хотя под этим же термином объединяют устоявшиеся псевдонаучные поверья).
Итак, яблоко упало вовсе не на голову ученому. Впрочем, сути рассказа этот факт не меняет. Кстати, существует еще и третий вариант истории, согласно которому Ньютон наблюдал падение пресловутого фрукта ночью, когда на небе ярко светила луна.
Историки считают, что распространению мифа о яблоке активно способствовал сам ученый. Утверждается, что сэр Ньютон поведал эту историю племяннице Вольтера, которая пересказала ее дядюшке. Последний описал случай с яблоком в своей книге «Опыт об эпической поэзии» (Essai sur la poesie epique). Зачем Ньютон культивировал миф – доподлинно неизвестно. Не исключено, что просто ради забавы. Но независимо от того, реальна история про яблоко или нет, она свидетельствует об огромной умственной работе, которую совершил ученый, и о том, насколько грандиозен был тот интеллектуальный прыжок, который Ньютон совершил в попытках объяснить реальность. Действительно, как связано яблоко и закон всемирного тяготения?
Сейчас мы знаем, что яблоки падают под воздействием силы притяжения, которая неумолимо влечет их к земле. Знали это и во времена Ньютона. Один из его предшественников – Галилео Галилей – провел долгие часы на вершине Пизанской башни, сбрасывая с нее разные предметы (кстати, это еще один распространенный научный миф). Но до Ньютона никто не связывал падение яблок или бутербродов с маслом с движением по небу Луны или Солнца. Гениальность Ньютона была в том, что он первый догадался объединить законы, управляющие падением вещей на землю, и законы, регулирующие перемещения небесных тел. Полученный сэром Исааком Ньютоном общий принцип получил название закона всемирного тяготения.
Портрет Исаака Ньютона кисти Годфри Кнеллера
Большинство других научных мифов также иллюстрируют, как великие люди делают нестандартные выводы из стандартных ситуаций. И именно эта способность является лучшим доказательством их гениальности. Классический пример такого мифа – история открытия закона Архимеда. Как повествует легенда, греческий царь Гиерон заказал Архимеду проверить, сделана новая корона из чистого золота или в ней есть примеси. Самый простой способ определить, состоит ли некий предмет из золота, заключается в сравнении его веса с весом золотого слитка того же объема. Но замысловатая форма царской короны не позволяла провести этот эксперимент напрямую. Вариант расплавить корону, по понятным причинам, отпадал.
Еще одна категория научных мифов описывает, как ученые совершали те или иные открытия во сне. Здесь можно вспомнить Дмитрия Менделеева, которому Морфей помог создать периодическую таблицу элементов, а также Фридриха Кекуле и пригрезившуюся ему структуру бензола. Не исключено, что исследователи и правда видели вещие сны. Но вряд ли таблица, в которой упорядоченно расположены несколько десятков элементов и даже (что особенно важно) оставлены пробелы для еще не открытых веществ, или вот такая структура могут присниться человеку, не потратившему многие дни на размышления. Вероятнее всего, молекулы бензола снятся тем, кто уже, в общем-то, все придумал и кому осталось сделать последний шаг до окончательного открытия.
Яблоко и Ньютон: величайшая выдумка в истории физики?
На этой неделе выходит книга, к которой «Лаба» имеет непосредственное отношение! Это «Вся физика в 50 экспериментах» Адама Харта-Дэвиса. Перевод знаменитой книги выпустило издательство «Питер». Научным редактором стал Александр Сергеев, популяризатор, научный журналист, сооснователь «Открытой лабораторной» и член Комиссии РАН по борьбе с лженаукой. В подготовке издания также поучаствовал штатный изобретатель и экспериментатор «Лабы», заведующий лабораториии физики Политехнического музея Алексей Иванченко.
Здесь подобраны по-настоящему захватывающие истории об ученых и развитии науки, из которых становится ясно: физика – это и есть жизнь, смешная, трогательная и опасная. Ну и по совместительству «Вся физика в 50 экспериментах» легко (и даже приятно) даст вам знания университетского уровня и избавит от множества заблуждений – все как мы любим.
Чтобы не быть голословными, мы просто оставим здесь одну из глав. В ней рассказывается, что история с яблоком, упавшим на голову Ньютона, – похоже, просто выдумка!
Правдива ли история об упавшем яблоке? Законы динамики
Ньютон родился в Англии, в графстве Линкольншир, и именно туда он отправился, когда в 1665 году Кембриджский университет закрылся из-за чумы, проведя на родине около 18 месяцев. Вероятно, он, замкнутый человек, получивший достаточно времени на размышления, большую часть своих блестящих научных работ задумал именно в это время.
Если верить легенде, перед его домом росла очень старая яблоня. Однажды, увидев, как яблоко упало с ветки, Ньютон подумал, что что-то должно было потянуть плод вниз. Значит, сила, притянувшая яблоко, должна распространяться от Земли вверх, по меньшей мере до вершины яблони. А может, она достигает Луны? Если так, то она должна повлиять и на ее орбиту.
Легенда гласит, что Ньютон схватил попавшийся под руку документ о праве его матери на землю и принялся делать расчеты на обороте.
Он понял, что сила притяжения уменьшается с высотой, на которой находится объект, и догадался, что она меняется обратно пропорционально квадрату расстояния между объектом и центром Земли. Результаты этих расчетов, как он сам заметил, сходились почти идеально. Он также предположил, что подобное притяжение может быть причиной и других орбитальных движений, и назвал его «всемирным тяготением».
Об этой истории не было ничего слышно еще почти 20 лет, пока три друга, Эдмунд Галлей, Роберт Гук и Кристофер Рен, встретившись, как обычно, в лондонской кофейне, не принялись спорить о траектории кометы, когда она приближается к Солнцу. Гук заявил, что он выполнит необходимые расчеты, но так и не справился с этим.
Визит в Кембридж
Галлей был одним из немногих друзей Ньютона, и когда в 1684 году, оказавшись неподалеку, Галлей навестил его в Кембридже, то спросил Ньютона, какова будет траектория кометы, если принять во внимание закон притяжения с обратным квадратом. Ньютон сразу ответил, что это эллипс, и добавил, что знает ответ, потому что уже вычислил его.
Продемонстрировать решение Ньютон не смог, не сумев отыскать доказательство среди бумаг, однако пообещал выполнить вычисления заново и прислать их Галлею.
В ноябре того же года Ньютон прислал ему девятистраничную статью «О движении тел по орбите», в которой выводились следствия закона обратных квадратов, а в 1687 году вышел фундаментальный труд Ньютона «Математические начала натуральной философии».
В этой большой и сложной книге, написанной по-латыни, Ньютон раскрыл не только закон обратных квадратов и свою концепцию всемирного тяготения, но и законы движения, названные его именем, хотя первые два из них были хорошо известны и до него. Словом, «Начала» описывали все основные принципы классической механики.
История с яблоком
Уильям Стьюкли был антикварием — историком и археологом, первым исследовавшим Стоунхендж, а также другом Ньютона и его первым биографом. Стьюкли в красках (и с гордостью) описывает события 15 апреля 1726 года:
Я навестил сэра Исаака Ньютона. и провел весь день с ним. Стояла прекрасная погода, после обеда мы сели в саду под яблонями и пили чай. Среди прочего он рассказал мне, что при таких же обстоятельствах впервые понял природу притяжения материи — по яблоку, падающему с дерева.
Почему это яблоко всегда неизменно падает перпендикулярно на землю? Почему оно не падает кверху, вбок или наискосок?
Подобные вопросы, по словам Стьюкли, «крутились в его голове», и «с этого он начал обдумывать и искать характер и законы этой всеобщей силы в материи и применять их к движению небесных тел, к притяжению материи и постигать истинное строение Вселенной».
Другой биограф Ньютона, его помощник Джон Кондуитт, в 1727 году в своем сочинении также приводит историю с яблоком.
Итак, Ньютон рассказал о яблоке по меньшей мере двум людям. Но к этому моменту прошло уже 60 лет с тех пор, как, по его словам, эта история приключилась, и вполне возможно, Ньютон ее просто выдумал.
Зачем он это сделал?
Из писем Ньютона до 1682 года следует, что он придерживался теории вихря, впервые предложенной Декартом, который утверждал, что планеты мчатся вокруг Солнца в эфирном вихре подобно тому, как вода утекает через сливное отверстие. Но в 1682 году эта теория была подорвана кометой Галлея, орбита которой оказалась ретроградной, то есть комета двигалась в направлении, противоположном движению всех планет.
Гук писал о гравитации еще в 1674 году и подошел очень близко к решению тяготения как математической проблемы.
В эссе «О движении Земли», опубликованном в 1674 году, Гук писал о гравитации, что ее «притягивающая сила действует гораздо сильнее, если приблизить друг к другу центры взаимодействующих тел». Гук мыслил в верном направлении, но не сумел выразить свои соображения математически.
Ньютон ни за что в жизни не признал бы, что Гук хоть в чем-то его обошел. Вполне вероятно, Ньютон сочинил историю с яблоком спустя столько лет лишь затем, чтобы подтвердить, что он нашел решение задачи еще в 1666 году — задолго до Гука.