Isaac Newton: das Genie, das unser Verständnis des Universums veränderte
Eine schwierige Kindheit und vielversprechende Anfänge
Geboren am 4. Januar 1643 (25. Dezember 1642 nach dem Julianischen Kalender) in Woolsthorpe, Lincolnshire,Isaac Newton(1643-1727) wuchs in einer Bauernfamilie auf. Sein Vater starb drei Monate vor seiner Geburt und seine Mutter heiratete erneut, als er drei Jahre alt war, und überließ ihn der Obhut seiner Großmutter.
Bildungsweg:
1653–1659: Ausbildung an der King’s School in Grantham
1661: Eintritt in das Trinity College in Cambridge
1665: Erhält seinen Bachelor-Abschluss
1665-1667: Zeit der „Wunderjahre“ während der Großen Pest (große Entdeckungen isoliert)
1669: Wird Lucasianischer Professor für Mathematik in Cambridge
Revolutionäre Entdeckungen in der Mathematik
1. Infinitesimalrechnung
Newton entwickelt die Grundlagen der Differential- und Integralrechnung:
Konzept vonFlüsse(Derivate) undfließend(Integral)
Fluxions-Methode veröffentlicht inDe methodis flowionum et serierum infinitarum (1671)
Konflikt mit Leibniz um die Urheberschaft der Infinitesimalrechnung
2. Andere mathematische Beiträge
Es bringt auch erhebliche Fortschritte in folgenden Bereichen:
Die Theorie der unendlichen Reihen (Entwicklung des Binomials)
Numerische Methoden zur Lösung von Gleichungen
Die Grundlagen der modernen mathematischen Analyse
Die Gesetze der Bewegung und der Himmelsmechanik
1. Die drei Bewegungsgesetze
Veröffentlicht imPrincipia Mathematica(1687) begründeten diese Gesetze die klassische Mechanik:
Erster Hauptsatz (Trägheit): Ein Objekt bleibt in gleichmäßiger geradliniger Bewegung oder ruht, sofern nicht darauf eingegriffen wird
Zweiter Hauptsatz (F=ma): Kraft ist gleich Masse mal Beschleunigung
Drittes Gesetz (Aktion-Reaktion): Für jede Aktion gibt es eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion
2. Das Gesetz der universellen Gravitation
Newton formuliert das Gesetz, das die Bewegung der Planeten und den Fall von Körpern erklärt:
Gleichung: \( F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \)
Erklärt die elliptischen Umlaufbahnen der Planeten (Keplersche Gesetze)
Vereint irdische und himmlische Mechanik
Beiträge zur Optik
1. Die Korpuskulartheorie des Lichts
Newton schlug vor, dass Licht aus Teilchen besteht:
Erklärt Reflexion und Brechung
Entdeckung der Lichtstreuung (Prisma, 1666)
Erfindung des Spiegelteleskops (1668)
2. Das Werk „Opticks“
Dieses 1704 veröffentlichte Buch begründete die moderne Optik:
Studium der Farben und des sichtbaren Spektrums
Newtons Ringtheorie (Interferenz)
Erste wissenschaftliche Beschreibung von Farben
Die Principia Mathematica (1687)
Gilt als eines der wichtigsten wissenschaftlichen Bücher der Geschichte:
Vollständiger Titel:Philosophiae Naturalis Principia Mathematica
Veröffentlicht in 3 Bänden mit Hilfe von Edmond Halley
Enthält:
Die drei Bewegungsgesetze
Das Gesetz der universellen Gravitation
Die Erklärung der Gezeiten
Ein Beweis dafür, dass die Erde an den Polen abgeflacht ist
Persönliches Leben und Kontroversen
Newton hatte eine komplexe Persönlichkeit:
Einsam und geheim (veröffentlichte wenig von seinem Werk)
Konflikte mit:
Leibniz (Infinitesimalrechnung)
Hooke (Gesetz der Gravitation)
Flamsteed (astronomische Daten)
Interessen an:
Alchemie (Suche nach dem Stein der Weisen)
Theologie (Bibelwissenschaft)
Chronologie (Datierung historischer Ereignisse)
Er war auch:
Direktor der Royal Mint (1699–1727)
Präsident der Royal Society (1703–1727)
Anhobli im Jahr 1705 von Königin Anne
Vermächtnis und Nachwelt
Newton starb am 31. März 1727 (20. März nach dem Julianischen Kalender) und wurde in der Westminster Abbey beigesetzt. Sein wissenschaftliches Erbe ist immens:
Grundlagen der klassischen Physik
Einfluss auf:
Die wissenschaftliche Revolution
Die Lichter
Die moderne wissenschaftliche Methode
Ehrungen:
Krafteinheit im SI: dieNewton (N)
WeltraumteleskopIsaac Newton (ESA)
Zahlreiche wissenschaftliche Institute und Preise tragen seinen Namen
Hauptbeiträge von Isaac Newton
Domain
Jahr
Beitrag
Auswirkungen
Mathematik
1665-1671
Infinitesimalrechnung
Grundlage der modernen mathematischen Analyse, ein wesentliches Werkzeug für die Physik
Mechanisch
1687
Drei Bewegungsgesetze
Grundlagen der klassischen Mechanik, die auch heute noch gelehrt werden
Astronomie
1687
Gesetz der universellen Gravitation
Erklärt die Bewegung von Planeten und den Fall von Körpern und vereint irdische und himmlische Physik
Optisch
1666-1704
Korpuskulartheorie des Lichts
Grundlagen der modernen Optik, Erklärung von Streuung und Farben
Methodik
1687
Wissenschaftliche Methode in den Principia
Modell für moderne Wissenschaften: Hypothesen, Experimente, Mathematik