Sir Isaac Newton:allt detta och mer! Dorling Kindersley/The Agency Collection/Getty Images Du kanske känner Sir Isaac Newton (1642-1727) som "den där äpple-och-gravitationskillen, "men inskriptionen på hans grav i Westminster Abbey antyder mycket större underverk. Enligt det snidade latinska skriften, inombords är inte bara benen hos en stor man, men benen till den största mannen som någonsin levt.
"De dödliga jublar, " det står, "att det har funnits en så och så stor prydnad av mänskligheten!"
Även för en lovord, du måste erkänna att det är en löjlig nivå av beröm - eller så verkar det först.
Född som son till en obildad bonde, Newton dog en sann polymat - en berömd mästare i astronomi, kemi, matematik, fysik och teologi. Hans oändliga nyfikenhet fick honom att hantera problem lika små som matta-kissa katter och lika grandiosa som mänsklighetens yttersta syfte i kosmos.
Newtons många uppfinningar, upptäckter och harebrained föreställningar ger en inblick i ett legendariskt sinne. Låt oss sätta igång saker med en smäll.
Innehåll
Kanonen i aktion. © HowStuffWorks 2011 För en apokryfisk legend, berättelsen om Newton och äpplet är något av en snoozer - speciellt när man tänker på hur mannen faktiskt tänkte om gravitationens fysik. I att lägga ut sin lagen om universell gravitation , Newton beskrev ett berg så gigantiskt att toppmötet petade ut i rymden - och det var där han placerade den gigantiska kanonen.
Nej, Newton tänkte inte skjuta mot främmande inkräktare. Hans orbitalkanon var bara ett tankeexperiment som förklarade hur ett objekt skulle kunna kretsa om ett annat. Ladda för lite eller för mycket krut i detta teoretiska supervapen, och kanonkulan kommer antingen att falla tillbaka till jordens yta eller segla ut i yttre rymden.
Precis rätt mängd pulver, dock, och du skulle ge kanonkulan tillräcklig hastighet för att falla mot jorden i samma takt som planeten böjer sig bort från den. Kanonkulan, Newton skriver, skulle fortsätta i fritt fall hela vägen runt planeten, i själva verket, kretsar kring den.
Publicerades första gången 1687, Newtons lag om universell gravitation teoretiserade att alla partiklar utövar en gravitationskraft och att tyngdkraften - påverkad av både massa och avstånd - universellt styr allt från jordens regn till planetbanor. Medan Einstein senare skulle uppdatera några av detaljerna i Newtons syn, 1500- och 1600-talets fysiker lade en solid grund för vår moderna förståelse av gravitationen.
Broade Newton världarna för inomhuskatt och utomhuskatt? Apic/Getty Images När han inte tänkte sig rymdkanoner och ta reda på vad som håller ihop universum, Isaac Newton tillämpade sitt betydande intellekt på andra problem - till exempel sätt att hålla katten från att repa på dörren.
Newton gifte sig aldrig och odlade få vänskap, men han gjorde plats i sitt liv för katter och hundar. Källor varierar om exakt hur detta förhållande spelade ut. Vissa samtida historiker betecknar honom som en djurälskare, medan andra konton berättar tvivelaktiga berättelser om en hund som heter Diamond. Vissa historiker tvivlar till och med på att han överhuvudtaget ägde husdjur.
Historien säger att Newtons experiment vid University of Cambridge avbröts ständigt av att hans katter kliade sig på kontorsdörren, så kallade han till Cambridge -snickaren och fick honom att se två hål i hans dörr:ett stort hål för moderkatten och ett litet för hennes kattungar. Självklart, eftersom kattungarna helt enkelt följde sin mamma genom det större hålet, det mindre hålet förblev oanvänt.
"Oavsett om detta konto är sant eller falskt, otvivelaktigt sant är att det finns i dörren till denna dag två pluggade hål med rätt dimensioner för respektive utgångar av katt och kattunge, "skrev en samtida i Newton några år efter forskarens död [källa:Wright].
Juryn är fortfarande ute på den här historien. Newton kunde ha uppfunnit ett av världens mest populära katttillbehör - eller någon på Cambridge gillade bara att borra slumpmässiga hål.
Designad av Salvador Dali, denna bronsstaty visar en surrealistisk Isaac Newton som håller en sfär som representerar universums centrum. Cristina Arias/Cover/Getty Images Medan vissa historiker tvivlar på berättelserna om Newtons husdjur, Det går inte att förneka hans inverkan på vår moderna förståelse av fysik. Precis som han spikade de grundläggande tyngdkraften i sin lag om universell gravitation, så skar han också in i själva rörelsen i sina tre rörelselagar år 1687. Så här går de alla sönder:
Det är lätt att ta dessa tre lagar för givet, men forskare kämpade med rörelsens grundläggande begrepp i århundraden. Den grekiske filosofen Aristoteles tyckte att rök rörde sig uppåt eftersom rök mestadels var luft, och bestämde sig därför medvetet för att gå in i himlen för att umgås med resten av dess luftkompisar. Den franske filosofen René Descartes utarbetade rörelselagar som liknade mycket delar av Newtons första och tredje lag, men han identifierade fortfarande Gud som huvudmotorn.
Vackra i sin enkelhet, Newtons tre lagar gör det möjligt för forskare att förstå rörelsen för allt från subatomära partiklar till spiralgalaxer.
Denna målning från 1634 av David Ryckaert III visar en alkemist på jobbet. Imagno/Hulton Archive/Getty Images Newtons galna hunger efter kunskap ledde honom till många vetenskapliga upptäckter, men de ledde honom också på minst en slingrande getritt till ingenstans:jakten på alkemiens legendariska filosofens sten .
Beskrivningar av stenen varierar från text till text, men det var i huvudsak en konstgjord sten eller elixir som kunde ge universell transmutation. Det kan förvandla bly till guld, bota sjukdomar och till och med förvandla en huvudlös ko till en svärm av bin.
Varför engagerade en av de största vetenskapliga ikonerna sig i alkemi? För att svara på den frågan, du måste komma ihåg att den vetenskapliga revolutionen bara tog fart på 1600 -talet. Alchemy hade inte riktigt blivit sparkad till trottoarkanten som föråldrat kvacksalveri, och för all deras ockultism och mystiska filosofi, alkemiska texter dabbled också i mycket verklig kemi.
Trettio års värde av experimentella anteckningsböcker, dock, avslöjar att Newtons siktar på mycket mer än kemiska reaktioner eller till och med löftet om guld. Enligt historikern William Newman, han sökte "gränslös makt över naturen" [källa:NOVA].
Detta ledde Newton till texter om filosofens sten, som han försökte avkoda för att framställa själva den mystiska substansen. I slutändan en fruktlös insats, Newton lyckades producera en lila kopparlegering. Även om det inte är en uppfinning, stenen illustrerar mycket om sinnet och tiderna för denna vetenskapliga ikon.
Under 2005, historikern Newman reproducerade samma sten genom att följa Newtons 300-åriga anteckningar. Inga transmutationer rapporterades.
Newton släpper lite matematisk kunskap. Hulton Archive/Getty Images Oavsett om din gymnasieberäkningsklass blåste ditt sinne eller krossade din ande, du kan skylla allt på Isaac Newton. Ser, matematik är det system genom vilket vi mäter samarbetet i kosmos, men som många forskare i hans ålder, Newton fann att befintlig algebra och geometri helt enkelt inte var tillräckliga för hans vetenskapliga behov. Låt det sjunka in ett ögonblick:Befintlig matematik var inte tillräckligt avancerad för Newton.
Dagens matematiker kunde beräkna fartygets hastighet, men de kunde inte räkna ut hur snabbt fartyget accelererade. De kunde mäta vinkeln på en segelkanonkula, men de hade inget sätt att beräkna vilken vinkel som skulle skicka kanonkulan längst. Vad de behövde var ett matematiskt medel för att beräkna problem som innebar förändring av variabler.
Detta var problemet som Newton stod inför när ett utbrott av bubonic pest drabbade England våren 1665. När pest drabbade medborgare föll döda på gatorna, Cambridge stängde butiken, och Newton tillbringade 18 månader med att formulera ursprunget till vad han kallade "fluxions vetenskap".
Idag känner vi det som en kalkyl, ett kritiskt verktyg för fysiker, ekonomer och sannolikhetsforskare. På 1960 -talet, det gjorde det även möjligt för Apollo -ingenjörer att kartlägga en kurs från jorden till månen.
Självklart, Newton kan inte ta all ära. Han delar vanligtvis prestationen med den tyska matematikern Gottfried Leibniz, som självständigt utvecklade kalkyl ungefär samtidigt.
Newton sprider ljus med ett glasprisma. Apic/Hulton Archive/Getty Images Vad är det, regnbågar? Du trodde att dina hemligheter var säkra från Isaac Newton? Gissa igen, eftersom 1704, han skrev bokstavligen boken om ljusets brytning. Jazzly med titeln "Opticks, "arbetet förändrade hur vi tänker om ljus och färg.
Dagens forskare visste att regnbågar bildades när ljuset brytades och reflekterades i regndroppar, men de visste inte varför regnbågar var så färgglada. När Newton började sina studier vid Cambridge, den vanliga teorin var att vattnet på något sätt färgade solens strålar i olika färger.
Med hjälp av en lampa och ett prisma, Newton experimenterade med att köra vitt ljus genom ett prisma för att separera det i en regnbåge av färger. Prisma -tricket var inget nytt, men forskare antog att prisma färgade ljuset. Genom att reflektera de spridda strålarna till ett annat prisma, dock, Newton reformerade dem tillbaka till vitt ljus, bevisar att färgerna var en egenskap hos själva ljuset.
Så ät det, regnbågar. Newton såg rakt igenom dig, och han använde kunskapen för att skapa nästa uppfinning på vår lista.
Newtons teleskop vilar bredvid en staty av stormannen vid Royal Society i London. Peter Macdiarmid/Getty Images Newton föddes in i en ålder av svaga teleskop. Även de bättre modellerna använde en uppsättning glaslinser för att förstora en bild. Genom sina experiment med färger, Newton visste att linserna bryts olika färger i olika vinklar, skapa en suddig bild för betraktaren.
Som en förbättring, Newton föreslog att reflekterande speglar skulle användas istället för att bryta linser. En stor spegel skulle fånga bilden, då skulle en mindre spegel studsa den i betraktarens öga. Denna metod ger inte bara en tydligare bild, det möjliggör också ett mycket mindre teleskop.
Beviljas, en skotsk matematiker föreslog tanken på ett reflekterande teleskop först, men Newton var killen som faktiskt samlade energi för att bygga en. Slipar själv speglarna, Newton satte ihop en prototyp och presenterade den för Royal Society 1670. Bara 15 cm lång, enheten eliminerade färgbrytning och skrytte med 40x förstoring.
Till denna dag, nästan alla astronomiska observatorier använder en variant av Newtons ursprungliga design.
Gräv de frästa kanterna. Colin Hawkins/Photodisc/Getty Images Vid denna tidpunkt, du har förmodligen en bra känsla för Newtons tvångstankar. Så det borde inte vara någon överraskning att lära sig det, när han utnämndes till stort sett ceremoniell roll som Warden vid Royal Mint 1696, den berömda uppfinnaren tog sig till de vanliga gatorna i London - i förklädnad - för att utrota förfalskare.
Japp, Isaac Newton var i huvudsak en Batman från 1600-talet.
Och eftersom förfalskning då var ett grovt brott i Storbritannien, de kriminella som han ställde inför rätta hamnade vanligtvis vid avrättningsblocket.
Ser, i slutet av 1600 -talet, Englands finansiella system befann sig i full kris. Landets valuta bestod helt och hållet av silvermynt, och att silver ofta var värt mer än värdet stämplat på det. Så vad gjorde folk? Varför, de smälte ner mynten eller "klippte" silver från kanterna för att sälja till Frankrike.
Vid Newtons tid, klippning hade gjort ett nummer på landets valuta. Den genomsnittliga påsen med engelska mynt var bara en hodgepodge av skadade och oigenkännliga silverbitar. Som sådan, förfalskare hade en fältdag. Eftersom engelska mynt varierade så mycket i storlek och kvalitet, det var lätt att avge även de mest slarviga knockoffs som lagligt betalningsmedel. Uppror bröt ut när tron på den engelska valutan rasade.
Så år 1696, uppmanade den brittiska regeringen Newton. Förutom den praktiska brottsbekämpningen, han återkallade alla engelska mynt och lät dem smälta ner och göra om till en högre kvalitet, svårare att förfalska design. Det var ett djärvt drag, med tanke på att hela landet fick klara sig utan valuta under ett helt år. Arbetar så många som 18 timmar om dagen, Newton omorganiserade Royal Mints till högkvalitativa, högeffektiva fabriker som pumpar ut valuta som var mycket motståndskraftig mot förfalskare.
Känner du till åsarna i utkanten av ett amerikanskt kvartal? Det är frästa kanter, en funktion som introducerades av Newton på engelska mynt för att förhindra klippning.
Newton upplevde aldrig underverk av kinesiska ångade bullar, men han skisserade matematiken bakom vad som händer här. Victor Fraile/Getty Images Som du säkert har samlat, Isaac Newtons idé om stenkall kyla innebar att hantera ett vetenskapligt eller till och med ockultistiskt problem med full kraft i hans betydande intellekt. När befintliga instrument, metoder och lagar misslyckades med honom, han uppfann nya. Man kan säga att han var forskare Chuck Norris.
Om du någonsin har återvänt till en halvfärdig kopp kaffe och funnit det kallt, då har du upplevt kylning. Newton, dock, var intresserad av fysiken i den kylkoppen. Så i slutet av 1700 -talet, han utförde experiment med glödande järnkulor. Han noterade att när temperaturskillnaden mellan bollen och den omgivande luften var mindre än 50 grader Fahrenheit, värmeförlusthastigheten var proportionell mot temperaturskillnaden.
Således, Newtons kylningslag säger att graden av värmeförlust för en kropp är proportionell mot temperaturskillnaden mellan kroppen och dess omgivning. Den franska kemisten Pierre Dulong och fysikern Alexis Petit ändrade senare lagen 1817, men grunden för Newtons arbete med kylning ligger till grund för allt från kärnreaktorsäkerhet till utforskning av rymden.
"Visionen om de fyra djuren" från Daniels bok, som tänkt av 1800-talets konstnär Gustave Doré. Bild med tillstånd av Felix Just, S.J. Människor har alltid oroat sig för världens ände, men Isaac Newton var inte den typen av människor som accepterade en apokalypsskräck till nominellt värde. Nej, när rädslare på 1700 -talet gjorde bibliska förutsägelser om tidernas slut, han slog böckerna och kollade lite.
Newton var ingen slump när det gällde teologi. Precis som hans besatthet, problemlösande natur fick honom att utforska alkemiens mysterier, så också vågade han sig i gåtorna om bibliska syner, som de som beskrivs i den kryptiska Daniels bok.
Newton trodde helhjärtat att Bibeln innehöll en uråldrig och obestridlig visdom, om bara lärda män kunde knäcka dess koder. Fortfarande, 300-åriga dokument indikerar att hans främsta motivation för att studera Daniels bok var att tysta rädslarna.
Hans beräknade datum för världens ände? Året 2060 - möjligen senare, men absolut inte förr. Med andra ord, "Gå vidare, folk, inget att se här."
Eller åtminstone det var vad han berättade för sina medborgare på 1700 -talet. Du, å andra sidan, kan tänka annorlunda i frågan.
Vill du dyka djupare in i Newtons sinne? Utforska sedan länkarna på nästa sida.
Ursprungligen publicerat:12 jan. 2011
