Год открытия: 1687
Это Фундаментальные отношения материи, силы и движения на которых построены все физические науки и техника.
Кто это открыл? Исаак Ньютон
Почему это одно из 100 величайших открытий?
Три закона движения Ньютона составляют основу физики и техники. Они являются основополагающими теоремами, на которых построены наши физические науки, так же как основные теоремы Евклида составляют основу нашей современной геометрии. Благодаря созданию этих законов, а также открытию гравитации и созданию математического анализа, Ньютон считается выдающимся учёным последнего тысячелетия.
Как это было обнаружено?
С тех пор, как в 1609 году Иоганн Кеплер открыл, что планеты движутся вокруг Солнца по эллиптическим (а не круговым) орбитам, учёные отчаянно пытались математически объяснить эти орбиты. Роберт Гук и Джон Галлей пытались это сделать. Но ни один из них не смог реализовать математические расчёты.
Родившийся в 1642 году в Линкольншире, Англия, в 60 милях от Кембриджа, Исаак Ньютон был трудным ребёнком. Его отец умер за три месяца до рождения Исаака. Исаак никогда не любил своего отчима и был оставлен на воспитание бабушкой и дедушкой. Но Ньютон ни к кому не испытывал привязанности – ни к матери, ни к бабушке с дедушкой, ни даже к сводным брату и сестре. Он часто угрожал ударить их и поджечь дом. В школе у него были проблемы с дисциплиной.
Только один человек, Уильям Эйскоу, разглядел блестящие способности и потенциал Исаака и устроил Ньютона в Тринити-колледж (подразделение Кембриджского университета). Не имея возможности платить высокую плату за обучение, Ньютон работал прислугой у других студентов, чтобы оплачивать проживание и питание. Ньютон всегда был замкнутым и скрытным. Другие говорили, что он был угрюмым и склонным к спорам.
В 1665 году Кэмбридж закрылся, когда в Лондоне разразилась чума. Ньютон удалился в загородное поместье своей сестры. Там он чувствовал себя подавленным из-за изоляции и отсутствия математических инструментов для описания изменяющихся сил и движений, которые он хотел понять. Он был полон решимости овладеть силами, приводящими предметы в движение (или не движущимися).
Ньютон изучал труды Галилея и Аристотеля, а также более поздние работы Кеплера и Галлея. Он собрал разрозненные и зачастую противоречивые наблюдения и теории, разработанные со времён древних греков. Он изучал и совершенствовал их, ища для общих истин и заблуждений. Ньютон был удивительно хорош в просеивании этой горы идей в поисках тех немногих, которые содержали истину.
Ньютон не был большим экспериментатором. Он размышлял над проблемами, проводя мысленные эксперименты, как и Эйнштейн. Ньютон долго и сосредоточенно размышлял, пока не находил нужные ответы. По его собственным словам, он постоянно держал эту тему перед глазами и ждал, пока первые проблески постепенно не проявятся в полном свете.
Разгадка тайны сил, создающих движение, быстро стала для Ньютона навязчивой идеей. Он сосредоточил своё внимание на законах падения тел Галилея и законах Кеплера о движении планет. Он часто голодал и не спал, находясь на грани физического истощения.
Ньютон разработал свои три закона движения в начале 1666 года. Они были важнейшими и заложил фундамент для создания им математического анализа и открытия гравитации. Однако Ньютон не публиковал эти законы, пока Галлей не убедил его написать «Начала» 20 лет спустя.
В 1684 году Жан Пикар получил первые точные данные о размерах и массе Земли. Это наконец дало Ньютону необходимые данные для доказательства того, что его законы движения в сочетании с уравнением гравитации правильно предсказывают реальные орбиты планет. Даже завершив это математическое доказательство, Ньютон опубликовал «Начала» только в 1687 году, поскольку Галлей умолял и уговаривал его в основном потому, что Роберт Гук утверждал (ложно), что Сам разработал универсальные законы движения. «Начала» стали одним из самых почитаемых и часто используемых трудов в истории науки.
Интересный факт: для каждого движения существует сила. Гэри Хардвик из Карлсбада, Калифорния, создал достаточно силы, чтобы установить рекорд скорости на скейтборде (в положении стоя) – 100,66 км/ч (62,55 миль/ч) в Фонтан-Хиллз.
