אינטרנט  |  ynet  |  בעלי מקצוע  |  קניות  |  ספקים למשרד

   חדשות תוכן ועדכונים 24 שעות - Ynet


סר אייזיק ניוטון
סר אייזיק ניוטון 
 
כתב ידו של סר אייזיק ניוטון
כתב ידו של סר אייזיק ניוטון צילום: איי פי
 
טלסקופ שהומצא על ידי סר אייזיק ניוטון בשנת 1671
טלסקופ שהומצא על ידי סר אייזיק ניוטון בשנת 1671  מתוך מאגר Gettyimages Imagebank
 
 פורמט להדפסה  הדפס

אתרים נוספים
 המוזאון הוירטואלי של ניוטון
 ביוגרפיה -מתוך המכון למדעי המתמטיקה ע"ש אייזיק ניוטון


ערכים קשורים
 רנה די פרון דקארט
 חשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי
 גוטפריד וילהלם לייבניץ
 תאוצה
 אריסטו
 יוהנס קפלר
 אור
 אופטיקה
 צבע
 טלסקופ
 מראה
 החברה המלכותית
 כריסטיאן הייגנץ
 גל
 אלברט איינשטיין
 ניסוי מייקלסון-מורלי
 רוברט הוק
 כוכבי לכת
 אדמונד הלי
 גיאומטריה
 מכניקה
 התמד
 גליליאו גליליי
 לחץ
 מגנטיות
 מסה
 כבידה
 הנרי קוונדיש
 גאות ושפל
 מידות ומשקלות
 משפחת ברנולי
 אלכימיה
 פייר-סימון דה לפלס
 זמן
 ארנסט מך
 תוכנית אפולו


תחומים קשורים
 מדענים וממציאים
 מתמטיקה וסטטיסטיקה
 פיסיקה


 
 
 

סר אייזיק ניוטון


Sir Isaac Newton

שנות הדבר |  אופטיקה |  כבידה ומכניקה |  הערכה |  ציטוטים

סר אייזיק ניוטון (1642 - 1727), פיסיקאי ומתמטיקאי אנגלי, מגדולי המדענים בכל הדורות. פיתח את החשבון הדיפרנציאלי והאינטגרלי; ניסח חוקי המכניקה; גילה את חוק הכבידה האוניברסלית, האחראי גם לתנועת הכוכבים במסילותיהם וגם לנפילת גופים (לרבות תפוחים) על פני כדור הארץ; במחקריו באופטיקה, גילה את מהותו של הצבע הלבן כמורכב מכל צבעי הקשת; והשיג הישגים חשובים גם בתחומים אחרים של הפיסיקה והמתמטיקה.

 

סר אייזיק ניוטון  (מתוך מאגר ויז'ואל/פוטוס)

ניוטון נולד בכפר וולסתורפ שבמחוז לינקולנשייר. אביו מת לפני הולדתו, וכשהיה בן שנתיים נישאה אמו מחדש והשאירה את בנה אצל סבתו. הניתוק ממשפחתו נתן את אותותיו באישיותו למשך כל ימי חייו. בילדותו גילה נטייה להרכבת מתקנים מכניים שונים, אך לא הצטיין בלימודיו. גם את לימודי התואר הראשון בקיימברידג' סיים ללא הצטיינות מיוחדת. באותם ימים היתה המהפכה המדעית המודרנית בראשית דרכה (ניוטון נולד בסמוך למותו של גליליאו), וניוטון גילה בקיימברידג' את שיטתו של דקארט ואת הרעיונות האטומיסטיים, ובה בעת נחשף לפילוסופיה המיסטית הקרויה הרמטית, המבקשת להסביר את תופעות הטבע במושגים אלכימיים ומגיים. מאז ואילך התנהלה עבודתו בשני האפיקים הללו, חרף הניגוד העמוק ביניהם.

 


שנות הדבר

לאחר שקיבל את התואר הראשון חזר ניוטון לכפר הולדתו, בעטיה של מגפת דבר שהביאה לסגירת שערי קיימברידג' לתקופה ממושכת. בשתי שנות שהותו בכפר (1665/6) הגה רעיונות רבים וחשובים, אם כי חלקם עובדו ונוסחו רק כעבור שנים. בין השאר פיתח את המשפט הבינומי (הבינום של ניוטון). בשאיפתו לנסח את חוקי הטבע במונחים מתמטיים, כפי שהורה דקארט, מצא צורך בלשון מתמטית חדשה, ופיתח יש מאין את החשבון הדיפרנציאלי והאינטגרלי (במקביל, ולגמרי בנפרד, פיתח אותו גם גוטפריד לייבניץ). ניוטון השתמש במתמטיקה חדשה זו במחקריו הפיסיקליים, לצורך חישובי שטחים ונפחים ולהבהרת-יתר של מושגים כגון מהירות, תאוצה וזרימה.

בעת שהותו בכפר הניח גם את היסודות לתורת הכבידה. ידוע הסיפור בדבר התעוררותו של ניוטון לנושא זה בעקבות צפייתו בנפילת תפוח מעץ, אך למרבה הצער אין בו ממש.

הישגו האינטלקטואלי הכביר של ניוטון התבטא בהבנתו כי הכוח המושך את התפוח ארצה, הוא אותו כוח עצמו המחזיק את הירח בתנועתו סביב הארץ. לשיטתו של אריסטו, שעדיין משלה בכיפה בעולם המדע, יש הפרדה גמורה בין הספירות השמיימיות לבין עולם החומר הארצי; ואילו ניוטון קבע שחוקי טבע אחידים מושלים בכל היקום (משום כך נקרא החוק שניסח "חוק הכבידה האוניברסלית"). זאת ועוד, לכוח הכבידה אופי מיוחד: הוא פועל ממרחק, ללא מגע או תווך כלשהו. בהסתמך על חוקיו האמפיריים של קפלר קבע ניוטון שכוח זה נחלש עם המרחק בשיעור מדויק: גודלו עומד ביחס הפוך לריבוע המרחק. גם את רעיונותיו בתחום האופטיקה, שחוללו מהפכה בהבנת מושגי האור והצבע, הגה ניוטון עוד בעת שהותו בכפר הולדתו.

 


אופטיקה

עם שובו לקיימברידג' ערך ניוטון את סדרת ניסוייו הקלסיים באופטיקה. גולת הכותרת שלהם היתה הניסוי שהוכיח כי האור הלבן מורכב משלל צבעי הקשת. תופעת הנפיצה (הפרדת האור לצבעי הקשת כשהוא עובר דרך מנסרה שקופה) היתה ידועה, אך הוסברה עד אז כתוצאה של שינוי בטבעו של האור בהשפעת החומר שדרכו הוא עובר. אבל ניוטון הציב בדרכן של קרני האור המופרדות מנסרה שנייה, הפוכה לראשונה, וזו שברה שוב את קרני האור באופן כזה שהן יצאו ממנה כקרן אחת, לבנה. מכאן הסיק ניוטון שהלבן הוא תערובת של כל הצבעים.

 

סר אייזיק ניוטון מכוון קרן אור, במסגרת סדרת ניסוייו בתחום האופטיקה (מתוך מאגר Gettyimages Imagebank)

נפיצת האור לצבעיו בעוברו במכשירים אופטיים הקשתה על עריכת תצפיות מדויקות בטלסקופ. ניוטון בנה טלסקופ שבו הוחלפו העדשות במראות קעורות (שבהן אין נפיצה), המרכזות את קרני האור במוקד. בטלסקופ כזה נמנעת גם הירידה בעוצמת האור הנובעת מבליעת אור בעדשה. נראה שטלסקופ זה הוא שהביא את ניוטון לראשונה לתשומת לבה של החברה המלכותית, הגוף המרכזי לקידום המדע באנגליה באותם ימים.

אשר למהותו של האור, ניוטון טען שהאור מורכב מחלקיקים. בכך חלק על דעתו של כריסטיאן הייגנץ, שטען כי האור הוא תנועה גלית של חומר (בדומה לקול). ניוטון התבסס על העובדה שהאור (בניגוד לקול) אינו עוקף מכשולים, אלא מטיל צל חד. סמכותו המדעית של ניוטון, כפי שהתבססה במרוצת השנים, הביאה לכך שהשקפתו שלטה במדע במהלך כל המאה ה-18; רק בתחילת המאה ה-19 הראו ניסוייו של אנגלי אחר, תומס ינג, את תכונותיו הגליות המובהקות של האור. בתחילת המאה ה-20 התברר (בעיקר בזכות אלברט איינשטיין) שלאור תכונות חלקיקיות וגליות כאחד, וכי הוא ישות לעצמה ולא תנודות של חומר אחר, אותו תווך מסתורי שנקרא "אתר".

הישגיו המדעיים של ניוטון הביאו לכך ששנתיים לאחר שובו לקיימברידג', בהיותו בן 27, קיבל קתדרה כפרופסור למתמטיקה. אולם הוא היה עדיין אלמוני יחסית, ופרסומיו בתחום האופטיקה עוררו עליו את זעמו של רוברט הוק, מראשי החברה המלכותית, שראה עצמו בר-סמכא ראשון במעלה בתחום זה. ניוטון לא היה מסוגל לשאת כל ביקורת, והוא הסתגר בד' אמותיו וחדל מפרסומיו. את ספרו הגדול "אופטיקה" פרסם רק ב-1704, אחרי מותו של הוק.

את השנים הבאות ייחד להתעמקות במגיה ההרמטית ובתורת הנסתר. כתביו המרובים העוסקים בנושא זה שמורים בבית הספרים הלאומי בירושלים.

 


כבידה ומכניקה

עד 1684 הוסיף ניוטון לטפל בבעיית הכבידה, בעיקר כפי שהיא מתבטאת במסילות כוכבי הלכת. הוא יישב את הבעיה לשביעות רצונו, והניח אותה כך. אולם באותה שנה פנה אליו אדמונד הלי בשאלה בעניין זה, והופתע להיווכח כי בעיית הדינמיקה הפלנטית, שנחשבה חסרת פתרון בעיני מדעני התקופה, כבר נפתרה. הוא הפציר בניוטון לפרסם את תוצאותיו, וקיבל על עצמו לשאת בהוצאות הפרסום.

 

איור הממחיש את הרגע בו הגה סר אייזיק ניוטון את קיומו של כוח הכבידה בראותו תפוח נופל מהעץ  (מתוך מאגר Gettyimages Imagebank)

התוצאה היתה ספר כביר, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ("העקרונות המתמטיים של חוכמת הטבע"), שרבים רואים בו את החשוב בספרי המדע שהתפרסמו מעולם. ניוטון הסתייע בכתיבתו בחשבון הדיפרנציאלי והאינטגרלי שפיתח, אך מכיוון שביקש לשמור את המצאתו זו בסוד, ניסח את ההוכחות שהופיעו בספר במונחי הגיאומטריה הקלסית. לראשונה מופיעה בו תורה פיסיקלית כסדרה של הגדרות, אקסיומות, משפטים והוכחות. במספר מועט של חוקי יסוד, הציג ניוטון את כל התופעות הפיסיקליות הידועות וגזר את התנהגותם העתידה של גופים באמצעים מתימטיים בלבד. בכך חולל מהפכה מדעית.

ניוטון העמיד את המכניקה על שלושה עקרונות (חוקים):

1. עקרון ההתמד: גוף יתמיד בתנועתו במהירות קבועה (או יישאר שרוי במנוחה), אלא אם כן יופעלו עליו כוחות חיצוניים. את התכונה הזו הבהיר גליליאו לפניו, אך היא מעולם לא נוסחה בבירור כחוק יסודי של המכניקה.

2. שינוי המהירות (התאוצה) של גוף עומד ביחס ישר לכוח הפועל עליו; בניסוח מתמטי, F=ma, כאשר F הוא כוח, m היא מסה ו-a היא תאוצה. מושג ה"כוח" מייצג אצל ניוטון את השפעתן של תופעות שונות, כגון כובד, לחץ ומגנטיות. אפשר "לחבר" שני כוחות כאלה, או יותר, לפי כללי חיבור מוגדרים. לכל גוף יש התנגדות אופיינית לפעולת כוח חיצוני. מידת ההתנגדות נקראת מסה, שהיא היחס בין הכוח לבין קצב שינוי המהירות. שיעור התנגדות זה זהה בכל סוגי הכוחות. ניוטון הבדיל בין מסה לבין משקל, שהוא מושג הקשור לכוח הכבידה בלבד.

3. עקרון הפעולה והתגובה קובע ששני גופים מפעילים זה על זה כוחות מנוגדים: שווים בגודלם והפוכים בכיוונם.

מלבד שלושת חוקי המכניקה, ניסח ניוטון את חוק הכבידה האוניברסלית, הקובע כי כל מסה מושכת אליה כל מסה אחרת, בכוח העומד ביחס ישר למכפלת שתי המסות וביחס הפוך למרחק ביניהם. בניסוח מתימטי:



כאשר F הוא הכוח, m1 ו-m2 הן המסות, d הוא המרחק, ו-G הוא קבוע פיסיקלי - קבוע הכבידה, שאת ערכו חישב לראשונה הנרי קוונדיש ב-1785. כיום מקובל שערך הקבוע הוא 6.67259X10-11 ניוטון למטר רבוע חלקי ק"ג רבוע.

 

אין זה מדויק לומר, אם כן, שהארץ מושכת אליה את התפוח: הנכון הוא שהתפוח והארץ מושכים שניהם זה את זה, ואם התפוח הוא העובר את המרחק הגדול יותר, הרי זה משום שמסתו כה קטנה לעומת מסת הארץ. ניוטון הראה בספרו ששלושת חוקי המכניקה, יחד עם חוק הכבידה שעוצמתה יורדת ביחס הפוך לריבוע המרחק, מסבירים במשותף את תנועת כוכבי הלכת ושאר גרמי השמים, את הגאות והשפל ואת הנפילה החופשית של גופים על פני כדור הארץ. כאמור, היתה זו התורה האוניברסלית הראשונה שהסבירה את התנהגות היקום באמצעות מערכת יחידה של עקרונות בסיסיים. במערכת המידות והמשקלות הבינלאומית, יחידת הכוח קרויה על שם ניוטון.

 


הערכה

כל ימיו חקר ניוטון ויצר בבדידות. כהונתו כפרופסור לא היתה כרוכה בהוראה, ומוטב כך, שכן הוא היה בעל מזג סוער וחסר סבלנות למוחות נחותים משלו (כלומר, כל המוחות בדורו, ורוב רובם גם אחר כך), כשם שהיה חסר חוש הומור. הוא לא הקים משפחה, ועסק במדע ובמיסטיקה בלבד, עד לפרסום ה"עקרונות". אחר כך, כשהתפרסם שמו לתהילה כגדול האנגלים בדורו, כיהן במשרות מִנהליות שונות; בין השאר היה נציב המטבעה המלכותית, ואף כיהן כחבר הפרלמנט תקופה אחת, שבמהלכה לא פצה את פיו בבית הנבחרים אף פעם אחת. עם זאת, גם בתקופות אלה המשיך במחקריו. ידוע סיפור המעשה בדבר דניאל ברנולי שפרסם בעיה מתמטית וקצב שישה חודשים לפתרונה; לפי בקשת לייבניץ הוארכה התקופה לשנה. ניוטון פתר את הבעיה בן-לילה, ובתוך כך הניח את היסודות לתחשיב הווריאציות. הוא שלח את הפתרון בעילום שם, אך למראהו אמר ברנולי: "מזהה אני את האריה לפי עקבותיו."

במחקריו המיסטיים עסק ניוטון שנים רבות בניסויים באלכימיה, ובמשך כשנתיים סבל מהתמוטטות עצבים עקב הרעלת כספית שלקה בה במהלך ניסוייו אלה.

מזגו הרע בא לביטוי מיוחד ברדיפתו את לייבניץ, שאותו האשים ב"גזילת" החשבון האינפיניטסימלי שלו (טענה חסרת שחר, שכן ניוטון הוא שנמנע בעקשנות מפרסומו). ניוטון פרסם מכתבי נאצה בגנות לייבניץ, ואף הקים "ועדת חקירה" מדעית לבירור האמת. ליתר ביטחון, לאחר שמינה את חברי הוועדה בעצמו, הוסיף וניסח את מסקנותיה. כשמת לייבניץ, הביע ניוטון בפרהסיה את שמחתו על שעלה בידו להוריד את שיבתו ביגון שאולה. ועם זאת היתה בו ענווה, והוא כתב כי אם עלה בידו להשיג דבר-מה, הרי זה משום שניצב על כתפיהם של ענקים. הוא גם השיב לאלה שהמשילוהו לספן נועז, שהפליג למרחבי ימים לא-נודעים: "בעיני, איני אלא נער קטן המהלך על החוף ומלקט צדפים, ושמח מפעם לפעם על מציאת צדף נאה במיוחד."

רבים יחלקו על הצניעות הזאת. העמדת הפיסיקה על יסודות מתמטיים, המובנת מאליה כיום, היתה הישג היסטורי שחשיבותו לא תשוער. על כך יש להוסיף את מחקריו הפרטניים בתחומים רבים של המתמטיקה והפיסיקה, כפי שתוארו לעיל, אשר הניחו את יסודותיהם של רבים מענפיהם החשובים ביותר של המדעים הללו. ואם נזכור כי ניוטון הקדיש רק חלק מזמנו למדע, ועסק בתורת הנסתר לא פחות מכפי שעסק במדע, לא נותר אלא להשתומם על גדולתו.

 

הישגיו העצומים שרירים ברובם גם כיום, אם כי כמה מהשקפותיו התבררו כמוטעות. לעיל הוזכרו ראייתו את מהות האור כעשוי חלקיקים והתנגדותו לתיאוריה הגלית של האור. גם בתחום המכניקה הועלו השגות חשובות על השקפותיו, עוד בימי חייו. הדינמיקה השמיימית שניסח לא היתה משוכללת די הצורך, והוא קבע כי יש צורך באצבע אלוהים כדי להחזיק את כוכבי הלכת, כוכבי השבת והשביטים במקומותיהם הראויים (כעבור זמן עלה בידי לפלס לעבד את הדינמיקה השמיימית על סמך חוקי ניוטון, בלי צורך בהתערבות שרירותית). זאת ועוד, עפ"י תורתו היה על ניוטון להניח כי המרחב והזמן מוחלטים. כבר לייבניץ התנגד לטענה מגבילה שכזאת, ובמאה ה-19 טען מך בתוקף שאת המרחב והזמן אפשר להגדיר רק ביחס לכלל החומר ביקום ולהתפלגותו. בתחילת המאה ה-20 הציג איינשטיין תורה חדשה הנמנעת מהנחות חד-משמעיות כאלה. אבל תורת ניוטון נשארה נכונה לצורך מעשי, לגבי גופים הנעים במהירויות קטנות ביחס למהירות האור, וידועה תשובתו של האסטרונאוט ג'יימס לובל, שנשאל מי מטיס את חלליתו הפגועה, אפולו 13: "סר אייזיק ניוטון."

 


ציטוטים

 

  • "אני לא יודע איך אני נתפס בעיני העולם, אבל לעצמי אני נדמה פשוט כילד המשחק על שפת הים, משעשע עצמו במציאת חלוק אבן מיוחד או צדף נדיר ביופיו, שעה שהים הגדול של האמת משתרע לפני בלתי מפוענח".

 

  • "אם הצלחתי להרחיק ראות, זה רק משום שעמדתי על כתפי ענקים".

 





חזרה לעמוד הקודם
חזרה לעמוד הראשי של האנציקלופדיה

חדשות
דעות
כלכלה
ספורט
צרכנות
תרבות ובידור
רכילות Pplus
מחשבים
בריאות
ירוק
יהדות
תיירות
רכב
אוכל
יחסים
סרטים
הוט
כלכליסט
משחקים
מקומי
לימודים
מדע
לאישה
דרושים
ynet-shops
ynettours
winwin
בעלי מקצוע
ביגדיל
 

אודות ועזרה
כתבו אלינו
עזרה
מדיניות פרטיות
תנאי שימוש
מפת האתר
ארכיון
מרכזי המבקרים
Israel News
 
אודות האתר
RSS
הפוך לדף הבית
ניוזלטרים
פרסמו אצלנו
אנציקלופדיה
באבלס
ערוצי תוכן
חדשות
כלכלה
ספורט
תרבות
בריאות
מחשבים
נופש
Xnet
Yschool
יהדות
דעות
צרכנות
תיירות
אוכל
רכב
בעלי חיים
שופינג לאשה
כיכר השבת
יחסים
אסטרולוגיה
מעורבות
ירוק
לאשה
דילים
ynetArt
kick
כלכליסט
בלייזר
רכילות Pplus
מנטה
משחקים
mynet
מפות
פרוגי
כלים ושירותים
קניות
מניות
דרושים
מחירון רכב
דירות להשכרה
קופונים
זיכרונט
ידיעות בתי ספר
ידיעות אחרונות
דירות למכירה
לוח רכב
יד שניה
בעלי מקצוע
משחקים Games
עברית
דירות חדשות


YIT  - פיתוח אינטרנט ואפליקציותApplication delivery by radwarePowered by Akamaiהאתר פועל ברישיון אקו"םהאתר פועל ברישיון תל"יאקטיב טרייל
-nc  כל הזכויות שמורות לידיעות אינטרנט ©