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Warum war Newtons Beobachtung des fallenden Apfels von Bedeutung?

Warum war Newtons Beobachtung des fallenden Apfels von Bedeutung?

Wie in diesem Wikipedia-Artikel beschrieben, befand sich Newton 1666 in einem Garten, als er einen fallenden Apfel bemerkte. Newton kann sicherlich nicht der Erste gewesen sein, der bemerkt hat, dass Dinge herunterfallen, wenn sie fallen gelassen werden. Ich bin sicher, viele Gärtner haben das gesehen und ich fand Beweise aus alten Geschichten über Galileo Galilei, der Gegenstände von Türmen fallen ließ, und anderen Geschichten über Leute, die sich abmühten, geflügelte Maschinen zu bauen, die Beweis genug dafür scheinen, dass die Leute bemerkten, dass die Dinge dazu neigen, unterzugehen. Warum war Newtons Beobachtung dieses Verhaltens so viel bedeutsamer?


Die Beobachtung, dass Äpfel zu Boden fallen, ist an sich nicht von Bedeutung. Was zählt, ist der konzeptionelle Sprung, den Newton vollführte, während er (wie er berichtet) in seinem Garten saß. Vor Newton wurde das Rätsel so ausgedrückt: "Wenn Äpfel fallen, warum bleibt dann der Mond am Himmel?". Der Durchbruch war, dass Newton plötzlich erkannte, dass es die falsche Frage war: Der Mond ist Auch zur Erde fallen! Aber es hat genug seitliche Bewegung, um "vermisst zu bleiben" (das, was wir jetzt "im Orbit sein" nennen).

Newton könnte denken das weil er schon auf die Erkenntnis gekommen war, dass ein Objekt, wenn es sich bewegt, keinen Grund hat, sich nicht weiterzubewegen: Man muss einen Trolley schieben, um es in Bewegung zu setzen, aber man muss auch etwas tun, um es zu stoppen . Vor Galileo war jeder davon überzeugt, dass sich ein sich bewegendes Objekt nicht unbegrenzt fortbewegen kann; jedes Objekt musste für sich allein stehen bleiben. Galileo war der erste, der demonstrierte, dass dies nicht stimmt – tatsächlich kam er als erster auf die Idee, dass das Ausprobieren von Dingen in der Physik eine bessere Möglichkeit sei, Dinge zu demonstrieren, als nur abstrakt darüber nachzudenken. Newton konnte es mit neuen mathematischen Werkzeugen ("Infinitesimalkalkül" - eine Idee, die auch Leibniz ungefähr zur gleichen Zeit unabhängig hatte) als sein erstes Gesetz formalisieren. Mit diesem Wissen konnte er sich schließlich vorstellen, dass der Mond, wenn er eine seitliche Bewegung hätte, weiterhin seitliche Bewegungen ausführen und somit die Erde weiterhin verfehlen würde, während er auf sie zufällt.

Das alles kristallisierte sich irgendwann in seinem Kopf heraus, wo er meistens in einer ruhigen Umgebung ruhte. Nietzsche soll einmal gesagt haben: "Alle wahrhaft großen Gedanken werden im Gehen empfangen." Es passt daher irgendwie, dass Newton einen der größten Fortschritte der Physik aller Zeiten machte, als er etwas so Alltägliches wie einen fallenden Apfel beobachtete. So funktioniert das menschliche Gehirn.

(Die Apfelgeschichte wurde übrigens verwendet, um das genaue Datum des wissenschaftlichen Durchbruchs zu bestimmen, da Äpfel nur zu einem bestimmten Zeitpunkt im Herbst fallen. Die Geschichte ist jedoch a nett Geschichte, die nur von Newton berichtet wurde, der seine Ideen zu verkaufen wusste, also könnte die Geschichte doch ein Mythos sein.)


Um die Antwort von @Thomas-Pornin und Ben Crowells Kommentar zu ergänzen, verstand Newton, dass eine Kraft auf den Apfel einwirkte. Die Frage war, wie hoch der Apfel sein müsste, bevor die Kraft aufhörte zu wirken. Warum wirkt die Schwerkraft nicht auf den Mond? Newtons Erkenntnis war, dass die Kraft nie aufhört zu wirken, sie ist eine universelle Kraft.


Newton verstand die Schwerkraft, lange bevor der Apfel vor ihm vom Baum fiel – seine Erklärungen kamen dem damaligen Durchschnittsbürger jedoch wie das sinnlose Gelaber eines Wahnsinnigen vor.

Für das unglückliche Genie Newton war es sicherlich der schwierige Teil, diese Leute dazu zu bringen, etwas so Offensichtliches zu verstehen!

Der Apfel, der vom Baum fiel, war die Geschichte, die schließlich lange genug bei seinem Publikum ankam, damit es Wert darauf legte, zu verstehen, warum Newton versuchte, ihnen zu erzählen.


Vzirkel = (GM/R) 1/2

wobei G die Gravitationskonstante ist, R der Radius der Umlaufbahn ist, M die Masse des größeren Objekts, wie der Erde, um das das kleinere Objekt kreist. Beachten Sie, dass die Formel nicht von der Masse des kleineren Objekts abhängt. (Diese letzte Tatsache folgt aus der Newtonschen Theorie und hängt mit der experimentellen Schlussfolgerung von Galileo zusammen, dass zwei Objekte unterschiedlicher Masse, die aus derselben Höhe fallen, zur gleichen Zeit auf die Erde fallen.)

Mit dieser Formel können wir berechnen, wie schnell sich der Mond auf seiner Umlaufbahn um die Erde bewegt. Setzt man die Erdmasse von M=6 x 10 24 kg, den Radius der Mondbahn von R=3,84 x 10 8 Meter und die Gravitationskonstante G= 6,67 x 10 -11 Newtonmeter 2 / kg 2 ein, so ist die Größe des Die Mondgeschwindigkeit beträgt dann 1020 Meter/s. Das sind etwa 2278 Meilen pro Stunde.

(Hey, wenn es sich so schnell bewegt, fünfmal schneller als Düsenflugzeuge, warum scheinen sich Jets am Himmel schneller zu bewegen als der Mond? Diese Frage musst du selbst beantworten.)

Da die Kreisgeschwindigkeit umgekehrt zur Quadratwurzel von R variiert, hat ein Objekt in einer kleineren Umlaufbahn eine höhere Geschwindigkeit, weil die Schwerkraft stärker ist. Dieselbe Berechnung für R=6578 km über dem Erdmittelpunkt sagt uns, dass sich ein Satellit mit Geschwindigkeiten von 17.400 Meilen pro Stunde (=7790 m/s) bewegen muss. Raketen müssen sich also unglaublich schnell bewegen. Die Rakete muss aufstehen und sich dann mit der richtigen Geschwindigkeit in eine kreisförmige Umlaufbahn drehen. Aber sobald es diese Geschwindigkeit erreicht hat, wird es ohne nachfolgenden Raketenantrieb in der Umlaufbahn bleiben.

Da die Umlaufgeschwindigkeit eines Satelliten von seiner Entfernung vom Erdmittelpunkt abhängt, ist die Umlaufbahn umso länger, je weiter draußen er ist. In Erdnähe beträgt die Umlaufzeit etwa 1,5 Stunden. Bei einer Entfernung von etwa 42.000 km (26.000) Meilen beträgt die Umlaufzeit 24 Stunden. Somit würde sich der Satellit in einem GEOSYNCHRONOUS ORBIT befinden. Stellen Sie sich vor, Sie starten einen Satelliten ostwärts über dem Erdäquator in einer geosynchronen Umlaufbahn: Dann bleibt der Satellit in seiner Umlaufbahn jederzeit über dem gleichen Punkt auf der Erde.


Newtons Apfel: Die wahre Geschichte

Wir haben alle die Geschichte gehört. Ein junger Isaac Newton sitzt unter einem Apfelbaum und betrachtet das mysteriöse Universum. Plötzlich – boink! -ein Apfel trifft ihn auf den Kopf. “Aha!” er schreit oder vielleicht “Eureka!” Blitzschnell begreift er, dass die gleiche Kraft, die den Apfel auf den Boden krachen ließ, auch den Mond auf die Erde und die Erde fallen lässt zur Sonne: Schwerkraft.

Oder etwas ähnliches. Die apokryphe Geschichte ist eine der berühmtesten in der Wissenschaftsgeschichte und jetzt können Sie selbst sehen, was Newton tatsächlich gesagt hat. In den Archiven der Londoner Royal Society lag ein Manuskript, das die Wahrheit über den Apfel enthielt.

Es ist das Manuskript für eine Biographie von Newton mit dem Titel Memoiren von Sir Isaac Newtons Lebengeschrieben von William Stukeley, einem Archäologen und einem von Newtons ersten Biographen, und veröffentlicht im Jahr 1752. Newton erzählte Stukeley die Apfelgeschichte, die sie als solche weitergab:

“Nach dem Abendessen, bei warmem Wetter, gingen wir in den Garten und tranken Thea, im Schatten einiger Apfelbäume…er sagte mir, er sei in der gleichen Situation, wie früher, als ihm der Gedanke der Gravitation in den Sinn kam Verstand. Es war der Fall eines Apfels, als er in nachdenklicher Stimmung saß. Warum sollte dieser Apfel immer senkrecht auf den Boden sinken, dachte er bei sich…”

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Die Royal Society hat das Manuskript heute erstmals in vollständig interaktiver digitaler Form auf ihrer Website royalsociety.org/turning-the-pages zur Verfügung gestellt. Die digitale Veröffentlichung erfolgt am selben Tag wie die Veröffentlichung von Weiter sehen (HarperPress, £ 25), eine illustrierte Geschichte der Royal Society, herausgegeben von Bill Bryson, die dieses Jahr das 350-jährige Jubiläum der Royal Society feiert.

Es stellt sich also heraus, dass die Apfelgeschichte größtenteils wahr ist. Der Apfel hat Newton vielleicht nicht am Kopf getroffen, aber ich stelle es mir trotzdem so vor. Inzwischen, dreieinhalb Jahrhunderte und einen Albert Einstein später, wissen Physiker immer noch nicht Ja wirklich Schwerkraft verstehen. Wir brauchen einen größeren Apfel.


Isaac Newtons fallende Apfelgeschichte fällt ins Internet

Es ist der berühmteste Apfel der Wissenschaft. Die Frucht, die von Sir Isaac Newtons Kopf hüpfte, während er in seinem Obstgarten über das Universum nachdachte, soll den großen Wissenschaftler inspiriert haben, seine Gravitationstheorie zu entwickeln. Leider ist diese, wie so viele verlockende Geschichten, nicht ganz wahr.

Jetzt kann jeder, der die beste Originalquelle einer der wichtigsten Erkenntnisse der Wissenschaft studieren möchte, dies tun. Die Royal Society stellt erstmals ein 100-seitiges Manuskript des Arztes William Stukeley, der die Memoirs of Newton's Life verfasst hat, online zur Verfügung.

"Nach dem Abendessen gingen wir bei warmem Wetter in den Garten und tranken Tee im Schatten einiger Apfelbäume", schrieb Stukeley in den 1752 veröffentlichten Papieren, die zuvor nur Akademikern zugänglich waren. „Er sagte mir, er sei in der gleichen Situation wie damals, als ihm der Gedanke der Gravitation in den Sinn kam. Es war ein Apfelfall, als er in nachdenklicher Stimmung saß. Warum sollte dieser Apfel immer? senkrecht zum Boden hinabsteigen, dachte er bei sich."

Keith Moore, der Leiter der Bibliothek und des Archivs der Royal Society, sagte: „Gelehrte wissen, woher die Apfelgeschichte kommt, und es ist eindeutig eine Anekdote, die Newton poliert hat. Was wir wollen, ist, dass die Öffentlichkeit das Manuskript selbst sieht Newton, der es aufpoliert hat, auch die nachfolgenden Generationen haben es auf Hochglanz gebracht – diese Geschichte vermenschlicht ihn nur ein bisschen."

Das Manuskript ist eines von sieben Dokumenten, die im Rahmen der Feierlichkeiten zum 350-jährigen Bestehen der Royal Society online gestellt werden. Martin Rees, Präsident der Royal Society, sagte, dass auch andere Schätze aus den Archiven online veröffentlicht würden.

Robert Iliffe, Redaktionsleiter des Newton-Projekts an der Universität von Sussex, sagte, Stukeley habe einige der bekanntesten Insider-Kenntnisse über Newtons Schwächen, wie etwa die Vergesslichkeit des großen Mannes. "Es gibt eine Geschichte im Buch von Newton, der ein Pferd einen Hügel außerhalb von Grantham hinaufführt und gleichzeitig mit seiner linken Hand ein Buch liest", sagte er. "Als er oben auf dem Hügel ankommt, stellt er fest, dass das Pferd beim Lesen des Buches längst durchgeknallt ist."

Die Stukeley-Papiere enthalten Geschichten aus Newtons Kindheit. Eine davon handelt davon, wie er ein Modell einer Windmühle baute, das auf einer maßstabsgetreuen in der Nähe seines Hauses in Grantham basiert. Unbeeindruckt von seiner eigenen windgetriebenen Maschine baute er eine voll funktionsfähige Version – angetrieben von einer Maus. „Isaac war mit dieser bloßen Nachahmung nicht zufrieden. Sein Geist veranlasste ihn, über seinen Prototyp hinauszugehen. Er konnte eine Maus hineinstecken, die so natürlich wie der Wind funktionierte - Müller & beschwerten sich im Scherz, was für ein Dieb er war, denn er aß den ganzen Mais, der in die Mühle kam."

Andere heute von der Royal Society veröffentlichte Dokumente umfassen Zeichnungen englischer Wildblumen von Richard Waller, anatomische Zeichnungen, die auf frühen Sezierungen des menschlichen Körpers basieren, und Skizzen fossiler Trilobiten, die um 1843 von Sir Henry James angefertigt wurden. "[Wallers Zeichnungen] verdienen es, besser bekannt zu sein – sie sind eine Aufzeichnung eines Wissenschaftlers, der versucht zu verstehen, wie botanische Exemplare gezeigt werden sollten", sagte Moore. "Waller war sehr daran interessiert, wie man Farbe reproduziert, was für die damalige Zeit sehr fortschrittlich war."

Es gibt auch wichtige historische Dokumente. „Fellows of the Royal Society in den frühen Tagen waren nicht nur Wissenschaftler, wie wir sie heute definieren, sie interessierten sich für alle möglichen Dinge. John Locke, der heute als Philosoph bekannt ist, war ein Fellow und [im Jahr 1681 ] war an der Ausarbeitung eines Verfassungsdokuments für eine der amerikanischen Kolonien, die Carolinas, beteiligt. Wir dachten, wir würden es reproduzieren, damit die Menschen in den USA es sehen können", sagte Moore.

Die Royal Society hält in ihren Archiven mehr als 250.000 Manuskripte und Papiere, und die heutige Veröffentlichung ist der Beginn des Versuchs, all dies eines Tages zugänglich zu machen. „Dies ist nur ein kleiner Schritt, um unsere Archive einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen“, sagte Moore.

"Die Manuskripte sind von weltweiter Bedeutung und wir halten diese Dinge treuhänderisch für die internationale Szene."

Weitere Veranstaltungen zum Jubiläum der Royal Society in diesem Jahr umfassen öffentliche Vorträge und Debatten, Kooperationen mit Künstlern und Performern sowie eine neuntägige Wissenschaftsausstellung in der Londoner South Bank im Sommer.


Warum war Newtons Beobachtung des fallenden Apfels von Bedeutung? - Geschichte

Während Kopernikus zu Recht beobachtete, dass sich die Planeten um die Sonne drehen, war es Kepler, der ihre Bahnen richtig definierte. Im Alter von 27 Jahren wurde Kepler Assistent eines wohlhabenden Astronomen, Tycho Brahe, der ihn bat, die Umlaufbahn des Mars zu bestimmen. Brahe hatte ein Leben lang astronomische Beobachtungen gesammelt, die nach seinem Tod in Keplers Hände übergingen. (Brahe, der sein eigenes erdzentriertes Modell des Universums hatte, hielt Kepler den Großteil seiner Beobachtungen zumindest teilweise zurück, weil er nicht wollte, dass Kepler sie benutzte, um die Richtigkeit der kopernikanischen Theorie zu beweisen.) Anhand dieser Beobachtungen stellte Kepler fest, dass die Bahnen der Planeten folgten drei Gesetzen.

Wie viele Philosophen seiner Zeit hatte Kepler die mystische Überzeugung, dass der Kreis die perfekte Form des Universums sei und dass die Umlaufbahnen der Planeten als Manifestation der göttlichen Ordnung kreisförmig sein müssen. Viele Jahre lang bemühte er sich, Brahes Beobachtungen der Marsbewegungen mit einer kreisförmigen Umlaufbahn in Einklang zu bringen.

Schließlich bemerkte Kepler jedoch, dass eine imaginäre Linie, die von einem Planeten zur Sonne gezogen wurde, in gleichen Zeiten eine gleiche Fläche des Raums überstrich, unabhängig davon, wo sich der Planet auf seiner Umlaufbahn befand. Wenn Sie ein Dreieck von der Sonne zu einer Position eines Planeten zu einem bestimmten Zeitpunkt und seiner Position zu einem festgelegten Zeitpunkt später zeichnen, 5 Stunden oder 2 Tage, ist die Fläche dieses Dreiecks überall in der Umlaufbahn immer gleich. Damit alle diese Dreiecke die gleiche Fläche haben, muss sich der Planet in Sonnennähe schneller bewegen, aber langsamer, wenn er am weitesten von der Sonne entfernt ist.

Diese Entdeckung (die zum zweiten Keplerschen Gesetz der Bahnbewegung wurde) führte zur Erkenntnis, was zum ersten Keplerschen Gesetz wurde: dass sich die Planeten in einer Ellipse (einem gequetschten Kreis) mit der Sonne an einem Brennpunkt, versetzt vom Zentrum, bewegen.

Das dritte Keplersche Gesetz zeigt, dass es eine genaue mathematische Beziehung zwischen der Entfernung eines Planeten von der Sonne und der Zeit gibt, die er braucht, um die Sonne zu umkreisen. Es war dieses Gesetz, das Newton inspirierte, der drei eigene Gesetze entwickelte, um zu erklären, warum sich die Planeten so bewegen, wie sie es tun.

Newtons Bewegungsgesetze

Wenn die Keplerschen Gesetze die Bewegung der Planeten definieren, definieren die Newtonschen Gesetze die Bewegung. Beim Nachdenken über die Keplerschen Gesetze erkannte Newton, dass alle Bewegungen, sei es die Umlaufbahn des Mondes um die Erde oder ein vom Baum fallender Apfel, denselben Grundprinzipien folgten. „Den gleichen natürlichen Wirkungen“, schrieb er, „müssen wir so weit wie möglich die gleichen Ursachen zuordnen.“ Früheres aristotelisches Denken, hat der Physiker Stephen Hawking geschrieben, hat verschiedenen Bewegungsarten verschiedene Ursachen zugeschrieben. Durch die Vereinigung aller Bewegungen verlagerte Newton die wissenschaftliche Perspektive auf die Suche nach großen, vereinigenden Mustern in der Natur. Newton skizzierte seine Gesetze in Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (&ldquoMathematical Principles of Natural Philosophy&rdquo), die 1687 veröffentlicht wurde.

Gesetz I. Jeder Körper verharrt in seinem Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Bewegung in einer geraden Linie, es sei denn, er ist gezwungen, diesen Zustand durch auf ihn einwirkende Kräfte zu ändern.

Im Wesentlichen ändert ein sich bewegendes Objekt seine Geschwindigkeit oder Richtung, und ein ruhendes Objekt wird sich auch nicht bewegen, es sei denn, eine äußere Kraft wirkt auf es ein. Das Gesetz wird regelmäßig in einem Wort zusammengefasst: Trägheit.

Gesetz II. Die Bewegungsänderung ist immer proportional zur aufgeprägten Antriebskraft und erfolgt in Richtung der rechten Linie, in der diese Kraft aufgeprägt wird.

Newtons zweiter Hauptsatz ist am besten in seiner mathematischen Form erkennbar, der ikonischen Gleichung: F=ma. Die Stärke der Kraft (F) wird dadurch definiert, wie stark sie die Bewegung (Beschleunigung, a) eines Objekts mit einer Masse (m) ändert.

Gesetz III. Jeder Handlung steht immer eine gleiche Reaktion gegenüber: oder die wechselseitigen Handlungen zweier Körper aufeinander sind immer gleich und auf entgegengesetzte Teile gerichtet.

Wie Newton selbst beschrieb: &ldquoWenn man mit dem Finger auf einen Stein drückt, wird auch der Finger vom Stein gedrückt.&rdquo

Schwere

Auf den Seiten von Principia präsentierte Newton auch sein Gesetz der universellen Gravitation als Fallstudie seiner Bewegungsgesetze. Alle Materie übt eine Kraft aus, die er Gravitation nannte, die alle anderen Materien in Richtung ihres Zentrums zieht. Die Stärke der Kraft hängt von der Masse des Objekts ab: Die Sonne hat mehr Schwerkraft als die Erde, die wiederum mehr Schwerkraft hat als ein Apfel. Außerdem wird die Kraft mit zunehmendem Abstand schwächer. Objekte, die weit von der Sonne entfernt sind, werden von ihrer Schwerkraft beeinflusst.

Newtons Gesetze der Bewegung und Schwerkraft erklärten die jährliche Reise der Erde um die Sonne. Die Erde würde sich geradeaus durch das Universum bewegen, aber die Sonne übt eine ständige Anziehungskraft auf unseren Planeten aus. Diese Kraft biegt die Bahn der Erde in Richtung Sonne und zieht den Planeten in eine elliptische (fast kreisförmige) Umlaufbahn. Seine Theorien ermöglichten es auch, die Gezeiten zu erklären und vorherzusagen. Das Steigen und Sinken des Meeresspiegels wird durch die Anziehungskraft des Mondes erzeugt, wenn er die Erde umkreist.

Einstein und Relativität

Die Ideen der Newtonschen Bewegungsgesetze und der universellen Gravitation blieben fast 220 Jahre lang unangefochten, bis Albert Einstein 1905 seine spezielle Relativitätstheorie vorstellte .

Die Relativitätstheorie behandelt Zeit, Raum und Masse als flüssige Dinge, die durch den Bezugsrahmen des Beobachters definiert werden. Wir alle, die uns auf der Erde durch das Universum bewegen, befinden sich in einem einzigen Bezugsrahmen, aber ein Astronaut in einem sich schnell bewegenden Raumschiff würde sich in einem anderen Bezugsrahmen befinden.

Innerhalb eines einzigen Bezugsrahmens gelten die Gesetze der klassischen Physik, einschließlich der Newtonschen Gesetze. Aber Newtons Gesetze können die Unterschiede in Bewegung, Masse, Entfernung und Zeit erklären, die sich ergeben, wenn Objekte aus zwei sehr unterschiedlichen Bezugssystemen betrachtet werden. Um Bewegung in diesen Situationen zu beschreiben, müssen sich Wissenschaftler auf Einsteins Relativitätstheorie stützen.

Bei langsamen Geschwindigkeiten und großen Skalen sind die von der Relativität vorhergesagten Unterschiede in Zeit, Länge und Masse jedoch klein genug, um konstant zu sein, und die Newtonschen Gesetze funktionieren immer noch. Im Allgemeinen bewegen sich nur wenige Dinge mit Geschwindigkeiten, die schnell genug sind, um die Relativität zu bemerken. Für große, sich langsam bewegende Satelliten definieren die Newtonschen Gesetze immer noch Umlaufbahnen. Wir können sie immer noch verwenden, um Erdbeobachtungssatelliten zu starten und ihre Bewegung vorherzusagen. Wir können sie verwenden, um den Mond, den Mars und andere Orte jenseits der Erde zu erreichen. Aus diesem Grund sehen viele Wissenschaftler Einsteins Gesetze der allgemeinen und speziellen Relativitätstheorie nicht als Ersatz für Newtons Gesetze der Bewegung und der universellen Gravitation, sondern als den vollen Höhepunkt seiner Idee.


5. Newton leitete die Royal Mint und ließ Fälscher hinrichten.

Im Jahr 1696 wurde Newton zum Direktor der Royal Mint ernannt, die für die Herstellung der englischen Währung verantwortlich war. Er verließ Cambridge, sein langjähriges Zuhause, und zog in die Hauptstadt seines Landes, wo sich die Münzstätte im Tower of London befand. Drei Jahre später wurde Newton in die lukrativere Position des Münzmeisters befördert, eine Position, die er bis zu seinem Tod im Jahr 1727 innehatte. Während seiner Amtszeit bei der Münzstätte überwachte Newton eine wichtige Initiative zur Übernahme aller alten Münzen des Landes aus dem Verkehr gezogen und durch zuverlässigere Währungen ersetzt werden. Er konzentrierte sich auch auf die Untersuchung von Fälschern und lernte dadurch die zwielichtigen Schattenseiten der Stadt kennen, als er persönlich mutmaßliche Kriminelle aufspürte und interviewte und dabei Morddrohungen erhielt. Eine Reihe von Fälschern, denen er nachging, wurden an den Galgen geschickt.


Wer war Sir Isaac Newton?

Sir Isaac Newton, geboren 1643, war einer der einflussreichsten Wissenschaftler aller Zeiten. Er baute auf den Ideen früherer produktiver Wissenschaftler wie Galileo und Aristoteles auf und konnte Theorien in die Praxis umsetzen, und seine Ideen wurden zur Grundlage der modernen Physik.

Newton entwickelte seine Bewegungsgesetze 1666, als er erst 23 Jahre alt war. 1687 stellte er die Gesetze in seinem bahnbrechenden Werk „Principia Mathematica Philosophiae Naturalis“ vor, in dem er erklärte, wie äußere Kräfte die Bewegung von Objekten beeinflussen.

Bei der Entwicklung seiner drei Gesetze vereinfachte Newton die Objekte, indem er sie auf mathematische Punkte ohne Größe oder Drehung reduzierte, um Faktoren wie Reibung, Luftwiderstand, Temperatur und Materialeigenschaften zu ignorieren und sich auf Ergebnisse zu konzentrieren, die vollständig in Bezug auf Masse, Länge dargestellt werden können und Zeit.

Die Newtonschen Gesetze beziehen sich auf die Bewegung von Objekten in einem Trägheitsbezugssystem, das als ein System beschrieben werden kann, in dem ein Objekt in Ruhe bleibt oder sich mit konstanter linearer Geschwindigkeit bewegt, es sei denn, es wirkt durch äußere Kräfte. Newton fand heraus, dass die Bewegung innerhalb eines solchen Systems durch drei einfache Gesetze ausgedrückt werden kann.


Unser Newton Apfelbaum-Stammbaum:

Der Apfel ist die äußerst seltene Sorte &lsquoFlower of Kent&rsquo, die erstmals im 15. Jahrhundert erwähnt wurde. Der Baum, den wir hier im Physik-Department wachsen lassen, wurde uns zur Verfügung gestellt von Kew Gardens 1976. Es kam aus der Botanischer Garten von Cambridge wer hat es von der bekommen? Fruchtforschungsstation in East Malling in Kent. Sie bezogen ihren Bestand von einem Baum bei Belton-Park in Lincolnshire in den 1930er Jahren, die dort aus Newtons Garten bei . vermehrt wurden Woolsthorpe Manor von Rev Charles Turnor um das Jahr 1820.


Falling Apple Story (Anekdote)

Was es macht: Zitate über die Geschichte von Newton und dem Apfel.

Demonstrierte Konzepte: Dies ist keine Demonstration.

    Aus Augustus De Morgan "A Budget of Paradoxes" (SFU PN 6361 D45 1915 2 Bände):

Greene ist eine der Quellen dafür, dass Newton durch den Fall eines Apfels an die Gravitation denkt: Seine Autorität ist der Klatsch von Martin Folkes. Wahrscheinlich hatte Folkes es von Newtons Nichte, Mrs. Conduitt, die Voltaire als seine Autorität anerkennt. Es steht in dem Entwurf, der sich in Conduitts Memorandenpapieren befindet, die an Fontenelle geschickt werden sollen. Aber Fontenelle, obwohl ein großer Anekdotenhändler, erwähnt sie nicht in seiner Eloge von Newton, weshalb vermutet werden kann, dass sie in der nach Frankreich übersandten Kopie weggelassen wurde. D'Israeli hat eine Verbesserung der Geschichte: Der Apfel hat ihm "einen klugen Schlag auf den Kopf" getroffen: Zweifellos trifft er ihn nur auf das Organ der Kausalität. Er war "überrascht über die Kraft des Schlags" von einem so kleinen Apfel: Aber dann hatte der Apfel eine Mission, Homer hätte gesagt, es sei Minerva in Form eines Apfels. „Dies führte ihn dazu, über die Beschleunigung fallender Körper nachzudenken“, die Galilei schon lange zuvor festgestellt hatte: „woraus er das Prinzip der Schwerkraft ableitete“, das viele vor ihm in Betracht gezogen hatten, aber niemand hatte etwas daraus abgeleitet. Ich kann mir nicht vorstellen, woher D'Israeli den Schlag auf den Kopf hat, ich meine, er hat es für Newton: Das ist ganz anders als seine üblichen Darstellungen der Dinge. Die Geschichte ist angenehm und möglich: Ihr einziger Mangel besteht darin, dass verschiedene Schriften, die Newton, einem sehr gelehrten Mathematiker, wohlbekannt waren, mehr Anregungen gegeben hätten, als ein Sack voller Äpfel hätte tun können, wenn sie auf einmal auf diesen mächtigen Kopf gefallen wären. Und Pemberon, der von Newton selbst spricht, sagt nichts weiter, als dass die Vorstellung, dass der Mond von derselben Kraft gehalten wird, die den Fall von Körpern verursacht, ihn zum ersten Mal beim Meditieren in einem Garten traf. Ein bestimmter Baum in Woolsthorpe wurde als Galgen der apfelförmigen Göttin ausgewählt: Er starb 1820, und Herr Turnor behielt das Holz, aber Sir D. Brewster brachte 1814 ein bisschen Wurzel mit und muss es auf seinem Gewissen gehabt haben 43 Jahre, dass er den Baum getötet haben könnte.

Das Thema Comedy-Skizzen und Cartoons sowie gelehrte Artikel, die Geschichte von Newton und dem fallenden Apfel, ist zweifellos die bekannteste Anekdote der gesamten Wissenschaftsgeschichte. Unweigerlich zeigt die aktuelle 1-Pfund-Note mit den anderen bekannten Newtonschen Symbolen - einem Prisma, einem Spiegelteleskop - einen Apfelblütenspray. Unvermeidlich war auch der oft gezogene Vergleich zwischen den Äpfeln in den Gärten von Eden und Woolsthorpe:

War Newtons Apfel weniger mythisch als der von Eva? David Brewster, Newtons erster Biograph, dachte nicht. Da die Geschichte „weder von Dr. Stukeley noch von Mr. Conduitt erwähnt wird und ich keinerlei Autorität dafür finden konnte“, schloss Brewster 1831, „fühlte ich mich nicht frei, sie zu verwenden“. Er hätte hinzufügen können, dass Fontenelle und Whiston die Geschichte völlig ignorierten, während Henry Pemberton (1728) von einer Meditation in einem Garten sprach, ohne jemals einen Apfelbaum zu erwähnen.

Trotzdem war Brewsters Zögern fehl am Platze. Eine umfassendere Suche in der frühen Literatur hat mehrere Berichte hervorgebracht. Die ausführlichste ist die von Stukeley, die erst 1936 vollständig veröffentlicht wurde. Am 15. April 1726 hatte er mit Newton in Kensington zu Abend gegessen. Nach dem Abendessen berichtete er:

Conduitts Konto bestätigte Stukeley.

Aber Conduitt erklärt nicht wirklich, dass ein Apfel in Newtons Gegenwart gefallen ist, obwohl ein solches Ereignis mit der Passage vereinbar ist, dass der fallende Apfel eine Illustration einer These sein könnte und nicht die Beobachtung, die zu dieser These führte.

Es gab jedoch zwei frühere veröffentlichte Konten. Voltaire, der in seinem Essay über den Bürgerkrieg in Frankreich (1727) auf Englisch schrieb, sprach von "Sir Isaac Newton, der in seinem Garten spazierte, hatte den ersten Gedanken an sein System der Gravitation, als er einen Apfel vom Baum fallen sah". Er wiederholte die Geschichte in seinen bekannteren und zugänglicheren Briefen über die englische Nation von 1733 (Voltaire, 1980), obwohl er in diesem Werk nicht von einem Apfel sprach, sondern von „vom Baum fallenden Früchten“. Voltaires Quelle war wahrscheinlich Catherine Barton. Die letzte frühe Quelle war Robert Greene, auf der Autorität von Martin Folkes, in seiner Philosophie der expansiven und kontraktiven Kräfte (1727).

Es ist daher wahrscheinlich, dass Newton irgendwann in den 1720er Jahren vier engen Freunden und Verwandten - Catherine Barton, Martin Folkes, John Conduitt und William Stukeley - eine ähnliche Geschichte erzählte, in der er Ereignisse eines halben Jahrhunderts zuvor beschrieb. Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass sich ein achtzigjähriger Newton nicht mit angemessener Genauigkeit an so weit entfernte Ereignisse erinnern könnte. Wenn es ein Problem gibt, hat er deshalb so lange gewartet, um die Geschichte zu erzählen. Warum hatte nicht eine frühere Generation von Freunden – ein Halley, ein David Gregory oder ein Fatio – von dem fallenden Apfel gehört?

Die Geschichte zog unweigerlich spätere Ergänzungen an. Isaac D'Israeli zum Beispiel bemerkte, dass „der Apfel ihm einen scharfen Schlag auf den Kopf versetzte“. Die Geschichte mag jedoch zutreffend sein, wenn sie jedoch mehr als eine erfreuliche Anekdote ist und sogar als geeignet angesehen wird, Newtons Ideen zur universellen Anziehung zu erklären, dann ist sie tatsächlich, in Westfalls Worten, „ein vulgärer Mythos“.

Was den tatsächlichen Baum in Woolsthorpe betrifft, so sind sein Schicksal und seine Natur gut dokumentiert. Edward Turnor, der Besitzer des Herrenhauses, berichtete 1806, dass der Baum überlebt hatte und dass er ihn Besuchern zeigte. Im 18. Jahrhundert wurden hier birnenförmige Äpfel mit einem sehr ausgeprägten Geschmack angebaut.

Brewster sah den Baum 1814. Er war stark verfallen, stellte er fest und wurde 1820 abgebaut. Ein Bericht über diesen Vorfall wurde später 1912 von C. W. Walker veröffentlicht. Sein Vater, geboren 1807, besuchte die Schule in Woolsthorpe. Eines Nachts, vermutlich im Jahr 1820, wurde der Apfelbaum nach einem schweren Sturm auf der Seite liegend gefunden. Er war schon seit mehreren Jahren abgestützt, aber der Wind war schließlich zu stark für den verfallenden Baum. Der Lehrer, ein Mr. Pearson, 'sägte ziemlich viele Stämme von den Ästen. Mein Vater hat eines dieser Stücke bekommen. . . verschiedene Freunde und andere Leute versuchten oft, meinen Vater dazu zu bringen, sich davon zu trennen, aber er lehnte immer ab, da er es sehr schätzte.' Walker präsentierte das Fragment 1912 der Royal Astronomical Society.

Ableger waren vom Baum genommen und auf Bäume gepfropft worden, die Lord Brownlow in Belton gehörten. Die Transplantate wurden an die Fruit Research Station in East Malling, Kent, geschickt. Bei einem Treffen des Royal Society Club am 3. November 1943 in Anwesenheit von J.M. Keynes, E.J. Salisbury of Kew produzierte zwei Äpfel vom Belton-Baum. Er fuhr fort, den Woolsthorpe-Baum zu identifizieren. Ein weiteres Transplantat wurde 1944 in die USA in den Obstgarten von Pennsbury Manor, Morrisville, Pennsylvania, der Heimat von William Penn, geschickt. Ein Spross, der 1954 von diesem blühenden Baum genommen wurde, wurde in der Auffahrt zur Bibliothek des Babson Institute gepflanzt. Die von dem Baum produzierten Äpfel wurden als eine Vielzahl von Kochapfeln identifiziert, die als Flower of Kent bekannt sind. Birnenförmig wurden die Äpfel als geschmacklos und rot mit gelben und grünen Streifen beschrieben.

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Wie Isaac Newton die Welt veränderte

Als das kleine Baby Isaac in einem englischen Dorf der Liliputaner geboren wurde, früh genug und klein genug, um in einen Quarttopf zu passen, wurde nicht erwartet, dass er überleben würde.

Zur wahrscheinlichen Bestürzung einiger verwirrter Mathematik- und Physikstudenten auf der ganzen Welt lebte Isaac Newton nicht nur, er wuchs auf und lebte lange genug, um der einflussreichste Wissenschaftler des 17. Jahrhunderts zu werden.

Newtons vielfältige Entdeckungen, von seinen Theorien der Optik bis hin zu seinen bahnbrechenden Arbeiten zu den Gesetzen von Bewegung und Gravitation, bildeten die Grundlage für die moderne Physik.

Das wahre Genie seiner Arbeit, meinen Experten, liegt darin, wie er diese Theorien letztendlich auf das Universum als Ganzes anwendete und die Bewegungen der Sonne und der Planeten auf eine noch nie dagewesene Weise erklärte.

Gesetze geboren in der Pest

Das gängige Bild von Isaac Newton ist das eines weißhaarigen Wissenschaftlers, der am Fuß eines Baumes kauert. Als Newton von einem fallenden Apfel auf den Kopf gestoßen wird, träumt er sich die Gesetze der Schwerkraft und der Rest ist, wie sie sagen, Geschichte.

An der Apfellegende ist wahrscheinlich nur ein bisschen Wahrheit, sagen Historiker, aber Newton war bereits vor diesem angeblichen Obstvorfall an der Universität Cambridge mitten in einigen sehr wichtigen Entdeckungen.

Isaac Newton wurde im Jahr 1642, dem Todesjahr Galileis, geboren und zeigte schon in jungen Jahren Interesse an formaler Bildung – zu dieser Zeit keine Selbstverständlichkeit – und nicht an der Landwirtschaft. When the black plague closed Cambridge University, where he was a student, for two years starting in 1665, he spent the long months locked up at home studying complex mathematics, physics and optics.

It was during this fruitful time that Newton, with the help of a crystal prism, became the first to discover that white light is made up a spectrum of colors . He also developed the concept of infinite-series calculus, the kind of scary math studied today by engineering and statistics scholars.

By 1666, Newton had even laid the blueprints for his three laws of motion, still recited by physics students everywhere:

  • An object will remain in a state of inertia unless acted upon by force.
  • The relationship between acceleration and applied force is F=ma.
  • For every action there is an equal and opposite reaction.

What Newton didn't understand up to that point, and would spend the next two decades studying, was how those laws of motion related to the Earth, Moon and Sun &ndash a concept he called "gravity."

Simply explaining the universe

Urged on and funded by astronomer Edmond Halley, who was also at Cambridge observing the path of a now-famous comet, Newton dove into the study of gravitational force in the 1670s and '80s.

The result of Newton's research was his seminal work published in 1687, the Principia, considered by many as the greatest science book ever written.

Across the pages of the Principia, Newton breaks down the workings of the solar system into "'simple"' equations, explaining away the nature of planetary orbits and the pull between heavenly bodies. In describing why the Moon orbits the Earth and not vice-versa (it's because the Earth is so much heavier), the book literally changed the way people saw the universe.


Schau das Video: Newtons tredje lag (Dezember 2021).