Izaak Newton

Isaak Newton

Nazwisko tego wybitnego angielskiego uczonego jest jednym z najbardziej znanych na świecie. Już za życia uznawano go za geniusza, a jego sława nie osłabła do dnia dzisiejszego i z pewnością ludzkość nie zapomni o nim nigdy. Można powiedzieć, że Newton urodził się we właściwym miejscu i czasie, by wykorzystać swój genialny umysł. Gdy zaczął swą działalność wiedza fizyczna była jeszcze w powijakach. Można powiedzieć, ze jego dokonania udowodniły, że świat uporządkowany jest według reguł ściśle matematycznych, uzasadnionych zasadą przyczynowości. Zastanawiająca jest również myśl, co by było gdyby jego talent mógł rozwijać się na bazie dzisiejszego dorobku nauk. Tylko, czy doszlibyśmy do tego samego bez jego obecności w XVII wieku? Zawdzięczamy mu odkrycie i sformułowanie wielu praw, twierdzeń, wzorów, itd. Obecnie podstawą naszego fizycznego wykształcenia jest znajomość np. trzech zasad dynamiki Newtona, czy też prawa ciążenia.

Izaak Newton urodził się 25 grudnia 1642 r. w małej wiosce w Lincolnshire, w Angli. Jego ojciec był drobnym właścicielem ziemskim, niestety zmarł przed narodzinami syna. Matka chcąc powtórnie wyjść za mąż, oddała dwuletniego wówczas Izaaka na wychowanie babci. Kilka lat potem zabrała syna z powrotem do siebie. Izaak odzyskał matkę, ale nie zaakceptował nigdy ojczyma - kaznodzieja Barnabsa Smith - głównie ze względu na jego mocno przejawiające się skąpstwo. Wszystkie te wydarzenia i przeżycia z dzieciństwa ukształtowały w osobowości młodego Newtona skłonności paranoidalne. Objawiały się one napadami gwałtownej złości, i utajonej agresji. Często także jego sposób myślenia określano mianem mistycznego. Przejawiał również zdolności manualne i niesamowitą ciekawością świata.

Pierwsze ważne obliczenia - podstawy do rachunku różniczkowego i całkowego - Newton zapisał na pustych stronach zbioru aforyzmów zmarłego ojczyma. W 1661 r. został studentem Trinity College w Cambidge. Program ówczesnych studiów uniwersyteckich obejmował głównie filozofię arystotelesowską. Jednak po dwóch latach Newton znudził się studiowaniem filozofii i zrezygnował z tych studiów. Ale nie po to by "osiąść na laurach", ale by pogłębiać wiedzę na temat tego, co interesowało go najbardziej. Z własnej inicjatywy zaczął intensywne studiowanie dzieł Francisa Bacona, Kartezjusza i innych uczonych, robiąc z nich własne notatki. Jego pasją stała się matematyka i zjawiska niebieskie.

W 1664 r. doceniono jego zaangażowanie i został stypendystą Tinity, co, po uzyskaniu w następnym roku tytułu bakalaureata, pozwoliło mu na swobodne prowadzenie własnych prac. Niestety, wkrótce potem w 1665r. uniwersytet został zamknięty ze względu na Wielką Zarazę, która pustoszyła ówczesną Europę. Newton wrócił do owdowiałej matki. Jak sam stwierdził na dwa lata pobytu w domu przypadł okres najbardziej sprzyjający jego twórczości. Rzeczywiście, jego prace z tych lat zadziwiają do dziś.

W jego pracy bardzo charakterystyczne było wręcz maniakalne dopracowywanie notatek i nawet kilkukrotne opracowywanie ich od nowa. Takie zachowanie Newtona było powodem długich okresów jego milczenia, poprzedzających opublikowanie kolejnego dzieła.

Gdy ustała Wielka Zaraz, Newton powrócił do Trinity (1667 r.). Został wtedy członkiem kolegium uniwersytetu w Cambridge. Pierwszym człowiekiem, który docenił geniusz Newtona, był jego uniwersytecko nauczyciel Izaak Barrow. W 1669 r. Newton stał się jego następcą, obejmując po nim katedrę matematyki Lucasa. Z wielkim rozmachem kontynuował tam swoje badania. Zbudował pierwszy teleskop zwierciadlany, co stało się odkryciem na skalę światową, a dla Newtona biletem wstępu do prestiżowego towarzystwa naukowego tzw. Royal Society (stał się jego członkiem w roku 1672). Tam też przedstawił on swoją teorię światła i barw, jednak dla pozostałych naukowców była ona na tyle zaskakująca i kontrowersyjna, że spotkała się z oficjalną krytyką głównych przedstawicieli Rogal Society. Nawet Roberta Hooke'a - wówczas ważną osobistość Royal Society. Wydarzenie to spowodowało wycofanie się Newtona z działalności w Towarzystwie i prowadzenie dalszych badań w naukowym osamotnieniu.

Przełom w życiu i karierze Newtona zapoczątkowały odwiedziny wielkiego astronoma i matematyka Edmunda Halley'a. Przybył on do Newtona w 1684 r., aby omówić z nim problemy związane z ruchem planet . Halley miał wiele ciekawych pomysłów i obserwacji, ale w wyjaśnieniu wielu z nich potrzebował pomocy i konsultacji Newtona. Tak też przebiegała ich wzajemna współpraca. Np.: Halley twierdził, że ruch planet można wyjaśnić, korzystając z prawa odwrotnej proporcjonalności siły do kwadratu odległości. Tezę tego twierdzenia - że w takim przypadku planety poruszają się po orbitach eliptycznych - Newton postawił już wiele lat wcześniej, przy okazji prac nad równaniami różniczkowymi. Pod wpływem Halley'a wrócił do tego zagadnienia i opublikował w 1684 r. De Motus Corporum. Zmobilizowało go to również do kilkuletniej, wytężonej prac, której uwieńczeniem stał się obszerny traktat "Philosophiae naturalis principia mathematica" (Zasady matematyczne filozofii naturalnej). To właśnie tam sformułował najsłynniejsze swoje odkrycia: trzy zasady dynamiki i prawo powszechnego ciążenia. Przedstawił również liczne obserwacje, dowodzące ich słuszności.

Dzieło "Principia… zostało wydane w 1687 r. przez Edmunda Halleya i okazało się ogromnym sukcesem. Był to punkt szczytowy w karierze naukowej Newtona, a także kulminacja rewolucji naukowej. Dzięki "Principiom…" Newton stał się sławny, zdobył uznanie wśród naukowców i innych ludzi nauki, a także symbolem nowoczesnego spojrzenia na naukę o świecie. Kolejne lata życia Newtona obfitowały w różnorodne zajęcia, nieco odbiegające od jego dotychczasowej kariery. Od 1689 r., przez krótki czas był członkiem parlamentu, ale raczej biernym niż wyróżniającym się. W 1696 r. został kuratorem mennicy królewskiej, a trzy lata później jej dyrektorem. Roli tej poświęcił wiele wysiłku i energii, głównie w sprawach walki z fałszerzami. W 1703 r. został wybrany na prezesa Royal Society i sprawował ten urząd aż do śmierci. W 1704r., po śmierci swego przeciwnika, Roberta Hooke'a, Newton opublikował krytykowane przez Hooke'a dzieło dotyczące praw optyki zatytułowane: "Optics". Ówczesny status i uznanie Newtona pozwoliły na akceptację jego teorii światła i jej funkcjonowanie przez następne stulecia, mimo ujawnienia pewnych jej braków. Newton dostąpił również zaszczytu bycia pierwszym uczonym, który został uhonorowany szlachectwem. Nadała mu je królowa Anna w 1705 r.

Przypomnijmy:

Prawa dynamiki Newtona głoszą:

1. "Jeżeli na ciało nie działa żadna siła, lub działające siły równoważą się, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym po linii prostej".

2. "Przyspieszenie ciała jest wprost proporcjonalne do działającej na nie siły i odwrotnie proporcjonalne do jego masy". (F = m ∙ a)

3."Każda akcja wywołuje równą jej i przeciwnie skierowaną reakcję".

Prawo powszechnego ciążenia Newtona - między dwoma ciałami działa siła przyciągająca, proporcjonalna do ich mas i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

Inne przykłady dokonań Newtona:

• opierając się na geometrii Kartezjusza, stworzył rachunek różniczkowy (dział matematyki umożliwiający obliczanie szybkości zachodzenia zmian dowolnych wielkości).
• stworzył metodę fluksji niezbędną w rozwiązywaniu problemów, które pozwoliły uwspółcześnić i uzupełnić zasady fizyki Arystotelesa.
• odkrył również, przynajmniej częściowe, powszechne prawo ciążenia
• sformułował podstawowe prawa mechaniki klasycznej
• wykazał, ze te same prawa rządzą ruchem ciał na Ziemi jak i ciał niebieskich
• badał naturę światła - początki badań nad korpuskularną naturą światła, widmo barw światła uzależniał od rodzaju promieniowania, a nie jak od tej pory twierdzono od rodzaju pryzmatu
• wpłynął na rozwój heliocentryzmu
• uzasadnił matematycznie Prawa Keplera
• udowodnił, ze orbity ciał niebieskich mogą mieć nie tylko kształt eliptyczny, ale także hiperboliczny i paraboliczny
• jest twórcą rachunku wariacyjnego
• przykłady pozostałych jego osiągnięć, to: rozwiniecie Prawa stygnięcia, twierdzenie o dwumianie, zasada zachowania pędu i momentu pędu, teoria pochodzenia gwiazd, matematycznie opisał zjawisko pływów morskich.

Newton, umierając, pozostawił po sobie ogromny dorobek naukowy, ale także wielki zbiór nie opublikowanych prac, na tematy ezoterycznych i mistycznych badań alchemicznych. Bardzo intensywnie pracował nad próbą doświadczalnej przemiany kawałka zwykłego metalu w tzw. ,,kamień filozoficzny". Jego badania alchemiczne prowadzone równie wytrwale jak fizyczne, przez długi czas budziły zainteresowanie uczonych. John Maynard Keyens kupił nawet prace alchemiczne Newtona, ale po ich przestudiowaniu orzekł, że Newton zasługuje raczej na miano magika, a nie uczonego. W przeciwieństwie do prac fizycznych, te z dziedziny alchemii pozbawione były racjonalności. Prawdopodobnie Newtona ekscytował element religijny, cechujący alchemię. Mimo, że sławę przyniosły mu dokonania w dziedzinie fizyki i matematyki, to jednak często stwierdzano, że największą jego pasją była "Biblia". Napisał: Jestem przekonany, że Biblia jest Słowem Bożym, napisanym przez tych których On inspirował. Studiuję ją codziennie oraz: Żadna inna nauka nie jest tak potwierdzona, jak nauka Biblii. Newton zmarł 31 marca 1727 r., w zasłużonym uznaniu największego, najbardziej błyskotliwego i fenomenalnego naukowca, a także wpływowego człowieka, który w ogromnym stopniu ukształtował postęp i kierunek rozwoju nauki o świecie.