A fost nevoie de un simplu măr pentru a face numele lui Isaac Newton faimos în întreaga lume… Dincolo de legendă și de glume, Isaac Newton a fost și a rămas unul dintre cei mai mari savanți ai lumii. Cel care ”a depășit prin mintea sa specia umană” a revoluționat fizica, matematica, astronomia, optica și chiar filosofia.
Una dintre cele mai frumoase povești din lumea științifică, pe care o știe aproape orice elev, este legată de numele lui Isaac Newton și de un măr. Legenda spune că Newton, în timp ce se odihnea în grădină, la rădăcina pomului preferat, ar fi fost lovit în cap de un măr. În acel moment a avut o revelație care avea să ducă fizica și astrofizica către o etapă fără precedent.
Incidentul din grădină l-a ajutat pe Isaac Newton să se întrebe de ce și cum cad lucrurile, elaborând teoria gravitației. Teoriile lui științifice aveau să revoluționeze numeroase domenii, de la fizică, astronomie, matematică, până la optică.
Iar pasiunea sa pentru ocultism și misticism avea să dezvăluie o minte profundă și curioasă, care cerceta natura și realitatea înconjurătoare sub toate aspectele ei, cu misterele și legile ei ascunse.
Prin lucrarea sa fundamentală “Principiile matematice ale filosofiei naturale”, Isaac Newton a reuşit să creeze o teorie unitară şi sistematică a mecanicii, bazată pe trei principii de bază: principiul inerţiei, principiul acţiunii forţei şi principiul egalităţii forţei de acţiune cu forţa de reacţiune, definind apoi legea atracţiei universale.
Newton a aplicat legile descoperite de el pentru a explica mişcarea planetelor şi a Lunii în jurul Pământului, fiind în concordanţă deplină cu legile stabilite de Keppler. Newton a fost primul care a demonstrat că legile naturii guvernează atât mişcarea globului terestru, cât şi a altor corpuri cereşti, intuind că orbitele pot fi nu numai eliptice, dar şi hiperbolice sau parabolice.
De asemenea, el a explicat de ce Pământul este ușor aplatizat la poli, a explicat mareele și succesiunea echinocţiilor. Mecanica lui Newton a stat la baza dezvoltării ulterioare a mecanicii fluidelor şi a mecanicii cereşti, până la emiterea teoriei relativităţii a lui Einstein.
În optică, Newton a realizat primul telescop cu reflexie şi a descoperit dispersia luminii albe printr-o prismă optică, explicând astfel fenomenele optice pe baza teoriei crepusculare a luminii. El a demonstrat că lumina albă este o lumină compusă din radiaţii monocromatice.
În matematică a avut contribuţii fundamentale, prin descoperirea formulei dezvoltării binomului. Newton a contribuit, împreună cu Gottfried Wilhelm von Leibniz, la fondarea şi dezvoltarea calculului diferenţial şi a celui integral.
Copilăria lui Isaac Newton și studiile
Isaac Newton s-a născut pe data de 4 ianuarie 1643 la Woolsthorpe, lângă Grantham în Lincolnshire – Marea Britanie. Tatăl său (care purta același nume) a murit cu trei luni înaintea nașterii lui. Pe când Isaac avea doar 3 ani, mama lui s-a recăsătorit și l-a lăsat în grija bunicii. Băiatul a fost educat și a urmat cursurile Școlii Regale.
Pe când Isaac avea 11 ani, mama lui a rămas pentru a doua oară văduvă. Cu toate că avea o situație financiară destul de modestă, a reușit să îi asigure lui Isaac continuarea studiilor. Tânărul Newton avea să urmeze școala secundară din Grantham și apoi Trinity Colege din cadrul Universității Cambridge. În timpul cursurilor, Isaac a manifestat o pasiune deosebită pentru matematică și fizică, iar profesorii săi l-au încurajat și l-au susținut. Isaac Newton și-a luat licența în anul 1665.
Domeniile care l-au pasionat
Telescopul lui Newton în secțiune
După examenul de licență, timp de doi ani, din cauza ciumei, universitatea a fost închisă. Dar Newton a continuat să studieze în particular îndeosebi natura luminii și construcția telescoaopelor.
După o serie de experimente legate de lumina soarelui refractată printr-o prismă, el a ajuns la concluzia că razele de lumină care diferă în culoare diferă de asemenea în refractabilitate – această descoperire i-a sugerat că imaginile pot fi deformate dacă razele de lumină trec prin mai multe lentile depărtate și a construit telescopul cu oglinzi reflectorizante.
În același timp el a studiat fizica, legile naturale și mișcarea planetelor. La întoarcerea la Cambridge, în anul 1667, Newton a devenit membru al colegiului Trinity, iar în anul 1668 și-a luat masteratul.
În anii următori, fostul său profesor de matematică, Isaac Barrow, s-a pensionat și l-a recomandat pe Isaac Newton drept urmaș la catedra de matematică. Timp de trei decenii, Isaac Newton a fost cercetător și profesor în cadrul Universității Cambridge.
Cum a declanșat mărul o descoperire epocală
Isaac Newton este renumit pentru legea atracției universale, pe care a demonstrat-o pornind de la principiile mișcării orbitale ale lui Johanes Keppler. Se spune că ar fi fost inspirat de un măr care i-a căzut în cap.
Acest măr l-a pus pe Newton să se gândească la forța care atrage mărul spre Pământ. Iar această forță este aceeași cu cea care menține Luna în orbita sa în jurul Pământului. În anul 1684, după un schimb de scrisori cu matematicianul Robert Hooke și după o vizită la astronomul Edmund Halley, Newton a descoperit că și Soarele acționează cu aceeași forță asupra planetelor din sistemul său. Ulterior el a dedus și formula matematică prin care a explicat gravitația. (Gravitaţia este fenomenul fizic natural prin care corpurile fizice se atrag reciproc, cu o forţă a cărei intensitate depinde de masele acestora şi distanţa dintre ele. Este una din cele patru interacţiuni fundamentale din natură cunoscute, alături de interacţiunea electromagnetică, interacţiunea nucleară tare şi interacţiunea nucleară slabă).
Între Newton și Hooke a izbucnit o lungă dispută pentru descoperirea legii atracției gravitaționale, cei doi confruntându-se și cu privire la o serie de idei și teorii legate de fizică și optică.
Principalele lucrări și teorii științifice
Halley l-a convins pe Newton să își redacteze teoria într-o carte pe care a publicat-o în 1687. Intitulată ”Philosophiae naturalis principia mathematica” adică ”Principiile matematice ale filosofiei naturale” (în acele vremuri, fizica era numită filosofia naturală), această lucrare l-a făcut pe Newton să devină părintele fizicii moderne, unul dintre cei mai mari fizicieni ai lumii.
Este cea mai valoroasă operă a lui Newton, o lucrare de geniu care avea să revoluționeze fizica și astronomia. Datorită ei, Isaac Newton devine faimos, dar este deopotrivă apreciat și criticat. Ideile sale revoluționare pentru acele vremuri nu erau ușor de înțeles de către întreaga lume științifică.
În anul 1704, Isaac Newton a publicat o altă lucrare deosebit de valoroasă, ”Optica”, în care a redactat o serie de idei și teorii de-a dreptul revoluționare despre reflecția, refracția și culorile luminii. Conform teoriei culorilor și a studiilor de optică pe care le-a efectuat între 1666 și 1668, Newton a concluzionat că imaginea obținută prin lentilele folosite de lunetele astronomice ale vremii ar fi afectată de dispersarea luminii în culori (aberație cromatică). Pentru a-și demonstra teoria, a construit un telescop care utiliza oglinzi reflectorizante în loc de lentile. Acest tip de telescop este și azi cunoscut sub numele telescopul newtonian.
Lucrarea ”Optica” a stârnit numeroase controverse. Mulți matematicieni și oameni de știință ai vremii s-au declarat împotriva ideilor lui Newton. Cel mai vehement a fost principalul său rival, Robert Hooke. Newton considera că lumina este alcătuită din particule, în timp ce Hooke susținea că este compusă din unde. Newton afirma că, dacă lumina ar exista sub forma undelor, atunci ar fi fost capabilă să cotească după colțuri, ceea ce este imposibil.
De-a lungul carierei sale, Isaac Newton a mai avut dispute pe teme științifice cu Charles Darwin, cu astronomul John Flamsteed sau cu filosoful și matematicianul german W. Leibniz.
Lucrările postume
Monumentul funerar al lui Isaac Newton din Westminster Abbey
Newton avea o pregătire complexă și excela în matematică, fizică și astronomie, fiind totodată atras și de alchimie, teologie sau științe mistice. Între anii 1689 și 1701, Isaac Newton a ocupat funcții de conducere nu doar în cadrul Universității Cambridge, ci și în Parlamentul Marii Britanii. El a fost numit și preşedinte al Royal Society, unde s-a dovedit un bun administrator, și a primit titlul de Sir.
În pofida faimei și onorurilor pe care le-a primit pe bună dreptate, Newton a rămas un om modest și retras. Marcat, probabil, de copilăria nefericită și lipsa părinților, el a avut foarte puțini prieteni și nu s-a căsătorit niciodată, marea lui dragoste fiind întreaga viață fizica.
Isaac Newton a murit la Londra, la vârsta de 84 de ani, în urma unei pneumonii şi a unei crize de gută. A fost înmormântat cu funeralii naţionale la Westminster Abbey, iar la Cambridge, unde a fost zeci de ani profesor, i s-a ridicat o statuie de marmură pe care se poate citi: „cel care a depăşit prin mintea sa specia umană“.
După moartea sa, au mai fost publicate lucrări precum: ,,Cronologia regatelor antice”, ,,Sistemul lumii”, ,,Observații asupra Profețiilor lui Daniel” și ”Apocalipsa după Sfântul Ioan”.
O idee despre acest mare om se regăsește chiar într-un citat din scrierile sale: ,,Pare că am fost doar un copil jucându-se pe malul mării și distrându-mă mai întâi, am fost atras apoi de o pietricică mai netedă sau de o scoică mai frumoasă, lângă marele ocean al adevărului care se întindea nedescoperit și misterios în fața mea.”
Citate faimoase din lucrările lui Isaac Newton
„Pot calcula mişcarea corpurilor cereşti, dar nu şi nebunia oamenilor.”
„Ateismul nu are sens. Când mă uit la sistemul solar, văd pământul aflat la distanța potrivită de Soare pentru a primi cantitatea corespunzătoare de căldură și lumină. Așa ceva nu s-a produs din întâmplare.”
„Acest sistem extraordinar al Soarelui, planetelor și cometelor poate izvorî doar din sfatul și stăpânirea unei Ființe inteligente… Această Ființă guvernează toate lucrurile… ca Domn al tuturor.”
”A explica natura în totalitate este o sarcină mult prea dificilă pentru un singur om, sau chiar pentru o generaţie întreagă. Este mult mai bine să descoperi puţin, dar sigur, şi să laşi restul pentru cei care vor veni după tine, decât să explici toate lucrurile prin presupuneri, fără a fi sigur de nimic.”
”Dacă am făcut descoperiri valoroase în viaţă, aceasta se datorează mai mult răbdării şi atenţiei decât oricărui alt talent.”
“Mișcarea Universului poate fi calculată. Sufletul omului, însă, nu.”
“Pentru fiecare acţiune există o reacţiune la fel de puternică.”