Sir Isaac Newton

 

(ur. 25 grudnia 1642?/4 stycznia 1643 w Woolsthorpe-by-Colsterworth, zm. 20 marca 1726?/31 marca 1727 w Kensington) – angielski fizyk, matematyk, astronom, filozof, historyk, badacz Biblii i alchemik. Odkrywca zasad dynamiki.

 

W swoim słynnym dziele Philosophiae naturalis principia mathematica (1687 r.) przedstawił prawo powszechnego ciążenia, a także prawa ruchu leżące u podstaw mechaniki klasycznej. Niezależnie od Gottfrieda Leibniza przyczynił się do rozwoju rachunku różniczkowego i całkowego. Opis zjawisk fizycznych za pomocą równań różniczkowych jest do dzisiaj cechą fizyki.

Jako pierwszy wykazał, że te same prawa rządzą ruchem ciał na Ziemi, jak i ruchem ciał niebieskich. Jego dociekania doprowadziły do rewolucji naukowej i powszechnego przyjęcia teorii heliocentryzmu. Podał matematyczne uzasadnienie dla praw Keplera i rozszerzył je udowadniając, że orbity (w większości – komet) są nie tylko eliptyczne, ale mogą być też hiperboliczne i paraboliczne. Głosił, że światło ma naturę korpuskularną, czyli że składa się z cząstek, którym towarzyszą fale decydujące o ruchu rozchodzenia się światła[1]. Był pierwszym, który zdał sobie sprawę, że widmo barw obserwowane podczas padania białego światła na pryzmat jest cechą padającego światła, a nie pryzmatu, jak głosił 400 lat wcześniej Roger Bacon.

Rozwinął prawo stygnięcia. Sformułował twierdzenie o dwumianie i zasady zachowania pędu oraz momentu pędu. Zajmował się też pomiarami prędkości dźwięku w powietrzu i ogłosił teorię pochodzenia gwiazd. Jako pierwszy opisał matematycznie zjawisko pływów morskich (1687).Newton urodził się w Woolsthorpe koło Colsterworth, w hrabstwie Lincolnshire. Ojciec Newtona, również Isaac, zmarł na trzy miesiące przed narodzinami syna. Dwa lata później jego matka Hannah wyszła za mąż ponownie za Barnabasza Smitha i pozostawiła syna pod opieką babki.

Newton pobierał nauki w Grantham Grammar School, gdzie uczono głównie łaciny, a także w nieco mniejszym stopniu greki i hebrajskiego. W 1661 r. rozpoczął edukację w Trinity College w Cambridge, gdzie wcześniej studiował jego wuj William Ayscough. W tamtych czasach programy nauczania w College’u oparte były na dziełach Arystotelesa, ale Newton wolał poznawać dzieła współczesnych uczonych, takich jak Kartezjusz, Galileusz, Kopernik i Kepler. W 1665 odkrył twierdzenie o dwumianie i rozpoczął pracę nad teorią matematyczną znaną obecnie jako rachunek różniczkowy i całkowy. Wkrótce po tym jak Newton uzyskał stopień naukowy w 1665 r., uniwersytet został zamknięty z powodu zarazy. Przez następne dwa lata Newton pracował w zaciszu domowym nad rachunkiem różniczkowym i całkowym, a także optyką i grawitacją.

Legenda głosi, że Newton siedział pod jabłonią, gdy spadające na jego głowę jabłko uświadomiło mu, że upadek ciał na Ziemię i ruch ciał niebieskich są powodowane tą samą siłą – grawitacją. Historia ta jest wyolbrzymieniem opowieści samego Newtona, który jakoby siedząc pewnego dnia przed oknem w swoim domu obserwował spadające z drzewa jabłka. Jednak obecnie uważa się, że nawet ta historia jest fałszywa i została wymyślona przez Newtona pod koniec jego życia, który w ten sposób chciał pokazać, że potrafi czerpać inspirację z codziennych zdarzeń. Pisarz William Stukeley opisał w swoich Memoirs of Sir Isaac Newton’s Life rozmowę z Isaakiem Newtonem w Kensington 15 kwietnia 1726 r., w której Newton powiedział mu, że „kiedy pierwszy raz przyszło mu na myśl pojęcie grawitacji, było to przy okazji widoku spadającego jabłka, kiedy siedział w nastroju kontemplacyjnym. Zadał sobie wtedy pytanie, dlaczego jabłko zawsze spada pionowo w kierunku ziemi. Dlaczego nie podąża na boki albo ku górze, ale zawsze w kierunku centrum Ziemi”. W podobny sposób wyraził się Voltaire w swoim dziele zatytułowanym Essay on Epic Poetry (1727 r.).

Newton został członkiem Trinity College w 1667 r. W tym samym roku rozpowszechnił swoje odkrycia w De analysi per aequationes numeri terminorum infinitas a później w De methodis serierum et fluxionum, której tytuł dał nazwę jego metodzie „fluksji”.

Newton i Leibniz rozwinęli teorię rachunku różniczkowego i całkowego niezależnie i używając różnych notacji. Niekiedy przypisuje się im „wynalezienie” tych gałęzi matematyki, jednak jest to zbyt daleko idące uproszczenie. Próba kontynuacji prac matematycznych Galileusza i Keplera przez siedemnastowiecznych uczonych prowadzących między sobą ożywioną korespondencję doprowadziła do sformułowania dwóch zagadnień, pierwszym z nich było zagadnienie stycznych polegające na wyznaczeniu stycznych do danej krzywej, a więc podstawowe zagadnienie rachunku różniczkowego, drugim natomiast zagadnienie kwadratury, czyli wyznaczenie pola pod daną krzywą, które z kolei jest podstawą rachunku całkowego. Zasługą Newtona i Leibniza było wykazanie związku pomiędzy tymi zagadnieniami, ujednolicenie metod dotychczas stosowanych oraz wprowadzenie wygodnej notacji. Pomimo tego, że Newton opracował szczegółowo swoją własną metodę przed Leibnizem, to w anglojęzycznym świecie została ogólnie przyjęta notacja Leibniza i nazwa „metoda różniczkowa” (paradoksalnie w Niemczech notacja Newtona była bardziej popularna). Chociaż Newton należał do największych umysłów swojej epoki, ostatnie dwadzieścia pięć lat swojego życia spędził na gorzkiej dyskusji z Leibnizem, którego oskarżył o plagiat.

29 października 1669 został wybrany profesorem matematyki na katedrze Lucasa (Lucasian Professor of Mathematics) na uniwersytecie w Cambridge

Dużą część ostatnich trzydziestu lat swego życia Newton poświęcił na dogłębne badanie tekstu Pisma Świętego, ze szczególnie drobiazgowymi studiami nad zawartymi tam proroctwami oraz badaniem chronologii świata od czasów najdawniejszych. W latach 90. XVII w. napisał wiele religijnych traktatów zajmujących się dosłowną interpretacją Biblii. Poglądy Henry’ego More’a o nieskończoności wszechświata i odrzucenie kartezjańskiego dualizmu mogły inspirować religijne idee Newtona. Odrzucił dogmat o Trójcy, jednakże manuskrypt wysłany do Johna Locke’a w 1690, w którym kwestionował jej istnienie nie został opublikowany za jego życia[5]. Ze względu na swoją wysoką pozycję społeczną i potencjalny sprzeciw czynników kościelnych Newton nigdy publicznie nie głosił tego poglądu. W roku 1690 przesłał Locke’owi niewielki rękopis zawierający jego uwagi na temat zniekształceń jakich dokonano w Nowym Testamencie. Wspominał o Pierwszym Liście Jana 5,7 i Pierwszym Liście do Tymoteusza 3,16. Miał nadzieję, że Locke pomoże mu przetłumaczyć manuskrypt na francuski i opublikować go we Francji, ponieważ wydrukowanie go w Anglii wydawało mu się zbyt niebezpieczne. Dzieło nazywało się teraz „An Historical Account of two Notable Corruptions of Scripture”. W roku 1692 podjęto próbę anonimowego opublikowania dzieła po łacinie. Słysząc to, Newton błagał Locke’a, aby zapobiegł publikacji, sądził bowiem, że nie nadszedł jeszcze odpowiedni czas na to.

Pod koniec życia Newton napisał dzieła poświęcone chronologii – The Chronology of Ancient Kingdoms Amended („Poprawiona chronologia starożytnych królestw” 1728) i Observations Upon the Prophecies of Daniel and the Apocalypse of St. John („Uwagi dotyczące proroctw Daniela i Apokalipsy św. Jana” 1733). Zostały one opublikowane dopiero po jego śmierci. Wyłożył w nich drobiazgowe wyliczenia dat, które uważał za kluczowe (np. wyprawa argonautów) oraz przekonanie o nieuchronnie zbliżającym się końcu świata. Dzieła te traktowane łącznie mogą być próbą stworzenia dla historii powszechnej ludzkości odpowiednika wyłożonej w Principiach fizycznej historii świata. Newton poświęcał też dużo czasu na alchemię (patrz uwagi powyżej).

Newton był także członkiem Parlamentu w latach 1689-1690 i w 1701, ale jego jedyne udokumentowane wystąpienie dotyczyło zażalenia na zimne powietrze w sali i żądaniu zamknięcia okna.Grób Isaaca Newtona w Westminster Abbey

W 1695 podjęto decyzję o odnowieniu monety, w związku z czym wysokie funkcje powierzono Locke’owi, Newtonowi i Halleyowi. Newton przeniósł się do Londynu, aby objąć posadę Nadzorcy (Warden) Mennicy Królewskiej w 1696. Stanowisko to uzyskał dzięki patronatowi Charlesa Montagu (znanego też jako lord Halifax), wtedy lorda Skarbu. Edmund Halley został nadzorcą mennicy w Chester. Swoje obowiązki jako nadzorca Newton sprawował z właściwym sobie poczuciem obowiązku, co doprowadziło m.in. do tego, że uwikłał się w konflikt z komendantem Tower of London Lucasem, na terenie której znajdowała się Mennica. Podczas sprawowania urzędu Newton osobiście uczestniczył w przesłuchaniach więźniów oskarżonych o fałszowanie i „obcinanie” monet (przestępstwo polegające na zmniejszaniu rozmiarów srebrnych monet). W 1697 r. za fałszerstwa w samym tylko Londynie w Tyburn wykonano 19 wyroków śmierci. Po śmierci Lucasa w 1699 r., Newton został w 1700 Kuratorem (Master) Mennicy Królewskiej i sprawował ów urząd aż do śmierci. Ze swoich obowiązków w Cambridge zrezygnował w 1701.

W 1701 Newton anonimowo opublikował prawo termodynamiki, znane obecnie jako prawo ostygania w Philosophical Transactions of the Royal Society.

W 1703 Newton został prezesem Royal Society i zagranicznym członkiem Francuskiej Akademii Nauk. W tym czasie popadł w konflikt z Johnem Flamsteedem, astronomem królewskim, próbując przywłaszczyć sobie jego obserwacje gwiazd, które miały być podstawą nowego katalogu. Newtonowi i Halleyowi udało się wykraść większość danych do nowego katalogu i opublikowali je w 1712 roku. Flamsteed, dowiedziawszy się o tym, wykupił 300 z 400 egzemplarzy i spalił je.

W 1705 roku Newton uzyskał tytuł szlachecki z rąk królowej Anny. Był od tej pory tytułowany sir Isaac.

Razem z Halleyem był jednym z inicjatorów uchwały parlamentu z 1714 rozpisującej konkurs na metodę wyznaczania długości geograficznej na morzu, wygrany w 1773 przez Johna Harrisona[6].

Newton nigdy się nie ożenił, ani nie miał dzieci. Zmarł w Londynie i został pochowany w opactwie Westminste.