Pot să calculez mişcarea corpurilor cereşti, dar nu şi nebunia oamenilor (Isaac Newton)
În domeniul opticii, descoperirea sa privind compoziţia luminii albe a inclus fenomenul culorilor în ştiinţa luminii şi a pus bazele fizicii optice moderne.
În domeniul mecanicii, cele trei legi de mişcare a corpurilor descoperite de el, principiile de bază ale fizicii moderne, au condus la descoperirea formulei legii atracţiei gravitaţionale. În matematică a descoperit calculul infinitezimal. Lucrarea Principiile matematice ale filozofiei naturale, apărută în 1687, a constituit una dintre cele mai importante opere din istoria ştiinţei moderne. Isaac Newton a trăit între 04.01.1643 şi 31.03.1727.
INFLUENŢE FORMATOARE
Născut într-un sătuc din Woolsthorpe, Newton era unicul fiu al unui fermier, Isaac Newton, care a murit cu trei luni înainte de naşterea matematicianului şi a soţiei acestuia, Hannah Ayscough. În acelaşi an, la Arcetri, lângă Florenţa, se stingea din viaţă Galileo Galilei; Newton avea să dezvolte ideile acestuia cu privire la mişcarea corpurilor şi să-i fructifice descoperirile din domeniul matematicii.
Întrucât la naştere era foarte slab şi plăpând, nimeni nu se aştepta ca Newton să trăiască nici măcar o zi, cu atât mai puţin aproape 84 de ani. Orfan de tată, Newton avea să-şi piardă şi mama, care s-a măritat a doua oară când Newton avea doi ani; soţul ei, Barnabas Smith, un preot bogat, l-a lăsat pe tânărul Isaac în grija bunicii acestuia şi s-a mutat în satul vecin împreună cu soţia, fiul şi cele două fiice. Timp de nouă ani, până la moartea lui Barnabas Smith, în 1653, Isaac a fost separat de mama sa, iar tendinţele psihotice accentuate de care acesta avea să sufere mai târziu au fost puse pe seama acestuia eveniment. De altfel, e sigur că şi-a urât tatăl vitreg. În 1662, într-o perioadă de introspecţie, a alcătuit o listă a păcatelor, amintindu-şi că „i-am ameninţat pe tatăl şi mama Smith că-i ard împreună cu casa în care locuiau". Sentimentul acut de nesiguranţă, care îl făcea excesiv de speriat când îi era publicată o lucrare şi exagerat de violent când îşi susţinea ideile, l-a însoţit pe Newton de-a lungul întregii vieţi şi datează din primii ani de viaţă.
Rămasă văduvă pentru a doua oară, mama sa a hotărât să-l lase pe Newton să se ocupe de averea familiei, care era destul de mare. Totuşi, această decizie putea duce la un dezastru, atât pentru avere, cât şi pentru Newton. Dacă era pus să aibă grijă pentru vite, Newton obişnuia să se ghemuiască sub un copac şi să citească. Din fericire, greşeala a fost îndreptată, iar Newton a fost trimis înapoi la şcoala din Grantham, unde învăţase până atunci, pentru a se pregăti pentru universitate. Ca mulţi alţi savanţi ai epocii, a lăsat în urma sa o mulţime de anecdote cu privire la aptitudinile din domeniul mecanicii şi la iscusinţa de care dădea dovadă în realizarea machetelor, precum ceasuri sau mori de vânt. La şcoală, Newton a învăţat foarte bine limba latină, dar nu a primit decât noţiuni vagi de aritmetică. În iunie 1661, intra la Trinity College din Cambridge, însă era mai mare decât ceilalţi studenţi, deoarece educaţia sa fusese întreruptă.
INFLUENŢAT DE REVOLUŢIA ŞTIINŢIFICĂ
Când Newton a ajuns la Cambridge, revoluţia ştiinţifică era deja în plină desfăşurare şi apăruseră multe dintre principalele lucrări pe care se bazează ştiinţa modernă. Astronomi precum Copernic şi Kepler contribuiseră deja la împământenirea modelului heliocentric al sistemului solar, iar Galileo pusese fundamentele noii mecanici, bazate pe principiul inerţiei. Conduşi de Descartes, filozofii dezvoltaseră o nouă teorie asupra naturii, conform căreia aceasta era o maşină complexă, impersonală şi neînsufleţită. Totuşi, din punctul de vedere al universităţilor din Europa, printre care şi Cambridge, toate acestea puteau foarte bine să nu se fi întâmplat deloc. Ele continuau să susţină principiile învechite ale lui Aristotel, geocentrismul şi natura privită mai degrabă în termeni calitativi, decât în termeni cantitativi.
Ca mii de alţi studenţi, Newton şi-a început educaţia la colegiu prin aprofundarea lucrărilor lui Aristotel. Deşi nu era cuprinsă în programă, noua filozofie plutea în aer. În studenţie, Newton a descoperit lucrările lui Descartes, precum şi ale altor filozofi mecanicişti, care, spre deosebire de Aristotel, considerau că realitatea fizică este alcătuită în întregime din particule de materie aflate în mişcare şi care susţineau că toate fenomenele din natură iau naştere din interacţiunea mecanică a acestora. O serie de observaţii, numite Unele probleme filosofice, la care începuse să lucreze în 1664, au fost transcrise pe paginile nefolosite ale unui caiet destinat exerciţiilor de şcoală; sub titlu se afla dictonul Amicus Plato, amicus Aristoteles, magis amica veritas (Platon îmi este prieten, Aristotel îmi este prieten, dar mai prieten îmi este adevărul). Aşa şi-a început Newton cariera de om de ştiinţă.
Quaestiones a demonstrat că Newton asimilase operele lui Descartes, descoperise noua teorie despre natură care asigurase cadrul revoluţiei ştiinţifice şi aflase că filozoful francez Pierre Gassendi reinventase teoria atomistă, o viziune mecanicistă asupra naturii. Mai mult, Newton era atras mai degrabă de filozofia acestuia, decât de filozofia naturală carteziană, care respingea existenţa unor particule indivizibile de bază. Cele mai importante lucrări din domeniul chimiei scrise de Newton le-au avut la bază pe cele ale lui Robert Boyle, un chimist din secolul al XVII-lea. Important este şi faptul că citise lucrările lui Henry More, specialistul în Platon de la Cambridge şi fusese astfel introdus într-un alt univers intelectual, filozofia ermetică, prin care se explicau fenomenele naturale prin prisma noţiunilor de alchimie şi de magie. Cele două concepţii de filozofie naturală, mecanicistă şi ermetică, deşi se exclud reciproc, au continuat să-i influenţeze gândirea şi au constituit tema fundamentală a carierei sale ştiinţifice.
Deşi nu vorbeşte despre aceasta în Questiones, Newton începuse, de asemenea, să-şi aprofundeze cunoştinţele de matematică: a studiat Geometria de Descartes, de la care a ajuns la lucrările analizei moderne - aplicarea tehnicilor de algebră în geometria analitică. Apoi, înarmat cu aceste cunoştinţe, s-a reîntors la geometria clasică. În mai puţin de un an, stăpânea teoria şi, stabilindu-şi linia proprie de analiză, se îndrepta către un nou teritoriu. Descoperă teorema binomului şi inventează calculul diferenţial, o formă de analiză mult mai eficientă care utilizează mărimile infinitezimale pentru a calcula lungimile unor curbe şi ariile unor suprafeţe curbilinii.
Newton şi-a prezentat rezultatele muncii în două tratate: De Analysi per Aequationes Numeri Terminorum Infinitas (Despre analiză cu ajutorul seriilor infinite), apărut în 1669 - a circulat sub formă de manuscris într-un cerc restrâns şi l-a făcut cunoscut pe autorul său - şi De methodis sererum et fluxionum (Despre metodele seriilor şi fluxiunilor), în 1671, o ediţie revizuită a primului tratat, care avea să introducă în matematică termenul „fluxiune". Deşi era cunoscut doar de un număr restrâns de savanţi, Newton devenise cel mai important matematician din Europa.
LUCRĂRILE DIN PERIOADA EPIDEMIEI DE CIUMĂ
Când şi-a luat licenţa, în aprilie 1665, Newton a trecut practic neobservat. Pe cont propriu, fără a beneficia de îndrumarea cuiva, a continuat să studieze noile matematici şi filozofii, să-şi elaboreze propriile teorii şi să încredinţeze rezultatele muncii caietelor de notiţe. În 1665, universitatea a fost închisă din cauza unei epidemii de ciumă şi, în următorii 2 ani, a fost nevoit să stea acasă, meditând în voie asupra a tot ce învăţase. În această perioadă, Newton a pus bazele teoriei calcului diferenţial şi a dezvoltat o teorie mai veche în eseul Despre culori, care cuprindea majoritatea ideilor pe care avea să le dezvolte în lucrarea Optica. Tot în această perioadă, a studiat elementele mişcării circulare a corpurilor şi a aplicat calculele în cazul planetelor şi a Lunii, ajungând la concluzia că planetele sunt susţinute pe orbite de o forţă invers proporţională cu pătratul distanţei dintre ele şi Soare - teorie care avea să fie de importanţă crucială pentru elaborarea legii atracţiei gravitaţionale. Lumea nu a aflat însă nimic despre aceste descoperiri.CARIERA, DOMENIUL OPTICII ŞI DISCURSURILE INAUGURALE DE LA TRINITY COLLEGE
În 1667, după redeschiderea universităţii, Newton a fost primit într-o frăţie a colegiului. În 1669 Isaac Barrow, profesor lucasian de matematică, omul care îi trimisese lui John Collins (la Londra) lucrarea De Analisy, a demisionat pentru a se dedica religiei, punându-l pe Newton ca succesor al său. Postul de profesor l-a scutit pe Newton de necesitatea de a lucra ca preparator, dar l-a obligat să ţină anual un curs. Prima temă a prelegerilor a fost aleasă din domeniul lucrărilor sale în domeniul opticii; în următorii trei ani (1670-1672), prelegerile au condus la eseul Despre culori, o lucrare care avea avea să fie revizuită şi să devină volumul 1 din Optica.
De la Paralipomena lui Kepler, 1604, studierea opticii fusese o activitate centrală a revoluţiei ştiinţifice. Legea refracţiei luminii lui Descartes, conform căreia raportul dintre sinusul unghiului de incidenţă şi sinusul unghiului de refracţie este egal cu indicele de refracţie relativ al mediului doi faţă de primul mediu, susţinea ideea că Universul este construit conform unor regularităţi matematice. Descartes pusese lumina în centrul filozofiei mecaniciste a naturii; lumina, susţinea el, este mişcarea trimisă printr-un mediu material.
Newton a acceptat fără rezerve filozofia mecanicistă, deşi a ales teoria atomistă şi a susţinut că lumina este alcătuită din corpusculi de materie aflaţi în mişcare. Această concepţie corpusculară asupra luminii a constituit întotdeauna o teorie speculativă, aflată la periferia preocupărilor sale din domeniul opticii. Principala contribuţie a lui Newton a fost în domeniul culorilor. O teorie mai veche, care data cel puţin din vremea lui Aristotel, susţinea că un anumit spectru de culori, curcubeul de exemplu, se formează prin modificarea luminii, care, la origine, este albă. Descartes a aplicat această teorie în cazul culorilor spectrului solar şi l-a explicat printr-un ansamblu de tehnici mecaniciste.
În urma unor experimente întreprinse între 1665 şi 1666, în cadrul cărora a studiat un fascicul îngust de raze care era proiectat pe peretele unei camere întunecate, Newton a respins conceptul de modificare şi l-a înlocuit cu cel de descompunere. Practic, el respingea ideea că lumina este simplă şi omogenă, susţinând că este complexă şi eterogenă şi că fenomenul culorilor ia naştere prin descompunerea amestecului eterogen în componente simple: natura corpusculară a luminii este demonstrată prin faptul că razele de lumină, luate separat, au proprietăţi constante; în viziunea sa, astfel de proprietăţi presupun particule imuabile de materie. El susţinea că fiecare rază de lumină (particule de o anumită dimensiune) dă senzaţia de culoare atunci când intră în contact cu retina. A ajuns, de asemenea, la concluzia că razele de lumină se reflectă sub unghiuri diferite - de unde şi spectrul prismatic, un fascicul de raze eterogene, de exemplu, asemenea incidentei pe o muchie a prismei, separată sau descompusă de refracţie în elementele sale constitutive - şi că fenomene precum curcubeul iau naştere din descompunerea, prin refracţie, a luminii albe în fascicule de lumină colorată. Deoarece considera că în cazul lentilelor, aberaţia cromatică nu putea fi eliminată, Newton şi-a îndreptat atenţia către telescoapele cu reflexie, construind primul telescop de acest fel. Eterogenitatea luminii a constituit fenomenul fizicii optice de atunci încoace.
Nu există nicio dovadă care să ateste că descoperirile sale din matematică sau conţinutul Principiilor şi teoria culorilor (descrisă amănunţit de Newton în prelegerile inaugurale susţinute la Cambridge) au avut vreun impact asupra publicului. Teoria culorilor şi a celorlalte culori, a fost făcută publică lumii prin societatea regală din Londra, care fusese fondată în 1660. Când Newton a fost numit profesor lucasian, numele său nu le spunea nimic membrilor Societăţii Regale; totuşi, în 1671, aceştia auziseră de telescopul newtonian cu reflexie şi au cerut să-l vadă. La începutul anului 1672, încântat de entuziasmul cu care fusese primit telescopul său şi de faptul că fusese ales membru al Societăţii, Newton le-a prezentat celorlalţi membri şi o comunicare ştiinţifică despre teoriile sale cu privire la culori. Deşi unii membri nu au fost de acord cu părerile lui, lucrarea a fost bine primită.
CONTROVERSE
Printre criticii lucrării lui Newton s-a numărat şi Robert Hooke, un membru important al Societăţii Regale, care se considera expert în domeniul opticii. Prin urmare, acesta a scris o critică condescendentă la adresa noului membru, o lucrare care ar fi enervat orice om normal. Totuşi, Newton nu a putut face faţă criticilor în mod raţional. În mai puţin de un an de la depunerea lucrării, era atât de tulburat de schimbul de păreri cu membrii Societăţii, încât a rupt legăturile cu aceştia şi s-a izolat.
În 1675, în timpul unei vizite la Londra, Newton a avut impresia că l-a auzit pe Hooke acceptând teoria sa referitoare la culori. Acest lucru l-a încurajat să înainteze o a doua lucrare, un studiu asupra fenomenelor culorilor în straturi subţiri, care era identică lucrării ce avea să apară în volumul al doilea din Optica. Scopul lucrării era de a explica culorile corpurilor solide, arătând modul în care lumina poate fi descompusă în elementele sale constitutive prin reflexie şi prin refracţie. Această teorie nu avea să reziste, însă lucrarea a fost importantă pentru că demonstra pentru prima dată existenţa fenomenelor optice periodice. El a descoperit inele colorate concentrice în pana de aer dintre o lentilă şi o lamă de sticlă; distanţa dintre aceste inele concentrice (inele lui Newton) depinde de grosimea penei de aer. În 1704, combinând prelegerile despre optică cu lucrarea din 1675 cu o serie de materiale adiţionale, Newton şi-a publicat Optica.
În 1675, Newton trimisese Societăţii Regale şi o altă comunicare; şi aceasta a produs noi controverse. Intitulată O ipoteză care explică proprietăţile luminii, aceasta era o prezentare generală a fenomenelor din natură. Se pare că Hooke a susţinut că Newton îl plagiase, fapt care l-a scos din nou din minţi pe cel din urmă. Totuşi, conflictul a fost soluţionat repede printr-un schimb de scrisori formale şi excesiv de politicoase care nu au reuşit să ascundă dispreţul pe care cei doi savanţi îl simţeau unul faţă de celălalt.
Newton se angajase, de asemenea, într-un al doilea schimb (probabil cel mai important dintre toate) de scrisori cu un cerc de iezuiţi englezi din Liege pe tema teoriei culorilor. Deşi obiecţiile acestora erau nefondate, faptul că afirmau că experimentele lui erau greşite l-a făcut pe Newton să-şi piardă cumpătul. Corespondenţa a continuat până în 1678, când Newton a suferit o depresie nervoasă. Un an mai târziu, moartea mamei sale l-a făcut să se izoleze şi mai mult. Timp de şase ani a refuzat orice discuţie pe subiecte ştiinţifice, cu excepţia cazurilor în care corespondenţa era iniţiată de alţii, dar şi pe aceasta o întrerupea cât mai curând posibil.
INFLUENŢAT DE TRADIŢIA HERMETICĂ
În această perioadă, Newton s-a îndreptat către filozofia hermetică pe care şi-o însuşise încă din timpul studenţiei. Newton, care fusese mereu interesat de alchimie, se cufunda acum în ea, copiind de mână tratat după tratat şi comparându-le pentru a desluşi tehnicile sale misterioase. Influenţată de hermetism, concepţia sa despre natură a cunoscut o schimbare radicală.
Până în acel moment, Newton fusese un filozof mecanicist tipic secolului al XVII-lea, care explica fenomenele naturii prin mişcarea particulelor de materie. El susţinea că, din punct de vedere fizic, lumina este un şuvoi de corpusculi mici al cărui curs este deviat de prezenţa mediilor mai dense sau mai rarefiate. El considera că atracţia aparentă dintre bucăţelele de hârtie şi o lamelă de sticlă, care era în prealabil frecată cu o bucată de pânză, rezultă dintr-un efluviu care izvorăşte din lamelă şi poartă bucăţelele de hârtie înapoi pe ea.
Această filozofie mecanicistă excludea posibilitatea acţiunii la distanţă; ca şi în cazul electricităţii statice, explica atracţiile prin prisma unor procese eterice, invizibile. Lucrarea lui Newton din 1675, Ipoteză asupra luminii, în care îşi prezenta teoria eterului, reprezenta o interpretare a naturii specifică filozofiei mecaniciste. Totuşi, unele fenomene, precum capacitatea unor substanţe chimice de a reacţiona doar cu anumite substanţe din aceeaşi categorie, îl puneau pe gânduri, el vorbind de "un principiu secret", conform căruia unele substanţe se arătau „sociabile" sau „nesociabile" faţă de altele.
În 1679, Newton a abandonat eterul şi forţele sale invizibile şi a început să cerceteze fenomene inexplicabile: afinităţile chimice, căldura degajată în urma reacţiilor chimice, tensiunea superficială a fluidelor, activitatea capilarelor, forţa de atracţie moleculară care se exercită între două corpuri aflate în contact, forţele de atracţie şi de respingere dintre particulele de materie etc.
Peste 35 de ani, în cea de-a doua ediţie în engleză a lucrării Optica, Newton aborda din nou teoria eterului, de data aceasta fiind vorba de un eter care presupunea conceptul de acţiune la distanţă prin amplasarea unei forţe de respingere între particulele sale. Filozofii mecanicişti au susţinut întotdeauna că forţele de atracţie şi de respingere din teoriile lui Newton erau transpuneri directe ale simpatiilor şi antipatiilor de natură ocultă din filozofia ermetică. Totuşi, Newton le considera modificări aduse filozofiei mecaniciste, prin care o supunea unui calcul matematic exact. În viziunea sa, forţele de atracţie se defineau prin cantitate şi ofereau o punte de legătură între două teme principale abordate de ştiinţa din secolul al XVII-lea: filozofia mecanicistă, care aborda o viziune mecanicistă asupra lumii şi filozofia pitagoreică, prin care se insista asupra naturii matematice a realităţii. Descrierea mişcării tuturor obiectelor folosind conceptul de forţă a reprezentat cea mai importantă contribuţie a lui Newton în ştiinţă.
MIŞCAREA PLANETELOR
Iniţial, Newton a aplicat principiul acţiunii şi reacţiunii doar în cazul fenomenelor terestre menţionate în paragraful precedent, dar la sfârşitul anului 1679 Hooke i-a propus o nouă metodă de aplicare a principiului, într-o încercare de a relua corespondenţa dintre ei. Hooke menţiona cercetarea sa cu privire la mişcarea planetelor: o deviere continuă a unei mişcări rectilinii printr-o acţiune centrală. Newton a refuzat să corespondeze cu Hooke, dar i-a menţionat, totuşi, un experiment la care lucra şi care demonstra mişcarea de rotaţie a Pământului: lua cazul unui corp aruncat dintr-un turn; deoarece viteza tangenţială la vârful turnului este mai mare decât cea de la bază, corpul cădea uşor către est. El a schiţat traiectoria căderii sub forma unei spirale care se termina în centrul Pământului.
Aşa cum bine observase Hooke, aceasta era o greşeală conform teoriei lui Hooke cu privire la mişcarea planetelor, traiectoria căderii ar trebui să fie eliptică, astfel că, dacă Pământul ar fi fost despicat ori separat pentru a permite corpului să treacă, acesta s-ar fi întors înapoi, la locul de plecare. Lui Newton nu-i plăcea să fie corectat, cu atât mai puţin de Hooke, însă înţelesese ideea; totuşi, a corectat schiţa lui Hooke, plecând de la premisa că valoarea acceleraţiei gravitaţionale este constantă. Deşi era de acord cu el în această privinţă, Hooke i-a răspuns că, în viziunea sa, forţa gravitaţională este invers proporţională cu pătratul distanţei.
Câţiva ani mai târziu, pe baza acestei scrisori, Hooke avea să-l acuze pe Newton de plagiat. Greşea însă. Cunoştinţele sale cu privire la legea forţei invers proporţionale cu pătratul distanţei erau pur intuitive; el o dedusese greşit din principiul forţei centripete (care dezvoltă aspectul cantitativ) şi din cea de-a treia lege a lui Kepler, care raporta perioadele mişcării planetelor la razele orbitelor. Mai mult, ceea ce el nu ştia era că Newton dedusese astfel raportul cu zece ani înainte de corespondenţa lor. Totuşi, Newton avea să admită să schimbul de scrisori cu Hooke l-a ajutat să demonstreze că forţa care acţionează asupra unui corp care se roteşte este invers proporţională cu pătratul distanţei dintre acesta şi punctul în jurul căruia se roteşte - una dintre cele două teoreme cruciale pe care avea să se bazeze legea atracţiei gravitaţionale. Mai mult, definiţia lui Hooke cu privire la dinamica planetelor (forţa de atracţie constantă exercitată de un corp va trage în mod constant o planetă de pe traiectoria sa de inerţie) sugera că aceasta putea fi aplicată şi la nivelul cosmosului, conform conceptului de forţă a lui Newton şi oferea o explicaţie pentru traiectoriile planetelor. Între 1679 şi 1680, Newton s-a ocupat doar cu studiul dinamicii planetelor; el nu ajunsese încă la definiţia legii atracţiei gravitaţionale.
LEGEA ATRACŢIEI GRAVITAŢIONALE
Cinci ani mai târziu, în august 1684, Newton primeşte vizita astronautului englez Edmond Halley, care era, la rândul său, preocupat de studiul orbitelor. După ce a aflat că Newton găsise rezolvarea la această problemă, i-a smuls promisiunea că îi va trimite demonstraţia. Trei luni mai târziu, primeşte un scurt tratat intitulat Despre mişcare. Newton lucra deja la îmbunătăţirea şi extinderea acestuia. Doi ani şi jumătate mai târziu, Despre mişcare devenise Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, care nu este doar o capodoperă a lui Newton, ci şi o lucrare fundamentală a ştiinţei moderne. În mod semnificativ, De motu nu prezenta legea atracţiei gravitaţionale. Deşi era un tratat despre dinamica planetelor, nu conţinea niciuna dintre cele trei legi newtoniene ale mişcării. Abia după revizuirea tratatului Newton a ajuns la prima lege (a inerţiei) şi la cea de-a doua lege a mişcării, legea forţei care definea exact forţele ce acţionează între corpurile care deveniseră personajele principale ale teoriei sale despre natură. Prin cuantificarea conceptului de forţă, cea de-a doua lege finaliza mecanica exactă cantitativă care constituise paradigma ştiinţei naturale încă de la începuturile ei.
Elementele de mecanică cantitativă cuprinse în Principii nu trebuie confundate cu cele de filozofie mecanicistă, care încerca să explice fenomenele naturale prin prisma unor mecanisme imaginare care aveau la bază particulele invizibile de materie. Mecanica redată în Principii reprezenta o descriere cantitativă exactă a mişcării corpurilor vizibile şi se baza pe cele trei legi universale ale mişcării, stabilite de Newton:
(1) un corp îşi menţine starea de repaus atâta timp cât asupra sa nu acţionează alte forţe;Aplicate unei mişcări circulare, aceste legi au condus la formula măsurării cantitative, în funcţie de viteza şi de masa unui corp, a forţei centripete necesare pentru a devia un corp de pe traiectoria sa rectilinie într-un cerc dat. Când Newton a substituit această formulă celei de-a treia legi a lui Kepler a descoperit că forţa centripetă care ţinea planetele pe orbitele lor, în jurul Soarelui, descreşte odată cu pătratul distanţei dintre acestea şi Soare. Deoarece sateliţii lui Jupiter se supun şi ei celei de-a treia legi a lui Kepler, o forţă centripetă invers proporţională cu pătratul distanţei le atrage, prin urmare, către centrul orbitelor. Newton a reuşit să arate că această lege se aplică în cazul Pământului şi al Lunii. Depărtarea faţă de Pământ a Lunii este de 60 de raze terestre.
(2) schimbarea stării de repaus (produsul dintre viteză şi masa corpului) este proporţională cu forţa care acţionează asupra ei;
(3) pentru orice acţiune există o reacţie egală şi opusă.
Newton a comparat forţa care acţiona asupra traiectoriei Lunii, deviind-o în timp de o secundă de la traiectoria sa tangenţială, cu forţa care acţiona asupra unui corp care cade de pe suprafaţa Pământului pe distanţa pe care o parcurge într-o secundă. Astfel, el a descoperit că forţa care acţiona asupra corpului care cade de pe suprafaţa Pământului este de 3600 (60x60) de ori mai mare decât cea care acţiona asupra traiectoriei Lunii, ajungând la concluzia că una şi aceeaşi forţă, guvernată de o lege de mişcare unică, se aplică în toate cele trei cazuri. Corelând traiectoria Lunii cu acceleraţia gravitaţională de la suprafaţa Pământului, i-a aplicat cuvântul din latină veche gravitas (greutate). Legea gravitaţiei universale pe care şi-a confirmat-o studiind fenomenul mareelor şi traiectoriile cometelor, afirmă că fiecare particulă de materie din Univers exercită asupra alteia o forţă de atracţie proporţională cu o masa particulelor şi invers proporţională cu pătratul distanţei dintre ele şi centrele lor.
În 1686, când Societatea Regală a primit manuscrisul complet al volumului, Hooke l-a acuzat pe Newton de plagiat, o acuzaţie care nu se susţine în niciun fel. Pe de altă parte, reacţia lui Newton spune multe despre caracterul său. Hooke ar fi fost mulţumit dacă Newton i-ar fi recunoscut meritele; acesta ar fi fost un gest frumos şi mărinimos din partea lui Newton faţă de un om bolnav, care-şi trăia ultimii ani din viaţă. Dar reacţia lui Newton a fost să-şi revizuiască manuscrisul şi să scoată aproape orice referire la Hooke. Furia sa a fost atât de mare, încât a refuzat să-şi publice Optica ori să accepte funcţia de preşedinte al Societăţii Regale până la moartea lui Hooke.
RECUNOAŞTEREA INTERNAŢIONALĂ
Principiile i-au adus imediat lui Newton recunoaşterea internaţională. Timp de o generaţie, continuând să fie loiali idealului mecanicist, savanţii europeni au respins ideea de acţiune la distanţă, dar nu au putut să nu admire expertiza tehnică prezentată în lucrarea sa. Tinerii savanţi britanici l-au luat imediat drept model. Pe durata unei generaţii, puţinele posturi plătite pentru oamenii de ştiinţă din Anglia, precum şi cele de preşedinte la Oxford, Cambridge sau la Colegiul Gresham, au fost monopolizate de tinerii newtonieni. Newton, ale cărui contacte cu femeile se rezumau la relaţia nefericită cu mama sa, care-l făcuse să creadă că l-a abandonat, şi la cea cu nepoata sa, al cărei tutore devenise ulterior, s-a bucurat de rolul de conducător al cercului tinerilor oameni de ştiinţă. Prietenia cu matematicianul elveţian Fatio de Duillier, care locuia în Londra şi avea interese comune cu Newton, a constituit una dintre cele mai profunde experienţe din viaţa sa de adult.
VISTIER AL MONETĂRIEI
Imediat după publicarea Principiilor, Newton, un protestant fervent, a condus protestele profesorilor de la Cambridge împotriva încercărilor lui Iacob al II-lea de a face din această universitate o instituţie catolică şi a fost ales să reprezinte universitatea la convenţia la care s-a semnat acordul revoluţionar. În acest context, a cunoscut un mare număr de intelectuali, printre care şi pe filozoful John Locke. Newton lua contact cu lumea intelectuală din Londra, imediat după publicarea Principiilor. Un capitol din viaţă se încheiase şi nu avea să se mai simtă mulţumit de izolarea impusă de cercetare. Dorinţa de schimbare a fost influenţată de Fatio, care i-a sugerat să-şi găsească un post în Londra. Prin intermediul prietenului său, politicianul în ascensiune Charles Montague (devenit ulterior lord Halifax), Newton şi-a căutat un post. În 1696 Newton devine vistiernicul monetăriei. Deşi a demisionat din funcţiile pe care le deţinea la Cambridge abia în 1701, Newton s-a mutat la Londra, care avea să devină din acel moment căminul său.
Între timp, relaţia dintre Newton şi Fatio trecea printr-o criză. Aceasta din urmă se îmbolnăvise şi, din cauza problemelor familiale şi financiare, era pe punctul de a se întoarce în Elveţia. Suferinţa lui Newton nu a cunoscut limite. În 1693 i-a propus lui Fatio să se mute la Cambridge, însă această propunere nu se concretizează. La începutul lui 1693, Newton a început să-i scrie din ce în ce mai multe scrisori lui Fatio, pentru ca mai apoi, fără nicio explicaţie, atât relaţia strânsă dintre cei doi, cât şi schimbul de scrisori să se întrerupă. 4 luni mai târziu, fără niciun avertisment, Samuel Pepys şi John Locke, ambii prieteni buni cu Newton, au primit de la acesta scrisoare vehemente pline de acuzaţii. Pepys era informat că Newton nu dorea să-l mai vadă; Locke era acuzat că încercase să-l încurce cu femei. Ambii erau îngrijoraţi pentru sănătatea mintală a lui Newton; de fapt, Newton suferise a doua depresie nervoasă. Aceasta avea să treacă, iar Newton să-şi revină. Totuşi, el şi-a reluat doar pentru scurtă vreme activităţile ştiinţifice, alegând să-şi canalizeze energiile creatoare asupra funcţiei pe care o deţinea la Londra.
În calitate de vistier şi administrator al monetăriei, Newton primea un salariu mai mult decât satisfăcător, 2000 de lire pe an. Adăugat averii personale, acest venit i-a asigurat un trai îndestulător până la sfârşitul vieţii. Postul, considerat o sinecură, a fost luat în serios de Newton. În timpul marii rebateri a monedelor, postul a necesitat un efort mai mare din partea sa; totuşi, chiar şi după aceea el şi-a luat funcţia în serios. S-a ocupat înainte de toate de contrafaceri. Newton a devenit spaima falsificatorilor din Londra, trimiţând pe mulţi dintre aceştia la spânzurătoare, revărsându-şi asupra lor furia care continua să mocnească în el.
INTERESUL FAŢĂ DE RELIGIE ŞI TEOLOGIE
Newton avea acum timp să se ocupe de alte domenii de care era interesat, precum religia şi teologia. La începutul anilor 1690, îi trimisese lui Locke o copie a unui manuscris în care încerca să demonstreze că fragmentele din Biblie referitoare la Sfânta Treime reprezentau interpretări moderne ale textului original. Când Locke a făcut demersurile necesare pentru publicarea manuscrisului, Newton l-a oprit, de teamă că părerile sale împotriva Sfintei Treimi aveau să devină cunoscute. Mai târziu, avea să-şi dedice mult timp studierii profeţiilor făcute de Daniel şi de sfântul Ioan şi studiului aprofundat al vechii cronologii. Ambele lucrări au fost publicate după moartea sa.
PREŞEDINTE AL SOCIETĂŢII REGALE
În 1703, Newton a devenit preşedintele Societăţii Regale din Londra. Cu 4 ani în urmă, devenise unul dintre cei 8 membri străini asociaţi ai Academiei Franceze de Ştiinţe. În 1705, regina Anne l-a ridicat în gradul de cavaler, prima dată când un savant se bucura de această onoare. Newton a condus Societatea Regală magistral. Totuşi, John Flamsteed, astronomul regal, era de părere că o condusese tiranic. De-a lungul anilor în care se ocupase de observatorul regal din Greenwich, Flamsteed, un om cu un caracter dificil, adunase un număr fără precedent de date. Newton primise de la acesta informaţiile de care avea nevoie pentru Principiile şi în 1690, în timp ce lucra la teoriile sale i-a cerut, din nou, date lui Flamsteed. Enervat că nu a primit în timp util informaţiile de care avea nevoie, Newton a luat o atitudine dominatoare şi condescendentă faţă de Flamsteed.
Din calitatea sa de preşedinte al Societăţii Regale, s-a folosit de influenţa pe care o avea asupra guvernului pentru a fi numit director al grupului de "vizitatori" al Observatorului Regal. Apoi a încercat să forţeze publicarea catalogului de stele realizat de Flamsteed. Episodul ruşinos a continuat timp de 10 ani. Newton nu avea să accepte nicio obiecţie, încălcând toate înţelegerile la care ajunsese cu Flamsteed. În ciuda protestelor, Flamsteed îşi vedea rodul unei munci de-o viaţă în mâinile duşmanului său de moarte, Edmond Halley, care se pregătea să publice catalogul. În final, printr-un ordin judecătoresc, Flamsteed a reuşit să intre în posesia catalogului său în formă tipărită şi să împiedice tipărirea lui. Flamsteed a ars foile printate, iar după moartea sa asistenţii lui i-au publicat o versiune autorizată de el. Deşi plătise un preţ destul de mare, Flamsteed a fost unul dintre puţinii care au reuşit să câştige în faţa lui Newton, care a încercat să se răzbune, eliminând sistematic orice referire la contribuţia lui Flamsteed din ediţiile ulterioare ale Principiilor.
CONFLICTUL CU WILHELM LEIBNIZ
Newton a avut un adversar pe măsură în filozoful şi matematicianul german Gottfried Wilhelm Leibniz. Se ştie că Newton a dezvoltat calculul diferenţial înainte ca Leibniz să se fi apucat serios de studiul matematicii. Leibniz a ajuns la acelaşi calcul independent de Newton. Newton nu a publicat niciodată metoda fluxiunilor; prin urmare, lucrarea lui Leibniz (1684) a fost cea care a făcut cunoscut publicului calculul diferenţial. În Principiile, Newton a făcut aluzii la metoda sa, dar a publicat-o abia după ce a anexat alte două lucrări, în 1704. În acel moment, începuseră deja să apară disputele cu privire la cine descoperise primul calculul. Chiar dacă ar fi avut vreo importanţă, ar fi fost imposibil să se ştie a cui a fost vina pentru tulburările ulterioare.
Ceea ce începuse cu insinuări nevinovate a escaladat rapid în acuzaţii fără înconjur de plagiat de ambele părţi. Încurajat de susţinători, Newton s-a lăsat atras în mijlocul polemicilor, iar furia sa a devenit de necontrolat. Nici comportamentul lui Leibniz nu a fost unul tocmai plăcut. Newton a scris majoritatea articolelor apărute în apărarea sa, publicându-le sub numele tinerilor săi susţinători, care nu au obiectat niciodată. Ca preşedinte al Societăţii Regale, a delegat o comisie "imparţială" care să se ocupe de caz, a redactat în secret raportul publicat oficial de Academie şi a scris o recenzie anonimă cu privire la aceasta în revista Philosophical Transactions, nici măcar moartea lui Leibniz nu i-a potolit furia lui Newton, care a continuat să urmărească duşmanul dincolo de mormânt. Disputa cu Leibniz şi dorinţa de a scăpa de stigmatul plagiatului aveau să-l urmărească până la sfârşitul vieţii. Aproape orice lucrare scrisă de savant în ultimii 25 de viaţă cuprindea un paragraf plin de venin la adresa filozofului german. Până la urmă, doar moartea a putut pune capăt furiei sale.
ULTIMII ANI
În ultimii ani de viaţă, Newton a publicat şi alte ediţii ale principalelor sale lucrări. Prima ediţie a Opticii, din 1704, care fusese în schiţă cu 30 de ani în urmă, a fost urmată de o ediţie în latină (1706) şi de o a doua ediţie în engleză (1717-1718). Niciuna dintre ediţii nu prezenta modificări majore. Newton adusese îmbunătăţiri Chestionarului din finalul lucrării, care cuprindea concluziile cu privire la natura Universului. Cea de-a doua ediţie a principiilor, editată de Roger Cotes în 1713, cuprindea modificări mai ample. Cea de-a treia ediţie, editată de Henry Pemberton în 1726, conţinea şi ea adăugiri. Newton a continuat să fie preşedintele Societăţii Regale (de multe ori aţipind în timpul întrunirilor) şi vistierul monetăriei până la sfârşitul vieţii. În ultimii ani din viaţă a locuit împreună cu nepoata sa, Catherine Barton Conduitt şi cu soţul acesteia.
Sursa informaţiilor: www.scientia.ro
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu