A Kozmosz csodálatos elrendezése és harmóniája csak egy mindenható és mindentudó lény tervében születhetett meg. Ez mindörökre a legnagyobb felismerésem. – Vallotta Sir Isaac Newton, aki a modern tudományosság egyik legjelentősebb előfutára volt.
Ma már legtöbbünk diákéveit megkeseríti és megédesíti hihetetlen felfedezéseivel és kísérleteivel, de az bizonyos, hogy Sir Isaac Newton angol fizikus, matematikus, csillagász a világtörténelem egyik legkiemelkedőbb tudósa. Neki köszönhetjük többek között a differenciál- és integrálszámítás felfedezését, a Newton-távcső és a vele kikísérletezett mozgásra mozgásra vonatkozó törvényeket, amik egy új korba repítették az emberiséget, egy olyan korba, ahol a hitet tisztelni kell, de az Univerzum megismerhetővé és leírhatóvá vált.
„Olyan vagyok, mint a tengerparton játszó gyermek, aki játék közben imitt-amott egy, a szokottnál laposabb kavicsot vagy szebb kagylót talál, míg az igazság nagy óceánja egészében felfedezetlenül terül el tekintetem előtt.” (Sir Isaac Newton)
Isaac Newton a Woolsthorpe-by-Colsterworth nevű falucskában született 1642. december 25-én, pontosan három hónappal azután, hogy apja meghalt, ráadásul koraszülöttként jött világra, rendkívül kis súllyal. Hároméves volt, amikor anyja újra férjhez ment, a kisfiút pedig nagyanyjánál hagyta. Newton nem szerette mostohaapját és ellenséges érzelmeket kezdett táplálni anyja iránt is, amiért cserbenhagyta, későbbi beszámolója szerint legszívesebben házukat is rájuk gyújtotta volna.
A falusi iskolák után Garnthamben folytatta tanulmányait, ahol beleszeretett a helyi gyógyszerész lányába, akit feleségül is kért. Mivel a lány jóval fiatalabb volt Newtonnál, elképzelhető, hogy csak az ábrándjai tüzelték fel az egymás iránti érzelmeiket. Az azonban tény, hogy ez az egyetlen példa arra, hogy Newton romantikus viszonyba kerüljön elő egy lánnyal. Miután azonban megkezdte tanulmányait a híres cambridge-i Trinity College-ban, a szerelem lassan kihűlt, a házasság elmaradt. Newton nem bonyolódott újabb szerelemi kapcsolatba és soha nem nősült meg.
Newton első törvénye – A tehetetlenség törvénye
Galilei és Kepler törvényei alapján
Minden test nyugalomban marad vagy egyenes vonalú egyenletes mozgást végez mindaddig, míg ezt az állapotot egy másik test vagy mező meg nem változtatja.
A Trinity College oktatási rendszere Arisztotelész tanításaira épült, de Newtont jobban érdekelték Descartes, Galilei, Kopernikusz, Kepler írásai. Diplomázásának évében, 1665-ben fedezte fel a binominális tételt és kezdte kialakítani a matematikai kalkulus-elméletet. Tizennyolc évesen kitűnő bizonyítvánnyal végzett. Tanára ezt mondta róla: Zsenialitása mostantól felfelé szárnyal, és egyre nagyobb fénnyel ragyog. Különösen a versírásban jeleskedik. (…) Felülmúlja a legvérmesebb reményeimet is, melyeket hozzá fűztem.
Amikor a nagy pestisjárvány miatt az egyetem bezárta kapuit, és Newton másfél évig otthon rostokolt, minden idejét a kalkulusnak, az optikának és a gravitáció kérdésének szentelte. 1666-ban fogalmazódott meg az ekkor még csak 24 éves tudósban a differenciálszámítás, a színelmélet, a centripetális erő,
a mozgástörvények és a gravitációs vonzás.
A máig népszerű történet szerint a gravitáció törvényének megalkotásához egy fáról a földre pottyanó alma adta az inspirációt. Az eseményt Newton asszisztense örökítette meg memoárjában s Voltaire is beszámolt a jelenetről: „Miért esik az alma mindig a földre, tette fel a kérdést magának. Miért nem oldalra vagy felfelé esik, hanem mindig a föld középpontja felé?” Newtont a gravitáció jelensége mellett az is foglalkoztatta, vajon a gravitáció egészen a Hold pályájáig érvényesül-e.
A közismert történet szerint Newton a fejére pottyanó alma hatására értette meg, hogy a földi tárgyakat és égitesteket mozgató erő ugyanaz. Egy kortárs író, William Stukeley írta ezt először Memoirs of Sir Isaac Newton’s Life című művében, melyben visszaemlékezik, hogy mikor 1726. április 15-én Kensingtonban beszélgetett Newtonnal, a tudós elmesélte, hogyan jutott eszébe a gravitációelmélet. „Egy alma lehullása okozta, mikor elmélkedve ott ült. Miért esik az alma mindig a földre, tette fel a kérdést magának. Miért nem oldalra vagy felfelé esik, hanem mindig a föld középpontja felé?”
Voltaire ugyanezt írja: „Sir Isaac Newton a kertjében sétált, ekkor szőtte első gondolatait a gravitációelméletről, mikor látta, hogy egy alma lehull a fáról.” Ezek a történetek alaposan kiszínezik Newton beszámolóját arról, hogy otthonában, Woolsthorpe Manorban az ablak mellett ült, és látta, hogy egy alma lehull a fáról. A jelenleg elfogadott feltételezés szerint a történetet Newton jóval később találta ki, hogy illusztrálja, hogy merített ötleteket a mindennapi életből.
Newton második törvénye – A dinamika alaptörvénye
Egy pontszerű test lendületének (impulzusának) a megváltozása egyenesen arányos és azonos irányú a testre ható, ‘F’ erővel. Az arányossági tényező megegyezik a test ‘m’ tömegével.
1668-ban visszatért Cambridge-be és optikai problémákkal kezdett foglalkozni. 1669-ben ösztöndíjat kapott, s ugyanebben az évben tette közzé két meghatározó művét A végtelen sorozatok elemzéséről és A sorok és fluxiók módszeréről címmel.
Newton és Leibniz egymástól függetlenül, más-más szemlélettel alkották meg a differenciál és integrál kalkulust. Bár Newton 10 évvel korábban dolgozta ki elméletét, mégsem publikálta attól tartva, hogy kortársai kigúnyolják. Leibnitzet plagizálással vádolták meg, emiatt elkeseredett ellenségeskedés támadt a két tudós között, amely nem csak az ő életüket árnyékolta be, de szakadáshoz vezetett a brit és az európai matematikusok között, és egy
évszázaddal vetette vissza a brit matematikai analízist.
1669-ben Isaac Barrow matematikus, fizikus utódjaként kinevezték professzornak Cambridge-be. Optikát tanított és vizsgálta a fénytörés jelenségét, kísérletei nyomán felfedezte, hogy az eredetileg összetett fehér fényt a prizma alkotóelemeire bontja szét, egy másik prizma pedig újra össze tudja állítani fehér fénnyé.
Bebizonyította azt is, hogy ha a fény szétszóródik, akkor is ugyanolyan színű marad, tehát nem a tárgyak hozzák létre a színeket, hanem visszatükrözik a már színes fényt. Newton azt tűzte ki célul, hogy olyan távcsövet szerkesszen, melyben a képeket körülvevő színes foltok zavaró hatása nem lép fel. Ezt ugyan nem tudta elérni, de megszerkesztette a Ma Newton-távcsőnek nevezett tükrös távcsövét.
1672-ben bemutatott Fény és színelmélet című munkája akkora vitát váltott ki a Royal Society tagjai között, hogy Newton elhatározta, nem publikál többé.
Newton harmadik törvénye – A hatás-ellenhatás törvénye
Két test kölcsönhatása során mindkét testre azonos nagyságú, egymással ellentétes irányú erő hat.
Mégis 1684-ben, Edmund Halley bíztatására belefogott a Principia mathematica philosohiae naturalis megírásába, melyet sokan a tudománytörténet, sőt az egyetemes emberi történet legnagyobb alkotásának tartanak. A könyvet mindössze 17 hónap alatt írta, hogy feleletet adjon az égi-mechanika kérdéseire, s megmagyarázza az „égi jelenségek összességét azzal az egyetlen feltevéssel, hogy a gravitáció a Nap közepe felé hat a távolság négyzetével fordított arányban”.
A tudós 1692-93-ban súlyos idegösszeomlást kapott, melyből lassan felépült ugyan, s szellemi képességeit is visszanyerte, de élete hátralevő 35 évében már nem volt több jelentős felfedezése.
1699-ben az állami pénzverde vezetője lett, 1703-tól 1727. március 20-án (Gergely naptár szerint 31-én)bekövetkezett haláláig a Royal Society elnöke volt. Bár a filozófusok nagyon kis helyet szánnak a newtoni világképnek a filozófia történetében, egyáltalán nem elhanyagolható munkássága. A filozófia lényegét abban látta, hogy a mozgásjelenségeken keresztül megvizsgálta a természet erőit, majd ezekből az erőkből vezette le a többi jelenséget. Megfogalmazta és ezzel hosszú időre meg is határozta a természettudomány kutatási módszerét, kitűzte a természettudományos kutatás alapvető célját és egységes, koherens világképet alkotott.
Bár kétségkívül nem említhető egy napon a bolygómozgások, vagy a fényvisszaverődés törvényszerűségeinek a felismerésével, de Sir Isaac Newton nevéhez fűződött a macskaajtó feltalálása is, mivel a nagy tudóst állítólag bosszantotta, hogy háziállatai lépten-nyomon megzavarják őt munkájában.
Newton negyedik törvénye – Az erőhatások függetlenségének elve
Más néven a szuperpozíció elve.
Ha egy testre egyenlő időközönként több erő hat, akkor ezek együttes hatása megegyezik a vektori eredőjük hatásával.
Newton 85 évet élt, tisztelettől övezve, a királynő 1705-ben lovaggá ütötte, ettől kezdve kijárt neki a Sir megszólítás. A Westminster apátságban temették el Londonban, szobra előtt ez áll: „Newton, aki az emberi nemet szellemével felülmúlta.”
Weberné Zsikai Mária
Forrás: MTI, Rubicon
