Isaac Newton. Wszechstronny geniusz, który zrewolucjonizował świat nauki

381 lat temu urodził się sir Isaac Newton zaliczany do najwybitniejszych naukowców wszech czasów. Nic zresztą dziwnego, bowiem wiele jego odkryć położyło podwaliny pod współczesną naukę. Sformułował m.in. prawo powszechnego ciążenia i trzy zasady dynamiki, a także opracował rachunek różniczkowy i całkowy. 

Portret Isaaca Newtona autorstwa Godfreya Knellera

Foto: Wikimedia commons/Domena publiczna

Od dziecka ciekawy świata

Isaac Newton przyszedł na świat 4 stycznia 1643 roku we wsi Woolsthorpe-by-Colsterworth, zlokalizowanej w hrabstwie Lincolnshire w Wielkiej Brytanii. W wieku trzynastu lat zaczął uczęszczać do Szkoły Królewskiej w pobliskim miasteczku Grantham, gdzie uczył się greki, łaciny, geometrii, czytał klasyków literatury, a także poznał podstawy języka hebrajskiego.

Jak pisze historyk prof. Jacek Rodzeń w swoim artykule "Zainteresowania inżynierskie i wynalazki Isaaca Newtona", przyszły naukowiec już wówczas dał się poznać jako ciekawy świata młodzieniec - zajmował się między innymi farmacją oraz sztuką malowania i rysowania (m.in. sporządzał różnorakie pigmenty malarskie oraz opracowywał przepisy na przygotowanie nieskomplikowanych medykamentów). Tworzył także proste zabawki – latawce, zegary słoneczne, modele latarni i młynów.

Po ukończeniu szkoły w 1661 roku Isaac Newton rozpoczął studia na Uniwersytecie w Cambridge. Pierwsze lata nauki upłynęły mu na poszukiwaniu własnej drogi – początkowo poświęcał się badaniom nad językiem angielskim, a następnie uważnie studiował filozofię i historię, jednocześnie stawiając pierwsze kroki w dziedzinie optyki. 

Chętnie zgłębiał też tajniki teologii (był anglikaninem i osobą bardzo religijną). Ostatecznie – zainspirowany dziełami słynnego filozofa Kartezjusza i matematyka Euklidesa - zwrócił się w stronę matematyki. Najbardziej owocny czas jego pracy naukowej przypadł na lata 1665-1666, gdy badacz - uciekając przed panującą w kraju epidemią dżumy, szczególnie niebezpieczną w miastach - schronił się w rodzinnej posiadłości w Woolsthorpe-by-Colsterworth. 

Posłuchaj

03:41 izaak newton___fl 4642_tr_0-0_60894970[00].mp3 Felieton Aliny Langman i Marii Bobrowskiej poświęcony angielskiemu fizykowi i matematykowi Isaacowi Newtonowi. Audycja z cyklu "Kalendarz radiowy". (PR, 20.03.1984)

Matematyka, fizyka i optyka

Zmuszony do pozostania w odosobnieniu całe dnie poświęcał się nauce. Jego ciężka praca szybko zaowocowała pierwszymi odkryciami w dziedzinie matematyki - już w 1665 roku Newton opracował rachunek fluksji i fluent, obecnie nazywany rachunkiem różniczkowym i całkowym. 

Jak pisze fizyk dr Jerzy Kierul w swojej książce "Izaak Newton. Bóg, światło i świat", początkowo angielski badacz nie docenił jednak swojego odkrycia - podzielił się nim ze światem dopiero w 1704 roku. Wówczas pojawił się problem - mniej więcej dziesięć lat po Angliku do podobnych odkryć doszedł bowiem niemiecki filozof Gottfried Wilhelm Leibniz, który jako pierwszy opublikował efekty swojej pracy. Newton oskarżył konkurenta o plagiat i przez kolejne kilkanaście lat toczył z nim spór o pierwszeństwo odkrycia. 

W 1665 roku Newton opracował również zręby swojego prawa powszechnego ciążenia. Jak głosi anegdota, pewnego dnia, gdy badacz siedział pod drzewem i rozmyślał, spadło mu na głowę jabłko. Zaczął się wówczas zastanawiać, dlaczego owoc upada zawsze prosto na ziemię, a nie leci w górę bądź w bok. Naukowiec stwierdził, że musi istnieć jakaś siła (nazwana później grawitacją), która je przyciąga. Następnie doszedł do wniosku, że ten sam czynnik, który sprawia, że jabłko spada na ziemię, jest również przyczyną ruchu Księżyca wokół Ziemi. Sformułowanie kompletnej teorii zajęło jednak badaczowi kilkanaście lat. Swoją tezę pokazał światu dopiero w 1687 roku na łamach jednego ze swoich najsłynniejszych dzieł - "Matematycznych zasad filozofii naturalnej". 

Newton - obraz Williama Blake'a z 1795 r. Fot. Wikipedia/domena publiczna

Podczas pobytu w Woolsthorpe-by-Colsterworth Newton prowadził też badania z zakresu optyki, które po raz pierwszy opublikował w 1672 roku w pracy "Nowa teoria światła i kolorów". Badacz jako pierwszy wskazał na fakt, że promień światła białego rozszczepia się po przejściu przez pryzmat na promienie o różnych kolorach. Na tej podstawie doszedł do wniosku, że każdy teleskop soczewkowy (refraktor) będzie posiadał wadę - na obrzeżach ukazywanych obrazów będą pojawiać się fałszywe kolory (aberracja chromatyczna). Z tego też powodu Newton zdecydował się zaprojektować i zbudować własny teleskop, w którym zamiast soczewek wykorzystał zwierciadła (teleskop zwierciadlany). Wynalazek ten zapewnił mu miejsce w londyńskim Towarzystwie Królewskim - najważniejszej wówczas organizacji naukowej w Wielkiej Brytanii. Wszystkie osiągnięcia badacza z dziedziny optyki zostały skompilowane i w 1704 roku wydane ponownie przez niego w pracy o tytule "Optyka". 

Pierwszy naukowiec z tytułem szlacheckim

Po powrocie do Cambridge kariera naukowa Newtona nabrała rozpędu. W 1669 roku został profesorem i przejął kierownictwo nad tamtejszą katedrą matematyki, a w kolejnych latach wykładał również optykę. Stopniowo dopracowywał teorie i odkrycia, którymi zajmował się podczas niespełna dwuletniego pobytu w rodzinnej wiosce. W latach 80. XVII wieku skupił się przede wszystkim na zagadnieniach związanych z ruchem ciał niebieskich, co zaowocowało wydaniem wspomnianych już "Matematycznych zasad". W pracy tej, prócz prawa powszechnego ciążenia, zawarł również swoje trzy słynne zasady dynamiki, które zastąpiły wcześniejsze myśli greckiego filozofa Arystotelesa i pozostały niezmienne aż do czasów niemieckiego fizyka Alberta Einsteina.

***

Zobacz także:

• Teorie względności Alberta Einsteina
• Albert Einstein - wielki uczony, ekscentryk, samotnik pogrążony w marzeniach

***

W 1696 roku Newton przeniósł się do Londynu, gdzie (dzięki wstawiennictwu kanclerza skarbu Charlesa Montague'a, z którym badacz studiował na Uniwersytecie w Cambridge) został kuratorem mennicy, a następnie jej dyrektorem. Do jego obowiązków należało wówczas między innymi ściganie fałszerzy monet. Nowe zajęcie całkowicie pochłonęło badacza, więc w 1701 zdecydował się zrezygnować z pracy akademickiej.

Jak pisze fizyk dr Jerzy Kierul, Newton cieszył się wielką popularnością, a jego osiągnięcia spotykały się z zainteresowaniem i podziwem różnych, również zagranicznych środowisk naukowych – pod koniec XVII wieku Anglik został jednym z członków Akademii Nauk w Paryżu, a także prezesem Towarzystwa Królewskiego. W 1705 roku – jako pierwszy uczony w dziejach kraju – został uhonorowany tytułem szlacheckim.

Sir Isaac Newton zmarł 31 marca 1727 roku w Londynie i został pochowany w Opactwie Westminsterskim.

jb

Podczas pracy korzystałam z artykułu historyka prof. Jacek Rodzenia "Zainteresowania inżynierskie i wynalazki Isaaca Newtona", opublikowanym w czasopiśmie naukowym "Studia Historiae Scientiarum" (numer 19 z sierpnia 2020 roku), oraz z książki fizyka dra Jerzego Kierula "Izaak Newton. Bóg, światło i świat" (Oficyna Wydawnicza Quadrivium, 1996 rok).