Νεύτων, Ισαάκ

(Sir Isaac Newton, Γούλσθορπ, Λινκολσνάιρ 1642 – Κένσινγκτον, Λονδίνο 1727). Εξελληνισμένος τύπος του ονόματος του Άγγλου φυσικού, αστρονόμου και μαθηματικού Άιζακ Νιούτον (Isaac Newton). Ο πατέρας του πέθανε πριν ακόμα γεννηθεί αυτός και η μητέρα του ξαναπαντρεύτηκε μόλις είχε κλείσει τα δύο του χρόνια. Έτσι, τη φροντίδα του μικρού Ισαάκ ανέλαβε η γιαγιά του, που ως την ηλικία των δώδεκα ετών τον έστειλε στο δημόσιο σχολείο του Γκράνταμ, της πιο κοντινής πόλης στο Γούλσθορπ · ο μικρός εξοικειώθηκε επίσης με τον χειρισμό χημικών ουσιών στο φαρμακείο ενός γείτονά του. Όταν η μητέρα του Ν. ξαναχήρεψε για δεύτερη φορά (1656), σκέφτηκε να στρέψει τον γιο της στο εμπόριο, αλλά, καθώς αυτός δεν έδειχνε μεγάλες εμπορικές ικανότητες, αποφάσισε να τον αφήσει να συνεχίσει τις σπουδές του και στα δεκαοκτώ του χρόνια ο Ν. πέτυχε με μεγάλη ευκολία στις εισαγωγικές εξετάσεις στο Τρίνιτι Κόλετζ του Κέιμπριτζ, από το οποίο αποφοίτησε το 1665. Μια επιδημία πανώλης ανάγκασε το Τρίνιτι Κόλετζ να κλείσει και ο Ν. κατέφυγε στο μητρικό σπίτι. Ακολούθησαν δυο χρόνια (1664-66) εντατικής και γόνιμης εργασίας· στην περίοδο αυτή ανήκουν οι πρώτες συλλήψεις των ιδεών και των θεωριών που επεξεργάστηκε και ανέπτυξε στα κατοπινά εξήντα χρόνια της ζωής του. Στην περίοδο αυτή ανάγονται τα πειράματά του για την ανάλυση του φωτός και οι πρώτες μελέτες που οδήγησαν τον Ν. να διατυπώσει τη θεωρία του για τα χρώματα, οι χημικές και μεταλλουργικές έρευνές του για τον πρακτικό σκοπό να πετύχει ένα κράμα κατάλληλο για την κατασκευή καλών καθρεφτών ή για τον αλχημιστικό σκοπό παραγωγής χρυσού, καθώς και οι πρώτες σκέψεις που κατέληξαν στη θεωρία της παγκόσμιας έλξης (σε αυτά τα χρόνια ανάγεται το ανέκδοτο ότι η πτώση ενός μήλου έκανε τον Ν. να σκεφτεί για την παγκοσμιότητα της δύναμης που το έκανε να πέσει). Στον χώρο των μαθηματικών, σε αυτά τα χρόνια ανήκει η ανακάλυψη του τύπου για την ύψωση ενός διώνυμου σε οποιαδήποτε δύναμη και η μέθοδος των ευθειών και αντίστροφων διαφορικών (παραγώγων). Όταν ξαναγύρισε στο Κείμπριτζ, το 1667, διορίστηκε minor fellow στο Τρίνιτι Κόλετζ και τον επόμενο χρόνο πήρε τον τίτλο του διδάκτορα. Στα 1668 κατασκεύασε το πρώτο κατοπτρικό τηλεσκόπιο. Τον ίδιο χρόνο, ο διάσημος μαθηματικός Ισαάκ Μπάροου (1630 – 1677), δάσκαλος του N., με μια χειρονομία ίσως μοναδική στα διδακτικά χρονικά, παραιτήθηκε από τη λουκασιανή έδρα (που είχε ιδρυθεί στα 1663 με δωρεά του Χένρι Λούκας) για να την καταλάβει ο μαθητής του, που τον θεωρούσε περισσότερο άξιο για τη θέση αυτή. Το 1669, πριν ακόμα κλείσει τα είκοσι επτά χρόνια του, ο N., παίρνοντας την έδρα, έφτασε στην κορυφή της ακαδημαϊκής σταδιοδρομίας του· στα κατοπινά είκοσι χρόνια δεν σημειώθηκαν σοβαρές μεταβολές στη ζωή του. Η λουκασιανή έδρα προέβλεπε μια ώρα διδασκαλίας τη βδομάδα και τέσσερις ώρες ακρόαση των σπουδαστών κι έτσι άφηνε στον κάτοχό της πολύ χρόνο για προσωπικές έρευνες και μελέτες. Τα είκοσι χρόνια που έζησε στο Κέιμπριτζ ήταν αφιερωμένα σε εντατική και αδιάκοπη επιστημονική δράση. Τον χρόνο που ανέλαβε τα καθήκοντα του καθηγητή, ο Ν. παρέδωσε μια σειρά μαθημάτων περί οπτικής, που τα συγκέντρωσε στα Lectiones opticae (1669), τα οποία έμειναν ουσιαστικά ανέκδοτα. Η εκλογή του θέματος δείχνει το ενδιαφέρον του Ν. για τα προβλήματα αυτά και η ανάπτυξη της θεωρίας των χρωμάτων αποδεικνύει πόσο ριζικά νέες ήταν οι ιδέες του πάνω στο θέμα αυτό σχετικά με τις μελέτες όλων των προγενεστέρων του. Αν και οι μελέτες της οπτικής απασχολούσαν τον Ν. για χρόνια - ακόμα και σε σχέση με τα προβλήματα που έθετε η κατασκευή ενός δεύτερου και τελειότερου κατοπτρικού τηλεσκόπιου (1671) -για το θέμα αυτό έκανε μόνο σύντομες ανακοινώσεις στη Βασιλική Εταιρεία και μόνο το 1704, όταν από καιρό είχε πάψει να ασχολείται με την οπτική, συνόψισε στο Optikus τις έρευνές του για το φως. Η καθυστέρηση αυτή πιθανότατα οφείλεται, εκτός από τη μεγάλη προσεκτικότητα του επιστήμονα, στην επιθυμία του να μην εξάψει την πολεμική με τον Χουκ, υποστηρικτή της κυματικής θεωρίας, που είχε ανάψει μέσα στη Βασιλική Εταιρεία. Κατά το 1679, έχοντας εγκαταλείψει σχεδόν τελείως την οπτική, ο Ν. άρχισε να ασχολείται με το πρόβλημα της βαρύτητας, που πριν από δέκα πέντε χρόνια είχε τραβήξει την προσοχή του, στη μελέτη του οποίου η μαθηματική επεξεργασία αντικατέστησε την πειραματική, που χαρακτήριζε τις έρευνές του στην οπτική. Το 1687, καρπός σκέψεων είκοσι ετών και πολλών ετών σταθερής εφαρμογής, είδαν το φως οι Μαθηματικές αρχές φυσικής φιλοσοφίας, θεμέλιο της μηχανικής και όλης της κλασικής φυσικής. Η επίδραση που είχε το έργο αυτό στην εξέλιξη της επιστήμης δυο ολόκληρους αιώνες και η αξία που διατηρεί ακόμα δεν έχουν το όμοιό τους στην ιστορία των φυσικών επιστημών. Η δημοσίευση των Αρχών αύξησε το ήδη σημαντικό κύρος του Ν.· τον ίδιο χρόνο που δημοσιεύτηκε το έργο του, ο Ν. ήταν μέλος μιας επιτροπής, που πήγε στον βασιλιά Ιάκωβο B’, για να προστατεύσει τα δικαιώματα του πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, αποστολή που σημείωσε επιτυχία κυρίως με τη σταθερότητα του Ν., και το επόμενο έτος το πανεπιστήμιο τον εξέλεξε αντιπρόσωπό του στο Κοινοβούλιο που συγκάλεσε ο Γουλιέλμος της Οράγγης. Αυτή ήταν η αρχή της δημόσιας δράσης που σιγά-σιγά απομάκρυνε τον Ν. από την επιστημονική έρευνα. Από το 1691 έως το 1694, πέρασε μια περίοδο σοβαρής νευρικής κατάπτωσης, που οφειλόταν ίσως στην εντατική εργασία του για τη συγγραφή των Αρχών και επιδεινώθηκε από τον πόνο του για τον θάνατο της μητέρας του (1689) και, όπως προκύπτει από πολλές πηγές, από τη θλίψη για την πυρκαγιά του εργαστηρίου του (1691), στην οποία καταστράφηκαν τα όργανα και πολλά χαρτιά του. Στα πραγματικά αυτά γεγονότα στηρίζονται τα λεγόμενα περί τρέλας του N., τα οποία καλλιέργησαν οι ζηλότυποι εχθροί του, αλλά δεν ανταποκρίνονται στα γεγονότα· πολλά από τα γράμματα του Ν. αυτής της περιόδου μαρτυρούν διαύγεια μυαλού που αποκλείει τη φρενοπάθεια του συγγραφέα τους. Το 1696 ο N., με φροντίδα του Τσαρλς Μόνταγκιου (αργότερα λόρδου Χάλιφαξ), που ήταν μαθητής και φίλος του, διορίστηκε επιθεωρητής του Νομισματοκοπείου, θέση για την οποία τον συνιστούσαν οι έρευνες του πάνω στη χημεία και στη μεταλλουργία, και το 1699 έγινε διευθυντής του. Η δράση του Ν. στο Νομισματοκοπείο ήταν σημαντικότατη· με τη φροντίδα του η κοπή νομισμάτων οκταπλασιάστηκε και έγινε δυνατή η αντικατάσταση του νομίσματος, όπως αποφάσισε ο Μόνταγκιου, για ν’ αποσύρει από την κυκλοφορία τα κίβδηλα και φθαρμένα νομίσματα που είχαν γίνει πληγή του εμπορίου. Το 1699 επίσης, ο Ν. έγινε μέλος της Γαλλικής Ακαδημίας των Επιστημών. Το 1701 άφησε την έδρα του Κέιμπριτζ και από το 1703 έως τον θάνατό του ήταν πρόεδρος της Βασιλικής Εταιρείας, όπου ανέπτυξε εξαιρετική δράση. Το 1705 η βασίλισσα Άννα τον έκανε βαρονέτο. Τις τελευταίες δεκαετίες της ζωής του, η επιστημονική δράση του ήταν αρκετά περιορισμένη, αν εξαιρεθεί η εντατική εργασία για τη δεύτερη έκδοση των Αρχών, που την έκανε σε συνεργασία με τον νεαρό μαθηματικό Κοτς επί τέσσερα χρόνια (1709-13), και ο επιστήμονας αφιερώθηκε κυρίως σε θεολογικά και ιστορικά θέματα, για τα οποία είχε δείξει ενδιαφέρον από την εποχή που ήταν φοιτητής και σε ένα έργο για τη χρονολογία της αρχαιότητας, στο οποίο ασχολήθηκε, έστω και με διακοπές, σαράντα περίπου χρόνια. Από στενά μαθηματική άποψη, ο Ν. είναι - μαζί με τον Λάιμπνιτς, με τον οποίο είχε ζωηρότατες διαμάχες (που οφείλονται ίσως εν μέρει στη δυσκολία και των δύο να συννενοηθούν γλωσσικά) - ο δημιουργός του απειροστικού λογισμού που ο ίδιος τον έλεγε διαφορικό λογισμό. Η μελέτη των καμπυλών με αλγεβρικές μεθόδους, των αλγεβρικών εξισώσεων και πολλοί κλάδοι της μαθηματικής γνώσης εκτίθενται με πρωτότυπο πάντα τρόπο στη Γενική Αριθμητική του. Κατά το 1725 η υγεία του Ν. που ήταν πάντα άριστη - αν και από παιδί ήταν λεπτοκαμωμένος - άρχισε να κλονίζεται και μετακόμισε στο Κένσινγκτον, τότε προάστιο του Λονδίνου. Στις 28 Φεβρουαρίου 1727 μπόρεσε να προεδρεύσει ακόμα και σε μια συνεδρίαση της Βασιλικής Εταιρείας, αλλά το ίδιο βράδυ είχε μια κρίση από την οποία δε συνήλθε. Πέθανε τη νύχτα μεταξύ 20 και 21 Μαρτίου και τάφηκε με μεγάλες τιμές στο αβαείο του Γουεστμίνστερ. Η επίδραση του έργου του Ν. στην κατοπινή εξέλιξη της επιστήμης ήταν κολοσσιαία- σχεδόν επί δύο αιώνες, έως την εμφάνιση της θεωρίας της σχετικότητας και την ανάπτυξη της θεωρίας των κβάντα, το ιδανικό των φυσικών ήταν να στηρίξουν όλη τη φυσική στα θεμέλια που έθεσε ο Ν. Νόμοι της κίνησης του Ν. Τρεις θεμελιώδεις νόμοι σχετικά με την κίνηση των σωμάτων, που διατυπώθηκαν από το Ν.(1642-1727) και παρουσιάστηκαν για πρώτη φορά το 1687 μαζί με τον νόμο της βαρύτητας στο έργο του Μαθηματικές αρχές φυσικής φιλοσοφίας. Οι νόμοι αυτοί διατυπώνονται ως εξής: Πρώτον, κάθε σώμα διατηρεί την κατάσταση ηρεμίας ή της ομαλής κίνησής του πάνω σε μια ευθεία γραμμή εκτός αν αναγκαστεί να την μεταβάλλει εξαιτίας δυνάμεων που εξασκούνται πάνω του. Δεύτερον, ο ρυθμός μεταβολής της γραμμικής ορμής είναι ανάλογος προς το διανυσματικό άθροισμα(Σ) όλων των δυνάμεων(F) που ασκούνται στο σώμα, δηλαδή: ΣF= d (mu)/dt = m (du/dt) = ma, όπου m είναι η μάζα, υ η ταχύτητα και α η επιτάχυνση του σώματος.To διάνυσμα της επιτάχυνσης έχει την ίδια διεύθυνση και φορά με αυτό της συνολικής δύναμης. Τρίτον, σε κάθε δράση αντιτίθεται πάντοτε μία ίση αντίδραση που κατευθύνεται αντίθετα από τη δράση. Σημειωτέον ότι οι δυνάμεις του ζεύγους δράσης-αντίδρασης ασκούνται –πάντα- σε διαφορετικά σώματα. Ο πρώτος νόμος ήταν συμπέρασμα του Γαλιλαίου, που ισχυριζόταν ότι για να μεταβληθεί η ταχύτητα ενός σώματος χρειάζεται να επενεργήσει μια εξωτερική δύναμη, αλλά καμιά εξωτερική δύναμη δεν απαιτείται για τη διατήρηση της κίνησης του σώματος, όπως πίστευαν οι αρχαίοι Έλληνες. Απ’ τον ίδιο νόμο συμπεραίνουμε ότι αν η συνισταμένη δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα είναι μηδενική, τότε το σώμα αυτό ηρεμεί ή κινείται ευθύγραμμα και ομαλά. Οι νόμοι του Ν. για την κίνηση και τη βαρύτητα έχουν θεμελιώδη σημασία για την ουράνια μηχανική. Ένα πιο γενικό σύστημα μηχανικής δόθηκε από τον Αϊνστάιν με τη θεωρία της σχετικότητας. Το σύστημα αυτό ανάγεται στη Νευτώνεια μηχανική στην οριακή περίπτωση κατά την οποία όλες οι ταχύτητες σε σχέση με τον παρατηρητή είναι μικρές σε σύγκριση με την ταχύτητα του φωτός (κλασικό όριο). Ο Άγγλος φυσικός, αστρονόμος και μαθηματικός Ισαάκ Νεύτων, σε προσωπογραφία του Βιντσέντσο Μιλιόνε (Δημοτικό Μουσείο, Ρώμη).