Ο Νεύτωνας γεννήθηκε στην Αγγλία το 1642, την ίδια χρονιά που πέθανε ο Γαλιλαίος. Μια σύμπτωση με βαθύ συμβολισμό θα πουν οι αριθμολόγοι (ενώ οι Καβαλιστές θα είχαν βγάλει πολύ «βαθιά» συμπεράσματα).
Φύση και φυσικοί νόμοι είναι κρυμμένοι στο σκοτάδι,
και ο Θεός είπε, ας γεννηθεί ο Νεύτων! και εγένετο φως!
Η ζωή του θα μπορούσε να είναι το θέμα μιας νουβέλας. Μια ιστορία με μια τραγική αρχή και ένα δοξασμένο τέλος. Ένα μελαγχολικό αγόρι που μισεί του γονείς του, υιοθετεί έναν μοναχικό τρόπο ζωής, όποτε αυτό είναι δυνατό, προτιμά τη μυστικότητα από τη δημοσίευση και τελικά γίνεται ένας από τους πιο διάσημους επιστήμονες που γνώρισε ποτέ ο πλανήτης. Αν η νουβέλα αυτή γραφόταν, ο Ισαάκ Νεύτων θα είχε τον πρωταγωνιστικό ρόλο.
Η ζωή του
Γεννήθηκε σε μια φτωχή αγροτική οικογένεια. Ευτυχώς για την ανθρωπότητα, ο Νεύτωνας δεν ήταν καλός αγρότης και τον έστειλαν στο Κέιμπριτζ να σπουδάσει για να γίνει ιεροκήρυκας.
Άρχισε να σπουδάζει νομικά και στα δύο πρώτα χρόνια γνώρισε τη φιλοσοφία του Αριστοτέλη. Τον τρίτο χρόνο ασχολήθηκε περισσότερο με τον 16ο και τον 17ο αιώνα μελετώντας φιλοσόφους όπως ο Καρτέσιος, ο Τόμας Χομπς και ο Ρόμπερτ Μπόιλ. Επίσης διάβασε τις εργασίες του Κοπέρνικου και του Γαλιλαίου για την Αστρονομία, καθώς και τις θεωρίες του Κέπλερ για το φως.
Τελικά ο Νεύτωνας μελέτησε μαθηματικά, όπου επηρεάστηκε ιδιαίτερα από τον Ευκλείδη, τον Καρτέσιο και τον Βάκων. Όμως αναγκάστηκε να εγκαταλείψει το Κέιμπριτζ όταν έκλεισε λόγω της πανώλης και κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου έκανε μερικές από τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις του.
Ως έφηβος ο Νεύτων απείλησε ότι θα κάψει το σπίτι του μαζί με τους γονείς του, αλλά ως ενήλικος τιμήθηκε για τις εργασίες του στα Μαθηματικά και για τις έρευνες του γύρω από το φως και την παγκόσμια δύναμη που σήμερα ονομάζουμε βαρύτητα.
«Δεν γνωρίζω πώς μπορεί να φαίνομαι στον κόσμο, όσον όμως αφορά τον εαυτό μου νομίζω ότι μοιάζω με ένα αγόρι που παίζει στην παραλία ψάχνοντας εδώ και εκεί να βρει ένα καλύτερο βότσαλο ή ένα πιο όμορφο όστρακο από τα συνηθισμένα, ενώ την ίδια στιγμή ένας ολόκληρος ωκεανός γνώσης απλώνεται εντελώς ανεξερεύνητος μπροστά του».
Αυτά έγραφε ο Ισαάκ Νεύτων για τον εαυτό του. Όπως πολλοί άλλοι πριν και μετά από αυτόν, έψαχνε με πάθος να ανακαλύψει την αλήθεια και για τον σκοπό αυτόν χρησιμοποίησε κάθε πηγή γνώσης και φαντασίας που είχε στη διάθεση του. Μελέτησε τη Βίβλο για να βρει ιδέες, έσκυψε πάνω από τις εργασίες των αρχαίων Ελλήνων, ένωσε τις δυνάμεις του με τους αλχημιστές και διάβασε όλες τις δημοσιεύσεις στον επιστημονικό τύπο
H μητέρα του, χήρα ξαναπαντρεμένη κι ύστερα πάλι χήρα, τον εμπιστεύθηκε αρχικά στη γιαγιά του, ενώ στη συνέχει τον ξαναπήρε κοντά της. H σχέση με το παιδί της ήταν ιδιαίτερα περίπλοκη. Οι πληροφορίες που διαθέτουμε για τη νεότητα του είναι σκόρπιες, όλες όμως συγκλίνουν στο ότι δεν υπήρξε και σπουδαίος μαθητής.
Σχεδόν εγκαταλελειμμένος, δεν υπήρξε εύκολο παιδί και είχε λίγη βοήθεια. Οι καθηγητές στο σχολείο τον χαρακτήριζαν ως «αδιάφορο» και «απρόσεκτο». Έζησε μια πολύ μοναχική και μυστική ζωή, φοβόταν πολύ την κριτική και υπέστη τουλάχιστον δύο νευρικούς κλονισμούς.
Παρόλο που δεν υπήρξε καλός μαθητής γνωρίζουμε με βεβαιότητα ότι ως ενήλικας υπήρξε ένας κορυφαίος επιστήμονας και ταυτόχρονα ένας ελάχιστα συμπαθητικός άνθρωπος. Πολλά έχουν γραφτεί σχετικά με αυτόν και, όπως και πολλοί άλλοι μελετητές, δεν αισθάνομαι και ιδιαίτερη συμπάθεια για το άτομο του. Οι λόγοι είναι πολλοί.
Κατ' αρχάς, δεν είχε κανένα σεβασμό για την επιστημονική ηθική. Δεν δίστασε να καταληστέψει το έργο συγχρόνων του, όπως του Hooke, του Flamsteed και του Halley, που παρ' όλα αυτά τον θαύμαζαν (είχαν όμως απαυδήσει με τη συμπεριφορά του).
Άλλωστε, δεν δίστασε να χρησιμοποιήσει κάθε είδους όπλο που του προσέφεραν τα βρετανικά ήθη της εποχής, για να ταπεινώνει τους ανταγωνιστές του και κυρίως τον δυστυχή Leibniz. O μόνος σύγχρονος του Νεύτωνα επιστήμονας που γλίτωσε από τις ίντριγκες, τις ιδιοποιήσεις και τις συκοφαντίες του ήταν ο Christiaan Huygens, ένας Ολλανδός που ζούσε στο Παρίσι.
Κρυψίνους, εγωιστής, εσωστρεφής, φιλόδοξος, φυγόμαχος, κακόγνωμος δεν αρεσκόταν παρά μόνο στη σφοδρή και υπεροπτική, συχνά ύπουλη, πολεμική. Δημοσίευε ελάχιστα και με τεράστια καθυστέρηση. Με λίγα λόγια, σε προσωπικό επίπεδο ο Νεύτων ήταν ό,τι ακριβώς δεν πρέπει να είναι ένας επιστήμονας.
Κλεινόταν στο εργαστήριο του υπογείου του και εργαζόταν επτά ημέρες την εβδομάδα, 18 ώρες την ημέρα, απομονωμένος από τον έξω κόσμο. Έτρωγε ελάχιστα και συχνά ξεχνούσε να φάει επί πολλές ώρες. Ο Humphrey Newton, βοηθός αλλά και μακρινός συγγενής του Νεύτωνα, αναφέρει πως
«Δεν μπορώ να πω ότι τον είδα ποτέ να κάθεται στο τραπέζι να φάει από μόνος του... ενώ δεν ήταν λίγες οι φορές που του θύμιζα ότι δεν είχε αγγίξει το εδώ και πολλές ώρες σερβιρισμένο φαγητό του».
Σπάνια πήγαινε για ύπνο πριν τις 2.00 τη νύχτα, ενώ συχνά μπορεί να κοιμόταν με τα ρούχα του. Σηκωνόταν κατά τις 5.00 πλήρως ανανεωμένος και συνέχιζε αμέσως τη δουλειά. Πάντα άφηνε ελεύθερα τα μακριά ξανθά μαλλιά του και σε σπάνιες περιπτώσεις τα έπιανε, ίσως στις λίγες επίσημες εξόδους του.
Για το Νεύτωνα η αφοσίωση στο διάβασμα ήταν ένας τρόπος αδιαφορίας αλλά και αντίστασης στους γυναικείους πειρασμούς. Ίσως κατά κάποιο τρόπο να απασχολούσε τον εαυτό του γι' αυτόν τον λόγο με το διάβασμα. Από την άλλη όμως, το διάβασμα ήταν αυτό που τον κατέστησε έναν από τους μεγαλύτερους μαθηματικούς και φυσικούς στον κόσμο, έναν από τους μεγαλύτερους αλχημιστές και τελικά έναν από τους μεγαλύτερους μύστες στον κόσμο.
Μετά την έκδοση του κυριότερου βιβλίου του, Μαθηματικές Αρχές της Φιλοσοφίας της Φυσικής, ο Νεύτωνας, μολονότι στο απόγειο της δόξας του, είναι πράγματι έτοιμος να δαγκώσει όσους υποψιάζεται ότι θέλουν να τον επισκιάσουν. Οξύθυμος, ενδιαφερόμενος για τη διασημότητα του, πάντοτε ανήσυχος και σπανίως δίκαιος, όταν πιστεύει ότι τον προκαλούν, αφήνεται να παρασυρθεί σε μίζερες διαμάχες για την πατρότητα των ανακαλύψεων.
Από την άλλη, σιχαινόταν τις γυναίκες, ακόμα χειρότερα τις περιφρονούσε. Τις κράτησε πάντοτε σε απόσταση, κατηγορώντας τες ότι είναι όλες πόρνες και ισχυριζόταν ότι κάθε φορά που του σύστηναν κάποια, αυτό γινόταν με τον ανομολόγητο στόχο να τον αποπλανήσει και να κλέψει τα επιστημονικά του μυστικά. Μόνο η μητέρα του απέφυγε το σαρκασμό του και όχι ολότελα, απ' ό,τι λένε.
Ωστόσο, σε προχωρημένη ηλικία, όταν ήταν διευθυντής του νομισματοκοπείου, συγκατοίκησε με μια γυναίκα: την ίδια του την ανιψιά, που την περιγράφουν ως καλοφτιαγμένη κι ευγενική, εργατική, έξυπνη, ευαίσθητη, και η οποία ασκούσε στο σπίτι του καθήκοντα οικονόμου. Κατά τα φαινόμενα, τα πήγαινε αρκετά καλά μαζί της. Στην πραγματικότητα, όμως, υπήρξε καταπιεστικός απέναντι της. Την ενθάρρυνε να γοητεύει τους ισχυρούς, τους οποίους είχε ο ίδιος ανάγκη, για να κερδίζει διάφορα αξιώματα και άλλα προνόμια.
Αν και δεν ήταν όμως τόσο συμπαθής ως χαρακτήρας, από την άλλη ως επιστήμονας υπήρξε ένας από τους κορυφαίους καινοτόμους όλων των εποχών.
Όλοι όμως συμφωνούν στο ότι αν η έκφραση «επιστημονική ιδιοφυία» έχει κάποιο νόημα (κάτι που πάντως δεν είναι αυταπόδεικτο), ο χαρακτηρισμός ταιριάζει πάνω απ' όλους ο αυτόν.
Πράγματι, η συμβολή του Νεύτωνα στην επιστήμη υπήρξε τέτοια που πρέπει να αποστασιοποιηθούμε από τον άνθρωπο (ως ένα βαθμό, τουλάχιστον) και να επικεντρώσουμε την προσοχή μας σ' αυτήν. Θα περιοριστούμε εδώ στη Μηχανική και θα τον ξανασυναντήσουμε αργότερα σε διάφορους άλλους κλάδους.
Στην επιστήμη ως γνωστόν τιμούμε τις ιδιοφυίες και τους νεωτεριστές, κι αυτό είναι δίκαιο, γιατί συχνά παίζουν αποφασιστικό ρόλο -καμιά φορά είναι αναντικατάστατοι. Συχνά όμως συμβαίνει μια ιδέα να πλανάται στον αέρα, μέχρι κάποια στιγμή να ωριμάσει. Τότε, το ταλέντο συνίσταται στο να μπορεί κάποιος να την αδράξει πριν από τους άλλους.
Αυτό συνέβη με το Νεύτωνα. Συνέλαβε πολλές ιδέες οι οποίες πλανιόνταν στον αέρα από παλιά. Μελετούσε εξαντλητικά τις ιδέες αυτές, τις καλλιεργούσε και τις παρουσίαζε μετά σαν δικές του.
ΠΗΓΗ: www.physics4u.gr, Submitted by admin on Τρίτη, 3 Ιανουαρίου 2012
Τι Ηταν αυτΟ που μας Εφερε ο Νεύτωνας;
Πάνω από τρεις αιώνες πριν, ο Ισαάκ Νεύτωνας, εφηύρε ένα νέο είδος μαθηματικού υπολογισμού τον απειροστικό λογισμό, έτσι ώστε να μπορεί να μαθηματικοποιήσει την κίνηση που παρατηρούσε στον φυσικό κόσμο. Ο απειροστικός λογισμός χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των απειροελάχιστων μεταβολών και έτσι το νέο είδος των μαθηματικών, έγινε ένα ζωτικής σημασίας εργαλείο στην περιγραφή των κινήσεων των απλών αντικειμένων.
Ο Νεύτωνας πραγματοποίησε ένα μαθηματικό μοντέλο, που κάλυψε όχι μόνο τα αντικείμενα που πέφτουν στη Γη λόγω της βαρύτητας αλλά και την κίνηση των σωμάτων στους ουρανούς.
Ο Νεύτωνας αποφάσισε τότε ότι η δύναμη της βαρύτητας στη Γη ήταν η ίδια δύναμη που οργάνωνε τις κινήσεις της Σελήνης γύρω από την Γη, όπως και την Γη και όλους τους πλανήτες γύρω από τον ήλιο.
Εφηύρε έναν φορμαλισμό και ανέπτυξε τους μαθηματικούς τύπους για τον υπολογισμό του μεγέθους της βαρυτικής δύναμης τόσο στη Γη όσο και στο εξωτερικό διάστημα.
Ένας από τους σημαντικούς τύπους στο μοντέλο του Νεύτωνα είναι ο νόμος του για τον υπολογισμό της δύναμης της βαρύτητας μεταξύ δύο αντικειμένων 1 και 2 με μάζες m 1 και m 2 αντιστοίχως, τα οποία βρίσκονται σε μια απόσταση r :
F12 = F21 = G m1 m2 / R2
Η σταθερά G είναι ένας αριθμός που εμφανίζεται στη φύση, όπως η ταχύτητα του φωτός c . H σταθερά G καλείται σταθερά βαρύτητας του Νεύτωνα.
Ο νόμος Νεύτωνα της βαρύτητας πέτυχε να περιγράψει τις παρατηρηθείσες κινήσεις των πλανητών εξαιρετικά καλά. Ένα άλλο πράγμα που αυτό το μοντέλο περιγράφει αρκετά καλά, είναι με ποιό τρόπο η βαρυτική δύναμη εξαρτάται στη επιφάνεια ενός πλανήτη, από το μέγεθος και τη μάζα του πλανήτη. Παραδείγματος χάριν, συγκρίνοντας την βαρυτική δύναμη στη επιφάνεια της Γης και του Φεγγαριού, παίρνουμε
Fφεγ/Fγης = (Mφεγ/Mγης) (Rγης2/Rφεγ2)
που είναι περίπου 1/6, κάτι που το διαπίστωσαν και οι αστροναύτες που περπάτησαν στο φεγγάρι. Αν προσέξετε τις ταινίες αστροναυτών μπορείτε να δείτε με πόση ελαφρύτητα περπατάνε οι αστροναύτες.
Αυτό ήταν ένα τεράστιο γεγονός που έκανε ο Νεύτωνας - εφηύρε ένα νέο είδος μαθηματικών για να χτίσει ένα μοντέλο που περιέγραφε με την ίδια σχέση την παρατηρηθείσα κίνηση και των αντικειμένων σε πτώση στη Γη, αλλά και των πλανητών στους ουρανούς.
Αλλά δυστυχώς, η νευτώνεια βαρύτητα καταρρέει όταν προσπαθούμε να την συνδυάσουμε με την ειδική σχετικότητα .
Και τι δεν πΗγε καλΑ στο μοντέλο του;
Όταν μελετήθηκε ο ηλεκτρομαγνητισμός, συγχρόνως η εικόνα μας για το διάστημα και το χρόνο άλλαξε.
Το μοντέλο του Νεύτωνα για τη βαρύτητα φάνηκε αρκετά καλό έως ότου άρχισαν οι επιστήμονες να μαθαίνουν περισσότερα για την δύναμη του ηλεκτρομαγνητισμού.
Έμαθαν ότι το φως αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα, και αυτά μπορούσαν να δικαιολογούν την παρατηρηθείσα συμπεριφορά του φωτός αρκετά καλά με την βοήθεια των λύσεων της εξίσωσης των κυμάτων για το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο .
Όταν εξέτασαν εκείνες τις εξισώσεις κυμάτων, θα μπορούσαν να δουν ότι η αιτιότητα και η ειδική σχετικότητα ήταν και τα δύο ήδη εκεί. Οι μαθηματικές εξισώσεις που διαμόρφωσαν τον ηλεκτρομαγνητισμό ήταν σύμφωνες με την αιτιότητα και την ειδική σχετικότητα.
Αλλά ο νόμος της βαρύτητας του Νεύτωνα, εξαρτάται μόνο από την απόσταση μεταξύ δύο αντικειμένων σε μια δεδομένη στιγμή στο χρόνο.
Ο νόμος του Νεύτωνα δεν είναι το μοντέλο που δείχνει τι συμβαίνει όταν αλλάζει στο χρόνο το πεδίο της βαρύτητας.
Δεν υπήρξε καμία εξίσωση κυμάτων στο μοντέλο της βαρύτητας του Νεύτωνα , και δεν υπήρξε κανένας τρόπος να γίνει σύμφωνο με την αιτιότητα και την ειδική σχετικότητα .
Ας σημειώσουμε πως ο Νεύτωνας, είχε ξοδεψει πολύ χρόνο για να πειστεί ότι το φως δεν ήταν κυματοειδούς φύσεως, έτσι οι θεωρίες του χρειάστηκαν πραγματικά να ανανεωθούν όταν ήρθε ο ηλεκτρομαγνητισμός.
Και σε αυτό το σημείο έρχεται ο Αϊνστάιν. Όχι μόνο ο Αϊνστάιν μας έδωσε την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας, αλλά στην αναζήτησή του για να καταστήσει τη βαρύτητα σύμφωνη με την ειδική σχετικότητα, αυτός εφηύρε και την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας.
Άρθρο από σελίδα του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνιας, Νοέμβριος 2001
ΠΗΓΗ: www.physics4u.gr
