Biografia di Isaac Newton

Chi era Isaac Newton?

Isaac Newton era un fisico e un matematico che ha sviluppato i principi della fisica moderna, comprese le leggi del movimento ed è accreditato come una delle grandi menti della Rivoluzione scientifica del 17 ° secolo. 

Nel 1687 pubblicò il suo lavoro più acclamato, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Principi matematici di filosofia naturale), che è stato definito il libro più influente sulla fisica. Nel 1705, fu nominato cavaliere dalla regina Anna d'Inghilterra, rendendolo Sir Isaac Newton. 

Vita in anticipo e famiglia

Newton nacque il 4 gennaio 1643 a Woolsthorpe, nel Lincolnshire, in Inghilterra. Usando il "vecchio" calendario giuliano, Newton'la data di nascita viene talvolta visualizzata come 25 dicembre 1642.

Newton era l'unico figlio di un prospero contadino locale, anche lui di nome Isaac, che morì tre mesi prima della sua nascita. Un bambino prematuro nato piccolo e debole, Newton non avrebbe dovuto sopravvivere.

Quando aveva 3 anni, sua madre, Hannah Ayscough Newton, si risposò con un ministro benestante, Barnabas Smith, e andò a vivere con lui, lasciando il giovane Newton con sua nonna materna. 

L'esperienza ha lasciato un'impronta indelebile su Newton, manifestandosi in seguito come acuto senso di insicurezza. Ossessionava con ansia il suo lavoro pubblicato, difendendo i suoi meriti con un comportamento irrazionale.

All'età di 12 anni, Newton si riunì con sua madre dopo la morte del suo secondo marito. Ha portato con sé i suoi tre bambini piccoli dal suo secondo matrimonio.

Isaac Newton's Istruzione

Newton fu arruolato al re's School in Grantham, una città del Lincolnshire, dove alloggiava in un farmacista locale e fu introdotto nell'affascinante mondo della chimica.

Sua madre lo tirò fuori da scuola all'età di 12 anni. Il suo piano era di renderlo un contadino e di fargli coltivare la fattoria. Newton fallì miseramente, trovando l'agricoltura monotona. Newton fu presto rimandato a King's Scuola per completare la sua istruzione di base.

Forse avvertendo il giovane's capacità intellettuali innate, suo zio, laureato all'Università di Cambridge's Trinity College, persuase Newton's madre per farlo entrare all'università. Newton si iscrisse a un programma simile a uno studio di lavoro nel 1661, e successivamente attese sui tavoli e si prese cura degli studenti più ricchi' camere.

Rivoluzione scientifica

Quando Newton arrivò a Cambridge, la rivoluzione scientifica del 17 ° secolo era già in pieno vigore. La visione eliocentrica dell'universo & # x2014; teorizzata dagli astronomi Nicolaus Copernicus e Johannes Kepler, e in seguito perfezionata da Galileo & # x2014; era ben nota nella maggior parte dei circoli accademici europei.

Il filosofo René Descartes aveva iniziato a formulare un nuovo concetto di natura come macchina complessa, impersonale e inerte. Tuttavia, come la maggior parte delle università in Europa, Cambridge era intrisa della filosofia aristotelica e di una visione della natura basata su una visione geocentrica dell'universo, che trattava la natura in termini qualitativi piuttosto che quantitativi.

Durante i suoi primi tre anni a Cambridge, a Newton fu insegnato il curriculum standard ma fu affascinato dalla scienza più avanzata. Tutto il suo tempo libero è stato speso leggendo dai filosofi moderni. Il risultato fu una performance tutt'altro che stellare, ma comprensibile, dato il suo doppio corso di studi.

Fu durante questo periodo che Newton conservò una seconda serie di note, intitolata "Quaestiones Quaedam Philosophicae" ("Alcune domande filosofiche"). I "Questori" rivelano che Newton aveva scoperto il nuovo concetto di natura che costituiva il quadro per la rivoluzione scientifica. Sebbene Newton si sia laureato senza onori o distinzioni, i suoi sforzi gli hanno valso il titolo di studioso e quattro anni di sostegno finanziario per l'istruzione futura.

Nel 1665, la peste bubbonica che stava devastando l'Europa era arrivata a Cambridge, costringendo l'università a chiudere. Dopo una pausa di due anni, Newton tornò a Cambridge nel 1667 e fu eletto membro minore del Trinity College, poiché non era ancora considerato uno studioso straordinario.

Negli anni seguenti, la sua fortuna migliorò. Newton conseguì il Master in Arts nel 1669, prima di compiere 27 anni. Durante questo periodo, incontrò Nicholas Mercator's ha pubblicato un libro sui metodi per gestire serie infinite. 

Newton scrisse rapidamente un trattato, De Analysi, esponendo i suoi risultati di più ampia portata. Ha condiviso questo con l'amico e mentore Isaac Barrow, ma non l'ha fatto'includi il suo nome come autore.

Nel giugno 1669, Barrow condivise il manoscritto non accreditato con il matematico britannico John Collins. Nell'agosto del 1669, Barrow identificò il suo autore per Collins come "Mr. Newton ... molto giovane ... ma di uno straordinario genio e competenza in queste cose". 

Newton'il lavoro è stato portato all'attenzione della comunità matematica per la prima volta. Poco dopo, Barrow ha rassegnato le dimissioni dalla cattedra lucasiana a Cambridge, e Newton ha assunto la presidenza.

Isaac Newton & # x2019; s Discoveries

Newton ha fatto scoperte in ottica, movimento e matematica. Newton teorizzò che la luce bianca era un composto di tutti i colori dello spettro e che la luce era composta da particelle. 

Il suo libro importante sulla fisica, Principia, contiene informazioni su quasi tutti i concetti essenziali della fisica eccetto l'energia, aiutandolo in ultima analisi a spiegare le leggi del movimento e la teoria della gravità. Insieme al matematico Gottfried Wilhelm von Leibniz, Newton è accreditato per lo sviluppo di teorie essenziali sul calcolo. 

Isaac Newton Invenzioni

Newton'Il primo importante risultato scientifico pubblico fu la progettazione e costruzione di un telescopio riflettore nel 1668. Come professore a Cambridge, Newton doveva tenere un corso annuale di lezioni e scegliere l'ottica come argomento iniziale. Ha usato il suo telescopio per studiare l'ottica e aiutare a dimostrare la sua teoria della luce e del colore. 

La Royal Society chiese una dimostrazione del suo telescopio riflettore nel 1671 e dell'organizzazione'l'interesse incoraggiò Newton a pubblicare i suoi appunti su luce, ottica e colore nel 1672. Questi appunti furono successivamente pubblicati come parte di Newton'S Opticks: O, un trattato di riflessi, rifrazioni, inflessioni e colori della luce.

Sir Isaac Newton contempla la forza di gravità, come racconta la famosa storia, vedendo una mela cadere nel suo frutteto, verso il 1665.

Foto: Hulton Archive / Getty Images

Il mito della mela 

Tra il 1665 e il 1667, Newton tornò a casa dal Trinity College per proseguire gli studi privati, poiché la scuola fu chiusa a causa della Grande Peste. La leggenda narra che, in questo momento, Newton abbia sperimentato la sua famosa ispirazione della gravità con la mela che cade. Secondo questo mito comune, Newton era seduto sotto un melo quando un frutto cadde e lo colpì alla testa, ispirandolo a inventare improvvisamente la teoria della gravità. 

Mentre non ci sono prove che la mela abbia effettivamente colpito Newton sulla testa, ha visto una mela cadere da un albero, portandolo a chiedersi perché sia ​​caduta dritta e non inclinata. Di conseguenza, ha iniziato a esplorare le teorie del movimento e della gravità.

Fu durante questo periodo di pausa di 18 mesi da studente che Newton concepì molte delle sue intuizioni più importanti, incluso il metodo del calcolo infinitesimale, le basi della sua teoria della luce e del colore e le leggi del moto planetario & # x2014; alla fine ha portato alla pubblicazione del suo libro di fisica Principia e la sua teoria della gravità. 

'Principia' e Newton & # x2019; s 3 Laws of Motion

Nel 1687, dopo 18 mesi di intenso ed efficace lavoro senza sosta, Newton pubblicò Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Principi matematici di filosofia naturale), più spesso noto come Principia. 

Principia si dice che sia il libro più influente sulla fisica e forse su tutta la scienza. La sua pubblicazione portò immediatamente Newton alla ribalta internazionale.

Principia offre una descrizione quantitativa esatta dei corpi in movimento, con tre leggi di movimento fondamentali ma importanti: 

Prima legge

Un corpo fermo rimarrà fermo a meno che non venga applicata una forza esterna.

Seconda legge

La forza è uguale all'accelerazione dei tempi di massa e una variazione del movimento (cioè una variazione della velocità) è proporzionale alla forza applicata.

Terza legge

Per ogni azione c'è una reazione uguale e contraria. 

Newton e la teoria della gravità

Le tre leggi fondamentali del movimento di Newton descritte in Principia lo aiutò ad arrivare alla sua teoria della gravità. La legge di gravitazione universale di Newton afferma che due oggetti si attraggono a vicenda con una forza di attrazione gravitazionale che è proporzionale alle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra i loro centri.

Queste leggi hanno contribuito a spiegare non solo le orbite planetarie ellittiche ma quasi ogni altro movimento nell'universo: come i pianeti sono tenuti in orbita dall'attrazione della gravità del sole; come la luna gira intorno alla Terra e le lune di Giove ruotano attorno ad essa; e come le comete ruotano in orbite ellittiche intorno al sole. 

Gli hanno anche permesso di calcolare la massa di ciascun pianeta, calcolare l'appiattimento della Terra ai poli e il rigonfiamento all'equatore e come l'attrazione gravitazionale del sole e della luna crea le maree della Terra. A Newton'Per la verità, la gravità ha mantenuto l'universo in equilibrio, l'ha fatto funzionare e ha riunito cielo e Terra in un'unica grande equazione.

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Isaac Newton e Robert Hooke

Non tutti alla Royal Academy erano entusiasti delle scoperte di Newton in ottica e della pubblicazione del 1672 di Opticks: O, un trattato di riflessi, rifrazioni, inflessioni e colori della luce. Tra i dissidenti c'era Robert Hooke, uno dei membri originali della Royal Academy e uno scienziato che fu realizzato in una serie di settori, tra cui meccanica e ottica. 

Mentre Newton teorizzava che la luce fosse composta da particelle, Hooke credeva che fosse composta da onde. Hooke ha rapidamente condannato Newton's carta in termini condiscendenti, e attaccato Newton'metodologia e conclusioni.

Hooke non fu il solo a mettere in discussione Newton's lavoro in ottica. Anche la rinomata scienziata olandese Christiaan Huygens e alcuni gesuiti francesi hanno sollevato obiezioni. Ma a causa di Hooke's associazione con la Royal Society e il suo lavoro in ottica, le sue critiche hanno colpito Newton nel peggiore dei casi. 

Incapace di gestire la critica, entrò in una rabbia & # x2014; una reazione alle critiche che doveva continuare per tutta la vita. Newton ha negato Hooke'L'accusa che le sue teorie avevano delle carenze e sosteneva l'importanza delle sue scoperte per tutta la scienza. 

Nei mesi seguenti, lo scambio tra i due uomini divenne più acuto, e presto Newton minacciò di abbandonare del tutto la Royal Society. Rimase solo quando diversi altri membri gli assicurarono che i Fellow lo tenevano in grande considerazione.

Una foto di Newton Investigating Light, una rappresentazione di Isaac Newton creata da J A Houston, intorno al 1879. 

Foto: Universal History Archive / Getty Images

La rivalità tra Newton e Hooke sarebbe continuata per diversi anni in seguito. Poi, nel 1678, Newton subì un completo esaurimento nervoso e la corrispondenza si interruppe bruscamente. La morte di sua madre l'anno successivo lo fece diventare ancora più isolato, e per sei anni si ritirò dallo scambio intellettuale tranne quando altri iniziarono la corrispondenza, che tenne sempre a corto di.

Durante la sua pausa dalla vita pubblica, Newton tornò al suo studio sulla gravitazione e sui suoi effetti sulle orbite dei pianeti. Ironia della sorte, l'impeto che ha portato Newton nella giusta direzione in questo studio è venuto da Robert Hooke. 

In una lettera del 1679 di corrispondenza generale ai membri della Royal Society per contributi, Hooke scrisse a Newton e sollevò la questione del moto planetario, suggerendo che una formula che coinvolge i quadrati inversi potrebbe spiegare l'attrazione tra i pianeti e la forma delle loro orbite.

Scambi successivi avvennero prima che Newton interrompesse rapidamente la corrispondenza. Ma Hooke'L'idea fu presto incorporata in Newton's lavoro sul movimento planetario, e dalle sue note sembra che aveva rapidamente tratto le sue conclusioni entro il 1680, anche se ha tenuto le sue scoperte per sé.

All'inizio del 1684, in una conversazione con i compagni membri della Royal Society Christopher Wren e Edmond Halley, Hooke fece valere il suo caso sulla prova del moto planetario. Sia Wren che Halley pensarono che fosse interessato a qualcosa, ma fecero notare che era necessaria una dimostrazione matematica. 

Nell'agosto 1684, Halley si recò a Cambridge per visitare Newton, che stava uscendo dal suo isolamento. Halley gli chiese pigramente quale forma avrebbe assunto l'orbita di un pianeta se la sua attrazione per il sole avesse seguito il quadrato inverso della distanza tra di loro (Hooke's teoria).

Newton conosceva la risposta, grazie al suo lavoro concentrato negli ultimi sei anni, e rispose: "Un'ellisse". Newton affermò di aver risolto il problema circa 18 anni prima, durante la sua pausa da Cambridge e la peste, ma non riuscì a trovare i suoi appunti. Halley lo persuase a risolvere matematicamente il problema e si offrì di pagare tutti i costi in modo che le idee potessero essere pubblicate, cosa che era, in Newton & # x2019; s Principia.

Alla pubblicazione della prima edizione di Principia nel 1687, Robert Hooke accusò immediatamente Newton di plagio, sostenendo di aver scoperto la teoria dei quadrati inversi e che Newton aveva rubato il suo lavoro. L'accusa era infondata, come molti scienziati sapevano, poiché Hooke aveva solo teorizzato l'idea e non l'aveva mai portata a nessun livello di prova. 

Newton, tuttavia, fu furioso e difese con forza le sue scoperte. Ritirò tutti i riferimenti a Hooke nei suoi appunti e minacciò di ritirarsi dalla pubblicazione della successiva edizione di Principia del tutto. 

Halley, che aveva investito molto di se stesso in Newton's lavoro, ha cercato di fare la pace tra i due uomini. Mentre Newton accettava a malincuore di inserire un riconoscimento congiunto di Hooke's lavoro (condiviso con Wren e Halley) nella sua discussione sulla legge dei quadrati inversi, non ha fatto nulla per placare Hooke.

Col passare degli anni, Hooke'la vita cominciò a dipanarsi. La sua amata nipote e compagna morì lo stesso anno Principia fu pubblicato, nel 1687. Come Newton'la reputazione e la fama sono cresciute, Hooke's rifiutò, facendolo diventare ancora più amaro e detestabile nei confronti del suo rivale. 

Alla fine, Hooke colse tutte le opportunità che poteva per offendere Newton. Sapendo che il suo rivale sarebbe stato presto eletto presidente della Royal Society, Hooke si rifiutò di ritirarsi fino all'anno della sua morte, nel 1703.

Newton e Alchemy 

A seguito della pubblicazione di Principia, Newton era pronto per una nuova direzione nella vita. Non trovava più contentezza nella sua posizione a Cambridge e stava diventando sempre più coinvolto in altre questioni. 

Aiutò a condurre la resistenza a re Giacomo II'i tentativi di reintegrare l'insegnamento cattolico a Cambridge, e nel 1689 fu eletto per rappresentare Cambridge in Parlamento.

Mentre a Londra, Newton conobbe un gruppo più ampio di intellettuali e conobbe il filosofo politico John Locke. Sebbene molti scienziati nel continente continuassero a insegnare il mondo meccanico secondo Aristotele, una giovane generazione di scienziati britannici rimase affascinata da Newton's nuova visione del mondo fisico e riconosciuto come il loro leader. 

Uno di questi ammiratori era Nicolas Fatio de Duillier, un matematico svizzero di cui Newton fece amicizia mentre era a Londra.

Tuttavia, nel giro di pochi anni, Newton cadde in un altro esaurimento nervoso nel 1693. La causa è aperta alla speculazione: la sua delusione per non essere stata nominata in una posizione più alta dall'Inghilterra's nuovi monarchi, Guglielmo III e Maria II, o la conseguente perdita della sua amicizia con Duillier; stanchezza per l'eccessivo lavoro; o forse avvelenamento cronico da mercurio dopo decenni di ricerche alchemiche. 

esso'È difficile conoscere la causa esatta, ma l'evidenza suggerisce che le lettere scritte da Newton a molti dei suoi conoscenti e amici di Londra, tra cui Duillier, sembravano sconvolte e paranoiche e le accusavano di tradimento e cospirazione.

Stranamente, Newton si riprese rapidamente, scrisse lettere di scuse agli amici e tornò al lavoro in pochi mesi. Emerse con tutte le sue strutture intellettuali intatte, ma sembrava aver perso interesse per i problemi scientifici e ora preferiva perseguire profezie e scritture e lo studio dell'alchimia. 

Mentre alcuni potrebbero vedere questo come un lavoro sotto l'uomo che ha rivoluzionato la scienza, potrebbe essere più propriamente attribuito a Newton che risponde alle questioni del tempo nella turbolenta Gran Bretagna del 17 ° secolo. 

Molti intellettuali erano alle prese con il significato di molte materie diverse, tra cui la religione, la politica e il vero scopo della vita. La scienza moderna era ancora così nuova che nessuno sapeva con certezza come si misurasse con le filosofie più antiche.

Gold Standard

Nel 1696, Newton riuscì a raggiungere la posizione governativa che aveva cercato a lungo: guardiano della zecca; dopo aver acquisito questo nuovo titolo, si trasferì definitivamente a Londra e visse con sua nipote, Catherine Barton. 

Barton era l'amante di Lord Halifax, un alto funzionario del governo che fu determinante nel far promuovere Newton, nel 1699, al maestro della Menta & # x2014; una posizione che avrebbe mantenuto fino alla sua morte. 

Non volendo che fosse considerata una mera posizione onoraria, Newton si avvicinò al lavoro sul serio, riformando la valuta e punendo severamente i contraffattori. Come maestro della zecca, Newton spostò la valuta britannica, la sterlina inglese, dall'argento al gold standard.

The Royal Society

Nel 1703, Newton fu eletto presidente della Royal Society su Robert Hooke's morte. Tuttavia, Newton non sembrò mai comprendere il concetto di scienza come un'impresa cooperativa, e la sua ambizione e la feroce difesa delle sue scoperte continuarono a condurlo da un conflitto all'altro con altri scienziati. 

Secondo la maggior parte dei conti, Newton'il suo incarico nella società era tirannico e autocratico; era in grado di controllare le vite e le carriere dei giovani scienziati con potere assoluto.

Nel 1705, in una controversia che si stava sviluppando da diversi anni, il matematico tedesco Gottfried Leibniz accusò pubblicamente Newton di aver plagiato la sua ricerca, sostenendo di aver scoperto il calcolo infinitesimale diversi anni prima della pubblicazione di Principia. 

Nel 1712, la Royal Society nominò un comitato per indagare sulla questione. Naturalmente, poiché Newton era presidente della società, era in grado di nominare il comitato'membri di s e supervisionare le sue indagini. Non sorprende che il comitato abbia concluso Newton's priorità sulla scoperta.

Quello stesso anno, in un altro di Newton's episodi più flagranti di tirannia, ha pubblicato senza permesso le note dell'astronomo John Flamsteed. Sembra che l'astronomo avesse raccolto una mole enorme di dati dai suoi anni al Royal Observatory di Greenwich, in Inghilterra. 

Newton aveva richiesto un grande volume di Flamsteed's note per le sue revisioni a Principia. Infastidito quando Flamsteed non voleva'Per fornirgli ulteriori informazioni nel modo che desiderava, Newton usò la sua influenza come presidente della Royal Society per essere nominato presidente del corpo dei "visitatori" responsabili del Royal Observatory.

Ha quindi cercato di forzare l'immediata pubblicazione di Flamsteed'il catalogo delle stelle, oltre a tutto Flamsteed'note, modificate e inedite. Per aggiungere la beffa al danno, Newton ha organizzato Flamsteed's nemico mortale, Edmund Halley, per preparare le note per la stampa. 

Flamsteed è stato finalmente in grado di ottenere un ordine del tribunale costringendo Newton a cessare i suoi piani per la pubblicazione e restituire le note & # x2014; una delle poche volte in cui Newton è stato sconfitto da uno dei suoi rivali.

Anni finali

Verso la fine di questa vita, Newton visse a Cranbury Park, vicino a Winchester, in Inghilterra, con sua nipote Catherine (Barton) Conduitt e suo marito John Conduitt. 

A questo punto, Newton era diventato uno degli uomini più famosi in Europa. Le sue scoperte scientifiche non furono contestate. Era anche diventato ricco, investendo saggiamente il suo reddito considerevole e donando doni considerevoli in beneficenza. 

Nonostante la sua fama, Newton'La vita era lungi dall'essere perfetta: non ha mai sposato o fatto molti amici, e nei suoi ultimi anni, una combinazione di orgoglio, insicurezza e viaggi collaterali in particolari ricerche scientifiche ha portato persino alcuni dei suoi pochi amici a preoccuparsi della sua stabilità mentale.

Come è morto Isaac Newton?

All'età di 80 anni, Newton aveva problemi di digestione e dovette cambiare drasticamente la sua dieta e la sua mobilità. 

Nel marzo del 1727, Newton avvertì un forte dolore all'addome e si oscurò, per non riprendere conoscenza. Morì il giorno successivo, il 31 marzo 1727, all'età di 84 anni.

eredità

Newton'la fama crebbe ancora di più dopo la sua morte, poiché molti dei suoi contemporanei lo proclamarono il più grande genio che sia mai vissuto. Forse una leggera esagerazione, ma le sue scoperte hanno avuto un grande impatto sul pensiero occidentale, portando a confronti con artisti del calibro di Platone, Aristotele e Galileo.

Anche se le sue scoperte furono tra le molte fatte durante la Rivoluzione scientifica, Newton'I principi universali di gravità non hanno trovato parallelismi nella scienza in quel momento. 

Naturalmente, Newton si è smentito su alcune delle sue ipotesi chiave. Nel 20 ° secolo, Albert Einstein avrebbe rovesciato Newton's concetto dell'universo, affermando che lo spazio, la distanza e il movimento non erano assoluti ma relativi e che l'universo era più fantastico di quanto Newton avesse mai concepito.

Newton potrebbe non essere stato sorpreso: nella sua vita successiva, quando gli è stato chiesto di valutare i suoi successi, ha risposto: "Non so cosa possa apparire al mondo; ma a me stesso sembra di essere stato solo come un ragazzo che suona in riva al mare, e mi diverto di tanto in tanto a trovare un ciottolo più liscio o una conchiglia più bella del normale, mentre il grande oceano della verità giaceva tutto da scoprire davanti a me. "