Isaac Newton/Tomado de Wikipedia
Sir Isaac Newton | |
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Isaac Newton en 1702 por Geoffrey Kneller |
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Nacimiento | 4 de enero de 1643 Woolsthorpe , Lincolnshire, Inglaterra |
Fallecimiento | 31 de marzo de 1727 (84 años) Kensington , Londres, Inglaterra |
Residencia | |
Campo | Astronomía, Física, Teología, Alquimia y Matemática |
Alma máter | Trinity College, Cambridge |
Estudiantes destacados |
Roger Cotes William Whiston |
Conocido por | Leyes de la dinámica Leyes de la cinemática Teoría corpuscular de la luz Desarrollo del Cálculo diferencial e integral Ley de la gravitación universal . |
Sociedades | Royal Society de Londres |
Premios destacados |
Nombrado caballero por la Reina Ana I (1705) |
Firma
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Sostuvo conflictos con Gottfried Leibniz y con Robert Hooke por la paternidad del cálculo y de la Ley de gravitación universal, respectivamente. |
Sir Isaac Newton (25 de diciembre de 1642 JU – 20 de marzo de 1727 JU; 4 de enero de 1643 GR – 31 de marzo de 1727 GR) fue un físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés, autor de los Philosophiae naturalis principia mathematica, más conocidos como los Principia, donde describió la ley de la gravitación universal y estableció las bases de la mecánica clásica mediante las leyes que llevan su nombre. Entre sus otros descubrimientos científicos destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica (que se presentan principalmente en su obra Opticks) y el desarrollo del cálculo matemático.
Newton comparte con Leibniz el crédito por el desarrollo del cálculo integral y diferencial, que utilizó para formular sus leyes de la física. También contribuyó en otras áreas de la matemática, desarrollando el teorema del binomio y las fórmulas de Newton-Cotes.
Entre sus hallazgos científicos se encuentran el descubrimiento de que el espectro de color que se observa cuando la luz blanca pasa por un prisma es inherente a esa luz, en lugar de provenir del prisma (como había sido postulado por Roger Bacon en el siglo XIII); su argumentación sobre la posibilidad de que la luz estuviera compuesta por partículas; su desarrollo de una ley de convección térmica, que describe la tasa de enfriamiento de los objetos expuestos al aire; sus estudios sobre la velocidad del sonido en el aire; y su propuesta de una teoría sobre el origen de las estrellas. Fue también un pionero de la mecánica de fluidos, estableciendo una ley sobre la viscosidad.
Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Es, a menudo, calificado como el científico más grande de todos los tiempos, y su obra como la culminación de la revolución científica. El matemático y físico matemático Joseph Louis Lagrange
(1736–1813), dijo que "Newton fue el más grande genio que ha existido y
también el más afortunado dado que sólo se puede encontrar una vez un
sistema que rija el mundo."
Biografía
Nació el 4 de enero de 1643 en Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra. En esa fecha el calendario usado era el juliano y correspondía al 25 de diciembre de 1642, día de la Navidad.1
El parto fue prematuro aparentemente y nació tan pequeño que nadie
pensó que lograría vivir mucho tiempo. Su vida corrió peligro por lo
menos una semana, fue bautizado recién el 1 de enero de 1643, 12 de enero en el calendario gregoriano.2
La casa donde nació y vivió su juventud se ubica en el lado oeste del valle del río Witham, más abajo de la meseta de Kesteven,
en dirección a la ciudad de Grantham. Es de piedra caliza gris, el
mismo material que se encuentra en la meseta. Tiene forma de una letra T
gruesa en cuyo trazo más largo se encuentra la cocina y el vestíbulo y
la sala se encuentra en la unión de los dos trazos.3
Su entrada es descentrada y se ubica entre el vestíbulo y la sala y se
orienta hacia las escaleras que conducen a dos dormitorios del piso
superior.
Sus padres fueron Isaac Newton y Hannah Ayscough, dos campesinos
puritanos. No llegó a conocer a su padre, pues había muerto en octubre
de 1642. Cuando su madre volvió a casarse con Barnabas Smith que no
tenía intención de cargar a un niño de tres años, lo dejó a cargo de su
abuela, con quien vivió hasta la muerte de su padrastro en 1653. Este
fue posiblemente un hecho traumático para Isaac, constituía la perdida
de la madre no habiendo conocido al padre. A su abuela nunca le dedicó
un recuerdo cariñoso y hasta su muerte pasó desapercibida. Lo mismo
ocurrió con el abuelo que pareció no existir hasta que se descubrió que
también estaba presente en la casa y correspondió al afecto de Newton de
la misma forma, lo desheredó.4
Escribió una lista de sus pecados e incluyó uno particular: "Amenazar
a mi padre y a mi madre Smith con quemarlos a ellos y a su casa". Lo
hizo nueve años después del fallecimiento del padrastro lo que comprueba
que la escena quedó grabada en el recuerdo de Newton. Las acciones del
padrastro, que se negó a llevarlo a vivir con él hasta que cumplió diez
años podrían motivar este odio.5
Cuando Barnabas Smith falleció, su madre regresó al hogar familiar
acompañada por dos hijos que tuvo con este señor, pero la unión familiar
duró solamente menos de dos años, Isaac fue enviado a estudiar al
colegio The King's School en Grantham a la edad de doce años. Lo que se
sabe de esta etapa es que estudió latín, algo de griego y lo básico de
geometría y aritmética. Era el programa habitual de estudio de una
escuela primaria en ese entonces. Su maestro fue Mr. Stokes, que tenía
buen prestigio como educador.6
En 1659 compró un cuaderno, libro de bolsillo llamado en ese
entonces, en donde en la primer página escribió en latín "Martij 19,
1659" (19 de marzo 1659), representaba el período entre 1659-1660 el
cual coincidía con el período de su regreso a su ciudad natal y la mayor
parte de sus escritos están dedicados a "Utilissimum prosodiae
supplementum", años después en la colección Keynes del King's College se
encuentra una edición de Pindaro con la firma de Newton y fechado en
1659. En la colección Babson aparece una copia de las metamorfosis de
Ovidio fechadas ese mismo año.7
Los estudios primarios fueron de gran utilidad para Newton, los
trabajos sobre matemáticas estaban escritos en latín, al igual que los
escritos sobre filosofía natural. Los conocimientos de latín le
permitieron entrar en contacto con los científicos europeos. La
aritmética básica difícilmente hubiese compensado un nivel deficiente de
latín.8 En esa época otra materia importante era el estudio de la Biblia
y se leía en lenguas clásicas apoyando el programa clásico de estudios y
ampliando la fe protestante de Inglaterra. En el caso de Isaac, el
estudio de este tema, unido a la biblioteca que heredó de su padrastro
le pudo haber hecho iniciar un viaje imaginario a extraños mares de la
Teología.9
En su estadía en Grantham se hospedó en la casa de Mr. Clark en la
calle High Street junto a la George Inn. Tenía que compartir el hogar
junto a otros tres niños, Edward, Arthur y una niña, hijos del primer
esposo de la mujer de Mr. Clark. Por la infancia que tuvo, Isaac parecía
no congeniar con otras personas de su edad. El haber crecido en un
ambiente de aislamiento con sus abuelos y la posible envidia que le
causaba a sus pares su superioridad intelectual le provocaban
dificultades y lo llevaba a realizar travesuras varias que después
negaba haber hecho.10
Uno de sus amigos, William Stukeley se dedicó a reunir información
sobre Newton en su estancia en Grantham y concluyó que los niños lo
encontraban demasiado astuto y pensaban que se aprovechaba de ellos
debido a su rapidez mental muy superior a la de ellos.10
Además estas anécdotas demostraron que prefería la compañía femenina.
Para una amiga, Miss Storer varios años más joven que él construyó
muebles de muñecas utilizando las herramientas con mucha habilidad.
Además pudo haber un romance entre los jóvenes cuando fueron mayores.
Según los registros conocidos, pudo haber sido la primera y posiblemente
la última experiencia romántica con una mujer en su vida. Más adelante
Miss Storer se casó con un hombre apellidado Vincent y paso a conocerse
como Mrs Vincent y recordaba a Newton como un joven silencioso y
pensativo.11
Tuvo un incidente con un compañero que posiblemente fuese Arthur
Storer. Le aplicó una patada en el estómago, supuestamente como
represalia a alguna broma de Newton. Este no pudo olvidar nunca este
hecho, en este tiempo no había podido afirmar su poder intelectual, a
causa de la deficiente formación escolar o porque nuevamente estaba solo
y asustado, estaba relegado al último banco. Según el relato de
Conduitt ni bien finalizó la clase, Newton retó a una pelea al otro niño
en el patio de la iglesia para devolverle el golpe. El hijo del maestro
se acercó a ellos y azuzo la pelea palmeándole la espalda a uno y
guiñándole el ojo al otro. Aunque Newton no era tan fuerte como su rival
tenía mayor decisión y golpeó al otro hasta que se rindió y declaró que
no pelearía más. El hijo del maestro le pidió a Isaac que lo tratara
como a un cobarde y le restregara la nariz contra la pared. Entonces
Isaac lo agarro de las orejas y golpeó su cara contra uno de los lados
de la iglesia.12
Además de ganarle en la pelea, Isaac se esmeró en derrotarlo
académicamente y se convirtió en el primer alumno de la escuela. Y
además fue grabando su nombre en todos los bancos que ocupó. Aún se
conserva un alféizar de piedra con su nombre.13
En las anécdotas de Stukeley ya se reconocía el genio de Newton y la
gente recordaba sus raros inventos y su gran capacidad para los trabajos
mecánicos. Lleno su habitación de herramientas que adquiría con el
dinero que su madre le daba. Fabricó objetos de madera, muebles de
muñecas y de forma especial maquetas. Además logro reproducir un molino
de viento construido en esa época al norte de Grantham. El modelo
replicado por Newton mejoró al original y funcionó cuando la colocó
sobre el tejado. Su modelo estaba equipado con una noria impulsada por
un ratón al que espoleaba. Newton llamaba al ratón el molinero.14
Otras construcciones de Newton fueron un carro de cuatro ruedas
impulsado por una manivela que el accionaba desde su interior. Otra fue
una linterna de papel arrugado para llegar a la escuela en los oscuros
días invernales y que además la usaba atada a la cola de un cometa para
asustar a los vecinos durante la noche. Para poder realizar estas
invenciones debía desatender sus tareas escolares lo cual le valía
retroceder en los puestos, y cuando esto ocurría volvía a estudiar y
recuperaba las posiciones perdidas.15 Mucho de los aparatos que fabricó los sacó del libro The Mysteries of Nature and Art de John Bate
del cual tomo nota en otro cuaderno en Grantham que adquirió por el
precio de 2,5 peniques en 1659. Allí tomo notas de ese libro sobre la
técnica del dibujo, la captura de pájaros, la fabricación de tintas de
diferentes colores entre otros temas. El molino de viento también está
incluido en este libro.16
Estudiaba las propiedades de los cometas, calculaba las proporciones
ideales y los puntos más adecuados para ajustar las cuerdas. Además les
regalaba linternas a sus compañeros y les comentaba sus estudios con el
aparente propósito de ganarse su amistad, pero no dio resultado. Con
estos procedimientos demostró su superioridad y los hizo sentir más
alejados de el. El día de la muerte de Cromwell tuvo lugar su primer
experimento. Ese día una tormenta se desencadenó sobre Inglaterra, y
saltando primero a favor del viento y luego en contra, con la
comparación de sus saltos con los de un día de calma midió la "fuerza de
la tormenta". Les dijo a los niños que la tormenta era un pie más
fuerte que cualquiera que hubiese conocido y les enseño las marcas que
medía sus pasos. Además, según esta versión, utilizó la fuerza del
viento para ganar un concurso de saltos, y la superioridad de su
conocimiento lo hacía sospechoso.16
Los relojes solares fueron otro pasatiempo en esta ciudad. En la
iglesia de Colserworth existe uno que construyó a los nueve años. Los
relojes solares eran un reto individual mayor al del manejo de
herramientas. Lleno de relojes la casa de Clark, su habitación, otras
habitaciones de la casa, el vestíbulo y cualquier otra habitación donde
entrara el sol. En las paredes clavo puntas para señalar las horas, las
medias, e incluso los cuartos, y ató a estas cuerdas con ruedas para
medir las sombras en los días siguientes.16
A los dieciocho años ingresó en la Universidad de Cambridge
para continuar sus estudios. Newton nunca asistió regularmente a sus
clases, ya que su principal interés era la biblioteca. Se graduó en el Trinity College como un estudiante mediocre debido a su formación principalmente autodidacta, leyendo algunos de los libros más importantes de matemática y filosofía natural de la época. En 1663 Newton leyó la Clavis mathematicae de William Oughtred, la Geometría de Descartes, de Frans van Schooten, la Óptica de Kepler, la Opera mathematica de Viète, editadas por Van Schooten y, en 1664, la Aritmética de John Wallis, que le serviría como introducción a sus investigaciones sobre las series infinitas, el teorema del binomio y ciertas cuadraturas.17
En 1663 conoció a Isaac Barrow, quien le dio clase como su primer profesor Lucasiano de matemática. En la misma época entró en contacto con los trabajos de Galileo, Fermat, Huygens y otros a partir, probablemente, de la edición de 1659 de la Geometría de Descartes por Van Schooten. Newton superó rápidamente a Barrow, quien solicitaba su ayuda frecuentemente en problemas matemáticos.
En esta época la geometría
y la óptica ya tenían un papel esencial en la vida de Newton. Fue en
este momento en que su fama comenzó a crecer ya que inició una
correspondencia con la Royal Society. Newton les envió algunos de sus descubrimientos y un telescopio
que suscitó un gran interés de los miembros de la Sociedad, aunque
también las críticas de algunos de sus miembros, principalmente Robert Hooke.
Esto fue el comienzo de una de las muchas disputas que tuvo en su
carrera científica. Se considera que Newton demostró agresividad ante
sus contrincantes que fueron principalmente, (pero no únicamente) Hooke, Leibniz y, en lo religioso, la Iglesia Católica Romana. Como presidente de la Royal Society,
fue descrito como un dictador cruel, vengativo y busca-pleitos. Sin
embargo, fue una carta de Hooke, en la que éste comentaba sus ideas
intuitivas acerca de la gravedad, la que hizo que iniciara de lleno sus
estudios sobre la mecánica y la gravedad.
Newton resolvió el problema con el que Hooke no había podido y sus
resultados los escribió en lo que muchos científicos creen que es el
libro más importante de la historia de la ciencia, el Philosophiae naturalis principia mathematica.
En 1693
sufrió una gran crisis psicológica, causante de largos periodos en los
que permaneció aislado, durante los que no comía ni dormía. En esta
época sufrió depresión y arranques de paranoia. Mantuvo correspondencia con su amigo, el filósofo John Locke,
en la que, además de contarle su mal estado, lo acusó en varias
ocasiones de cosas que nunca hizo. Algunos historiadores creen que la
crisis fue causada por la ruptura de su relación con su discípulo Nicolás Fatio de Duillier.
Sin embargo, tras la publicación en 1979 de un estudio que demostró una
concentración de mercurio (altamente neurotóxico) quince veces mayor
que la normal en el cabello de Newton, la mayoría opina que en esta
época Newton se había envenenado al hacer sus experimentos alquímicos, lo que explicaría su enfermedad y los cambios en su conducta.18 Después de escribir los Principia abandonó Cambridge mudándose a Londres
donde ocupó diferentes puestos públicos de prestigio siendo nombrado
Preboste del Rey, magistrado de Charterhouse y director de la Casa de Moneda.
Entre sus intereses más profundos se encontraban la alquimia y la religión,
temas en los que sus escritos sobrepasan con mucho en volumen sus
escritos científicos. Entre sus opiniones religiosas defendía el arrianismo y estaba convencido de que las Sagradas Escrituras habían sido violadas para sustentar la doctrina trinitaria.
Esto le causó graves problemas al formar parte del Trinity College en
Cambridge y sus ideas religiosas impidieron que pudiera ser director del
College. Entre sus estudios alquímicos se encontraban temas esotéricos
como la transmutación de los elementos, la piedra filosofal y el elixir de la vida.
Primeras contribuciones
Desde finales de 1664 trabajó intensamente en diferentes problemas matemáticos. Abordó entonces el teorema del binomio, a partir de los trabajos de John Wallis, y desarrolló un método propio denominado cálculo de fluxiones. Poco después regresó a la granja familiar a causa de una epidemia de peste bubónica.
Retirado con su familia durante los años 1665-1666, conoció un período muy intenso de descubrimientos, entre los que destaca la ley del inverso del cuadrado de la gravitación, su desarrollo de las bases de la mecánica clásica,
la formalización del método de fluxiones y la generalización del
teorema del binomio, poniendo además de manifiesto la naturaleza física
de los colores. Sin embargo, guardaría silencio durante mucho tiempo
sobre sus descubrimientos ante el temor a las críticas y el robo de sus
ideas. En 1667 reanudó sus estudios en Cambridge.
Desarrollo del Cálculo
De 1667 a 1669 emprendió investigaciones sobre óptica y fue elegido fellow del Trinity College. En 1669 su mentor, Isaac Barrow, renunció a su Cátedra Lucasiana de matemática, puesto en el que Newton le sucedería hasta 1696. El mismo año envió a John Collins, por medio de Barrow, su "Analysis per aequationes número terminorum infinitos". Para Newton, este manuscrito representa la introducción a un potente método general, que desarrollaría más tarde: su cálculo diferencial e integral.
Newton había descubierto los principios de su cálculo diferencial e integral hacia 1665-1666 y, durante el decenio siguiente, elaboró al menos tres enfoques diferentes de su nuevo análisis.
Newton y Leibniz protagonizaron una agria polémica sobre la autoría
del desarrollo de esta rama de la matemática. Los historiadores de la
ciencia consideran que ambos desarrollaron el cálculo
independientemente, si bien la notación de Leibniz era mejor y la
formulación de Newton se aplicaba mejor a problemas prácticos. La
polémica dividió aún más a los matemáticos británicos y continentales,
sin embargo esta separación no fue tan profunda como para que Newton y
Leibniz dejaran de intercambiar resultados.
Newton abordó el desarrollo del cálculo a partir de la geometría analítica desarrollando un enfoque geométrico y analítico de las derivadas matemáticas aplicadas sobre curvas definidas a través de ecuaciones. Newton también buscaba cómo cuadrar distintas curvas, y la relación entre la cuadratura y la teoría de tangentes. Después de los estudios de Roberval,
Newton se percató de que el método de tangentes podía utilizarse para
obtener las velocidades instantáneas de una trayectoria conocida. En sus
primeras investigaciones Newton lidia únicamente con problemas
geométricos, como encontrar tangentes, curvaturas y áreas utilizando como base matemática la geometría analítica de Descartes.
No obstante, con el afán de separar su teoría de la de Descartes,
comenzó a trabajar únicamente con las ecuaciones y sus variables sin
necesidad de recurrir al sistema cartesiano.
Después de 1666 Newton abandonó sus trabajos matemáticos sintiéndose interesado cada vez más por el estudio de la naturaleza y la creación de sus Principia.
Trabajos sobre la luz
Entre 1670 y 1672 trabajó intensamente en problemas relacionados con la óptica y la naturaleza de la luz. Newton demostró que la luz blanca estaba formada por una banda de colores (rojo, naranja, amarillo, verde, cian, azul y violeta) que podían separarse por medio de un prisma. Como consecuencia de estos trabajos concluyó que cualquier telescopio refractor sufriría de un tipo de aberración conocida en la actualidad como aberración cromática que consiste en la dispersión de la luz en diferentes colores al atravesar una lente. Para evitar este problema inventó un telescopio reflector (conocido como telescopio newtoniano).
Sus experimentos sobre la naturaleza de la luz le llevaron a formular
su teoría general sobre la misma que, según él, está formada por corpúsculos y se propaga en línea recta y no por medio de ondas. El libro en que expuso esta teoría fue severamente criticado por la mayor parte de sus contemporáneos, entre ellos Hooke (1638-1703) y Huygens,
quienes sostenían ideas diferentes defendiendo una naturaleza
ondulatoria. Estas críticas provocaron su recelo por las publicaciones,
por lo que se retiró a la soledad de su estudio en Cambridge.
En 1704 Newton escribió su obra más importante sobre óptica, Opticks,
en la que exponía sus teorías anteriores y la naturaleza corpuscular de
la luz, así como un estudio detallado sobre fenómenos como la
refracción, la reflexión y la dispersión de la luz.
Aunque sus ideas acerca de la naturaleza corpuscular de la luz pronto
fueron desacreditadas en favor de la teoría ondulatoria, los
científicos actuales han llegado a la conclusión (gracias a los trabajos
de Max Planck y Albert Einstein) de que la luz tiene una naturaleza dual: es onda y corpúsculo al mismo tiempo. Esta es la base en la cual se apoya toda la mecánica cuántica.
Ley de la gravitación universal
Bernard Cohen afirma que “El momento culminante de la Revolución científica fue el descubrimiento realizado por Isaac Newton de la ley de la gravitación universal.” Con una simple ley, Newton dio a entender los fenómenos físicos más importantes del universo observable, explicando las tres leyes de Kepler. La ley de la gravitación universal descubierta por Newton se escribe
,
donde F es la fuerza, G es una constante que determina la intensidad de la fuerza y que sería medida años más tarde por Henry Cavendish en su célebre experimento de la balanza de torsión, m1 y m2 son las masas de dos cuerpos que se atraen entre sí y r es la distancia entre ambos cuerpos, siendo
el vector unitario que indica la dirección del movimiento (si bien
existe cierta polémica acerca de que Cavendish hubiera medido realmente
G, pues algunos estudiosos afirman que simplemente midió la masa
terrestre).
La ley de gravitación universal nació en 1685
como culminación de una serie de estudios y trabajos iniciados mucho
antes. La primera referencia escrita que tenemos de la idea de la
atracción universal es de 1666, en el libro "Micrographia" de Robert Hooke19 . En 1679 Robert Hooke
introdujo a Newton en el problema de analizar una trayectoria curva.
Cuando Hooke se convirtió en secretario de la Royal Society quiso
entablar una correspondencia filosófica con Newton. En su primera carta
planteó dos cuestiones que interesarían profundamente a Newton. Hasta
entonces científicos y filósofos como Descartes y Huygens analizaban el movimiento curvilíneo con la fuerza centrífuga.
Hooke, sin embargo, proponía "componer los movimientos celestes de los
planetas a partir de un movimiento rectilíneo a lo largo de la tangente y un movimiento atractivo, hacia el cuerpo central." Sugiere que la fuerza centrípeta hacia el Sol varía en razón inversa al cuadrado de las distancias. Newton contesta que él nunca había oído hablar de esta hipótesis.
En otra carta de Hooke, escribe: “Nos queda ahora por conocer las
propiedades de una línea curva... tomándole a todas las distancias en
proporción cuadrática inversa.” En otras palabras, Hooke deseaba saber
cuál es la curva resultante de un objeto al que se le imprime una fuerza
inversa al cuadrado de la distancia. Hooke termina esa carta diciendo:
“No dudo que usted, con su excelente método, encontrará fácilmente cuál
ha de ser esta curva.”
En 1684 Newton informó a su amigo Edmund Halley
de que había resuelto el problema de la fuerza inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia. Newton redactó estos cálculos
en el tratado De Motu y los desarrolló ampliamente en el libro Philosophiae naturalis principia mathematica. Aunque muchos astrónomos no utilizaban las leyes de Kepler, Newton intuyó su gran importancia y las engrandeció demostrándolas a partir de su ley de la gravitación universal.
Sin embargo, la gravitación universal es mucho más que una fuerza dirigida hacia el Sol. Es también un efecto de los planetas sobre el Sol y sobre todos los objetos del Universo. Newton intuyó fácilmente a partir de su tercera ley de la dinámica
que si un objeto atrae a un segundo objeto, este segundo también atrae
al primero con la misma fuerza. Newton se percató de que el movimiento
de los cuerpos celestes no podía ser regular. Afirmó: “los planetas ni
se mueven exactamente en elipses, ni giran dos veces según la misma
órbita”. Para Newton, ferviente religioso, la estabilidad de las órbitas
de los planetas implicaba reajustes continuos sobre sus trayectorias
impuestas por el poder divino.
Las leyes de la dinámica
Otro de los temas tratados en los Principia fueron las tres leyes de la dinámica o leyes de Newton, en las que explicaba el movimiento de los cuerpos así como sus efectos y causas. Éstas son:
- La primera ley de Newton o ley de la inercia
"Todo cuerpo permanecerá en su estado de reposo o movimiento uniforme
y rectilíneo a no ser que sea obligado por fuerzas externas a cambiar
su estado".
En esta ley, Newton afirma que un cuerpo sobre el que no actúan
fuerzas externas (o las que actúan se anulan entre sí) permanecerá en
reposo o moviéndose a velocidad constante.
Esta idea, que ya había sido enunciada por Descartes y Galileo, suponía romper con la física aristotélica, según la cual un cuerpo sólo se mantenía en movimiento mientras actuara una fuerza sobre él.
- La segunda ley de Newton o ley de la interacción y la fuerza
"El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz externa y
ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se
imprime".
Esta ley explica las condiciones necesarias para modificar el estado
de movimiento o reposo de un cuerpo. Según Newton estas modificaciones
sólo tienen lugar si se produce una interacción entre dos cuerpos,
entrando o no en contacto (por ejemplo, la gravedad actúa sin que haya contacto físico). Según la segunda ley, las interacciones producen variaciones en el momento lineal, a razón de
Siendo
la fuerza,
el diferencial del momento lineal,
el diferencial del tiempo.
La segunda ley puede resumirse en la fórmula
siendo
la fuerza (medida en newtons) que hay que aplicar sobre un cuerpo de masa m para provocar una aceleración
.
- La tercera ley de Newton o ley de acción-reacción
"Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria; las
acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en
sentidos opuestos".
Esta ley se refleja constantemente en la naturaleza: se tiene una sensación de dolor al golpear una mesa, puesto que la mesa ejerce una fuerza sobre ti con la misma intensidad; el impulso que consigue un nadador al ejercer una fuerza sobre el borde de la piscina, siendo la fuerza que le impulsa la reacción del borde a la fuerza que él está ejerciendo.
Actuación pública
En 1687 defendió los derechos de la Universidad de Cambridge contra el impopular rey Jacobo II,
que intentó transformar la universidad en una institución católica.
Como resultado de la eficacia que demostró en esa ocasión fue elegido
miembro del Parlamento en 1689
cuando el rey fue destronado y obligado a exiliarse. Mantuvo su escaño
durante varios años sin mostrarse muy activo durante los debates.
Durante este tiempo prosiguió sus trabajos de química. Se dedicó también
al estudio de la hidrostática y de la hidrodinámica, además de construir telescopios.
Después de haber sido profesor durante cerca de treinta años, Newton abandonó su puesto para aceptar la responsabilidad de Director de la Moneda en 1696.
Durante este periodo fue un incansable perseguidor de falsificadores, a
los que enviaba a la horca, y propuso por primera vez el uso del oro
como patrón monetario. Durante los últimos treinta años de su vida,
abandonó prácticamente toda actividad científica y se consagró
progresivamente a los estudios religiosos. Fue elegido presidente de la Royal Society en 1703 y reelegido cada año hasta su muerte. En 1705 fue nombrado caballero por la reina Ana, como recompensa a los servicios prestados a Inglaterra. Aún perteneciendo al gobierno y siendo por ello un hombre rico, hacia 1721 acabó perdiendo 20.000 libras debido a la burbuja de los mares del Sur, ante lo que diría que «puedo predecir el movimiento de los cuerpos celestes, pero no la locura de las gentes».
Alquimia
Newton dedicó muchos esfuerzos al estudio de la alquimia.
Escribió más de un millón de palabras sobre este tema, algo que tardó
en saberse ya que la alquimia era ilegal en aquella época. Como
alquimista, Newton firmó sus trabajos como Jeova Sanctus Unus, que se interpreta como un lema anti-trinitario: Jehová único santo, siendo además un anagrama del nombre latinizado de Isaac Newton, Isaacus Neuutonus - Ieova Sanctus Unus.
El primer contacto que tuvo con la alquimia fue a través de Isaac Barrow y Henry More, intelectuales de Cambridge. En 1669 redactó dos trabajos sobre la alquimia, Theatrum Chemicum y The Vegetation of Metals. En este mismo año fue nombrado profesor Lucasiano de Cambridge. También es conocida su aficiliación a la Rosacruz[cita requerida] figurando sus notas en el margen de una edición original de la Fama Fraternitatis.
En 1680 empezó su más extenso escrito alquímico, Index Chemicus, el cual sobresale por su gran organización y sistematización. En 1692 escribió dos ensayos, de los que sobresale De Natura Acidorum, en donde discute la acción química de los ácidos por medio de la fuerza atractiva de sus moléculas. Es interesante ver cómo relaciona la alquimia con el lenguaje físico de las fuerzas.
Durante la siguiente década prosiguió sus estudios alquímicos escribiendo obras como Ripley Expounded, Tabula Smaragdina y el más importante Praxis, que es un conjunto de notas de Triomphe Hermétique de Didier, libro francés cuya única traducción es del mismo Newton.
Cabe mencionar que desde joven Newton desconfiaba de la medicina
oficial y usaba sus conocimientos para automedicarse. Muchos
historiadores consideran su uso de remedios alquímicos como la fuente de
numerosos envenenamientos que le produjeron crisis nerviosas durante
gran parte de su vida. Vivió, sin embargo, 84 años.
Teología
Newton fue profundamente religioso toda su vida. Hijo de padres puritanos, dedicó más tiempo al estudio de la Biblia que al de la ciencia.
Un análisis de todo lo que escribió Newton revela que de unas 3.600.000
palabras solo 1.000.000 se dedicaron a las ciencias, mientras que unas
1.400.000 tuvieron que ver con teología.20
Se conoce una lista de cincuenta y ocho pecados que escribió a los 19
años en la cual se puede leer "Amenazar a mi padre y madre Smith con
quemarlos y a la casa con ellos".
Newton era arrianista21 y creía en un único Dios, Dios Padre. En cuanto a los trinitarios, creía que habían cometido un fraude a las Sagradas Escrituras y acusó a la Iglesia Católica Romana de ser la bestia del Apocalipsis. Por estos motivos se entiende por qué eligió firmar sus más secretos manuscritos alquímicos como Jehová Sanctus Unus: Jehová Único Dios. Relacionó sus estudios teológicos con los alquímicos y creía que Moisés
había sido un alquimista. Su ideología antitrinitaria le causó
problemas, ya que estudiaba en el Trinity College en donde estaba
obligado a sostener la doctrina de la Trinidad. Newton viajó a Londres para pedirle al rey Carlos II que lo dispensara de tomar las órdenes sagradas y su solicitud le fue concedida.
Cuando regresó a Cambridge inició su correspondencia con el filósofo John Locke.
Newton tuvo la confianza de confesarle sus opiniones acerca de la
Trinidad y Locke le incitó a que continuara con sus manuscritos
teológicos. Entre sus obras teológicas, algunas de las más conocidas son
An Historical Account of Two Notable Corruption of Scriptures, Chronology of Ancient Kingdoms Atended y Observations upon the Prophecies. Newton realizó varios cálculos sobre el "Día del Juicio Final", llegando a la conclusión de que este no sería antes del año 2060.
Relación con otros científicos contemporáneos
En 1687, Isaac Newton publicó sus Principios matemáticos de la filosofía natural. Editados 22 años después de la Micrographia de Hooke, describían las leyes del movimiento, entre ellas la ley de la gravedad. Pero lo cierto es que, como indica Allan Chapman, Robert Hooke
“había formulado antes que Newton muchos de los fundamentos de la
teoría de la gravitación”. La labor de Hooke también estimuló las
investigaciones de Newton sobre la naturaleza de la luz.
Por desgracia, las disputas en materia de óptica
y gravitación agriaron las relaciones entre ambos hombres. Newton llegó
al extremo de eliminar de sus Principios matemáticos toda referencia a
Hooke. Un especialista asegura que también intentó borrar de los
registros las contribuciones que éste había hecho a la ciencia. Además,
los instrumentos de Hooke —muchos elaborados artesanalmente—, buena
parte de sus ensayos y el único retrato auténtico suyo se esfumaron una
vez que Newton se convirtió en presidente de la Sociedad Real. A
consecuencia de lo anterior, la fama de Hooke cayó en el olvido, un
olvido que duraría más de dos siglos, al punto que no se sabe hoy día
donde se halla su tumba.
Últimos años
Los últimos años de su vida se vieron ensombrecidos por la desgraciada controversia, de envergadura internacional, con Leibniz a propósito de la prioridad de la invención del nuevo análisis. Acusaciones mutuas de plagio, secretos disimulados en criptogramas,
cartas anónimas, tratados inéditos, afirmaciones a menudo subjetivas de
amigos y partidarios de los dos gigantes enfrentados, celos manifiestos
y esfuerzos desplegados por los conciliadores para aproximar a los
clanes adversos, sólo terminaron con la muerte de Leibniz en 1716.
Padeció durante sus últimos años diversos problemas renales, incluyendo atroces cólicos nefríticos, sufriendo uno de los cuales moriría -tras muchas horas de delirio- la noche del 31 de marzo de 1727 (calendario gregoriano). Fue enterrado en la abadía de Westminster junto a los grandes hombres de Inglaterra.
No sé cómo puedo ser visto por el mundo, pero en mi opinión, me he comportado como un niño que juega al borde del mar, y que se divierte buscando de cuando en cuando una piedra más pulida y una concha más bonita de lo normal, mientras que el gran océano de la verdad se exponía ante mí completamente desconocido.
Fue respetado durante toda su vida como ningún otro científico, y
prueba de ello fueron los diversos cargos con que se le honró: en 1689 fue elegido miembro del Parlamento, en 1696 se le encargó la custodia de la Casa de la Moneda, en 1703 se le nombró presidente de la Royal Society y finalmente en 1705 recibió el título de Sir de manos de la Reina Ana.
La gran obra de Newton culminaba la revolución científica iniciada por Nicolás Copérnico (1473-1543) e inauguraba un período de confianza sin límites en la razón, extensible a todos los campos del conocimiento.
Escritos
- Method of Fluxions (1671)
- Philosophiae naturalis principia mathematica (1687)
- Opticks (1704)
- Arithmetica universalis (1707)
Véase también
- Anexo:Astrónomos y astrofísicos notables
- La garra del león
- A hombros de gigantes
- Leyes de Newton
- Disco de Newton
- Geoide
- Cometa Halley
- Edmund Halley
Referencias
- ↑ Westfall, pag. 25
- ↑ Westfall, pag. 30
- ↑ Westfall, pag. 35
- ↑ Westfall, pag. 34
- ↑ Westfall, pag. 35
- ↑ Westfall, pag. 36
- ↑ Westfall, pag. 36
- ↑ Westfall, pag. 37
- ↑ Westfall, pag. 37
- ↑ a b Westfall, pag. 37
- ↑ Westfall, pag. 58
- ↑ Westfall, pag. 38
- ↑ Westfall, pag. 38
- ↑ Westfall, pag. 39
- ↑ Westfall, pag. 39
- ↑ a b c Westfall, pag. 40
- ↑ Westfall, pag. 35
- ↑ Emsley, John (2006), The Elements of Murder: A History of Poison, Oxford University Press, p. 14, ISBN 9780192806000
- ↑ R. Hooke, Micrographia, "... a system of the world very different from any yet received. It is founded on the following positions. 1. That all the heavenly bodies have not only a gravitation of their parts to their own proper centre, but that they also mutually attract each other within their spheres of action. 2. That all bodies having a simple motion, will continue to move in a straight line, unless continually deflected from it by some extraneous force, causing them to describe a circle, an ellipse, or some other curve. 3. That this attraction is so much the greater as the bodies are nearer. As to the proportion in which those forces diminish by an increase of distance, I own I have not discovered it...."
- ↑ The Correspondence of Isaac Newton, editada por H. W. Turnbull, F.R.S., Cambridge 1961, tomo 1, pág. XVII.
- ↑ Richard Westfall, Never at Rest: A Biography of Isaac Newton, (1980) pp. 103, 25. (en inglés)
Bibliografía
- Christianson, G.E. (1984): In the Presence of Creator, Isaac Newton and His Times. The Free Press. ISBN 0-02-905190-8 [Newton (2 vol.). Salvat Editores, S.A. Biblioteca Salvat de Grandes Biografías, 99 y 100. 625 págs. Barcelona, 1987 ISBN 84-345-8244-9 e ISBN 84-345-8245-7]
- Gardner, M. (2001): Isaac Newton, alquimista y fundamentalista. En: Did Adam and Eve Have Navels?: Debunking Pseudoscience W.W. Norton & Company. 333 págs. ISBN 0-393-04963-9 [¿Tenían ombligo Adán y Eva?. Editorial Debate. 384 págs. Barcelona, 2001 ISBN 84-8306-455-3]
- Westfall, R.S. (1980): Never at Rest. Cambridge University Press. 908 págs. ISBN 0-521-27435-4
- Westfall, R.S. (1993): The life of Isaac Newton. Cambridge University Press. 328 págs. ISBN 0-521-43252-9. [Isaac Newton, una vida. Cambridge University Press. 320 págs. Madrid, 2001 ISBN 84-8323-173-5] Versión resumida de Never at Rest, centrada en la biografía más que en la obra.
- White, M. (1997): Isaac Newton: The Last Sorcercer. Addison-Wesley, Helix books. 402 págs. Reading, Mass. ISBN 0-201-48301-7
- Westfall, Robert S.. ABC, S.I.. ed. Isaac Newton, una vida. ISBN 8-424499-290247.
Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Isaac Newton.
Wikiquote alberga frases célebres de o sobre Isaac Newton.
En español:
- "La garra del león": Increíbles anécdotas sobre la genialidad de Newton
- Newton organicista: más allá de lo probable
- Biografía de Isaac Newton en Sociedad andaluza de educación matemática Thales
- Biografía de Isaac Newton
En inglés:
- Imperial College de Londres. Incluido entre los 50 websites científicos más sobresalientes que compila anualmente por Scientific American.
- Stanford Encyclopedia of Philosophy La visión de Newton del espacio, el tiempo y el movimiento.
- Cambridge Digital Library - Newton Papers. Manuscritos digitalizados de Isaac Newton guardados en la Universidad de Cambridge.
- Principia Mathematica (on line)