Veel plezier met Isaac Newton (2023)

Hij was verre van de eerste die een appel van een boom zag vallen. Maar hij was de eerste die de val van de appel koppelde aan de bewegingen van de planeten rond de zon. In wat hij beschreef als goddelijke inspiratie, begreep hij dat het dezelfde onzichtbare kracht was die de appel en de planeten beïnvloedde.

Isaac Newton (1642-1727) is waarschijnlijk de belangrijkste wetenschapper in de geschiedenis. Met een paar eenvoudige theorieën en wiskundige formules bracht hij een revolutie teweeg in het begrip van zijn tijdgenoten van de krachten die de bewegingen van het universum beheersen.

Ondanks een verbazingwekkende carrière en een verklaring van genialiteit lang voor zijn dood, keerde Newton zich van tijd tot tijd helemaal af van de wetenschap en wendde hij zich tot meer religieuze overwegingen, alchemie en mystiek. Veeleisend en snel beledigd, bang voor kritiek en regelmatig geplaagd door een paranoia die hem de vijand van alles en iedereen maakte.

op de vlucht voor de pest

Toen de builenpest Cambridge trof, werd de universiteit gesloten en werden studenten naar veiliger gebieden gestuurd. Allen die konden vluchten voor de verwoestende pest, die in 1665 een hoogtepunt bereikte en alleen al in dat jaar 75.000 Londenaren doodde.

Newton, een van de Trinity College Cambridge-studenten die door de pest gedwongen was 18 maanden verlof op te nemen, gebruikte de tijd goed. Hij had veel aan zijn hoofd en was beter af als hij niet lastig gevallen werd door incompetente leraren en domme studenten.

Thuis in het dorp Woolsthorpe in Lincolnshire viel de appel van de boom en ontdekte Newton de zwaartekracht. Daar beschreef hij de drie basiswetten van het gedrag van bewegende lichamen.

ONTVANG HET POPULAIRE VERHAALBULLETIN!

Hier bedacht en definieerde hij ook het concept van massa, scheidde het van het concept van gewicht en opende nieuwe perspectieven en mogelijkheden van wereldberekening. En bij Woolsthorpe ontwikkelde Newton een geheel nieuwe tak van de wiskunde op basis van zijn differentiaal- en integratierekening.

Zelfs veel van de hedendaagse mysteries rond kleur en licht werden verdreven door Newtons optische studies tijdens de quarantaine. Met lenzen van matglas kon hij laten zien dat gewoon zonlicht alle kleuren bevat, dat kleuren licht zijn en dat licht kleur is. De raadselachtige regenboog had zijn logische verklaring: regendruppels splitsen licht in zijn primaire kleuren.

boerenzoon

Zo schreef Newton de geschiedenis van de wetenschap in zijn geboorteplaats terwijl hij op de vlucht was voor de pest, en het was daar dat hij de waarnemingen deed waarop alle moderne natuurkunde en astronomie waren gebaseerd, tot aan de dagen van Albert Einstein, 250 jaar later. .

"Dit alles gebeurde tijdens de twee pestjaren van 1665 en 1666, want toen bevond ik me in de dagen van mijn grootste kracht en vindingrijkheid, en ik raakte meer geïnteresseerd in wiskunde en filosofie dan ooit tevoren in mijn leven", vatte hij samen. naar Newton in de herfst van zijn oude dag, de productieve periode.

Het was verre van vanzelfsprekend dat Newton wetenschapper zou worden, en een groot deel van zijn leven zag hij zichzelf niet als een wetenschapper. Het kostte hem ook twintig jaar om de vele belangrijke ontdekkingen die hij in zijn jeugd deed, te publiceren.

De toekomst van de kleine Isaac was vanaf het begin in een andere richting gericht. Woolsthorpe was een onbetekenend dorp met weinig huizen, alle inwoners, inclusief de familie Newton, waren boeren en als oudste zoon nam Isaac het als vanzelfsprekend aan dat hij de boerderij zou overnemen.

Drie maanden voordat Isaac werd geboren, stierf zijn vader, wat waarschijnlijk een groot geluk was voor de wetenschap en voor Isaac. Toen de jongen drie was, hertrouwde zijn moeder, Hannah Newton, met Barnabus Smith, een dominee uit het stadje North Witham, een paar kilometer van Woolsthorpe. Om de een of andere reden werd Isaac achtergelaten bij zijn grootmoeder, Margery, en een oom.

verraden door moeder

Newton zou levenslang gekweld worden door het verraad van zijn moeder. Hij vertelde me als volwassene dat hij vaak 'dreigde mijn moeder en stiefvader in brand te steken en het huis af te breken'.

Nou, zelfs de hatelijke Barnabus Smith stierf. De moeder keerde terug naar Woolsthorpe met Isaacs drie halfbroers en -zussen, twee meisjes en een jongen. Isaac was tien jaar oud, eenzaam, ongelukkig en vervuld van religieuze schuldgevoelens over zonden die hij zorgvuldig in zijn dagboek had genoteerd, zoals 'onreine gedachten' en 'stelen uit de suikerpot'.

Moeder Hannah merkte al snel Isaac's overduidelijke tekortkomingen als boer op. Hij kon zich niet concentreren op het verzorgen van de boerderijdieren. Een keer, zo gaat het verhaal, kwam hij thuis met een lege teugel in de ene hand en een boek in de andere. Hij had niet gemerkt dat het paard dat hij was tegengekomen zijn halster had losgelaten.

Hannah Newton ontdekte dat haar zoon niet geschikt was om boer te worden en toen Isaac twaalf was, werd hij naar Kings' School in Grantham gestuurd, iets meer dan anderhalve kilometer van zijn huis. Misschien kon de jongen in de voetsporen treden van zijn stiefvader en priester worden, dachten ze. Het was ook de erfenis van de gehate Barnabus Smith die de familie in staat stelde de wereldberoemde jongen naar school te sturen.

Granthams school was niet bepaald het type om toekomstige wetenschappelijke megasterren voort te brengen, maar het leerde de ijverige Isaac wel de basis van wiskunde, Grieks en Latijn. Newton was niet bijzonder grappig of succesvol in zijn studie. Zijn houding was meer praktisch, en tegen de leeftijd van twaalf had hij uitgebreide weegschalen en mechanische apparaten gebouwd, werkende modellen van windmolens, waterwielen en door water aangedreven klokken die zo nauwkeurig werkten dat de weinige buren die mechanische klokken hadden hierheen kwamen. bij het huis van Newton om de klok gelijk te zetten.

toewijding om te studeren

Vier jaar later schreef Isaac Newton zich in aan het Trinity College in Cambridge en ontmoette hij de wiskundige Isaac Barrow, die een sterke invloed op hem zou hebben. Barrow merkte al snel Newtons grote talent voor logica op en interesseerde hem voor wiskunde en optica.

Barrow had geen fouten gezien. Newton had een natuurlijke aanleg voor theoretische studie en onderzocht al snel of theorieën konden worden bevestigd en toegepast door middel van praktische experimenten.

De opleiding aan het Trinity College duurde vier jaar, maar Newton merkte al snel dat hij alleen meer kon leren dan tijdens hectische, lange en saaie lessen Latijn. Op het programma stonden filosofie, retorica, logica, astronomie en wiskunde. Newton voegde op eigen initiatief scheikunde, meetkunde en, op advies van Barrow, wiskunde toe, wat toen een laaggeplaatst onderwerp was dat door geleerden in de eerste plaats als een hobby werd beschouwd en door het publiek met grote scepsis werd bekeken.

Newton was net afgestudeerd toen de pest de universiteit sloot, hij ging naar huis en zag de appel van de boom vallen.

Waarom valt de appel? Waarom niet aan de zijkant? Of hoger? Welke kracht regelt de val van de appel? Vandaag zijn de vragen banaal omdat we dankzij Newton het antwoord weten. We weten dat de appel direct valt door de zwaartekracht, maar we weten nog steeds niet echt wat zwaartekracht is, behalve dat het onzichtbaar is en de bewegingen van alle lichamen in de macrokosmos en microkosmos beïnvloedt. Zwaartekracht houdt de planeten op hun plaats. Het getouwtrek tussen de zon en de aarde houdt de maan in haar baan: de zon verhindert dat ze de aarde binnendringt en de aarde verhindert dat ze recht de ruimte in gaat. Dezelfde wetten gelden in de microkosmos. Zout, opgebouwd uit grote moleculen, heeft een aantrekkingskracht op vloeistoffen, dus het eten van zout maakt ons dorstig.

Newton legde niet alleen de mysteries van de zwaartekracht uit. Hij liet ook zien hoe je het moet berekenen. De aantrekkingskracht van een lichaam hangt af van de afstand en massa. Hoe groter de massa, hoe groter de zwaartekracht. Hoe groter de afstand, hoe zwakker de aantrekkingskracht. Wiskundig gezien is de aantrekkingskracht omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand.

verwijderd voor reclame

Het idee van een in de verte onzichtbare kracht die op materie inwerkt, was gedurfd, aangezien de jonge Newton de gevaren inzag en ernaar streefde zijn observaties bekend te maken. Hij had al en zou de rest van zijn leven een bijna neurotische behoefte aan controle hebben die hem tegenhield. Er was altijd wel een detail dat nader getest moest worden, een berekening die opnieuw gemaakt moest worden.

Newton had het bij sommige berekeningen ook fout, besefte hij, en natuurlijk had hij gelijk dat hij het bij het verkeerde eind had. De reden was dat hij uitging van het destijds algemene – maar onjuiste – idee van de diameter van de aarde.

De dubbelzinnigheid zorgde ervoor dat Newton zijn aantekeningen op een plek bewaarde waar ze twintig jaar bleven.

licht en kleuren

In plaats daarvan wijdde hij zich aan optica en intensieve correspondentie met andere wetenschappers. De brieven gingen deels over verschijnselen van licht en kleur, een destijds in mysterie gehuld gebied, en deels over praktische vragen over het aantal lenzen en het polijsten van verrekijkers en telescopen.

De Cambridge-pest verdween en Newton keerde terug naar de universiteit. Sommigen wisten weinig van Newtons werk bij Woolsthorpe. Niemand besefte de omvang van wat de 24-jarige student had gedaan.

In 1667 nam Isaac Barrow ontslag als hoogleraar wiskunde, waardoor zijn opvolger de favoriet van Newton werd. Hij hield echter niet zo van zijn nieuwe baan. Lesgeven was een zware taak die hij beschermde, hij had al genoeg arrogantie om neer te kijken op trage studenten en het verouderde onderwijssysteem.

Verachtelijk, nors en arrogant

Newton's uitstekende diploma gaf hem echter de gelegenheid om andere vooraanstaande wetenschappers te ontmoeten die geïnteresseerd zijn in licht en de eigenschappen ervan. De meesten van hen zouden vroeg of laat veracht worden door Newton, die in de meeste van hen echt of ingebeeld onrecht zag. De rij vijanden werd steeds langer en in veel gevallen steeds absurder.

Newton vervulde zijn onderwijstaak respectvol en verre van de energie die hij besteedde aan zijn eigen verkenning van licht. Hij begreep dat de telescopen van die tijd het beeld vervormden en wazige contouren gaven omdat verschillende kleuren licht anders werden gebroken in de glazen lens, en daarom bouwde hij een telescoop met metalen spiegels die het licht zonder vervorming opvangen. .

In 1672 stuurde hij een tekening van zijn spiegeltelescoop naar de nieuw opgerichte Royal Society of Science in Londen, die zo onder de indruk was dat ze Newton onmiddellijk verkozen tot de illustere vereniging.

In verband hiermee publiceerde de Academie ook Newton's Theory of Light, waarin hij stelde dat kleuren licht zijn en licht kleur. Zijn luchtige leringen werden door velen verworpen, waaronder de president van de Royal Society, professor Robert Hooke, waarmee een bittere levenslange rivaliteit begon.

Niemand wist van Newtons jeugdige werk over zwaartekracht en de bewegingswetten van lichamen, en het was een ander incident tijdens een gesprek met de astronoom Edmund Halley in 1784, toen de twee heren fundamentele fysieke waarnemingen bespraken, dat Newton zijn werk noemde tijdens de pest jaren. Halley herkende onmiddellijk het belang van Newtons zwaartekrachtberekeningen en overtuigde hem ervan het oude werk te publiceren.

Aanvankelijk kon Newton zijn aantekeningen niet vinden. Dus moest hij het allemaal nog een keer doornemen en het materiaal samenvoegen tot een theorie, compleet met onweerlegbaar wiskundig bewijs. Het werk sleepte zich voort en Halley, die financiering van de Royal Society aanvroeg voor publicatie, werd afgewezen. Halley besloot toen zelf de kosten te dragen.

De afwijzing van de Royal Society voedde Newtons minachting voor Hooke tot het punt dat toen hij vele jaren later werd voorgesteld om Newton op te volgen als president van de Academie van Wetenschappen, hij weigerde de prestigieuze post te aanvaarden terwijl Hooke nog leefde.

Een nieuwe kijk op de wereldBegin

Maar het was waarschijnlijk niet alleen pathologisch wantrouwen en snobisme. Het einde van de 17e eeuw was een tijd waarin het contrast tussen oud en nieuw scherp was. Nog maar een paar generaties geleden was het duidelijk dat de aarde plat is en dat de zon om de aarde draait. Nu hadden Copernicus, Galileo, Kepler en andere wetenschappers het oude wereldbeeld overboord gegooid. Onzekerheid en wantrouwen verspreidden zich onder geleerden. Er waren veel jonge hanen met zeer revolutionaire ideeën. Velen riepen op tot orde in de gelederen. De arrogante Newton koos echter nooit de kant van iemand.

Op 5 juli 1687 arriveerde Newton.Wiskundige principes van de natuurfilosofieeindelijk uit Het boek is verdeeld in drie delen en geschreven in het Latijn. In het eerste deel legt Newton de basis voor het deel van de natuurkunde dat bekend staat als mechanica, waarin hij uitlegt waarom lichamen bewegen alsof ze zich in een vacuüm bevinden. In het tweede deel beschrijft hij de beweging van lichamen in omgevingen die weerstand bieden, zoals water of lucht. In het derde deel behandelt Newton de bewegingen van planeten en manen. Hij legt verder uit dat de getijden afhankelijk zijn van de aantrekkingskracht van respectievelijk de maan en de zon, en laat zien hoe de massa van de zon en andere planeten kan worden berekend uit de massa van de aarde. De wiskundige berekeningen van Newton zijn zo nauwkeurig dat het tweehonderd jaar duurde voordat iemand kleine aanpassingen kon maken.

wereld beroemd

BeginTegelijkertijd maakte het Newton beroemd en geëerd. Er waren talloze lofzangen: "...de meest perfecte verhandeling over mechanica die je je kunt voorstellen", schreef een Frans tijdschrift. Newton is "de grootste wiskundige van onze tijd", beweerde een Duitse wetenschappelijke publicatie.

Het waren vooral de onafhankelijke wetenschapsacademies die dit beseftenBeginambitieus. Veel universiteiten weigerden of konden dit niet. Zelfs aan Newtons eigen universiteit in Cambridge duurde het vijftig jaar voordat zijn correcte fysica de voorheen onjuiste op Descartes gebaseerde fysica van het midden van de 17e eeuw verving. Newton verklaarde zelf bitter: "Ik realiseer me dat men moet afzien van het ontdekken van iets nieuws of het worden van een slaaf van zijn verdediging."

NaBeginNewton verloor interesse in wetenschap. Hij schreef en dacht uitgebreid na over bijbelse profetieën, weigerde openbare en sociale behandeling en stapelde denkbeeldige grieven op in zijn eenzaamheid.

twee jaar laterBegin, 1689, werd gekozen in het parlement, waar hij een jaar bleef. Het was tijdens deze periode dat Newton de grote filosoof John Locke ontmoette, die aanvankelijk grote invloed op hem had, maar later werd ontslagen met ongegronde beschuldigingen van het verspreiden van valse geruchten.

In 1696 kondigde de wiskundige Johann Bernoulli een wedstrijd aan waaraan Newton mee wilde doen. Bernoulli gaf de deelnemers zes maanden de tijd om een ​​moeilijk wiskundig probleem op te lossen. Newton deed dit in één nacht nadenken en publiceerde het juiste antwoord anoniem in een dagboek.

Bernoulli liet zich echter niet voor de gek houden. 'Ik herken de leeuw in de klauw', zei hij toen hij Newtons elegante oplossingen zag. In hetzelfde jaar slaagde Newton er na verschillende mislukte pogingen in een hoge positie in het staatsbestuur te bemachtigen. Met de steun van politicus Charles Montague werd Newton benoemd tot hoofdinspecteur van de Munt. Drie jaar later, ook met aanmoediging van Montague, NewtonMeester van munten, goedbetaalde directeur van het bureau.

Ook op dit gebied bleek Newton een leraar die zijn beloning waardig was. In versneld tempo transformeerde hij de rigide bureaucratie van de munt tot een naar de maatstaven van die tijd efficiënte en moderne autoriteit. Ook besteedde Newton veel energie aan het opsporen en berechten van vervalsers. Valsemunterij was zo wijdverbreid dat het hele Britse monetaire systeem met instorten werd bedreigd. Maar met de verbeterde metaallegeringen en stempeltechnieken van Newton werden de zaken moeilijker en moest hij met pensioen.

Waarom de machtige Montague de afstandelijke Newton steunde, is onduidelijk, en speculatie was wijdverbreid. Zoals altijd hoorde Voltaire het slechte nieuws toen hij schreef: "In mijn jeugd geloofde ik dat Newton zijn fortuin op eigen kracht verdiende. Ik ging ervan uit dat de rechtbank en de City of London hem zouden benoemenMeester van muntenmet applaus. Geen van hen. Isaac Newton heeft een heel charmant nichtje, Madame Conduitt, die minister Montague heeft overtuigd. Beweging en zwaartekracht zouden nutteloos zijn zonder een mooi nichtje."

Uiteindelijk, toen Robert Hooke stierf in 1703, nam Newton de rol van president van de Royal Society op zich. Door discussies in het bedrijf keerde hij voor een tijdje terug naar de wetenschap.

meneer voor uw werk

Het volgende meesterwerk volgde in 1704. Het boekOptica: of verhandeling over reflecties, brekingen, diffracties en kleuren van lichtVerwaterde roem en eer van onder andere Newton, hij kreeg een adellijke titel. Sir Isaac Newton was de eerste wetenschapper die voor zijn werk werd geridderd. Zelfs optica-scripties waren grotendeels gebaseerd op Newtons jeugdige werk bij Woolsthorpe, en ondanks zijn onmiskenbare prestaties, ondanks zijn genialiteit en lofbetuigingen, was zijn hernieuwde interesse in wetenschap slechts tijdelijk. Lange tijd was al zijn tijd bezig met werk bij de Munt, dat hij tot aan zijn dood bekleedde, en met zijn tirannieke voorzitterschap van de Royal Society.

Aan de ene kant verdiepte Newton zich in raadselachtige alchemistische experimenten en interpretaties van de Bijbel. Voor Newton bestond er geen tegenstelling tussen wetenschap, mystiek en religie. De natuurwetten die hij openbaarde, bevestigden alleen maar de grootheid van God, meende hij.

stierf alleen

De weinige vrienden, bijna uitsluitend collega's, werden zijn vijanden of verdwenen geleidelijk naarmate Newton zelf ouder werd. Andere bekende vrouwen dan zijn nichtje Madame Conduitt lijken tijdens het leven van Newton nooit te hebben bestaan. In zijn latere jaren leefde hij als een zeer eenzame man.

In de vroege ochtend van 20 maart 1727 stierf Isaac Newton op 85-jarige leeftijd. Zijn begrafenis was een grootse officiële ceremonie, waarbij hij werd begraven in Westminster Abbey in Londen.

Kort voor zijn dood schreef Newton een soort menselijk en wetenschappelijk testament, en hij schreef het met zo'n nederigheid dat weinigen hem zouden hebben herkend als hij het niet had ondertekend.

Gepubliceerd in Popular History 5/2001