Izvor: Objava, 02.Apr.2020, 12:11   (ažurirano 02.Apr.2020.)

СЕР ИСАК ЊУТН

Енглески математичар, физичар, астроном и филозоф Исак Њутн рођен је у индустријском граду Вулсторп, у грофовији Линколн, 4. јануара 1643. године. Његова мајка није очекивала да ће дуго живети, будући да се родио прерано; на рођењу је био толико мали да је могао да стане у чинију. Њутнов отац, који је био слободни сељак, такође по имену Исак, умро је три месеца пре његовог рођења, а када је Њутн напунио две године, његова мајка, Хана Ајскох, поново се удала - и то за Барнабаса Смита, богатог свештеника из Северног Витама.

За младог Њутна у тој породици није било места, па је поверен бризи своје баке, Марџори Ајскох. То напуштање, као и трагедија што никада није упознао оца, морило је Њутна целога живота. Презирао је свог очуха; претио је њему и својој мајци да ће их спалити, са све кућом.

Њутново детињство било је испуњено оштрим и осветољубивим нападима, не само против умишљених непријатеља већ и пријатеља и породице. Такође се одликовао радозналошћу која ће дефинисати сва његова животна достигнућа, и веома се занимао за механичке моделе и архитектонске цртеже. Њутн је безбројне сате провео правећи часовнике, змајеве, сунчанике и минијатурне млинове (које су покретали мишеви) као и цртајући сложене скице животиња и бродова. Са пет година пошао је у школе у Скилингтону и Стоку, али важио је за једног од најгорих ученика, а учитељи су га често карактерисали као "непажљивог" и "беспосленог". Унаточ радозналости и исказаној страсти за учењем, није био у стању да се посвети школи.

Када је Њутн напунио десет година, Барнабас Смит је преминуо а Хана наследила знатну суму новца. Исак и његова баба почели су да живе са Ханом, полубратом и две полусестре. Пошто није имао успеха у школи, Хана је одлучила да би Исаку боље било да руководи фармом и имањем, па га је исписала из бесплатне основне школе у Грентему. На њену несрећу, Њутн је показао још мање вештине и интересовања за управљањем породичним имањем но у школи. Ханин брат, Вилијем, који је био свештено лице, одлучио је како би за породицу најбоље било да се Исак врати у школу и заврши образовање.

Овај пут, Њутн је живео са старешином бесплатне основне школе, Џоном Стоксом, и окренуо нови лист у свом образовању. Сада је Њутн, показујући интелектуалну спремност и радозналост, почео да се припрема за даље школовање на универзитету. Одлучио је да похађа Тринити колеџ, Алма матер његовог ујака Вилијема на Универзитету у Кембриџу.

Њутн је на Тринитију постао стипендиста и добијао накнаду, која му се одбијала од трошкова образовања, за обављање различитих послова као што је служење за столовима и чишћење соба наставног особља. Али већ 1664. године постао је изабрани учењак, што му је обезбеђивало финансијску подршку и ослободило га простих послова. Када се универзитет 1665. године затворио због епидемије куге која је харала у Лондону и околини, Њутн се повукао у Линколншир. За осамнаест месеци које је провео код куће током трајања куге посветио се механици и математици, и почео да се усредсређује на оптику и гравитацију. Та "аnnus mirаbilis" (чудесна година), како ју је Њутн назвао, била је један од најпродуктивнијих и најплоднијих периода његовог живота. Такође се отприлике у то време десило да је, видевши јабуку како пада са дрвета, Њутн добио идеју за теорију о универзалном привлачењу. Тада је обавио своје експерименте са клатном. "Био сам у правом добу за изуме", касније се Њутн присећао, "и мислио на математику и филозофију више но икада потом."

Када се вратио у Кембриџ, Њутн је изучавао филозофију Аристотела и Декарта, као и науку Томаса Хобса и Роберта Бојла. Такође је био обузет Коперниковом механиком и Галилејевом астрономијом, као и Кеплеровом оптиком. Године 1666. Њутн је почео у својој соби на Тринитију да изводи опите са природом светлости, који су му открили да се бела светлост састоји од мешавине обојених зрака.

Догађај на универзитету који је имао великог утицаја на Њутнову будућност - био је долазак Исака Бароуа, који је примљен за професора математике. Бароу је препознао Њутнов изванредан математички дар и када се 1669. повукао како би се бавио теологијом, препоручио је двадесет шест година старог Њутна да га замени.

Прве студије Њутна као професора биле су посвећене оптици. Намерио се да докаже како се бела светлост састоји од мешавине различитих типова светлости, при чему сваки даје другу боју спектра када се преломи кроз призму. Његов низ сложених и прецизних експеримената којима је тежио да докаже како се светлост састоји од сићушних честица навукао му је на главу бес научника какав је био Хук, који су сматрали да светлост путује у таласима. Хук је изазвао Њутна да пружи доказ својих ексцентричних оптичких теорија. Њутнов одговор био је незрео. Повукао се, намерачио да понижава Хука кад год би му се указала прилика и одбио да објави своју књигу, "Оптика", све до Хукове смрти, 1703.

Убрзо након што је постао професор, Њутн је добрано зашао у изучавање чисте математике, али свој рад поделио је са веома малим бројем колега. Већ 1666. открио је опште методе решавања проблема закривљења - што је он звао "теоријама флуксиона и инверзивних флуксиона." То откриће отпочело је драматични сукоб са поштоваоцима немачког филозофа, теолога, математичара, физичара, историчара, правника и дипломате Готфрида Вилхелма Лајбница, који ће више но деценију касније објавити своја открића о диференцијалима и интегралима. Обојица су самостално дошла до отприлике истих математичких принципа, али Лајбниц је свој рад објавио пре Њутна. Њутнови поштоваоци тврдили су да је Лајбниц видео његове хартије пре више година, па се бесмислена жучна расправа повела између два табора, позната као "Расправа о првом рачуну", и окончала се тек након Лајбницове смрти 1716. године. Њутнови оштри напади, који су се често расплињавали и бавили се виђењима Бога и васељене, као и оптужбе за плагијаторство, довеле су до тога да је Лајбниц живот завршио у сиромаштву и срамоти.

Њутнова агресивност према Лајбницу имала је и по њега физичких и психичких последица. Ускоро је постао умешан у још једну битку, овај пут због своје теорије боје, а 1678. претрпео је тежак нервни слом. Следеће године преминула је његова мајка, Хана, а Њутн је почео да се удаљава од других. У тајности почео је да се бави алхемијом, што се већ у његово време сматрало узалудним. Та епизода у његовом животу узрок је стида многих што су га поштовали. Тек дуго након што је Њутн умро, постало је очигледно да је његово занимање за хемијске опите било у вези са доцнијим истраживањима у вези са небеском механиком и гравитацијом.

Њутн је већ 1666. почео да ствара теорије о кретању, али није био у стању да адекватно објасни механику кружног кретања. Педесетак година пре тога, немачки астроном Кеплер дао је три закона планетарног кретања, који тачно описују како се планете крећу у односу на Сунце, али није могао да објасни зашто се тако крећу. Најближе што је Кеплеру пошло за руком да појми силе које ту делују било је да каже да су Сунце и планете "магнетски" повезане.

Њутн се дао на откривање узрока планетарних елиптичких орбита. Применивши свој закон центрифугалне силе на Кеплеров трећи закон планетарног кретања (закон хармоније) дедуктовао је закон обрнутог квадрата, у коме се каже да је сила гравитације између нека два тела обрнуто пропорционална квадрату раздаљина између њихових центара. Њутн је, стога, почео да схвата како је гравитација универзална - да једна те иста сила узрокује да јабука падне на тле и да Месец кружи око Земље. Онда је почео да проверава тај однос поредивши га са познатим подацима. Прихватио је Галилеову процену да је Месец шездесет земаљских радијуса од Земље, али нетачност његове процене Земљиног дијаметра учинила је немогућим да заврши тај тест. Иронично, али управо је дописивање са његовим старим противником, Хуком, године 1679. поново побудило његово занимање за тај проблем. Овај пут окренуо се Кеплеровом другом закону који је доказао захваљујући центрипеталној сили. Хук је такође покушавао да објасни планетарне орбите, и нека од његових писама у вези са тиме била су Њутну од користи.

На злогласном скупу 1684. тројица чланова Краљевског друштва - Роберт Хук, Едмунд Халеј и Кристофер Рен, познати архитект катедрале Светог Павла - упустили су се у жучну расправу о односу обрнутог корена, који влада у кретањима планета. Почетком седамдесетих година седамнаестог века по лондонским интелектуалним центрима причало се да гравитација у свим правцима зрачи из Сунца и опада у сразмери обрнуто пропорционалној квадрату раздаљине, па тако све више слаби преко површине сфере како се та сфера шири. Састанак из 1684. заправо је био почетак "Математичких принципа". Хук је обзнанио да је из Кеплеровог закона о елипсама извео доказ да је гравитација сила која зрачи из Сунца, али да га неће предочити Халеју и Рену све док не буде био спреман да га објави. Сав бесан, Халеј је отишао у Кембриџ, испричао Њутну за Хукову тврдњу и поставио следеће питање: "Каква би била форма планетарних орбита око Сунца ако их ка Сунцу привлачи сила која варира обрнуто сразмерно са квадратом раздаљине?" Њутнов одговор био је запрепашћујући. "Била би то елипса", сместа је одговорио, а онда Халеју испричао како је тај проблем решио пре четири године, али је у радној соби затурио доказ.

На Халејеву молбу, Њутн је три месеца провео поново изводећи и побољшавајући доказ. А онда је, у налету енергије која га је држала осамнаест месеци, током којих је био толико обузет својим радом да је неретко заборављао на храну, даље развио те идеје све док није испунио три тома. Њутн је одлучио да то дело назове "Математички принципи филозофије природе", у намерном контрасту са Декартовим "Принципима филозофије". Три књиге Њутнових "Математичких принципа" биле су везе између Кеплерових закона и телесног света. Халеј је са радошћу и запрепашћењем реаговао на Њутнова открића. Халеју се чинило да је професор успео тамо где нико други није и лично је финансирао објављивање тог масивног дела, будући да га је сматрао поклоном човечанству.

Док је Галилео показао да тела бивају "привучена" према средишту земље, Њутн је доказао да та иста сила, гравитација, утиче на орбите планета. Такође је био упознат са Галилеовим радом на кретању пројектила, и тврдио је да Месечева орбита око Земље поштује те исте принципе. Њутн је показао да гравитација објашњава и предвиђа кретање Месеца као и смену плиме на земљи. Књига 1 "Математичких принципа" садржи три Њутнова закона кретања. Закон инерције тврди да једно тело у мировању или равномерном праволинијском кретању са сталном брзином остаје у истом стању док се не судари с другом силом. Други закон каже да сила може да промени кретање тела и да је једнака производу његове масе и убрзања изазваног деловањем те силе - ово је од суштинске важности за разумевање динамике. Трећи Њутнов закон, познат као закон акције и реакције говори о томе да два тела приликом интеракције делују једно на друго подједнако великим, али супротно усмереним силама.

Књига друга почела је за Њутна помало као поговор првој; није била укључена у првобитни концепт дела. Она је у суштини трактат о механици флуида, и дала је Њутну простор да покаже своју математичку генијалност. Пред крај књиге, Њутн закључује да вортекси којима Декарт објашњава кретање планета не држе воду, јер се кретање може извести у слободном простору без вортекса. Како је то могуће Њутн је написао: "Може се разумети у првој књизи; а потпуније ћу се тиме бавити у следећој."

У књизи трећој, са поднасловом "Систем света", применом закона кретања из књиге прве на телесни свет, Њутн је закључио да "постоји сила гравитације, која делује на сва тела, пропорционална количини материја коју она садрже." Даље је показао да његов закон универзалне гравитације може да објасни кретања шест познатих планета, као и Месеца, комета, плима и еквиноксе. Закон каже да се сва материја међусобно привлачи силом директно пропорционалном производу њихових маса и обрнуто пропорционалном квадрату растојања између њих. Њутн је, једним комплетом закона, ујединио Земљу са свим што се види на небесима. У прва два "правила закључивања" из књиге треће, Њутн је написао:

"Природним појавама морамо придавати једино узроке који су истинити и довољни да их објасне. Стога, истим природним ефектима морамо, колико је могуће, приписати исте узроке."

Друго правило заправо сједињује небо и земљу. Аристотелијанац би тврдио како небеска и земаљска кретања нису исти природни ефекти, па да се стога Њутново друго правило не може применити. Њутн је другачије сагледавао ствари.

"Математички принципи" су по објављивању 1687. године побрали умерене похвале, али свега је пет стотина примерака првог издања штампано. Међутим, Њутнова коб, Роберт Хук, претио је да помрси Њутну рачуне. Након што се књига друга појавила, Хук је јавно тврдио да су писма која је написао 1679. године дала научне идеје за Њутнова открића. Његове тврдње, иако не без неке основе, биле су одвратне Њутну, који се заклео да ће одложити - па чак и дићи руке од објављивања књиге 3. Њутн је временом променио мишљење и објавио последњу књигу "Математичких принципа", али не пре но што је уз пуно труда из ње уклонио сваку помен Хуковог имена.

Њутнова мржња према Хуку оптерећивала га је годинама након тога. Године 1693. претрпео је још један нервни слом и повукао се из истраживања. Такође се повукао из Краљевског друштва све до Хукове смрти 1703. године када је изабран за његовог председника и поново био биран све до своје смрти године 1727. Такође је одложио и објављивање "Оптике", своје веома важне студије о светлости и боји, које ће постати његово најчитаније дело, све до Хукове смрти.

Године 1696. Њутн је постао управник ковнице новца, где је своје изучавање алхемије користио како би одредио методе за поновно успостављање интегритета енглеске валуте. Као председник Краљевског друштва у великој је мери допринео повећању његовог угледа, али и наставио са несмањеном одлучношћу да се бори са замишљеним непријатељима, а поготову са Лајбницом. Године 1705. краљица Ана произвела га је у витеза, и доживео је да види објављивање другог и трећег издања "Математичких принципа".

Исак Њутн умро је 31. марта 1727. у Лондону. Као што је и желео, није имао равног у науци. Човек који се никада није женио и никад није имао секс са женама (са мушкарцима јесте), био је страствен у свом послу. Песник Александер Поуп, Њутнов савременик, веома је елегантно описао дар човечанству тог великог научника:

"Природа и природни закони беху скривени у ноћи:
Бог рече: "Нека буде Њутн!" И све се у светлости откри."

Иако му је живот био обележен ситничавим расправама и великом ароганцијом, Исак Њутн је веома скромно говорио о својим достигнућима: "Не знам како се чиним свету, али себи изгледам као неки дечак који се игра на обали мора и повремено наиђе на глађи облутак или лепшу шкољку но што је то уобичајено, док се велики океан истине неоткривен пружа преда мном."

Јединица силе њутн добила је име по Исаку Њутну.