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| Isaac Newton |
Isaac Newton (
Woolsthorpe,
Lincolnshire; 25 de diciembre de 1642
jul./
4 de enero de 1643greg.-
Kensington,
Londres; 20 de marzo
jul./
31 de marzo de 1727greg.) fue un
físico,
filósofo,
teólogo,
inventor,
alquimista y
matemático inglés. Es autor de los
Philosophiæ naturalis principia mathematica, más conocidos como los
Principia, donde describe 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
Gottfried 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
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 en Inglaterra el 4 de enero de 1643. Entonces, el calendario
usado era el juliano y correspondía al 25 de diciembre de 1642, día de
la Navidad.
4 El parto fue prematuro aparentemente y nació tan pequeño que nadie pensó que lograría vivir mucho tiempo.
5
Su vida corrió peligro por lo menos durante una semana. Fue bautizado
el 1 de enero de 1643, 12 de enero en el calendario gregoriano.
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La casa donde nació y vivió hasta 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
encuentran la cocina y el vestíbulo, y la sala se halla en la unión de
los dos trazos.
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Su entrada es descentrada y se ubica entre el vestíbulo y la sala, y se
orienta hacia las escaleras que conducen a los dos dormitorios del piso
superior.
Sus padres fueron Isaac Newton y Hannah Ayscough, dos campesinos puritanos.
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No llegó a conocer a su padre, pues había muerto en octubre de 1642.
Cuando su madre volvió a casarse con Barnabás Smith, este no tenía
intención de cargar con un niño ajeno 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 pérdida
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.
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Escribió una lista de sus pecados e incluyó uno en 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.
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Cuando Barnabás Smith falleció, su madre regresó al hogar familiar
acompañada por dos hijos de este matrimonio, sus hermanastros, pero la
unión familiar duró 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 Sr. Stokes, que tenía buen prestigio como educador.
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En 1659 compró un cuaderno, libro de bolsillo llamado en ese
entonces, en cuya primera página escribió en latín "Martij 19, 1659" (19
de marzo de 1659). Representaba el período entre 1659 y 1660, que
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
Píndaro con la firma de Newton y fechada en 1659. En la colección Babson aparece una copia de las
Metamorfosis de
Ovidio fechadas ese mismo año.
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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, y posteriormente le permitieron entrar
en contacto con los científicos europeos. La aritmética básica
difícilmente hubiese compensado un nivel deficiente de latín.
13 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 a la Teología.
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En su estadía en Grantham se hospedó en la casa de Sr. 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 Sr. 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.
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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.
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Además estas anécdotas demostraron que Newton aparentemente prefería
la compañía femenina. Para su amiga Catherine Storer, varios años más
joven que él, construyó muebles de muñecas utilizando herramientas con
mucha habilidad. Además en el terreno de las suposiciones pudo haber un
romance entre los dos jóvenes cuando fueron mayores. Según los registros
conocidos, pudo haber sido la primera y posiblemente la única y última
experiencia romántica con una mujer en su vida. Tiempo después la
señorita Storer se casó con un hombre apellidado Vincent y recordaba a
Newton como un joven silencioso y pensativo.
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Tuvo un incidente con un compañero que posiblemente fuese Arthur
Storer. Este le dio una patada en el estómago, supuestamente como
represalia a alguna broma pesada 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 azuzó 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 agarró de las orejas y golpeó su cara contra uno de
los lados de la iglesia.
17
Además de ganarle en la pelea, Newton 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.
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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. Llenó 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 logró reproducir un molino
de viento construido en esa época al norte de Grantham. El modelo
replicado por Newton mejoró al original y funcionó cuando lo colocó
sobre el tejado. Su modelo estaba equipado con una noria impulsada por
un ratón al que espoleaba. Newton llamaba al ratón el molinero.
19
Otras construcciones de Newton fueron un carro de cuatro ruedas
impulsado por una manivela que él 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 una 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.
20 Muchos de los aparatos que fabricó los sacó del libro
The Mysteries of Nature and Art, de
John Bate,
del cual tomó nota en otro cuaderno, en Grantham, que adquirió por el
precio de 2,5 peniques en 1659. Allí tomó notas de ese libro sobre la
técnica del dibujo, la captura de pájaros y la fabricación de tintas de
diferentes colores, entre otros temas. El molino de viento también está
incluido en este libro.
21
Estudiaba las propiedades de las 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 él. 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 enseñó
las marcas que medían 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.
21
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. Llenó 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 clavó puntas para señalar las horas, las
medias, e incluso los cuartos, y ató a éstas cuerdas con ruedas para
medir las sombras en los días siguientes.
21
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, la
Astronomiae Pars Optica de
Kepler, la
Opera mathematica de
Viète, editadas por
Frans 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.
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En 1663 conoció a
Isaac Barrow, quien le dio clases (habiendo sido designado el 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.
 |
| Réplica de un telescopio construido por Newton. |
En esta época la
geometría
y la óptica ya tenían un papel esencial en la vida de Newton. Fue en
este momento 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 gran interés entre los miembros de la Sociedad, aunque también las críticas de algunos, principalmente
Robert Hooke.
Este fue el comienzo de una de las muchas disputas que tuvo en su
carrera científica. Se considera que Newton mostró agresividad ante sus
contrincantes, que fueron principalmente (pero no únicamente)
Hooke,
Leibniz y, en lo religioso, la
Iglesia católica.
Como presidente de la Royal Society, fue descrito como un dictador
cruel, vengativo y buscapleitos. 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,
Philosophiae naturalis principia mathematica.
En 1693 sufrió una gran crisis psíquica, 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 sufría
envenenamiento por mercurio al hacer sus experimentos
alquímicos, lo que explicaría su enfermedad y los cambios en su conducta.
23 Después de escribir los
Principia abandonó
Cambridge
y se mudó 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 a 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 y 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 al robo de sus
ideas. En 1667 reanudó sus estudios en la
Universidad de 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, y se sintió cada vez más interesado 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 (1635-1703) 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 Hooke.
24 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
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, y es además un
anagrama del nombre latinizado de Isaac Newton,
Isaacus Neuutonus -
Ieova Sanctus Unus.
En el jardín tras su habitación construyó un cobertizo a modo de
laboratorio, donde de continuo el fuego estaba encendido, y allí hacía
experiencias en ese terreno.
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.
En
1680 empezó su más extenso escrito alquímico,
Index Chemicus (100 pp.), el cual sobresale por su gran organización y sistematización, que concluyó a finales de siglo.
25 Además, en 1692 escribió dos ensayos, de los que sobresale
De Natura Acidorum, en donde discutía 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 sobre
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
1 400 000 tuvieron que ver con
teología.
26
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
arrianista27 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 de ser la bestia del
Apocalipsis. Por estos motivos se entiende por qué eligió firmar sus más secretos manuscritos alquímicos como
Jehová Sanctus Unus. 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, 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
dónde 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). Sus restos fueron ubicados en la
abadía de Westminster junto a otros hombres de
Inglaterra.
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| Estatua de Newton en el Trinity College. |
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.
Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton
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