Isaac Newton

Matemático. Físico. Astrónomo. Ley del movimiento, de gravitacion universal. Óptica. Biografía. Teoría corpuscular. Análisis espectral. Telescopio de reflexión

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ISAAC NEWTON es el más grande de los astrónomos ingleses; se destacó también como gran físico y matemático. Fue en realidad un genio al cual debemos el descubrimiento de la ley de gravitación universal, que es una de las piedras angulares de la ciencia moderna. Fue uno de los inventores del cálculo diferencial e integral. Estableció las leyes de la mecánica clásica, y partiendo de la ley de gravitación universal dedujo las leyes de Kepler en forma más general. Logró construir el primer telescopio de reflexión. También son importantes sus contribuciones al estudio de la luz. Sus obras más importantes publicadas son la Óptica, en la que explica sus teorías sobre la luz, y la obra monumental Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, comúnmente conocida como Principia, en la cual expone los fundamentos matemáticos del universo. 'Isaac Newton'

'Isaac Newton'

Desde el momento de su nacimiento prematuro (con sólo un kilogramo de peso, se dijo que era lo bastante pequeño como para caber en una jarra de un litro), la vida de Newton estuvo presidida por la agitación. Su padre, que era granjero, había muerto de neumonía unos meses antes, y su madre luchó por sacar adelante la granja de la familia en Woolsthorpe, una aldea a unos 150 kilómetros al norte de Londres. Eran tiempos difíciles en el país. Una sangrienta guerra civil que trastornaría Inglaterra durante seis años había empezado en 1642 en Nottingham, no lejos de Woolsthorpe. Los ejércitos contendientes del rebelde parlamentario Oliver Cromwell y los realistas de Carlos I avanzaban y se retiraban regularmente por entre los pequeños pueblos.

Cuando Isaac tenía tres años su madre volvió a casarse, dejando a su hijo al cuidado de sus abuelos. Su primera educación la recibió en las escuelas de los pueblos cercanos. A los doce años fue inscrito en la escuela primaria de Grantham, una ciudad a diez kilómetros de su hogar. Allá estudió latín -el idioma de la gente instruida en Europa- y la Biblia, pero tuvo poco contacto con las matemáticas o las ciencias. El joven Newton vivía en la casa de un tal William Clarke, el farmacéutico de la ciudad, que tenía una de las mejores bibliotecas del lugar y una hermosa hijastra, con la que más tarde Newton tuvo un romance adolescente, el primero y último de su vida. Se llevaba mal con los demás muchachos de la escuela, que al parecer lo encontraban extraño y demasiado listo.

La rápida mente que alienaba a los compañeros de clase de Newton halló muchas salidas durante sus años en Grantham. Años más tarde, los residentes de la ciudad recordarían los inventos mecánicos que realizaba mientras los demás muchachos se dedicaban a jugar. Newton construyó un pequeño molino de viento de madera. Hizo un carrito que podía propulsar haciendo girar un torno mientras se sentaba en él. Incluso diseñó una linterna plegable de papel que utilizaba para iluminar su camino a la escuela las mañanas oscuras. Cautivado por el principio de los relojes de sol, aprendió a calcular no sólo la hora sino también el día del mes, y a predecir acontecimientos como los solsticios y los equinoccios. Incluso el viento lo fascinaba. Un día, cuando Newton tenía dieciséis años, se alzó una gran tormenta. Mientras la gente prudente buscaba refugio del viento, el joven realizó lo que más tarde recordaría como su primer experimento científico. Primero saltó con el viento, luego contra él. Comparando las distancias de los dos saltos, fue capaz de estimar la fuerza del ventarrón.

Poco después, Newton fue llamado de la escuela para ocuparse de la granja de la familia. Un viejo sirviente de confianza recibió la tarea de enseñarle todas las habilidades necesarias, pero Newton nunca puso su corazón en el trabajo. Construía un molino de agua en el arroyo -completo con presas y compuertas- mientras sus ovejas sin vigilar invadían los campos de maíz del vecino. Los días de mercado sobornaba a un sirviente para que se ocupara de las compras y las ventas a fin de poder pasar el tiempo trasteando con nuevos artilugios o leyendo. Su curiosidad, virtualmente ilimitada en asuntos de ciencias e invenciones, tenía evidentemente un límite: no se extendía hasta la agricultura.

Después de sólo nueve meses, la familia decidió que tal vez aquel curioso manipulador estuviera mejor en la escuela. El maestro de Grantham, que insistía en que los talentos de Newton se estaban desperdiciando en la granja, se ofreció a alejarlo en su propia casa. Así, en otoño de 1660, Newton regresó a Grantham a fin de prepararse para la universidad. En junio del año siguiente estaba listo para ir a Cambridge. Deseaba ya convertirse en profesor.

Newton se pagó su estancia en Cambridge realizando trabajos serviles para los estudiantes más ricos. También puede que sacara algunos beneficios prestando la pequeña cantidad que recibía de su madre. Ninguna de estas actividades le reportó muchos amigos. Como en Grantham, era incapaz de ocultar su inteligencia; más aún, había adoptado una actitud puritana muy poco común en aquellos tiempos, en los que la mayoría de los académicos habían descubierto las delicias de los cafés y las cervecerías. No satisfecho con abstenerse de estos placeres, Newton inició incluso una lista codificada de sus propios pecados, que incluían ofensas tales como «tener pensamientos y palabras y acciones y sueños sucios».

En Cambridge, Newton llenó su soledad con el estudio de una amplia variedad de temas, que iban desde la astrología hasta la historia. Al final de su etapa de no graduado en 1664, había descubierto también las matemáticas y la filosofía natural, un campo que abarcaba los temas hoy conocidos como ciencias físicas.

Newton se estaba preparando para empezar el trabajo de posgraduado cuando su vida dio otro brusco giro. Inglaterra fue golpeada por la peste bubónica, que se llevó consigo miles de vidas, sobre todo en ciudades como Londres y Cambridge, cuyos sucios y atestados arrabales proporcionaban un caldo de cultivo ideal para la enfermedad transmitida por las ratas. La universidad cerró temporalmente mientras sus estudiantes huían a regiones rurales menos afectadas. Newton regresó a Woolsthorpe, visitando Cambridge de tanto en tanto para usar su biblioteca. Tranquilo al calor de Lincolnshire, puso a trabajar su poderoso intelecto en una amplia gama de problemas científicos y matemáticos, sentando las bases a toda una vida de logros. Construyó la primera versión funcional de un nuevo instrumento astronómico, el telescopio de reflexión, que usaba un espejo curvo en vez de lentes para enfocar la luz. Desarrolló una nueva y poderosa rama de las matemáticas llamada cálculo. Y efectuó el trabajo fundamental de su teoría de la gravitación.

El relato popular del origen de esa teoría -que Newton la concibió en el verano de 1666 tras ver caer una manzana de un árbol- es imposible de confirmar, pero la tradición ha señalado un árbol de la granja familiar como aquel del que cayó la manzana. Cuando el árbol murió en 1820, fue cortado a trozos, que fueron cuidadosamente conservados. En cualquier caso, algo durante este período dirigió los pensamientos de Newton hacia la idea de la ley universal de la gravitación.

Su gran tratado Principios Matemáticos de Filosofía Natural, publicado en 1687 presenta los estudios de Newton durante más de veinte años en relación a la mecánica terrestre y celeste. Allí enuncia la ley de gravitación: dos cuerpos se atraen con una fuerza proporcional a sus masas e inversamente proporciona] al cuadrado de la distancia que las separa. Además presenta en su gran libro los tres principios de la mecánica: 'Isaac Newton'

1. Todo cuerpo permanece en reposo o continúa su movimiento en línea recta con velocidad constante si no está sometido a una fuerza exterior.
2. El cambio de movimiento de un cuerpo es proporcional a la fuerza exterior, inversamente proporcional a la masa del cuerpo, y tiene lugar en la dirección de la fuerza.
3. A toda acción se opone una reacción, igual y de sentido contrario.

Las leyes de Kepler del movimiento planetario se refieren al conjunto, son integrales. La ley de Newton de la gravitación universal, por el contrario es diferencial, permite deducir el estado que tendrá un sistema a partir del que tenía un instante anterior; por definición satisface la causalidad. Antes de Newton no había ningún sistema de causalidad física. Con Newton el peso de un cuerpo sobre la superficie terrestre se identifica con la fuerza de atracción entre los dos astros, el movimiento de los proyectiles con el curso de los satélites; las mareas se explican por la atracción luni-solar; se calculan las perturbaciones entre los planetas; se calculan las órbitas de los cometas; se predice el achatamiento del globo terrestre; se explica la precesión de los equinoccios por la atracción del Sol sobre el abultamiento ecuatorial terrestre. Después de Newton los grandes matemáticos pudieron extender los 'Isaac Newton'
dominios de la razón a todos los rincones del sistema solar. La importancia filosófica de la obra de Newton es extraordinaria; la forma en que el ser humano enfrentó la naturaleza el siglo XVIII y XIX es una consecuencia de los descubrimientos del gran sabio inglés.

Newton en su camino a la cima intelectual que representa los Principia inventó el cálculo de fluxiones (nuestro moderno cálculo diferencial e integral) que hubiese sido por sí solo mérito suficiente para situarlo entre los grandes intelectuales de la humanidad. Gracias a su rigor analítico extraordinario y a su nueva y poderosa arma matemática, Newton logró resultados donde muchos intelectuales de su época caminaban en las tinieblas.

Los méritos de Newton no se reducen al campo de la mecánica y las matemáticas; también la óptica supo de su talento. Descubrió que la luz blanca puede ser descompuesta en todos los colores del arco iris al hacerla pasar por un prisma, iniciando con ello el análisis espectral, base de la astrofísica contemporánea. Además Newton construyó un telescopio reflector. Sus estudios sobre la luz lo llevaron a publicar en 1704 su Tratado sobre óptica, donde además detalla su teoría corpuscular para la naturaleza de la luz. Los últimos años de su vida el destino a profundas meditaciones teológicas, alejado casi totalmente de aquellos quehaceres intelectuales para los cuales no tuvo rival.