Ισαάκ Νεύτωνας

Life

Πρώιμη ζωή

Ο Ισαάκ Νεύτων γεννήθηκε (σύμφωνα με το Ιουλιανό ημερολόγιο, που ήταν σε χρήση στην Αγγλία εκείνη την εποχή) την ημέρα των Χριστουγέννων, 25 Δεκεμβρίου 1642 (4 Ιανουαρίου 1643), "μία ή δύο ώρες μετά τα μεσάνυχτα", στην έπαυλη Woolsthorpe στο Woolsthorpe-by-Colsterworth, ένα χωριουδάκι στην κομητεία Lincolnshire της Αγγλίας. Ο πατέρας του, που ονομαζόταν επίσης Ισαάκ Νεύτων, πέθανε τρεις μήνες πριν από τη γέννησή του. Όταν ο Νιούτον ήταν τριών ετών, η μητέρα του, Χάνα Έισκοφ, ξαναπαντρεύτηκε με τον αιδεσιμότατο Μπαρνάμπας Σμιθ. Ο νεαρός Νιούτον παρέμεινε με τη γιαγιά του από τη μητέρα του, τη Margery Ayscough.

Από το 1655 έως το 1659, ο Νεύτωνας εκπαιδεύτηκε στο The King's School του Γκράνθαμ. Όταν ήταν δεκαεπτά ετών, απομακρύνθηκε από το σχολείο. Η μητέρα του προσπάθησε να τον κάνει αγρότη, αλλά αυτό δεν του άρεσε. Ο Henry Stokes, δάσκαλος στο The King's School, ζήτησε από τη μητέρα του να τον στείλει πίσω στο σχολείο.

Τον Ιούνιο του 1661 στάλθηκε στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ για σπουδές. Μερικές φορές λέγεται ότι ο Ισαάκ Νεύτων διάβαζε ένα βιβλίο κάτω από ένα δέντρο, όταν ένα μήλο από το δέντρο έπεσε δίπλα του. Αυτό οδήγησε στους υπολογισμούς του για τη βαρύτητα.

Πρώιμες ανακαλύψεις

Ο Νεύτωνας εξήγησε τη λειτουργία του σύμπαντος μέσω των μαθηματικών. Περιέγραψε τους νόμους της κίνησης και της βαρύτητας. Αυτοί οι νόμοι είναι μαθηματικοί τύποι που εξηγούν πώς κινούνται τα αντικείμενα όταν ασκείται πάνω τους μια δύναμη. Ο Ισαάκ δημοσίευσε το πιο διάσημο βιβλίο του, το Principia, το 1687, ενώ ήταν καθηγητής μαθηματικών στο TrinityCollege του Cambridge. Στην Principia, ο Ισαάκ εξήγησε τρεις βασικούς νόμους που διέπουν τον τρόπο με τον οποίο κινούνται τα αντικείμενα. Στη συνέχεια περιέγραψε την ιδέα του ή τη θεωρία του για τη βαρύτητα. Η βαρύτητα είναι η δύναμη που κάνει τα πράγματα να πέφτουν προς τα κάτω. Αν ένα μολύβι έπεφτε από ένα γραφείο, θα προσγειωνόταν στο πάτωμα και όχι στο ταβάνι. Στο βιβλίο του ο Ισαάκ χρησιμοποίησε επίσης τους νόμους του για να δείξει ότι οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από τους ήλιους σε τροχιές που είναι ωοειδείς και όχι στρογγυλές. Ο Ισαάκ ανακάλυψε επίσης τη διάθλαση. Αυτό τον οδήγησε να εισέλθει στον τομέα της φυσικής, όπου και ευδοκίμησε.

Οι τρεις νόμοι του Νεύτωνα για την κίνηση

Ακολουθούν οι τρεις νόμοι της κίνησης.

1. Ο πρώτος νόμος (νόμος της αδράνειας)

Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα για την κίνηση ορίζει ότι ένα αντικείμενο που δεν ωθείται ή έλκεται από κάποια δύναμη θα παραμείνει ακίνητο ή θα συνεχίσει να κινείται σε ευθεία γραμμή με σταθερή ταχύτητα. Είναι εύκολο να καταλάβουμε ότι ένας πύραυλος δεν θα κινηθεί αν δεν τον σπρώξει ή δεν τον τραβήξει κάτι. Είναι πιο δύσκολο να καταλάβουμε ότι ένα αντικείμενο θα συνεχίσει να κινείται χωρίς βοήθεια. Σκεφτείτε ξανά τον πύραυλο. Αν κάποιος πετάξει έναν πύραυλο και πηδήξει πριν σταματήσει ο πύραυλος, τι συμβαίνει; Ο πύραυλος συνεχίζει μέχρι να πάει στο διάστημα. Η τάση ενός αντικειμένου να παραμένει ακίνητο ή να συνεχίζει να κινείται σε ευθεία γραμμή με σταθερή ταχύτητα ονομάζεται αδράνεια.

2. Ο δεύτερος νόμος (νόμος της επιτάχυνσης)

Ο δεύτερος νόμος εξηγεί πώς μια δύναμη δρα σε ένα αντικείμενο. Ένα αντικείμενο επιταχύνεται προς την κατεύθυνση που το κινεί η δύναμη. Αν κάποιος ανέβει σε ένα ποδήλατο και σπρώξει τα πεντάλ προς τα εμπρός, το ποδήλατο θα αρχίσει να κινείται. Αν κάποιος δώσει στο ποδήλατο μια ώθηση από πίσω, το ποδήλατο θα επιταχυνθεί. Αν ο αναβάτης σπρώξει προς τα πίσω τα πεντάλ, το ποδήλατο θα επιβραδύνει. Αν ο αναβάτης στρίψει το τιμόνι, το ποδήλατο θα αλλάξει κατεύθυνση. Ο τύπος που δείχνει αυτόν τον νόμο είναι F=m*a, ή η δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο είναι ίση με τη μάζα επί την επιτάχυνση.

3. Ο τρίτος νόμος (νόμος των αμοιβαίων δράσεων)

Ο τρίτος νόμος ορίζει ότι αν ένα αντικείμενο ωθηθεί ή τραβηχτεί, το αντικείμενο θα ωθηθεί ή θα τραβηχτεί εξίσου προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αν κάποιος σηκώνει ένα βαρύ κουτί, χρησιμοποιεί δύναμη για να το σπρώξει προς τα πάνω. Το κουτί είναι βαρύ επειδή παράγει μια ίση δύναμη προς τα κάτω στα χέρια του σηκωτή. Το βάρος μεταφέρεται μέσω των ποδιών του ανυψωτή στο πάτωμα. Το πάτωμα πιέζει προς τα πάνω με ίση δύναμη. Αν το δάπεδο πίεζε προς τα πίσω με μικρότερη δύναμη, το άτομο που σηκώνει το κουτί θα έπεφτε μέσα από το δάπεδο. Αν το σπρώχνει προς τα πίσω με μεγαλύτερη δύναμη, ο ανυψωτής θα πετούσε στον αέρα.

Η ανακάλυψη του νόμου της βαρύτητας

Όταν οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται τον Ισαάκ Νεύτωνα, τον φαντάζονται να κάθεται κάτω από μια μηλιά και να βλέπει ένα μήλο να πέφτει. Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ακόμη και ότι το μήλο έπεσε στο κεφάλι του. Ο Νεύτωνας κατάλαβε ότι αυτό που κάνει πράγματα όπως τα μήλα να πέφτουν στο έδαφος είναι ένα συγκεκριμένο είδος δύναμης - η δύναμη που ονομάζουμε βαρύτητα. Ο Νεύτωνας πίστευε ότι η βαρύτητα είναι η δύναμη έλξης μεταξύ δύο αντικειμένων, όπως ένα μήλο και η γη. Πίστευε επίσης ότι ένα αντικείμενο με περισσότερη ύλη ασκούσε την ίδια δύναμη σε μικρότερα αντικείμενα με αυτή που ασκούσαν αυτά σε αυτό. Αυτό σήμαινε ότι η μεγάλη μάζα της γης έλκει τα αντικείμενα προς αυτήν. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το μήλο έπεφτε προς τα κάτω αντί να ανεβαίνει και για τον οποίο οι άνθρωποι δεν αιωρούνται στον αέρα.

Ο Ισαάκ Νεύτων συνέχισε να σκέφτεται για τη βαρύτητα. Πριν από τον Νεύτωνα, οι άνθρωποι πίστευαν ότι μόνο τα αντικείμενα που βρίσκονταν κοντά στη γη θα έπεφταν προς τα κάτω. Όμως ο Νεύτωνας σκέφτηκε ότι η βαρύτητα δεν πρέπει να περιορίζεται μόνο στη γη και στα αντικείμενα που βρίσκονται πάνω της. Τι θα γινόταν αν η βαρύτητα έφτανε στο φεγγάρι και πέρα από αυτό;

Ο Νεύτωνας εφηύρε έναν τύπο για τον υπολογισμό της δύναμης έλξης μεταξύ δύο σωμάτων. Τη χρησιμοποίησε για να υπολογίσει τη δύναμη που χρειαζόταν για να κινείται το φεγγάρι γύρω από τη γη. Στη συνέχεια τη συνέκρινε με τη δύναμη που έκανε το μήλο να πέσει προς τα κάτω. Αφού έλαβε υπόψη του το γεγονός ότι το φεγγάρι βρίσκεται πολύ πιο μακριά από τη γη και έχει πολύ μεγαλύτερη μάζα, ανακάλυψε ότι οι δυνάμεις ήταν ίδιες. Το φεγγάρι διατηρείται σε τροχιά γύρω από τη γη από την έλξη της γήινης βαρύτητας.

Ο τύπος που επινόησε ο Νεύτωνας ονομάζεται νόμος της βαρύτητας.

Επιπτώσεις

Οι υπολογισμοί του Ισαάκ Νεύτωνα άλλαξαν τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι κατανοούσαν το σύμπαν. Κανείς δεν ήταν σε θέση να εξηγήσει γιατί οι πλανήτες παρέμεναν στις τροχιές τους. Τι τους συγκρατούσε; Λιγότερο από 50 χρόνια πριν από τη γέννηση του Ισαάκ Νεύτωνα πίστευαν ότι οι πλανήτες συγκρατούνταν στη θέση τους από μια αόρατη ασπίδα. Ο Ισαάκ απέδειξε ότι τους κρατούσε στη θέση τους η βαρύτητα του ήλιου. Έδειξε επίσης ότι η δύναμη της βαρύτητας επηρεάζεται από την απόσταση και τη μάζα. Δεν ήταν ο πρώτος που κατάλαβε ότι η τροχιά ενός πλανήτη δεν ήταν κυκλική, αλλά περισσότερο επιμήκης, σαν οβάλ. Αυτό που έκανε ήταν να εξηγήσει πώς λειτουργεί.

Ο Σερ Ισαάκ Νεύτων ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε τους νόμους της βαρύτητας και της κίνησης. Δημιούργησε επίσης έναν νέο τομέα στα μαθηματικά, γνωστό ως λογισμό, αν και ο Γερμανός Γκότφριντ Λάιμπνιτς είχε αναπτύξει τις ιδέες του την ίδια εποχή. Το έργο του συνέβαλε σημαντικά στους τομείς της επιστήμης και των μαθηματικών καθιστώντας τον έναν από τους επιστήμονες με τη μεγαλύτερη επιρροή στην ιστορία της ανθρωπότητας και έναν από τους μεγαλύτερους μαθηματικούς όλων των εποχών.

Ο μεγάλος φυσικός, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, πίστευε ότι η ιδέα του Νεύτωνα για τη βαρύτητα δεν ήταν απολύτως ακριβής. Διόρθωσε πολλά από τα πράγματα που έκανε ο Νεύτωνας.

Θάνατος

Ο Ισαάκ Νεύτων πέθανε στις (1727-03-31)31 Μαρτίου 1727 [O.S. 20 Μαρτίου 1726] στο Λονδίνο, Αγγλία.

Είναι θαμμένος στο Αβαείο του Ουέστμινστερ. Έθεσε τις βάσεις για πολλούς επόμενους διάσημους φυσικούς, όπως ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο Τζέιμς Τσάντγουικ και ο Στίβεν Χόκινγκ.