Ισαάκ Νεύτων

Χρήστος Θηρίου Α’1 2009-2010

Ισαάκ Νεύτων

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Ισαάκ Νεύτων, πίνακας του Κνέλλερ (Kneller)(1643-1727)

Ο Ισαάκ Νεύτων (Αγγλ. Sir Isaac Newton Σερ Άιζακ Νιούτον) ήταν Άγγλος Φυσικός, Μαθηματικός, Αστρονόμος, Φιλόσοφος, Αλχημιστής και Θεολόγος (4 Ιανουαρίου 1643 – 31 Μαρτίου 1727). Θεωρείται πατέρας της Κλασικής Φυσικής, καθώς ξεκινώντας από τις παρατηρήσεις του Γαλιλαίου αλλά και τους νόμους του Κέπλερ για την κίνηση των πλανητών διατύπωσε τους τρεις μνημειώδεις νόμους της κίνησης και τον περισπούδαστο «νόμο της βαρύτητας» (που ο θρύλος αναφέρει πως αναζήτησε μετά από πτώση μήλου από μια μηλιά). Μεγάλης ιστορικής σημασίας υπήρξαν ακόμη οι μελέτες του γύρω από την έννοια του φωτός καθώς επίσης και η συμβολή του στη θεμελίωση των σύγχρονων μαθηματικών και συγκεκριμένα επί του διαφορικού και ολοκληρωτικού λογισμού.

1643-1661: Παιδικά χρόνια

Ο Νεύτων γεννιέται χωρίς πατέρα. Τα τρία πρώτα χρόνια της ζωής του μένει μαζί με τη μητέρα και τη γιαγιά του. Κατόπιν η μητέρα του, Χάννα, παντρεύεται για δεύτερη φορά και φεύγει από το σπίτι, αφήνοντας το μικρό Ισαάκ στα χέρια της μητέρας της. Όταν ο πατριός πεθαίνει επίσης, μετά από οκτώ χρόνια, η μητέρα γυρίζει στο χωριό με τα τρία ετεροθαλή αδέρφια του, δύο κορίτσια και ένα αγόρι. Είναι γνωστό ότι ο Νεύτων, ως νεαρός, κρατούσε ένα «αμαρτιολόγιο», έναν κατάλογο δηλαδή όπου σημείωνε τις αμαρτίες που πίστευε ότι διέπραττε. Μέσα εκεί αναφέρεται στη μητέρα του και στον πατριό του και έτσι γνωρίζουμε ότι ένιωθε ζήλια και μνησικακία για το γεγονός ότι εκείνη τον άφησε από μικρό για να ξαναπαντρευτεί. Πιστεύεται γενικά ότι η προσωπικότητά του, στρυφνή και αντικοινωνική καθώς διαμορφώθηκε αργότερα, αναμφισβήτητα επηρεάστηκε από το ότι δεν είχε γνωρίσει τον πατέρα του και το ότι η μητέρα του τον άφησε μόνο του στη μικρή εκείνη ηλικία. Τις πρώτες σπουδές του τις ολοκλήρωσε στο κοντινό Γκράντχαμ . Όταν η μητέρα του πείστηκε ότι ο πρωτότοκος γιος της δεν επρόκειτο να αφοσιωθεί στο γεωργικό τρόπο ζωής για την οποία τον προόριζε, αποφάσισε να τον αφήσει να προετοιμαστεί για περαιτέρω σπουδές στο πανεπιστήμιο. Έτσι, στις 5 Ιουνίου του 1661, ο νεαρός Νεύτων εισάγεται στο Κολέγιο Τρίνιτι του Καίμπριτζ. Λαμβάνει το πρώτο πτυχίο του το 1665 και με υποτροφία, μετά από τρία χρόνια (1668) ολοκληρώνει το μεταπτυχιακό του. Στο μεταξύ εκλέγεται μέλος της πανεπιστημιακής κοινότητας και αρχίζει έτσι την επίσημα ερευνητική σταδιοδρομία του.

1661-1669: Σπουδές στο Καίμπριτζ και οι πρώτες έρευνες

Η παιδεία που έλαβε στο Γκράντχαμ, αν και βασιζόταν κυρίως στην αρχαία ελληνική και λατινική γραμματεία, συνδυασμένη με το ανήσυχο εφηβικό του πνεύμα, τον ώθησε να ασχοληθεί, εκτός από το διάβασμα, και με την ευρεσιτεχνία. Ανάμεσα σε άλλα είχε κατασκευάσει ηλιακά ρολόγια, τα οποία είχε τοποθετήσει σε καίρια σημεία στο διαμέρισμά του και, επίσης, είχε καταφέρει να σηκώσει ένα χαρταετό στον οποίο είχε εφαρμόσει ένα αναμμένο φανάρι, ένα εγχείρημα που λέγεται ότι τρομοκράτησε τους ανθρώπους της περιοχής του. Οπωσδήποτε, τέτοιου είδους δραστηριότητες μαρτυρούσαν ότι τον μικρό Ισαάκ διακατείχε οξεία ερευνητική διάθεση.

Σε αντίθεση με τη σύγχρονη φήμη του Καίμπριτζ, τον καιρό που ο Νεύτων ήταν εκεί, το ίδρυμα διένυε περίοδο σημαντικής ύφεσης, για λόγους που οφείλονταν κατά μείζονα λόγο στην πολιτική αστάθεια που επικρατούσε στη χώρα. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα αφενός την αποστασιοποίηση του νέου φοιτητή από τους συμφοιτητές του, οι οποίοι στην πλειοψηφία τους επιδίδονταν σε ανούσιες παραπανεπιστημιακές ασχολίες, και αφετέρου την έλλειψη μεθοδικής και έγκυρης καθοδήγησης από τους διδασκάλους του, πολλοί από τους οποίους ήταν διορισμένοι στο ίδρυμα χάριν του πολιτικού ή θρησκευτικού καθεστώτος και ελάχιστη σχέση είχαν με τα επιστημονικά δρώμενα.

Αυτή η κατάσταση, ωστόσο, δεν φαίνεται να εμπόδισε το νεαρό Νεύτωνα να ασχοληθεί με τις επιστήμες με τον πιο ενεργητικό και δημιουργικό τρόπο. Βρίσκοντας το δρόμο μόνος του, πειραματίστηκε αρχικά σε θέματα οπτικής — πολλές φορές με ακραίο τρόπο — ενώ παράλληλα μελετούσε τους παλαιότερους συγγραφείς, όπως οπτική από τον Κέπλερ,φιλοσοφία από τον Αριστοτέλη, τον Γαλιλαίο και τον Ντεκάρτ και, φυσικά, τα μαθηματικά έργα αυτών και άλλων.

Από τα τελευταία είμαστε σε θέση να ξεχωρίσουμε εκείνα που είχαν τη σημαντικότερη επίδραση στο έργο του ίδιου του Νεύτωνα. Τα Στοιχεία του Ευκλείδη ητν η πρώτη επαφή του με τη γεωμετρία και γνωρίζουμε ότι, αν και αρχικά ήταν μία ρηχή επαφή και τα υποβίβασε σε σχέση με τη γεωμετρία του Ντεκάρτ, με τον καιρό τού εμφύσησε τη μαθηματική αυστηρότητα και τουλάχιστον του δίδαξε τις κλασικές διαδικασίες της μαθηματικής απόδειξης Ηπεποίθηση αυτή ενισχύθηκε ακόμη περισσότερο από τον Ντεκάρτ, ο οποίος δίδασκε ότι η άλγεβρα μπορεί κατά μία έννοια αυτή να στηρίξει τη γεωμετρία. Εκτός από το φιλοσοφικό έργο του Ντεκάρτ, το μοναδικό του καθαρά μαθηματικό σύγγραμμα, η «Γεωμετρία» (Géométrie, 1637), υπήρξε σταθμός στις μελέτες του Νεύτωνα. Πέρα από την καινοφανή αλγεβρική προσέγγιση καθαυτή σε γεωμετρικά ζητήματα, η «Γεωμετρία» αποτέλεσε επίσης το κίνητρο για την επινόηση του διαφορικού λογισμού. Συγκεκριμένα, η άποψη του Ντεκάρτ ότι από την εξίσωση μίας καμπύλης μπορούμε δυνητικά να έχουμε οποιαδήποτε πληροφορία για την καμπύλη, παρότρυνε τον Νεύτωνα να γενικεύσει τις αποσπασματικές μεθόδους του Γάλλου φιλοσόφου σε «αναλυτικούς» αλγόριθμους που να έχουν εφαρμογή σε κάθε καμπύλη.

Στην ανάπτυξη τέτοιων αλγόριθμων από τη σκοπιά του ολοκληρωτικού λογισμού, ο Νεύτων βασίστηκε στο έργο του Τζον Γουόλις (John Wallis), ο οποίος υπήρξε μαθητής του Ότρεντ. Στο Arithmetica Infinitorum (1655) ο Γουόλις ασχολείται με το γνωστό πρόβλημα του τετραγωνισμού του κύκλου. Ορμώμενος από τη μελέτη αυτή, ο Νεύτων ασχολήθηκε με το γενικότερο πρόβλημα τετραγωνισμού καμπύλης, το οποίο σήμερα μπορούμε να χαρακτηρίσουμε ως εύρεση του εμβαδού κάτω από καμπύλη. Ακόμη βασίστηκε στο βιβλίο αυτό όταν ανακάλυπτε το γενικευμένο διωνυμικό θεώρημα. Τέλος, από τον Γουόλις ο Νεύτων διάβασε και το Tractatus Duo (1659), μία γεωμετρική μελέτη επάνω στην κυκλοειδή, την κισσοειδή και άλλες καμπύλες.

Όπως αναφέρει ο Γουάιτσαϊντ (D. T. Whiteside) στην έκδοση των μαθηματικών έργων του Νεύτωνα, για να κάνει δημιουργική δουλειά ένας μαθηματικός «χρειάζεται επαρκή συμβολισμό, ικανή γνώση της μαθηματικής δομής και της φύσης της αξιωματικής απόδειξης, άριστο έλεγχο του πυρήνα των σύγχρονων μαθηματικών και κάποια προδιάθεση για μελλοντική πρόοδο», ανάγκες που όσον αφορά τα παραπάνω έργα, ικανοποιήθηκαν σε μεγάλο βαθμό για τον Νεύτωνα.

Τις χρονιές 1665 και 1666, όταν έπληττε την Ευρώπη η πανούκλα και το πανεπιστήμιο στο Καίμπριτζ παρέμεινε αναγκαστικά κλειστό για προφανείς προληπτικούς λόγους, ο Νεύτων γύρισε στο Γούλσθορπ. Κατά την παραμονή στη γενέτειρά του η μελέτη του πάνω στα έργα άλλων επιστημόνων άρχισε ήδη να αποδίδει καρπούς. Την περίοδο εκείνη έκανε, ή είχε τουλάχιστον εμπνευστεί, σημαντικότατες ανακαλύψεις για τα μαθηματικά και όχι μόνο: η θεωρία χρωμάτων, βασισμένη στα πειράματα που για καιρό διεξήγαγε, το γενικευμένο διωνυμικό θεώρημα, και βέβαια, ο απειροστικός λογισμός. Επρόκειτο για μία πολύ δυνατή ώθηση για την επιστήμη που «οδήγησε τα μοντέρνα μαθηματικά υψηλότερα από το επίπεδο της ελληνικής γεωμετρίας». Ήταν τόσο σημαντικές οι επιστημονικές ανακαλύψεις αυτές, που τα έτη 1665 και 1666 για τον Νεύτωνα αναφέρονται στη βιβλιογραφία ως «Anni Mirabiles» (Θαυματουργά Έτη). Ο ίδιος λέει για τις χρονιές αυτές: «Στις δυο χρονιές 1665 και 1666 της πανούκλας… ενδιαφερόμουν για τα Μαθηματικά και τη Φιλοσοφία πιο πολύ παρά οποιαδήποτε άλλη φορά από τότε».

1696-1727: Τα τελευταία χρόνια στο Λονδίνο

Από τη στιγμή που ο Νεύτων έφυγε από το Καίμπριτζ, μειώθηκε σε μεγάλο βαθμό και η επιστημονική του δραστηριότητα. Συνέχισε να ασχολείται με μαθηματικά προβλήματα αλλά κυρίως ασχολήθηκε με τις δημοσιεύσεις των εργασιών του. Ήταν τα χρόνια της διαμάχης με τον Λάιμπνιτς. Χρησιμοποιώντας κάθε δυνατό μέσο, προσπάθησε — αποτελεσματικά ως ένα βαθμό — να πείσει την επιστημονική κοινότητα ότι ο λογισμός ήταν δική του επινόηση και ότι ο Λάιμπντς δεν έκανε τίποτε άλλο από το να οικειοποιηθεί τις δικές του ιδέες. Αναγκάστηκε, λοιπόν, να ξεπεράσει τις παλιές του επιφυλάξεις και να εκθέσει στην κρίση των συναδέλφων του τις παλιές ανακαλύψεις του, σε έναν αγώνα δρόμου να κατοχυρώσει τους ερευνητικούς του καρπούς. Μέχρι το 1711 είχαν εκδοθεί από μία τουλάχιστον φορά τα Opticks (1704), Tractatus de Quadratura Curvarum (1704), Enumeratio Linearum Tertii Ordinis (1704), Arithmeticæ Universalis (1707), De Analysi (1711), Methodis Differentialis (1711) καθώς και δύο ακόμη φορές το Principiæ Mathematica (1713, 1726) ενώ εννιά χρόνια μετά το θάνατό του, εκδόθηκε για πρώτη φορά το De Methodis Fluxionum et Serierum Infinitarum (1736).

Το Φεβρουάριο του 1699 η Ακαδημία των Επιστημών του Παρισιού ονόμασε τον Νεύτωνα αντεπιστέλλον μέλος, ενώ το Νοέμβριο του 1703 εκλέχθηκε πρόεδρος της Βασιλικής Εταιρείας, όπου παρέμεινε μέχρι το θάνατό του. Στη θέση αυτή στάθηκε σκληρός και άτεγκτος, ενώ μάλιστα έχει δειχθεί ότι επωφελήθηκε της θέσης ώστε να ενεργήσει κατά του Λάιμπνιτς. Τέλος, αξιοσημείωτο είναι ότι στις 16 Απριλίου του 1705, σε τελετή που έγινε στο Κολέγιο του Τρίνιτι, η βασίλισσα Άννα έχρισε τον Νεύτωνα ιππότη ως αναγνώριση των πολιτικών υπηρεσιών του προς την Αγγλία. Είκοσι δύο χρόνια μετά, στις 20 Μαρτίου του 1727, πέθανε άρρωστος από πάθηση των πνευμόνων σε ηλικία ογδόντα τεσσάρων ετών.

Η επιστημονική συνεισφορά του Νεύτωνα

Με την θεωρία της παγκόσμιας έλξης, ο Νεύτων αντιμετώπισε θεμελιώδη ερωτήματα που απασχολούσαν τη φυσική για καιρό και πρόσφερε μία σαφή και γόνιμη κοσμολογική αντίληψη, που γρήγορα υπερίσχυσε της αντίστοιχης καρτεσιανής Ακόμη, συνεισέφερε με ουσιαστικό τρόπο στην οπτική και συγκεκριμένα στη θεωρία χρωμάτων, όπου απέδειξε πειραματικά ότι το ηλιακό φως αποτελείται από επιμέρους χρώματα παρέχοντας την πιο εναργή θεωρία του 17ου αιώνα στον κλάδο αυτό.

Με την επινόηση του διαφορικού και ολοκληρωτικού λογισμού εισήγαγε στα μαθηματικά ένα εργαλείο έτοιμο να δώσει άμεσες λύσεις σε πολλά μαθηματικά και φυσικά προβλήματα αλλά και με πλατιά περιθώρια βελτίωσης. Τις περισσότερες φορές χάρη σε απειροστικές μεθόδους, ο Νεύτων εργάστηκε αποτελεσματικά επάνω σε προβλήματα που σήμερα φιλοξενούνται σε διακεκριμένα πεδία των μαθηματικών: τριγωνομετρικές σειρές, πεπερασμένες διαφορές, ταξινόμηση καμπυλών. Ασχολήθηκε ακόμη με την γεωμετρία, κλασική και αναλυτική, τη θεωρία αριθμών και την άλγεβρα, για την οποία μάλιστα συνέταξε το σημαντικό Arithmeticæ Universalis, ένα διδακτικό βιβλίο όπου γίνεται σαφής διαχωρισμός και μεθοδολογική αντιπαράθεση ανάμεσα στην (πρακτική) αριθμητική και την άλγεβρα και όπου αναπτύσσονται γενικές μέθοδοι επίλυσης βασικών αλγεβρικών προβλημάτων με σημαντική συνεισφορά στη θεωρία των εξισώσεων.

Η θρησκευτικότητα του Νεύτωνα

Ο Ισαάκ Νεύτων ανατράφηκε ως Αγγλικανός, στο σχολαστικιστικό περιβάλλον του Καίμπριτζ το οποίο όμως ήταν ανοιχτό στις νεότερες επιρροές της μηχανιστικής φιλοσοφίας. Στο έργο του Opticks (1706) ο Νεύτων απέδωσε στον Θεό τα καθήκοντα της πρόληψης της σύγκρουσης των αστεριών και της αναμόρφωσης του συμπαντικού μηχανισμού ώστε να αποφεύγεται η ανατροπή του λόγω ακανόνιστων φαινομένων. Ο ρασιοναλισμός αυτού του λογικού σχήματος συμπληρωνόταν από την προσκόλλησή του στην Αγία Γραφή. Μάλιστα πίστευε ότι η Αγία Γραφή δεν δίδασκε το δόγμα της Τριάδας, παρ' όλο που αυτή η άποψη θεωρούνταν παράνομη εκείνη την εποχή. Ο Τζον Λοκ, ο οποίος ήταν ένθερμος σπουδαστής της Γραφής, είχε αναφερθεί στον Νεύτωνα, λέγοντας ότι ήταν «ιδιαίτερα πολύτιμος άνθρωπος όχι μόνο για την εξέχουσα ικανότητά του στα Μαθηματικά αλλά και στη θεολογία επίσης και στη μεγάλη γνώση του στις Γραφές, όπου λίγους γνωρίζω ότι είναι όμοιοί του». Από το σύνολο του έργου του γίνεται φανερό ότι ο Νεύτων ήταν εκ πεποιθήσεως ευσεβής θρησκευόμενος και θεολογικός στοχαστής και ταυτόχρονα εξέχων επιστήμονας

Επίσης ο Νεύτωνας είναι γνωστός και για τους 3 νόμους του : Γενικά

Η διατύπωση μίας μεγάλης αλήθειας είναι συνήθως αρκετή για την είσοδο του διανοητή στο πάνθεο των επιστημών. Όταν όμως πρόκειται για τον Νεύτωνα θα πρέπει να είμαστε ιδιαίτερα προσεκτικοί. Ο επιστημονικός κολοσσός που κρύβεται πίσω από το αγγλοσαξωνικό όνομα όχι απλά διεύρυνε τους ορίζοντες της ανθρώπινης σκέψης αλλά άλλαξε τον ρου της ίδιας της επιστήμης.

Διατύπωσε τους περίφημους νόμους της κίνησης, αξιωματικές έννοιες οι οποίες δεν αποδεικνύονται αλλά που τις δεχόμαστε ως ορθές και με βάση αυτές βγάζουμε συμπεράσματα για την κίνηση των σωμάτων και δή των υλικών σημείων. Το λαμπρό οικοδόμημα της Κλασσικής Μηχανικής στηρίζεται στους νόμους του Νεύτωνα.

Σε δύο μόνο περιπτώσεις δεν καταφέρνουν να δώσουν ικανοποιητικές απαντήσεις: στη κίνηση των σωμάτων με ταχύτητες που πλησιάζουν αυτή του φωτός και στις περιπτώσεις που τα φαινόμενα άπτονται του μικρόκοσμου.Η θεωρία της Σχετικότητας και η Κβαντομηχανική έσπευσαν να καλύψουν τα αντίστοιχα κενά.

Πρώτος Νόμος - Νόμος Αδράνειας

Τα υλικά σημεία διατηρούν αμετάβλητη τη κινητική τους κατάσταση εκτός εάν αναγκαστούν από κάποια δύναμη να μεταπηδήσουν σε άλλη κατάσταση.Για να συμβεί αυτό θα πρέπει όχι μόνο η συνισταμένη των δυνάμεων να είναι μη μηδενική αλλά να δράσει και για κάποιο χρονικό διάστημα.Το φυσικό μέγεθος το οποίο προκύπτει από το γινόμενο της συνισταμένης δύναμης και του χρονικού διαστήματος καλείται ώθηση και είναι ο απόλυτος κριτής της μεταβολής που θα υποστεί η κινητική κατάσταση του σώματος-σημείου.Η αδράνεια είναι χαρακτηριστική ιδιότητα της ύλης.

Δεύτερος Νόμος - Θεμελιώδης Νόμος Μηχανικής

Ο ρυθμός μεταβολής της ορμής ενός σώματος ισούται με τη δύναμη που ασκήθηκε πάνω του. Η δύναμη είναι το αίτιο της προκαλούμενης αλλαγής. Ορίζεται δε έμμεσα δηλαδή από το αποτέλεσμα το οποίο προκαλεί η δράση της για ικανό χρονικό διάστημα. Η έννοια του ρυθμού μεταβολής φυσικού μεγέθους θεωρείται από τις sine quoi non έννοιες της Κλασσικής Μηχανικής.

Τρίτος Νόμος - Νόμος Δράσης και Αντίδρασης

Οι δυνάμεις στη φύση εμφανίζονται κατά ζεύγη. Είναι αδύνατον να εμφανισθεί περιττός αριθμός δυνάμεων. Όταν ένα σώμα ασκεί μια δύναμη σε ένα άλλο τότε δέχεται μία αντίθετη δύναμη δηλαδή μία δύναμη ίσου μέτρου αλλά αντίθετης κατεύθυνσης. Οι δύο δυνάμεις δεν αλληλοεξουδετερώνονται διότι ασκούνται σε διαφορετικά σώματα. Στο ζεύγος των δυνάμεων στο οποίο οι δυνάμεις θα είναι ίσου μέτρου, αντίθετης κατεύθυνσης και θα ασκούνται σε διαφορετικό σώμα, θα ονομάζονται δράση-αντίδραση.

Ανακτήθηκε από http://el.wikipedia.org/wiki

Στοιχεία προσώπου
ΟΝΟΜΑ	Ισαάκ Νεύτων
ΑΛΛΑ ΟΝΟΜΑΤΑ
ΜΙΚΡΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ	Άγγλος φυσικός, μαθηματικός, αστρονόμος, φιλόσοφος και θεολόγος
ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΓΕΝΝΗΣΗΣ	4 Ιανουαρίου
ΕΤΟΣ ΓΕΝΝΗΣΗΣ	1643
ΤΟΠΟΣ ΓΕΝΝΗΣΗΣ	Γούλσθορπ
ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΘΑΝΑΤΟΥ	31 Μαρτίου
ΕΤΟΣ ΘΑΝΑΤΟΥ	1727
ΤΟΠΟΣ ΘΑΝΑΤΟΥ