ULVEHYL

Sir Isaac Newton (født 25. desember 1642, død 20. mars) var en engelsk matematiker, fysiker, astronom, alkymist, kjemiker, oppfinner, og naturfilosof. Han blir betraktet som en av tidenes største vitenskapsmenn og matematikere.

Isaac Newton (46) på
Godfrey Knellers portrett fra 1689

Hans hovedverk, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (ofte bare kalt Principia) ble publisert i 1687, og gjennom dette verket la Newton grunnlaget for den klassiske mekanikken. Han gikk ut fra Keplers lover om planetenes bevegelse, og han var den første til å vise at bevegelsen til objekter på jorda og objekter i himmelrommet følger de samme lovene. Newton gjorde også store oppdagelser i matematikken, og sammen med Leibniz regnes han som grunnleggeren av matematisk analyse (ofte kalt kalkulus).

Tidlige år

Isaac Newton ble født i Woolsthorpe i England. Han var sønn av en bonde, og familien eide både jord og dyr. Newton ble visstnok født før termin, og det var ikke mange som trodde han ville leve opp. Faren, som også het Isaac Newton, døde tre måneder før sønnen kom til verden. Ellers er det ikke så mye vi vet om ham.

Moren, Hanna Ayscough, giftet seg på nytt da Isaac var tre år gammel. Hun forlot hjembyen for å bo hos sin nye mann, mens Isaac flyttet inn hos bestemoren, Margery Ayscough. Han begynte først på landsbyskolen der han bodde, men ble senere sendt til skole i nabobyen Grantham. Mens han gikk på skole der, bodde han hos byens apoteker, William Clarke. Han ble etter hvert forlovet med Clarkes datter Anne, før han reiste til Universitetet i Cambridge som 10-åring. Ifølge andre kilder het jenta Katherine og ikke Anne, og det er mye som tyder på at de to aldri ble forlovet.

Fra han var 12 til han var 17 år, gikk Isaac på The King’s School i Grantham. Da ble han tatt ut av skolen for en periode, fordi moren ønsket at han skulle bli bonde. Dette gikk svært dårlig, og ved en anledning skal han visstnok ha satt fyr på låven under et eksperiment. Til slutt ser det ut til at skolens rektor fikk overtalt Newtons mor til å la sønnen fortsette skolegangen, og da han var 18 år fullførte han skolen med strålende resultat.

Studentlivet

Som attenåring begynte han å studere på Trinity College ved Universitetet i Cambridge. På den tiden var Trinity preget av teoriene til Aristoteles, men Newton foretrakk mer moderne filosofer som Descartes. Han leste også arbeidene til astronomene Galilei, Copernicus og Kepler. Newton blandet seg fort med de mer etablerte studentene, og han leste det han selv ville når han hadde mulighet for det. Matematikken tok over for de mer «matnyttige» jusstudiene, og en av professorene, Isaac Barrow (1630–1677) så etter hvert hvilket geni han hadde fått som elev. I 1665 oppdaget Newton det generelle binomialteoremet, han begynte å utvikle en matematikk som senere skulle bli kjent som matematisk analyse. Like etter at Newton hadde tatt sine eksamener samme år, ble universitetet stengt på grunn av en byllepestepidemi. De neste 18 månedene arbeidet Newton videre hjemmefra, og på denne tiden arbeidet han med både matematisk analyse, optikk og gravitasjonsloven. Det var i denne perioden Newton gjorde noen av sine aller viktigste oppdagelser. Han fant blant annet ut at hvitt lys inneholder alle verdens farger, og han utviklet en nytt type teleskop. Kraftenheten «Newton» er oppkalt til ære for hans arbeid.

Gud som mekaniker

Newton ville rense kristendommen for mystikk, som han jevnførte med uvitenhet og overtro, og forvandle den til et logisk, mekanisk system. I hans verdensbilde var naturen passiv, med Gud som eneste kilde til aktivitet, selve den guddommelige «Mechanick» – mekaniker. Newton mente han førte bevis for Guds eksistens da han påpekte at himmellegemenes tyngdekraft skulle ha trukket dem sammen til én kjempemessig klump masse, men at «et tenkende vesen» i stedet plasserte dem spredt i universet for å hindre dette. Professor i arabisk ved Oxford, Edward Pococke, fortalte Newton at det latinske deus (= gud) var avledet av det arabiske du (= herre), noe Newton tolket dithen at Guds fremste attributt ikke var fullkommenhet, slik Descartes hevdet, men herredømme. Newton mente at Gud blir synlig for oss gjennom vår iakttagelse av verden. Et forklaringsproblem dukket opp fordi han anså universet som uendelig og uforanderlig, for hvor var da Gud i systemet? Newton tenkte seg at Gud ikke skapte verden gjennom en viljesakt, men at verden eksisterer som en nødvendig følge av at Gud er overalt – han utgjør det rom og den tid vi eksisterer i.

Matematikk

På omtrent samme tid, og helt uavhengig av hverandre, utviklet både Newton og Leibniz matematisk analyse. Det er mye som tyder på at Newton utviklet sine metoder noen år før Leibniz, men han publiserte nesten ingenting før i 1693. Den endelige avhandlingen om emnet kom ikke før i 1704. Leibniz, på sin side, ga en fullstendig publikasjon av sine arbeider allerede i 1684. Newton og Leibniz hadde utviklet hver sin særegne notasjon, og det var etterhvert Leibniz sin notasjon som ble tatt i bruk i Europa. I 1699 begynte noen medlemmer av Royal Society å anklage Leibniz for plagiat, og denne striden brøt for alvor ut i 1711. Dette ble starten på en bitter krangel med Leibniz som ikke tok slutt før Leibniz døde fem år senere. Denne krangelen skapte også et skille mellom de britiske matematikerne og matematikerne på kontinentet.

I 1669 ble Newton professor i matematikk ved Universitetet i Cambridge, i den stillingen som var blitt opprettet av Henry Lucas i 1663 (kalt the Lucasian Chair). Enhver lærer ved universitetene i Cambridge og Oxford på den tiden måtte være ordinerte prester, men i den stillingen Newton fikk var det ikke noe krav at en var aktiv i kirken. Newton argumenterte for at dette burde frita ham for ordinasjonskravet, og dette fikk han den nødvendige tilslutningen til fra kong Karl II.

Matematisk utregning av tyngdekraften

Newton brukte en ligning til å regne ut hvordan tyngdekraften fungerer. Månen faller mot Jorden med ca en millimeter i sekundet, beregnet ut fra lengden på dens bane og tiden den bruker på en runde. (Hvis den ikke falt, ville den fortsatt i en rett linje ut i verdensrommet.)

Jordens diameter er ca. 12 800 km, så vi befinner oss ca. 6400 km over Jordens sentrum, mens månen sirkler ca. 384 000 km over Jordens sentrum, og er altså ca. 60 ganger lenger unna enn oss.

På Jordens overflate vil en gjenstand falle snaut 5 meter på et sekund. Månen faller bare en millimeter. Deler man de to tallene med hverandre, finner man at gravitasjonen på Jordens overflate er 3600 ganger sterkere enn på månen. Med andre ord: Månen er 60 ganger lenger borte fra Jordens sentrum enn vi er, men tyngdekraften er svekket, ikke 60 ganger, men 60 · 60 (3600) ganger – det vil si at tyngdekraften opptrer i overensstemmelse med kvadratet av avstanden mellom de involverte objektene!

Newtons arbeider

Newton leverte viktige arbeider på flere områder, men de tre publikasjonene som ofte regnes som hovedverkene er:

Principia (1687)

Philosophical Transactions (1672)

Opticks (1704)

De newtonske bevegelseslover ble godtatt som ubestridelige lover i mekanikken inntil slutten av 1800-tallet. Etter at Albert Einstein (1879–1955) la frem sin relativitetsteori, blir Newtons lover regnet som spesialtilfeller av mer generelle lover. Newtons lover gjelder bare for legemer som beveger seg med liten fart sammenliknet med lysfarten.

Newtons bevegelseslover

Newtons første lov: Når resultatet av alle kreftene som virker på en gjenstand er lik null, er gjenstanden i ro eller i bevegelse med konstant fart langs en rett linje.

Hvis , så er  konstant. Motsatt gjelder det også at hvis  er konstant, så er .

Newtons andre lov: Når en kraft virker på et legeme vil legemet akselerere etter formelen , hvor  er resultantkraften, m er legemets masse og  er akselerasjonen.

Newtons tredje lov: Når det virker en kraft på et legeme, virker det en like stor og motsatt rettet kraft fra legemet.

Viktige begivenheter i Newtons liv

1642 – Newton blir født i landsbyen Woolsthorpe i Lincolnshire.

1644 – Newtons mor gifter seg igjen og flytter til en nærliggende landsby. Isaac overlates i bestemorens varetekt.

1653 – Moren vender hjem, da hennes annen mann dør.

1659 – Moren avbryter sønnens skolegang og gir ham ansvaret for gården.

1661 – Newton blir tatt opp på Trinity College som «sizar».

1665 – Får sin bachelorgrad fra Cambridge og flykter hjem til Woolsthorpe for å unngå pesten.

1665–66 – Newtons annus mirabilis, hvor han bl.a. får inspirasjon til sin lov om tyngdeloven.

1667 – Newton vender tilbake til Cambridge og blir valgt inn i bestyrelsen for Trinity College.

1669 – Blir Lucasian Professor i matematikk ved Cambridge.

1672 – Medlem av Royal Society.

1678 – Newton får sitt første nervesammenbrudd etter en kontrovers med Hooke.

1687 – Utgir Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.

1693 – Det andre nervesammenbruddet etter bruddet med Fatio.

1696 – Flytter til London og utnevnes til bestyrer av Den Kongelige Mynt.

1699 – Utnevnes til leder av Den Kongelige Mynt.

1703 – President for Royal Society etter Hookes død.

1704 – Utgir Optics.

1720 – Newton taper store penger på en aksjespekulasjon (Sydhavsboblen).

1727 – Newton dør i en alder av 84 år.

Litteratur

Bell, E.T. (1937). Men of Mathematics. New York: Simon and Schuster. ISBN 0-671-46400-0.

Christianson, Gale (1984). In the Presence of the Creator: Isaac Newton & his times. New York: Free Press. ISBN 0-02-905190-8.

White, Michael (2002) Isaac Newton: den siste trollmannen. Oslo: Damm. ISBN 978-82-496-0416-6