Isak Njutn (Isaac Newton)

Biografija

Isak Njutn (Isaac Newton) je bio engleski matematičar, fizičar, astronom, jedna od najvažnijih ličnosti u istoriji nauke i ključna figura u naučnoj revoluciji. Njegova „Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica“ objavljena 1687. godine smatra se najznačajnijim delom u istoriji moderne nauke koja se ne može zamisliti bez njegovih otkrića.

Na polju optike istraživanje kompozicije belog svetla integrisalo je fenomene boja u nauku svetlosti i postavilo temelje moderne fizičke optike, dok su u mehanici, njegova tri zakona kretanja, danas osnovni principi fizike, rezultirali formulisanjem zakona univerzalne gravitacije. Takođe je formulisao empirijski zakon o hlađenju i napravio prvi teoretski proračun brzine zvuka.

Bio je profesor na Triniti koledžu (Trinity Collegeu) u Kembridžu (Cambridgeu), prvo član, a potom i predsednik Kraljevskog društva (Royal Society) u Londonu, nadzornik i upravnik Kraljevske kovnice novca, te član Francuske akademije nauka. Engleska kraljica Ana ga je 1705. godine proglasila vitezom.

Isak Njutn je rođen 04. januara 1643. godine, prema gregorijanskom, odnosno 25. decembra 1642. godine prema julijanskom kalendaru u zaseoku Vulstorp (Woolsthorpe) u Linkonširu (Lincolnshire), Ujedinjeno Kraljevstvo. Doživeo je duboku starost, a preminuo je 31. marta prema gregorijanskom, odnosno 20. marta prema julijanskom kalendaru 1727. godine u Londonu.

Detinjstvo i mladost

Njutn je rođen kao nedonošče na Božić 1642. godine (prema julijanskom kalendaru koji se u to vreme koristio u Engleskoj), sat ili dva posle ponoći. Ime Isak je dobio po ocu, nepismenom zemljoposedniku koji je preminuo tri meseca prije njegovog rođenja. Majka Hana Ejskou (Hannah Ayscough) je govorila kako je Isak toliko malena beba da može da stane u kriglu piva.

Trogodišnjeg Isaka Hana ostavlja na staranje svojoj majci Mardžeri Ejskou (Margery Ayscough), a ona odlazi da živi sa novim suprugom velečasnim Barnabas Smitom (Barnabas Smith) sa kojim je dobila još troje dece. Njutn nikada nije oprostio majci što se preudala, a prema očuhu je osećao veliko neprijateljstvo i mržnju. Veruje se da je upravo nedostatak majčine pažnje doprineo izgradnji Njutnovog složenog karaktera, ali i neprijateljstva koje je širio oko sebe.

U periodu od 12. do 17. godine školovao se u Kraljevskoj školi (The King’s School) u Grantamu  (Grantham) gde je bio najbolji učenik. 1659. godine Njutn napušta školovanje da bi na insistiranje majke Hane, koja se vratila u Vulstorp još 1653. godine nakon smrti drugog supruga, postao farmer i nastavio voditi porodični posao. Istoričari se ne mogu složiti oko tvrdnji da li se Isak Njutn samostalno vratio u školu ili je na to presudan uticaj imao upravnik Kraljevske škole, ali je činjenica da posao poljoprivrednika nije bio za njega, da se vratio na nastavu i da je njegov školski uspeh u završnoj godini bio izvanredan.

U junu 1661. godine primljen je na Triniti koledž u Kembridžu i to uz preporuku ujaka Vilijama Ejskoua (William Ayscough) koji je takođe studirao tamo. Isak Njutn je akademsko školovanje počeo ujedno radeći i poslove posluživanja i sve druge sitne poslove kako bi sakupio dovoljno novca.

Prve tri godine studiranja Njutn je pohađao predavanja prema standardnom programu, mada je iskazivao težnju za naprednijim kursevima. Kembridž se u to vreme, kao i svi ostali evropski univerziteti, bazirao na aristotelijanskoj filozofiji, geocentrizmu i posmatranju prirode prije kroz kvalitativnu nego kroz kvantitativnu formu. Ipak, Njutn je bio daleko ispred svih drugih studenata, pa je napisao i spis „Quaestiones Quaedam Philosophicae“ (Određena filozofska pitanja) koji otkriva da je već tada imao na umu pitanja i ideje koji će i vekovima kasnije biti osnov naučne revolucije. Iako je diplomirao bez posebnih počasti, njegov trud i zalaganje omogućili su mu da dobije punu stipendiju za dalje školovanje.

1665. godine Velika kuga je vladala Evropom i Kembridž je bio primoran da zatvori svoja vrata studentima. Njutn se vraća u rodni grad i u periodu do 1667. godine, prema sopstvenim rečima, dolazi do niza revolucionarnih otkrića: računa beskonačnosti i osnova teorije prirode svetlosti i boje, a ostvario je i značajan napredak u proučavanju kretanja planeta.

Akademska karijera

U aprilu 1667. godine Njutn se vraća na Triniti koledž i to kao student pripravnik, pa tako počinje i akademsku karijeru. Sledeće godine je magistrirao umetnost, da bi 1669. godine postao profesor matematike. Na mestu profesora nasledio je Isaka Beroua (Isaac Barrow) koji ga je vrlo uvažavao, a u pismenoj korespodenciji sa drugim profesorima izdvajao je njegov rad i dostignuća i predstavljao ga je kao izuzetnog matematičara.

1672. godine Njutn je postao član Kraljevskog društva i iste godine i zvanično objavljuje svoj prvi naučni rad. Članak „O boji“ (Of Colours) koji je deceniju kasnije uvrstio u knjigu „Optics: Or, A treatise of the Reflections, Refractions, Inflections and Colours of Light“ uneo je nemir u naučnu zajednicu. Istražujući prelamanje svetlosti Njutn je dokazao da se uz pomoć trostrane prizme bela svetlost može razložiti u spektar različitih boja, a da uz pomoć sočiva i pomoću druge prizme, ovaj spektar može ponovo da se složi ili sastavi u zrak bele svetlosti. Da bi sprečio rasipanje bele svetlosti u razne boje kroz posmatranje standardnim teleskopom sa sočivima, Njutn je konstruisao refleksioni teleskop (teleskop sa udubljenim ogledalom), danas poznat kao Njutnov teleskop.

Posledica objavljivanja pomenutog članka je i sukob sa naučnikom Robertom Hukom (Robert Hooke) koji je Njutna doveo na rub emocionalnog sloma. Njutn je u radu izneo tezu da je svetlost sačinjena od čestica, dok je Huk verovao da je sačinjena od talasa. Savremena kvantna mehanika bazirana je na dualnoj prirodi svetlosti, talasno-čestičnoj i nema mnogo toga zajedničkog sa Njutnovom teorijom.

Neprijateljstvo dvojice naučnika opstalo je do Hukove smrti. Njutn je bio ispunjen besom i mržnjom, udaljio se od javnosti, ali i iz Kraljevskog društva. Ipak, nije odustajao od svojih teorija, a korespodencija ispunjena neprijateljstvom nastavila se sve do 1678. godine kada je Njutn doživeo težak emocionalni slom.

1679. godine preminula je Njutnova majka, što je još dodatno doprinelo njegovom povlačenju u samoću.

Alhemija

U periodu izolacije Njutn se posvetio istraživanju alhemije, ma koliko to bilo apsurdno od strane jednog naučnika, upravo su mu eksperimentisanja u ovom polju omogućila da se posveti proučavanju osnovnih sila prirode, što u okviru matematike, mehanike i optike nije mogao.

Malo je poznato da su očuvani i spisi iz alhemičarske faze, gde je Njutn težio otkrivanju prvobitne materije čime bi objasnio postanak sveta i njegovo ustrojstvo. Procenjuje se da se od 10 miliona reči koliko je Njutn napisao,  jedan milion odnosi na alhemiju. Alhemičarski tekstovi su mešavina alegorija, igara rečima i filozofije kako bi bilo skriveno njihovo značenje.

1936. godine neki od Njutnovih tekstova vezanih za alhemiju prodati su na aukciji za 9.000 funti, a svi poznati i sačuvani zapisi o alhemiji deo su internet projekta koji je pokrenuo Univerzitet Indijana (Indiana University): „The Chymistry of Isaac Newton“.

Gravitacija i kretanje planeta

Nakon kratkog perioda bavljenja alhemijom Njutn se vraća nauci. U periodu od 1679. do 1680. godine Njutn je obavljao stalnu korespodenciju sa Hukom, a na temu kretanja nebeskih tela. Naime, zahvaljujući Kristijanu Hajgensu (Christiaan Huygens) i njegovoj centrifugalnoj sili, te Keplerovim zakonima uveliko se raspravljalo o tome da je gravitaciona sila obrnuto proporcionalna sa kvadratom rastojanja.

Robert Huk, astronom Edmond Halej (Edmond Halley) i arihtekta i matematičar Kristofer Ren (Christopher Wren) često su diskutovali na ovu temu, ali nisu mogli da pronađu rešenje za zadatak kako dokazati da se telo čija je putanja eliptičnog oblika kreće pod uticajem sile koja opada sa kvadratom udaljenost. Odlučili su da stupe u kontakt sa Isakom Njutnom, jer im se on činio kao jedini logičan izbor za pomoć u tako komplikovanom računu.

Edmond Halej u avgustu 1684. godine odlazi u Kembridž u posetu Njutnu i postavlja mu zagonetku: „Kojeg je oblika putanja po kojoj se kreću planete kada obilaze oko Sunca, ukoliko se kreću pod delovanjem privlačne sile koja opada s kvadratom udaljenosti?“ Njutn spremno odgovara da je reč o elipsi i čak napominje da je taj problem već rešio, tj. da je dokazao da iz eliptičnih putanja kretanja planeta sledi zakon obrnute kvadratne srazmernosti gravitacione sile sa rastojanjem. Svojstveno Njutnu, iako je bio jedini naučnik dovoljno spretan da izvede taj račun, pismeni postupak za njegovo dokazivanje je negde zagubio. Obećao je Haleju da će mu poslati novo rešenje. I zaista, nakon tri meseca, Halej je u rukama držao neoboriv matematički izveden dokaz i rešenje problema.

1684. godine Njutn objavljuje delo „De Motu“ (O kretanju), a uporedo radi na pisanju najznačajnijeg dela iz njegovog opusa „Matematički principi prirodne filozofije“ (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) koje se danas često popularno zove samo „Principi“. Knjigu izdaje uz Halejevu finansijsku pomoć, pa i ne čudi da je prvo izdanje izašlo u manje od 400 primeraka.

U „Principima“ Njutn dokazuje da je mehanička kretanja u prirodi moguće svesti na tri osnovna fizička zakona, pa su i osnov knjige njegovi zakoni kretanja predstavljeni kroz I, II i III Njutnov zakon i kroz Zakon gravitacije. Njutn je još jednom uneo nemir u naučnu zajednicu objavljivanjem „Principa“. Robert Huk je bio posebno besan i zahtevao je od Njutna da prizna da je on zaslužan za veliki broj iskazanih teorija i dokaza.

Rasprava dvojice naučnika dovela je do toga da Njutn najavi da će potpuno obustaviti štampanje trećeg izdanja „Principa“. Iako tu pretnju nije ostvario, uspeo je da iz knjige obriše svaki deo koji se odnosio na Hukov rad ili čak i na pominjanje Hukovog imena.

Život u Londonu

1689. godine Univerzitet u Kembridžu je izabrao da Njutn bude njihov predstavnik u Parlamentu, ali nije zabeleženo da je imao veliku ulogu u njegovom radu. Za vreme boravka u Londonu upoznao se i sprijateljio sa filozofom Džonom Lokom (John Locke) i mladim matematičarem Nikolasom Fatio de Dulierom (Nicolas Fatio de Duillier).

U poslednjoj deceniji 17. veka Njutn se bavio i proučavanjem i tumačenjem biblijskih tekstova. Iako je napisao veliki broj tekstova na ovu temu, nije ih objavljivao. „Dopuna hronologije kraljevstva starog veka“ (The Chronology of Ancient Kingdoms Amended) i „Primedbe na račun proročanstava Danilovih i apokalipse svetog Jovana“ (Observations on Daniel and The Apocalypse of St. John) su objavljeni posthumno.

1693. godine Njutn je doživeo još jedan živčani slom. Istoričari se ne mogu složiti oko njegovog uzroka, mada se najčešće govori o nekoliko mogućih razloga: stres zbog previše rada i stalnih sukoba sa Hukom, nagli prekid prijateljstva sa Faitom ili čak trovanje živom nakon trogodišnjeg bavljenja alhemijom.

1696. godine Njutn je imenovan nadzornikom Kraljevske kovnice novca, a 1699. godine, nasledio je i mesto upravnika na kome će ostati gotovo 3 decenije, sve do smrti.  Njutn se u potpunosti posvetio novom zvanju i ostaće upamćen kao jedan od reformatora engleske valute. Obračunavao se sa  falsifikatorima novca, a na njegovo insistiranje Britanija je prešla iz srebrnog u zlatni standard kada je  zabranio razmenu zlatnih gvineja za više od 21 srebrni šiling.

1703. godine, nakon Hukove smrti, Njutn je proglašen predsednikom Kraljevskog društva što će biti još jedna pozicija na kojoj će ostati do smrti. Sledeće godine objavljuje „Optiku“ koja je za sve godine rada postala zbirka njegovih radova na polju prelamanja svetlosti. 1705. godine Kraljica Ana ga imenuje vitezom i od tada se predstavljao ka Sir Isak Njutn. Njutn je tek drugi naučnik, posle Frensisa Bejkona (Francis Bacon) koji je proglašen vitezom.

Njutn će kao predsednik Kraljevskog društva ostati upamćen kao nemilosrdni autokrata. Nije podnosio prigovore i upravljao je karijerama mladih naučnika sa ili bez njihove saglasnosti. Za to vreme stekao je još jednog neprijatelja, astronoma Džona Flamsteda (John Flamsteed) kada je objavio njegovo životno delo „Zvezdani katalog“ bez dopuštenja. Flamsted je bio jedan od retkih koji je odneo pobedu u sukobu sa Njutnom, pa je, prema sudskoj odluci, dobio kataloge koji još nisu bili konačno distribuirani i sve ih je uništio. Njegov asistent je originalni Katalog objavio tek nakon Flamstedove smrti.

Rasprave o aritmetici Njutnu su donele još jednog neprijatelja i to nemačkog matematičara, filozofa i diplomatu Gotfrida Lajbnica (Gottfried Leibniz). Optužbe o plagijatorstvu padale su na obe strane, a čak ni nakon Lajbnicove smrti Njutnov bes nije nestao, pa je i tokom poslednjih godina života insistirao na pisanju tekstova u kojima je umanjivao Lajbnicov značaj.

Život u Londonu je za Njutna bio vrlo lagodan i uživao je veliko poštovanje javnosti i društveni status. Malo je poznata činjenica da je naučnik izgubio 20.000 funti kada je propala  „South Sea Company“ koja se najviše bavila prevozom i prodajom robova.

Smrt

Pred kraj života Njutn je živeo sa nećakom i njenim suprugom u Krenburi parku (Cranbury Park) u blizini Vinčestera (Winchester). Tokom života ga je služilo dobro zdravlje, ako se izuzmu emotivni slomovi koje je preživeo u dva navrata. Vid mu je oslabio, izgubio je samo jedan zub, a kosa mu je rano osedela.

Isak Njutn je umro u snu, 20. marta 1727. godine u Londonu, a sahranjen je u Vestministerskoj opatiji (Westminster Abbey). Kako nije imao dece, još za života je imovinu i bogatstvo zaveštao rođacima i nećacima. Nakon smrti testiranjem uzoraka kose otkriveno je da je Njutn u organizmu imao veliku količinu žive. Trovanje živom, kao posledica alhemičarskih eksperimenata, moglo bi objasniti Njutnovu ekscentričnost u poslednjim godinama života.

Privatni život

Njutn se nikad nije ženio, a ne postoje ni zvanični podaci o romantičnim vezama u njegovom životu. Istoričari navode da postoji mogućnost da je u ranoj mladosti bio veren, ali ne postoje dokazi koji bi tako nešto potvrdili.

Volter, francuski pisac i filozof, za Njutna je govorio da nikada nije bio strastven u pogledu žena, ljubavi i osećanja, da nije bio podložan ljudskim slabostima, ali i da nije imao nikakve intimne odnose sa ženama u šta su ga uverili lekari i hirurzi koji su bili sa Njutnom u poslednjim danima.

Jabuka i gravitacija

Dobro je poznata priča o tome da je Njutn dobio inspiraciju za formulisanje teorije gravitacije dok je u vrtu posmatrao padanje jabuke sa stabla. Iako su neki naučnici umanjivali značaj ovog incidenta i čak mu pripisivali mitske atribute, te navodili da je Njutn teoriju gravitacije razvijao nekoliko godina, priča ipak nije sasvim izmišljena što su u spisima potvrdili i Njutnovi savremenici.

Prema podacima koji su sačuvani u pisanom obliku Njutn je 1666. godine boravio u kod svoje majke u Linkonširu i šetajući kroz vrt posmatrao padanje jabuke sorte „flower of Kant“ sa stabla na zemlju. Tada je zaključio da sila gravitacije nije ograničena na neku određenu udaljenost od planete Zemlje već da ima mnogo veći domet nego što se tada verovalo.

Njutn je silu gravitacije nazvao „univerzalna gravitacija“ jer je zaključio da je ona obrnuto srazmerna sa kvadratom rastojanja i da je odgovorna za kretanje planeta po njihovim orbitama.

Ispred glavne kapije Triniti koledža u Kembridžu raste izdanak originalnog drveta jabuke koji je Njutn posmatrao. Predstavnici Kraljevske škole u Grantamu dugo su tvrdili da su kompletno stablo sa korenom preneli u školsko dvorište, dok zaposleni u „Nacionalnom trustu za nadzor nad mestima od istorijske važnosti i prirodnih lepota“ tvrde da je stablo i dalje u vrtu kuće u Vulstorpu koja je u njihovom vlasništvu.

Uticaj i značaj

Isak Njutn se smatra jednim od najznačajnijih teoretičara u istoriji nauke i pokretačem naučne revolucije. Izbrisao je sve sumnje u teorije o heliocentričnom sistemu, prvi uveo pojam sile u fiziku, razvio čestičnu teoriju svetlosti, rešio problem kretanja nebeskih tela, konstruisao prvi teleskop sa konkavnim sočivima, formulisao teoriju gravitacije …

Teorija gravitacije sastavni je deo opšte teorije relativnosti iako je upravo Albert Ajnštajn (Albert Einstein) pronašao okolnosti u kojima Njutnova teorija zakazuje.

Jedinica za silu, njutn (N), nazvana je njemu u čast.

Dela (neka objavljena posthumno)

• 1669. De analysi per aequationes numero terminorum infinitas
• 1671. Of Natures Obvious Laws & Processes in Vegetation
• 1684. De motu corporum in gyrum
• 1687. Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica
• 1701. Scala graduum Caloris. Calorum Descriptiones & signa
• 1704. Opticks
• 1701-1725. Reports as Master of the Mint
• 1707. Arithmetica Universalis
• 1728. De mundi systemate
• 1728. Optical Lectures
• 1728. The Chronology of Ancient Kingdoms Amended
• 1733. Observations on Daniel and The Apocalypse of St. John
• 1736. Method of Fluxions
• 1754. An Historical Account of Two Notable Corruptions of Scripture

Citati

• „Ukoliko zaista vidim dalje od drugih ljudi, to je zato što stojim na ramenima divova.“
• „Ja sebe gledam kao na dečaka koji se igra na morskoj obali, dok ogromni okean istine leži neotkriven ispred mene.“
• „Ukoliko sam javnosti napravio ikakvu uslugu, to je zato što strpljivo razmišljam.“
• „Za mene ne postoji veći izvor ovozemaljske časti i isticanja od napredovanja u nauci.“
• „Svakoj sili akcije se uvek suprotstavlja ista sila reakcije.“
• „Mogu proračunati kretanje nebeskih tela, ali ne i ljudsko ludilo.“