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isaac Newton fue un físico, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés, autor de los Pilophiae naturalis principia mathematica, más conocidos como los Principia, en los que describe la ley de la gravitación universal y establece las bases de la mecánica clásica. Entres sus descubrimientos científicos destacan sus trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica y en matemáticas el desarrollo del cálculo infinitesimal.
Newton comparte con Leibniz el desarrollo del cálculo integral y diferencial así como el desarrollo del binomio de Newton y las fórmulas de Newton-Cotes.
entre sus hallazgos científicos se encuentran su argumentación sobre la naturaleza corpuscular de la luz, su desarrollo de la ley de convección térmica y su propuesta de una teoría sobre el origen de las estrellas.
Fue el primero en demostrar que las leyes que gobiernan el movimiento de la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Está considerado el científico más grande de todos los tiempos.
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Isaac Newton nació el 4 de enero de 1643 en Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra y murió el 31 de marzo de 1727 en Londres, Inglaterra. la casa donde nació se ubicaba en el lado oeste del valle del río Witham, en dirección a la ciudad de Grantham. Sus padres fueron Isaac Newton y Hannah Ayscough, una familia de granjeros. Newton no llegó a conocer a su padre, pues este murió en octubre de 1642. Cuando su madre contrajo nupcias con Barnabás Smith, este no tenía intención de cargar con un niño de tres años, así que Isaac quedó a cargo de su abuela, con quien vivió hasta la muerte de su padrastro en 1653. Newton jamás le dedicó a su abuela un recuerdo cariñoso y lo mismo hizo con su abuelo. Este le correspondió de forma similar, desheredándolo.
Cuando Barnabás Smith falleció, su madre regresó al hogar familiar acompañada de los dos hijos que había tenido con aquél, pero la unión familiar duró 9menos de dos años. Isaac fue enviado a estudiar al the King´s School, en Gratham, a la edad de doce años. Estudió por entonces latín, algo de griego y lo básico de geometría y aritmética. su maestro fue Mr. Stokes, que tenía buen prestigio como educador.
En su estadía en Grantham se hospedó en casa de Mr. Clark y compartió hogar con otros tres niños, Edward, Arthur y una niña, hijos del primer esposo de la señora Clark. El hecho de haber crecido en un ambiente de aislamiento con sus abuelos y la posible envidia que causaba su superioridad intelectual le llevó a no congeniar con otras personas de su edad. Newton prefería por entonces la compañía femenina. Con Catherine Storer pudo mantener un romance, aunque esta llegó a recordar a Newton años más tarde, una vez casada, como un joven silencioso y pensativo.
Por aquel entonces la gente recordaba a Newton por sus raros inventos y su gran capacidad para los trabajos mecánicos. Llenó su habitación de herramientas con el dinero que le facilitaba su madre. Fabricó de forma especial maquetas. Llegó a reproducir un molino de viento construido en esa época al norte de Grantham. Su modelo estaba equipado con una noria impulsada por un ratón. El molinero, llamaba Newton al pobre ratón.
Otras construcciones propias de su inventiva fueron un carro de cuatro ruedas, una linterna de papel plegado. para llegar a desarrollar estas invenciones se veía obligado a desatender sus tareas escolares. Muchos de estos sus aparatos los sacó del libro The Mysteries of Nature and Art, de John Bates. Regaló linternas a sus compañeros y comentó sus estudios ante ellos con el propósito de granjearse su amistad. Todo fue en vano. Lo suyo no eran las relaciones personales. Con este proceder solo demostró su superioridad y los hizo sentirse más alejados.
Los relojes solares fueron otro de sus pasatiempos mientras permaneció en Grantham. Llenó de relojes la casa de Clark, su habitación, otras dependencias de la casa, el vestíbulo y toda aquella habitación donde entrara el sol. En las paredes clavó puntas para señalar las horas, las medias, los cuartos y ató a estas cuerdas con ruedas que permitían medir las sombras.
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| Estatua de Newton en el Trinity Colledge |
Por esa época la geometría y la óptica ocupaban un papel destacado en la vida del joven Newton. Envió a la Royal Society algunos de sus descubrimientos y un telescopio, hecho que suscitó gran interés entre los miembros de la Sociedad y, como no podía ser de otra forma, las críticas de algunos. Entre estos últimos se destacó Robert Hooke. Sí, el de la famosa ley de la elasticidad que lleva su nombre. Fue este el comienzo de una de las muchas disputas que tuvo a lo largo de su carrera científica. Los principales enemigos (no los únicos) que tuvo a lo largo de su vida fueron el propio Hooke, Leibniz y la Iglesia católica. Fue, no obstante, este aversión de Hooke lo que hizo que Newton se dedicara de lleno a los estudios sobre la mecánica y la gravedad. Newton resolvió el problema acerca de la gravedad con el que Hooke no había podido y sus resultados los dio a conocer en el libro que muchos científicos consideran laobra cumbre de la historia de la ciencia, la Philosophiae naturalis principia mathematica.
En 1963 Newton sufrió una gran crisis psíquica durante la cual apenas comía ni bebía. Sufrió por entonces depresión y principios de paranoia. Algunos historiadores creen que la crisis estuvo motivada por la ruptura e su relación con su discípulo Nicolás Fatio de Duillier. Posteriormente se demostró que sufrió envenenamiento por mercurio al hacer sus experimentos alquímicos. Después de escribir los Principia, Newton abandonó Cambridge y se mudó a a Londres donde ocupó diferentes puestos públicos de prestigio, entre ellos director de la Casa de la Moneda.
Entre sus intereses más profundos se encontraban la alquimia y la religión. En cuestión de religión defendía el arrianismo. Esto le causó graves problemas al formar parte del Trinity College y sus ideas religiosas le impidieron ser director del College. Entre sus estudios alquímicos destacan la transmutación de los elementos, la piedra filosofal y el elixir de la vida.
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Desde finales de 1664 Newton trabajó intensamente en diferentes problemas matemáticos. Abordó el teorema del binomio, y desarrolló un método propio llamado cálculo de fluxiones. Poco después regresó a la granja familiar a causa de una epidemia de peste bubónica.
Durante ese retiro, entre los años 1665 y 1666, cuando aún no había cumplido los veinticinco años, disfrutó de un período muy intenso de descubrimientos entre los que destaca la ley del inverso del cuadrado de la distancia en la gravitación, el desarrollo de las bases en la mecánica cuántica, la formalización del método de fluxiones y la generalización del teorema del binomio. En 1667 reanudó sus estudios en la Universidad de Cambridge.
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De 1667 a 1670 emprendió investigaciones sobre óptica. Su mentor, Isaac Barrow, renunció a su Cátedra Lucasiana de matemática, puesto en el que Newton le sucedería hasta 1696. Ese mismo año envió a John Collins su Analysis per aequationes numero terminorum infinitos.
Newton había descubierto los principios del cálculo diferencial e integral hacia 1665-1666 y durante el decenio posterior elaboró al menos tres enfoques diferentes de su nuevo análisis. Newton y Leibniz protagonizaron una agria polémica sobre la autoría del desarrollo de esta rama de la matemática. Los historiadores de ciencia consideran que ambos desarrollaron el cálculo de forma independiente y, si bien la notación de Leibniz era mejor, la formulación de Newton se aplicaba mejor a problemas prácticos.
Newton abordó el desarrollo del cálculo a partir de la geometría analítica, desarrollando un enfoque geométrico y analítico de las derivadas aplicadas sobre curvas definidas a través de ecuaciones. Newton buscaba la relación entre la cuadratura de las curvas y la teoría de las tangentes. después de los estudios de Roberval, se percató que el método de las tangentes podía utilizarse para obtener velocidades instantáneas de una trayectoria conocida. después de 1666 Newton abandonó sus estudios matemáticos y se sintió cada vez más atraído por el estudio de la naturaleza y la creación des sus Principia.
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Entre 1670 y 1672 Newton se interesó en problemas relacionados con la óptica y la naturaleza de la luz. Demostró que la luz blanca estaba formada por una banda de colores (rojo, anaranjado, amarillo, verde, cian, azul y violeta) que podían separarse por medio de un prisma. Como consecuencia de ello concluyó que cualquier telescopio refractor sufría de un tipo de aberración conocida como aberración cromática, que consiste en la dispersión de la luz en diferentes colores al atravesar una lente. Para evitar este problema Newton inventó un telescopio reflector.
A partir de sus experimentos Newton elaboró su teoría sobre la naturaleza de la luz que, según él, está formada por corpúsculos y se propaga en línea recta y no por medio de ondas. Esta concepción de la luz fue duramente criticada por Hooke y Huygens, quienes defendían una naturaleza ondulatoria de la luz.
En 1704, Newton escribió su obra más importante sobre Óptica, Opticks, en la que exponía sus teorías sobre la naturaleza corpuscular de la luz, así como un estudio detallado sobre fenómenos como la refracción, la reflexión y la dispersión de la luz.
Aunque sus teorías acerca de la naturaleza corpuscular de la luz fueron desacreditadas en favor de la teoría ondulatoria, con el tiempo científicos como Max Planck y Albert Einstein llegaron a la conclusión de que la luz tiene una doble naturaleza, corpuscular y ondulatoria a un tiempo. Sobre esta base se apoya la mecánica cuántica.
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Con una simple ley, Newton dio explicación a los fenómenos físicos más importantes del Universo. La ley de la gravitación universal descubierta por Newton se resume en la fórmula:
Primera ley de Newton o ley de la inerciaTodo cuerpo permanece en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado por alguna fuerza externa a cambiar su estado.
Newton afirma aquí que un cuerpo sobre el que no actúan fuerzas externas (o las que actúan se anulan entre sí) siempre permanece en reposo o se mueve con velocidad constante. Esta idea, que ya había sido enunciada por Galileo y Descartes, suponía romper con la física aristotélica, según la cual un cuerpo solo se mantenía en movimiento mientras actuara una fuerza sobre él.
Segunda ley de Newton o ley de la interacción y la fuerzaEl cambio de movimiento de un cuerpo es proporcional a la fuerza motriz externa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
Esta ley explica las condiciones que se deben dar para que se modifique el estado de reposo o movimiento de un cuerpo. Según Newton estas modificaciones solo tienen lugar si se produce una interacción entre los dos cuerpos. Esta segunda ley puede resumirse en la fórmula F=m a, donde F es la fuerza (medida en newtons) que hay que aplicar sobre un cuerpo de masa m para provocarle una aceleración a.
Tercera ley de Newton o ley de acción y reacciónCon toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos.
Estas dos fuerzas no se anulan pues están aplicadas sobre cuerpos diferentes.
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| Busto de Isaac Newton |
Isaac Newton defendió en 1687 los derechos de la Universidad de Cambridge contra el rey Jacobo II que intentó transformar la universidad en una institución católica. Como consecuencia de su actuación fue nombrado miembro del Parlamento en 1689, cuando el rey fue destronado y obligado a exiliarse. Durante ese tiempo prosiguió sus trabajos de química.
Después de haber sido profesor durante treinta años, abandonó su puesto para ser Director de la Moneda en 1696. Durante ese período persiguió a los falsificadores a quienes enviaba a la horca y propuso por primera vez el uso del oro como patrón monetario. Durante los últimos treinta años de su vida, abandonó prácticamente toda actividad científica y se consagró a los estudios religiosos. Fue elegido presidente de la Royal Society en 1703 y reelegido cada año hasta su muerte. En 1705 fue nombrado caballero por la reina Ana, como recompensa por los servicios prestados a Inglaterra.
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Newton fue respetado toda su vida como ningún otro científico y pruba de ello fueron los cargos con los que se vio honrado: en 1689 fue elegido miembro del Parlamento, en 1696 se le encargó la custodia de la Casa de la Moneda, en 1703 se le nombró presidente de la Royal Society y en 1705 recibió el título de Sir por parte de la reina Ana.
Newton padeció durante su vejez diversos problemas renales y atroces cólicos nefríticos, por motivo de uno de los cuales murió la noche del 31 de marzo de 1727. Sus restos se encuentran en la abadía de Westminster.
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