Fysisch gezien was Sir Isaac Newton geen grote man. Hij had echter een groot intellect, zoals blijkt uit zijn ontdekkingen op het gebied van zwaartekracht, licht, beweging, wiskunde en nog veel meer.
De legende wil dat Isaac Newton in 1665, of 1666, met de zwaartekrachttheorie op de proppen kwam nadat hij een appel had zien vallen. Hij vroeg zich af waarom de appel recht naar beneden viel, in plaats van zijwaarts of zelfs naar boven. “Hij toonde aan dat de kracht die de appel doet vallen en die ons op de grond houdt, dezelfde is als de kracht die de maan en de planeten in hun banen houdt,” aldus Martin Rees. Hij is een voormalig voorzitter van de Royal Society, de nationale academie van wetenschappen van Groot-Brittannië, die ooit werd geleid door Newton zelf. “Zijn theorie van de zwaartekracht zou ons geen satellieten voor plaatsbepaling hebben gebracht,” zegt Jeremy Gray, een wiskundig historicus aan de Open University in Milton Keynes, V.K.Maar het was genoeg om de ruimtevaart te ontwikkelen.”
De Cambridge-jaren
Newton werd twee tot drie maanden te vroeg geboren op 4 januari 1643 in Lincolnshire, Engeland. Hij was een praktisch kind en bouwde graag modellen, waaronder een kleine molen die daadwerkelijk meel maalde, aangedreven door een muis die in een wiel liep.
Toelating tot de Universiteit van Cambridge in 1661, slaagde Newton er aanvankelijk niet in als student uit te blinken. In 1665 werd de school tijdelijk gesloten vanwege de builenpest, een ziekte die in die periode in Londen aan meer dan 100.000 mensen het leven kostte. Als gevolg daarvan ging Newton voor twee jaar terug naar huis in Lincolnshire.
Het was rond die tijd dat de appeldalende brainstorm ontstond. Newton keerde vervolgens in 1667 terug naar Cambridge, en diende als professor in de wiskunde tot 1696.
Newtons vorderingen
Het begrijpen van de zwaartekracht was slechts een deel van Newtons bijdrage aan de wiskunde en de wetenschap. Zijn andere grote belangstelling ging uit naar de calculus, een onderwerp dat zich bezighoudt met het meten van veranderingen. Samen met de Duitse wiskundige Gottfried Leibniz ontwikkelde Newton differentiatie en integratie. Deze twee methoden worden nog steeds gebruikt in vele takken van de wetenschap. Differentiatie wordt gebruikt om de snelheid van verandering te meten, zoals de snelheid waarmee een diersoort zich voortplant. Integratie wordt vaak gebruikt in de meetkunde om oppervlakten en volumes te berekenen.
Newton had ook grote belangstelling voor de optica, de studie van licht en het gedrag daarvan. Dit bracht hem ertoe, terecht, voor te stellen dat wit licht in feite de combinatie is van licht van alle kleuren van de regenboog. Hij gebruikte zijn kennis om aan te tonen waarom telescopen in die tijd kleuren niet nauwkeurig konden weergeven. Newton ontwierp een telescoop die gebruik maakte van spiegels in plaats van alleen glazen lenzen. Hierdoor kon de nieuwe machine alle kleuren op één punt concentreren, wat een scherper, nauwkeuriger beeld opleverde. Tot op de dag van vandaag zijn spiegeltelescopen, waaronder de Hubble ruimtetelescoop, belangrijke instrumenten in de astronomie.
Newtons appelinzicht stelde hem in staat de drie wetten van beweging te ontwikkelen. Deze wetten worden nog steeds gebruikt om te beschrijven hoe krachten voorwerpen beïnvloeden, zoals hoe raketten vliegen of honkballen bewegen. Een kracht kan worden opgevat als een duw of trek in een bepaalde richting.
Eerste bewegingswet: Traagheid
Een voorwerp in rust blijft in rust, en een voorwerp in beweging blijft langs een rechte lijn in beweging, tenzij het door een kracht van buitenaf wordt bewogen.
Tweede bewegingswet: Versnelling
Een voorwerp zal versnellen als er kracht op wordt uitgeoefend. De versnelling is de snelheid van de verandering van de snelheid van een voorwerp. De versnelling zal plaatsvinden in de richting van de kracht. Voor een vaste kracht zullen grotere voorwerpen een kleinere versnelling hebben.
Als de massa niet verandert, is de kracht gelijk aan de massa maal de versnelling, of F = ma.
Derde wet van beweging: Actie en Reactie
Voor elke actie is er een gelijke en tegengestelde reactie. Stel bijvoorbeeld dat voorwerp A tegen voorwerp B botst. Dit betekent dat A een kracht in een bepaalde richting op B uitoefent. Door de derde wet van Newton ontvangt A ook een kracht van B. De twee krachten zijn gelijk en zijn in tegengestelde richting gericht.
De “Principia”
Newton publiceerde zijn bevindingen in 1687, in een boek dat Philosophiae Naturalis Principia Mathematica heette. De Latijnse titel wordt vertaald als Mathematical Principles of Natural Philosophy, en het boek is algemeen bekend als de Principia.
“Newton’s Principia maakte hem beroemd – weinig mensen lazen het, en nog minder mensen begrepen het,” schreef wiskundige Robert Wilson van de Open Universiteit. “Maar iedereen wist dat het een groots werk was, een beetje zoals Einsteins Relativiteitstheorie meer dan tweehonderd jaar later.”
De ijdele en wraakzuchtige jaren
Ondanks zijn rijkdom aan ontdekkingen was Newton niet geliefd, vooral niet op hoge leeftijd. Op dat moment stond hij aan het hoofd van de Royal Mint van Groot-Brittannië, die geld drukte en munten maakte. Hij was ook lid van het parlement, een tak van de Britse regering, en schreef onder andere over godsdienst. Newton was een eenzame persoonlijkheid toen hij jong was, en ijdel en wraakzuchtig in zijn latere jaren, aldus Rees. Hij “saboteerde zijn rivalen”, voegt Rees eraan toe. David Wallace is directeur van het Isaac Newton Instituut voor Mathematische Wetenschappen in Cambridge, Engeland. Hij zegt dat Newton “een complex figuur was, die ook alchemie nastreefde” – de zoektocht naar een methode om gewone metalen in goud te veranderen. Als Meester van de Munt toonde Newton geen genade met ter dood veroordeelde valsemunters, aldus Wallace.
In 1727, 84 jaar oud, stierf Sir Isaac Newton in zijn slaap. Hij werd met veel ceremonieel begraven in Westminster Abbey in Londen, Engeland.