Fysiskt sett var Sir Isaac Newton ingen stor man. Han hade dock ett stort intellekt, vilket framgår av hans upptäckter om gravitation, ljus, rörelse, matematik med mera.
Legenden säger att Isaac Newton kom på gravitationsteorin 1665, eller 1666, efter att ha sett ett äpple falla. Han frågade sig varför äpplet föll rakt ner, snarare än i sidled eller till och med uppåt. ”Han visade att den kraft som får äpplet att falla och som håller oss på marken är densamma som den kraft som håller månen och planeterna i sina banor”, säger Martin Rees. Han är tidigare ordförande för Storbritanniens Royal Society, Storbritanniens nationella vetenskapsakademi, som en gång leddes av Newton själv.
”Hans gravitationsteori skulle inte ha gett oss globala positioneringssatelliter”, säger Jeremy Gray, matematisk historiker vid Open University i Milton Keynes, USA.Men den var tillräcklig för att utveckla rymdresor.”
Cambridgeåren
Newton föddes två till tre månader för tidigt den 4 januari 1643 i Lincolnshire, England. Han var ett praktiskt barn och gillade att konstruera modeller, bland annat en liten kvarn som faktiskt malde mjöl och som drevs av en mus som körde i ett hjul.
Newton antogs till universitetet i Cambridge 1661 och lyckades till en början inte glänsa som student. År 1665 stängdes skolan tillfälligt på grund av böldpest, en sjukdom som dödade mer än 100 000 människor i London under den perioden. Som en följd av detta åkte Newton hem till Lincolnshire i två år.
Det var ungefär vid den tiden som den äppelfallande hjärnan uppstod. Newton återvände sedan till Cambridge 1667 och tjänstgjorde som professor i matematik fram till 1696.
Newtons framsteg
Att förstå gravitationen var bara en del av Newtons bidrag till matematiken och vetenskapen. Hans andra stora intresse var kalkyl, ett ämne som undersöker hastigheter, eller mätning av förändringar. Tillsammans med den tyske matematikern Gottfried Leibniz utvecklade Newton differentiering och integration. Dessa två metoder används fortfarande inom många vetenskapliga områden. Differentiering används för att mäta vilken förändringshastighet som helst, t.ex. hur snabbt en djurart förökar sig. Integration används ofta inom geometri för att beräkna areor och volymer.
Newton intresserade sig också mycket för optik, studiet av ljus och dess beteende. Detta ledde till att han med rätta föreslog att vitt ljus i själva verket är en kombination av ljus från regnbågens alla färger. Han använde sin kunskap för att visa varför teleskopen på den tiden inte kunde återge färgerna korrekt. Newton konstruerade ett teleskop som använde speglar i stället för bara glaslinser. Detta gjorde att den nya maskinen kunde fokusera alla färger på en enda punkt, vilket resulterade i en skarpare och mer exakt bild. Än idag är spegelteleskop, inklusive rymdteleskopet Hubble, viktiga verktyg inom astronomin.
Newtons insikt om äpplet gjorde det möjligt för honom att utveckla de tre rörelselagarna. Dessa lagar används fortfarande för att beskriva hur krafter påverkar objekt, till exempel hur raketer flyger eller basebollar rör sig. En kraft kan ses som en knuff eller dragning i en viss riktning.
Första rörelselagen: Ett objekt i vila förblir i vila, och ett objekt i rörelse förblir i rörelse längs en rak linje om det inte förflyttas av en yttre kraft.
Den andra rörelselagen: Ett föremål kommer att accelerera om det utsätts för en kraft. Acceleration är förändringshastigheten för ett föremåls hastighet. Accelerationen sker i kraftens riktning. För en fast kraft kommer större föremål att ha en mindre acceleration.
Om massan inte förändras är kraft lika med massa gånger acceleration, eller F = ma.
Den tredje rörelselagen: För varje handling finns det en lika stor och motsatt reaktion. Säg till exempel att föremål A träffar föremål B. Det innebär att A utövar en kraft på B i en viss riktning. Enligt Newtons tredje lag får A också en kraft från B. De två krafterna är lika stora och riktas i motsatt riktning.
Principia
Newton publicerade sina upptäckter 1687 i en bok som heter Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Den latinska titeln översätts som Matematiska principer för naturfilosofi, och boken är allmänt känd som Principia.
”Newtons Principia gjorde honom berömd – få människor läste den och ännu färre förstod den”, skrev matematikern Robert Wilson vid Open University. ”Men alla visste att det var ett stort verk, ungefär som Einsteins relativitetsteori över tvåhundra år senare.”
De fåfänga och hämndlystna åren
Trots sin rikedom av upptäckter var Newton inte särskilt omtyckt, särskilt inte på äldre dagar. Vid denna tidpunkt tjänstgjorde han som chef för Storbritanniens Royal Mint, som tryckte pengar och skapade mynt. Han tjänstgjorde också i parlamentet, en gren av den brittiska regeringen, och skrev bland annat om religion. Som personlighet var Newton ensam när han var ung och fåfäng och hämndlysten under sina senare år, säger Rees. Han ”saboterade sina rivaler”, tillägger Rees.
Sir David Wallace är chef för Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences i Cambridge, England. Han säger att Newton ”var en komplex personlighet som också ägnade sig åt alkemi” – sökandet efter en metod för att förvandla vanliga metaller till guld. Som myntmästare visade Newton ingen barmhärtighet mot de förfalskare av mynt som dömdes till döden, säger Wallace.
Sir Isaac Newton dog i sömnen 1727, 84 år gammal, när han var 84 år. Han begravdes med stor ceremoni i Westminster Abbey i London, England.