زندگی نامه آیزاک نیوتن

• توسط : صادق
• در : ۱۳۹۹-۰۳-۱۵
• در : بیوگرافی شعرا و دانشمندان

اسحاق یا آیزاک نیوتن ، یک فیزیکدان و ریاضیدان بود که به خاطر کشف قوانین فیزیک شهرت یافت. وی شخصیت مهم و اساسی در انقلاب علمی قرن ۱۷ بود. در ادامه با این دانشمند بزرگ و ستاورد هایش بیشتر آشنا خواهیم شد.

آیزاک نیوتن که بود؟

همان طور که گفتیم او یک ریاضیدان و فیزیک دان بود که اصول و قوانین فیزیک مدرن، از جمله قوانین حرکت را تدوین کرد و به عنوان یکی از نوابغ بزرگ انقلاب علمی قرن ۱۷ شناخته شده است. در سال ۱۶۸۷، او تحسین برانگیز ترین اثر خود به نام اصول ریاضی فلسفه طبیعی را منتشر کرد که از ان به عنوان تنها تأثیر گذارترین کتاب در زمینه فیزیک یاد شده است. در سال ۱۷۰۵، توسط ملکه وقت انگلستان لقب شوالیه را دریافت کرد.

اوایل زندگی

نیوتن در ۴ ژانویه ۱۹۴۳ در وولشتورپ، لینکلن شر انگلیس متولد شد.

نیوتن تنها پسر یک کشاورز موفق محلی بود. نیوتن در هنگام تولد بسیار ضعیف و کوچک بود طوری که امید به زنده ماندن آن نداشتند.

بیشتر بخوانید : آشنایی با پنج تعریف اساسی از ماده

هنگامی که ۳ ساله بود، مادرش هانا آیسکوف نیوتن، با یک وزیر به نام بارناباس اسمیت ازدواج مجدد کرد و نیوتن جوان را به همراه مادربزرگش تنها گذاشت.

این تجربه اثری غیر قابل انکار بر نیوتن گذاشت و بعدا اظهار داشت که احساس ناامنی حاد داشته است. او با علاقه در کارهای منتشر شده خود غرق می شد و با رفتار غیر منطقی از شایستگی آن ها دفاع می کرد.

بعد از ۱۲ سال، با مرگ ناپدری اش، نیوتن به مادرش پیوست. او از ازدواج دوم خود سه فرزند خردسال به همراه خود آورده بود.

تحصیلات

او در مدرسه کینگ در شهر گرانتهام ثبت نام کرد و در آنجا با یک داروساز هم اتاق بود که با دنیای جذاب شیمی آشنا شد.

در همان سن ۱۲ سالگی مادرش او را از مدرسه بیرون آورد. او قصد داشت تا نیوتن به کشاورزی بپردازد اما نیوتن علاقه ای به این کار نداشت.  دوباره به مدرسه کینگ رفت تا تحصیلات ابتدایی خود را به پایان برساند.

شاید به دلیل توانایی ذهنی که نیوتن داشت، عموی او مادرش را متقاعد کرد تا نیوتن را به دانشگاه بفرستد.

بیشتر بخوانید : آشنایی کامل با انرژی پتانسیل

انقلاب علمی

با ورود آیزاک نیوتن به کمبریج، انقلاب علمی قرن هفدهم به وقوع پیوسته بود. دیدگاه خورشید مرکزی که توسط ستاره شناسان نیکولوس کوپرنیک و یوهانس کپلر و قبلا توسط گالیه به وجود آمده بود، در اکثز محافل دانشگاهی اروپا شناخته شده بود.

در طی سه سال اول حضور در کمبریج، نیوتن برنامه درسی استاندارد را آموخت اما مجذوب علوم پیشرفته تر بیشتری شد. تمام اوقات فراغت خود را صرف خواندن آثار فیلسوف های مدرن می کرد.

اگرچه نیتون بدون افتخار و برتری خاصی فارغ اتحصیل شد اما تلاش های منجر شئ تا عنوان پژوهشگر را بگیرد و برای چهار سال پشتیبانی مالی برای تحقیقات بعدی خود داشته باشد.

در سال ۱۶۶۵، طاعون سیاه که کل اروپا را گرفته بود، به کمبریج آمده و دانشگاه را مجبوذ به تعطیلی کرد. پس از وقفه دوساله، نیوتن در سال ۱۶۶۷ به کمبریج بازگشت و در کالج ترینیتی به عنوان دستیار مشغول شد. زیرا هنوز او را یک محقق کارآمد تصور نمی کردند.

در سال های بعد ثروت او افزایش یافت. نیوتن قبل از ۲۷ سالگی مدرک کارشناسی ارشد خود را در سال ۱۶۶۹ دریافت کرد. در این مدت او کتاب منتشر شده نیکلاس مرکاتور با موضوع سری های نامتهای را مطالعه می کرد.

نیوتن سریعا مقاله ای به نام De Analysi نوشت و نتایج گسترده تر خود را بیان کرد. او این موضوع را با دوست و مربی خود ایزاک بارو به اشتراک گذاشت اما نام آن را به عنوان نویسنده درج نکرد.

کار های نیوتن برای اولین بار مورد توجه انجمن ریاضیات قرار گرفت. اندکی پس از آن، بارو از سمت خود در کمبریج استعفا داده و نیوتن جایگزین آن می شود.

اکتشافات نیوتن

آیزاک نیوتن

آیزاک نیوتن در علم نور، حرکت و ریاضیات اکتشافاتی را انجام داد. نیوتن نظریه پردازی کرد که نور سفید ترکیبی از تمام رنگ های طیف است و آن نور از ذراتی تشکیل شده است.

کتاب مهم وی در مورد فیزیک یا همان اصول ریاضی فلسفه طبیعی، Principia، که تقریبا تمام مفاهیم بنیادین فیزیک به جز انرژی را در برمی گیرد، در نهایت به او در توضیح قوانین حرکت و نظریه گرانش کمک می کند. نیوتن به همراه ریاضی دان گاتفرید ویلهلم فون لایبنیتز، برای تدوین نظریه های اساسی مرتبط با حساب دیفرانسیل شناخته شده است.

اختراعات

نخستین موفقیت لزرگ علمی نیوتن، در سال ۱۶۶۸ طراحی و ساخت تلسکوپ بازتابی بود. به عنوان استاد کمبریج، نیوتن موظف بود هر ساله سخنرانی کند و در آن سال موضوع نور و بازتاب را به عنوان مبحث اولیه خود برگزید. او از تلسکوپ خود برای مطالعه بر روی نور و اثبات نظریه نور و رنگ استفاده کرد.

بیشتر بخوانید : جهان چگونه به وجود آمد؟

در سال ۱۶۷۱، انجمن سلطنتی خواستار نمایش تلسکوپ بازتابی نیوتن شد و علاقه این سازمان نیوتن را ترغیب کرد تا یادداشت های خود در مورد نور، بازتاب و رنگ را منتشر کند.

افسانه سیب و کشف نیروی جاذبه

آیزاک نیوتن

همانطور که گفتیم کالج ترینیتی بین سال های ۱۶۶۵ تا ۱۶۶۷ به دلیل طاعون تعطیل شد و نیوتن برای ادامه مطالعات و تحقیقات خود به خانه بازگشت. طبق گفته ها، نیوتن زیر درخت سیب نشسته بود تا اینکه سیبی به سر او برخورد کرد و از آن الهام گرفت تا نیروی جاذبه را کشف کند. این پرسش برای او پیش آمده بود که چرا سیب مستقیما به سر او برخورد کرده و زاویه نگرفته است.

البته هیچ مدرکی دال بر اینکه واقعا سیب بر روی سر نیوتن سقوط کرده باشد، وجود ندارد. به هر حال او تحقیقاتش را در مورد حرکت و نیروی گرانش زمین آغاز کرد.

در طی آن تعطیلی ۱۸ ماهه، نیوتن دانشجو، بسیاری از مهمترین بینش های خود از جمله روش محاسبه بی نهایت، مبانی نظریه نور و رنگ و قوانین حرکت سیاره ای که در نهایت منجر به منتشر کردن آن ها به عنوان بخشی از کتاب Principia شد را فهمید.

قوانین سه گانه حرکت نیوتن

همانطور که گفتیم، در سال ۱۶۸۷، پس از ۱۸ ماه کار بدون وقفه و موثد، کتاب خود تحت عنوان اصول ریاضی فلسفه طبیعی که که به عنوان principia نیز شناخته می شود، منتشر کرد.

کتاب او توضیحات کم دقیقی در مورد اجسام در حال حرکت با سه قانون کلی ارائه داده است.

قانون اول

اجسام در حالت طبیعی ساکن هستند مگر آنکه نیرویی به آن وارد شود. (در واقع اجسام تمایل به حفظ حالت خود دارند. ساکن یا متحرک)

قانون دوم

نیرو برابر است حاصل ضرب جرم در شتاب و تغییر در حرکت (مثل سرعت) متناسب با نیروی اعمال شده است.

قانون سوم

هر عملی را عکس العملی است. برابر و در خلاف جهت آن.

نظریه گرانش یا جاذبه آیزاک نیوتن

سه قانون پایه که در کتاب نیوتن بیان شده بود، به او کمک کرد تا به نظریه گرانش برسد. این قانون توضیح می دهد که دو جسم یا شئ یکدیگر را با یک نیروی گرانشی جذب می کند که با جرم های آنان رابطه مستقیم و با مجذور فاصله بین مراکز آن ها رابطه عکس دارد.

این قانون نه تنها حرکت بیضوی شکل سیارات به دور خورشید، بلکه هر حرکت دیگر در جهان را توضیح می دهد. اینکه چگونه سیارات توسط خورشید در مدار خود نگه داشته می شوند، چگونه ماه به دور زمین می چرخد و چگونگی حرکت بیضوی شکل ستاره های دنباله دار به دور خورشید.

همچنین این قوانین به او کمک کرد تا جرم سیارات، سطح زمین در قطب ها و قوس استوا را محاسبه کند. از نظر نیوتن، گرانش جهان را متعادل نگه داشته است.

اسحاق نیوتن و رابرت هوک

همه کسانی که در آکادمی سلطنتی بودند، به اکتشافات آیزاک نیوتن درمورد نور و بازتاب علاقه مند نبودند. رابرت هوک، یکی از اعضای اصلی آکادمی سلطنتی و دانشمندی که در تعدادی از زمینه ها از جمله مکانیک و نورشناسی به موفقیت هایی رسیده بود، از جمله ی آنان بود.

در حالی که نیوتن استدلال می کرد که نور از ذرات تشکیل شده است، هوک معتقد بود که نور از امواج شکل گرفته است. هوک به سرعت مطالب نیوتن را با متانت رد کرده و استدلال ها و روش های او را محکوم کرد.

هوک تنها کسی نبود که اندیشه های نیوتن درباره نور را زیر سوال برده بود. کریستین هویگنس، دانشمند مشهور هلندی و تعدادی از یسوعیون فرانسه نیز مخالفت هایی داشتند. اما به دلیل ارتباط هوک با انجمن سلطنتی و تحقیقات او در زمینه نور، انتقادات وی بیشتر از دیگران نیوتن را ناراحت می کرد.

نیوتن که نمی توانست این انتقادات را مدیریت و قبول کند، عصبانی شد و اتهامات هوک را رد کرد.

در ماه های بعد، تقابل این دو دانشمند بیشتر شد و نیوتن تهدید کرد که از انجمن سلطنتی بیرون خواهد رفت. اما او تنها هنگامی ماد که چند تن از اعضای انجمن به او اطمینان دادند که اعتبارش حفظ شود.

رقابت بین نیوتن و هوک برای چند سال ادامه داشت. سپس در سال ۱۶۷۸، نیوتن دچار یک اختلال عصبی شد و مکاتبات به پایان رسید. درگذشت مادرش در سال بعد، او را بیشتر منزوی کرد و به مدت ۶ سال از مکاتبه و مبادله افکار و ایده ها جدا شد. مگر آنکه دیگران مکاتبه را آغاز می کردند که همیشه آن ها را زود به پایان می رساند.

در طول مدتی که از اجتماع فاصله گرفت، به مطالعه گرانش و تاثیر آن بر مدار سیارات پرداخت. انگیزه ای که نیوتن را در این مسیر قرار داد، مخالفت های رابرت هوک بود.

در سال ۱۶۷۹، هوک در نامه نگاری عمومی که برای کمک های مالی با اعضای انجمن سلطنتی داشت، سوال حرکت سیاره ای را از نیوتن پرسید و فرمولی را ارائه کرد که مربوط به رابطه معموس مجذور فاصله است و ممکن است گرانش بین سیارات و شکل مدار آن ها را توضیح دهد.

مکاتبات خیلی سریع بسته شد. اما ایده هوک در ذهن نیوتن نشست.

در اوایل سال ۱۶۸۴، هوک در گفتگو با اعضای انجمن سلطنتی، کریستوفر ورن و ادموند هالی، مورد خود برای اثبات حرکت سیاره ای را مطرح کرد. هر دو آن اعضا اطهار داشتند که هوک دارد به چیزی می رسد اما نیاز به اثبات ریاضی دارد.

در اوت ۱۶۸۴، هالی برای دیدار با نیوتن که از انزوا خارج شده بود، به کمبریج سفر کرد. هالی از نیوتن پرسید که اگر جذب سیاره به سمت خورشید رابطه ای از معکوس مجذور فاصله های بین مراکز آن ها باشد، مدار سیارات چه شکلی خواهد بود.

نیوتن به دلیل کار متمرکز خود در ۶ سال گذشته، جواب پرسش را می دانست و پاسخ داد: بیضی. نیوتن ادعا کرد که در حدود ۱۸ سال قبل، در هنگام تعطیلی دانشگاه به دلیل طاعون، این مسئله را حل کرده است اما نتواسته است یادداشت های خود را پیدا کند. هالی او را ترغیب کرد تا این مسئله را به سورت ریاضی حل و اثبات کند و پیشنهاد داد که تمام هزینه های لازم برای منتشر کردن آن در کتاب نیوتن بپردازد.

به محض چاپ کتاب نیوتن (Principia) در سال ۱۶۸۷، رابرت هوک نیوتن را به سرقت علمی متهم کرد و اداعا کرد که وی نظریه و فرمول جاذبه را کشف کرده و نیوتن آن را دزدیده است. همانطور که بیشتر دانشمندان می دانستند، این ادعا بی اساس بود. زیرا هوک فقط در مورد این نظریه ایده پردازی کرده و موفق به اثبات ان نشده است.

نیوتن که از این ادعا عصبانی شده بود، تمام اشاره ها و مراجعات به هوک در یادداشت هایش را حذف کرد. همچنین او را تهدید کرد در نسخه بعدی کتاب، هیچ اشاره ای به وی نخواهد کرد.

با شهرت روزافزون نیوتن، هوک نسبت به او خشمگین تر و کینه ای تر می شد. تا اواخر زندگی اش از هر فرصتی برای توهین به نیوتن استفاده می کرد. با دانستن اینکه پس از او، نیوتن به ریاست انجمن خواهد رسید، تا آخر مرگ از پذیرفتن بازنشستگی خودداری کرد و در سال ۱۷۰۳ در گذشت.

سال های پایانی

آیزاک نیوتن در اواخر عمرش در پارک کرانبری در نزدیکی وینچستر انگلستان به همراه خواهر زاده خود، کاترین و همسرش زندگی می کرد.

در این زمان، نیوتن به یکی از مشهورترین مدان اروپا تبدیل شده بود.  اکتشافات علمی او چالش ناپذیر بودند. همچنین ثروتمند شده بود و سرمایه گذاری های عاقلانه ای انجام می داد و مبالغ و هدایای قابل توجهی را به خیریه ها می داد.

علی رغم شهرت، زندگی آیزاک نیوتن ایده آل نبود. او دوست زیادی نداشت و هرگز ازدواج نکرد. در سال های آخر عمرش غرور، ناامنی و تحقیقات عجیب و غریب علمی باعث شد تا برخی دوستانش نگران سلامت ذهن او شوند.

مرگ

در مارس ۱۷۲۷، به دلیل مشکلات گوارشی و درد شکم در سن ۸۴ سالگی درگذشت.