Isaac Newton

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Isaac Newton
Para otros usos de este término, véase Newton.
Sir Isaac Newton
Sir Isaac Newton by Sir Godfrey Kneller, Bt.jpg
Isaac Newton en 1702 por Geoffrey Kneller
Nacimiento 4 de enero de 1643
Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra
Fallecimiento 31 de marzo de 1727 (84 a√Īos)
Kensington, Londres, Inglaterra
Residencia Bandera de Inglaterra Inglaterra
Campo Astronomía, Física, Teología, Alquimia y Matemática
Alma m√°ter Trinity College, Cambridge
Conocido por Leyes de la cinem√°tica
Teoría corpuscular de la luz
Desarrollo del C√°lculo diferencial e integral
Ley de la gravitación universal.
Sociedades Royal Society de Londres
Premios
destacados
Nombrado caballero por la Reina Ana I (1705)
Firma
Isaac Newton signature.png

Sostuvo conflictos con Gottfried Leibniz y con Robert Hooke por la paternidad del cálculo y de la Ley de gravitación universal, respectivamente.

Sir Isaac Newton (25 de diciembre de 1642 JU ‚Äď 20 de marzo de 1727 JU; 4 de enero de 1643 GR ‚Äď 31 de marzo de 1727 GR) fue un f√≠sico, fil√≥sofo, te√≥logo, inventor, alquimista y matem√°tico ingl√©s, autor de los Philosophiae naturalis principia mathematica, m√°s conocidos como los Principia, donde describi√≥ la ley de gravitaci√≥n universal y estableci√≥ las bases de la mec√°nica cl√°sica mediante las leyes que llevan su nombre. Entre sus otros descubrimientos cient√≠ficos destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la √≥ptica (que se presentan principalmente en su obra Opticks) y el desarrollo del c√°lculo matem√°tico.

Newton comparte con Leibniz el crédito por el desarrollo del cálculo integral y diferencial, que utilizó para formular sus leyes de la física. También contribuyó en otras áreas de la matemática, desarrollando el teorema del binomio y las fórmulas de Newton-Cotes.

Entre sus hallazgos científicos se encuentran el descubrimiento de que el espectro de color que se observa cuando la luz blanca pasa por un prisma es inherente a esa luz, en lugar de provenir del prisma (como había sido postulado por Roger Bacon en el siglo XIII); su argumentación sobre la posibilidad de que la luz estuviera compuesta por partículas; su desarrollo de una ley de convección térmica, que describe la tasa de enfriamiento de los objetos expuestos al aire; sus estudios sobre la velocidad del sonido en el aire; y su propuesta de una teoría sobre el origen de las estrellas. Fue también un pionero de la mecánica de fluidos, estableciendo una ley sobre la viscosidad.

Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Es, a menudo, calificado como el cient√≠fico m√°s grande de todos los tiempos, y su obra como la culminaci√≥n de la revoluci√≥n cient√≠fica. El matem√°tico y f√≠sico matem√°tico Joseph Louis Lagrange (1736‚Äď1813), dijo que "Newton fue el m√°s grande genio que ha existido y tambi√©n el m√°s afortunado dado que s√≥lo se puede encontrar una vez un sistema que rija el mundo."

Contenido

Biografía

Naci√≥ el 4 de enero de 1643 en Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra. En esa fecha el calendario usado era el juliano y correspond√≠a al 25 de diciembre de 1642, d√≠a de la Navidad.[1] El parto fue prematuro aparentemente y naci√≥ tan peque√Īo que nadie pens√≥ que lograr√≠a vivir mucho tiempo. Su vida corri√≥ peligro por lo menos una semana, fue bautizado reci√©n el 1 de enero de 1643, 12 de enero en el calendario gregoriano.[2]

La casa donde nació y vivió su juventud se ubica en el lado oeste del valle del río Witham, más abajo de la meseta de Kesteven, en dirección a la ciudad de Grantham. Es de piedra caliza gris, el mismo material que se encuentra en la meseta. Tiene forma de una letra T gruesa en cuyo trazo más largo se encuentra la cocina y el vestíbulo y la sala se encuentra en la unión de los dos trazos.[3] Su entrada es descentrada y se ubica entre el vestíbulo y la sala y se orienta hacia las escaleras que conducen a dos dormitorios del piso superior.

Sus padres fueron Isaac Newton y Hannah Ayscough, dos campesinos puritanos. No lleg√≥ a conocer a su padre, pues hab√≠a muerto en octubre de 1642. Cuando su madre volvi√≥ a casarse con Barnabas Smith que no ten√≠a intenci√≥n de cargar a un ni√Īo de tres a√Īos, lo dej√≥ a cargo de su abuela, con quien vivi√≥ hasta la muerte de su padrastro en 1653. Este fue posiblemente un hecho traum√°tico para Isaac, constitu√≠a la perdida de la madre no habiendo conocido al padre. A su abuela nunca le dedic√≥ un recuerdo cari√Īoso y hasta su muerte paso desapercibida. Lo mismo ocurri√≥ con el abuelo que pareci√≥ no existir hasta que se descubri√≥ que tambi√©n estaba presente en la casa y correspondi√≥ al afecto de Newton de la misma forma, lo deshered√≥.[4]

Escribi√≥ una lista de sus pecados e incluy√≥ uno particular: "Amenazar a mi padre y a mi madre Smith con quemarlos a ellos y a su casa". Lo hizo nueve a√Īos despu√©s del fallecimiento del padrastro lo que comprueba que la escena qued√≥ grabada en el recuerdo de Newton. Las acciones del padrastro, que se neg√≥ a llevarlo a vivir con el hasta que cumpli√≥ diez a√Īos podr√≠an motivar este odio.[5]

Cuando Barnabas Smith falleci√≥, su madre regres√≥ al hogar familiar acompa√Īada por dos hijos que tuvo con este se√Īor, pero la uni√≥n familiar duro solamente menos de dos a√Īos, Isaac fue enviado a estudiar al colegio The King's School en Grantham a la edad de doce a√Īos. Lo que se sabe de esta etapa es que estudi√≥ lat√≠n, algo de griego y lo b√°sico de geometr√≠a y aritm√©tica. Era el programa habitual de estudio de una escuela primaria en ese entonces. Su maestro fue Mr. Stokes, que ten√≠a buen prestigio como educador.[6]

En 1659 compr√≥ un cuaderno, libro de bolsillo llamado en ese entonces, en donde en la primer p√°gina escribi√≥ en lat√≠n "Martij 19, 1659" (19 de marzo 1659), representaba el per√≠odo entre 1659-1660 el cual coincidia con el per√≠odo de su regreso a su ciudad natal y la mayor parte de sus escritos est√°n dedicados a "Utilissimum prosodiae supplementum", a√Īos despu√©s en la colecci√≥n Keynes del King's College se encuentra una edici√≥n de Pindaro con la firma de Newton y fechado en 1659. En la colecci√≥n Babson aparece una copia de las metamorfosis de Ovidio fechadas ese mismo a√Īo.[7]

Los estudios primarios fueron de gran utilidad para Newton, los trabajos sobre matem√°ticas estaban escritos en lat√≠n, al igual que los escritos sobre filosof√≠a natural. Los conocimientos de lat√≠n le permitieron entrar en contacto con los cient√≠ficos europeos. La aritm√©tica b√°sica dif√≠cilmente hubiese compensado un nivel deficiente de lat√≠n.[8] En esa √©poca otra materia importante era el estudio de la Biblia y se le√≠a en lenguas cl√°sicas apoyando el programa cl√°sico de estudios y ampliando la fe protestante de Inglaterra. En el caso de Isaac el estudio de este tema unido a la biblioteca que lego de su padrastro le pudo haber hecho iniciar un viaje imaginario a extra√Īos mares de la Teolog√≠a.[9]

En su estad√≠a en Grantham se hosped√≥ en la casa de Mr. Clark en la calle High Street junto a la George Inn. Ten√≠a que compartir el hogar junto a otros tres ni√Īos, Edward, Arthur y una ni√Īa, hijos del primer esposo de la mujer de Mr. Clark. Por la infancia que tuvo, Isaac parec√≠a no congeniar con otras personas de su edad. El haber crecido en un ambiente de aislamiento con sus abuelos y la posible envidia que le causaba a sus pares su superioridad intelectual le provocaban dificultades y lo llevaba a realizar travesuras varias que despu√©s negaba haber hecho.[10] Uno de sus amigos, William Stukeley se dedic√≥ a reunir informaci√≥n sobre Newton en su estancia en Grantham y concluy√≥ que los ni√Īos lo encontraban demasiado astuto y pensaban que se aprovechaba de ellos debido a su rapidez mental muy superior a la de ellos.[10]

Adem√°s estas an√©cdotas demostraron que prefer√≠a la compa√Ī√≠a femenina. Para una amiga, Miss Storer varios a√Īos m√°s joven que √©l construy√≥ muebles de mu√Īecas utilizando las herramientas con mucha habilidad. Adem√°s pudo haber un romance entre los j√≥venes cuando fueron mayores. Seg√ļn los registros conocidos, pudo haber sido la primera y posiblemente la √ļltima experiencia rom√°ntica con una mujer en su vida. M√°s adelante Miss Storer se cas√≥ con un hombre apellidado Vincent y paso a conocerse como Mrs Vincent y recordaba a Newton como un joven silencioso y pensativo.[11]

Tuvo un incidente con un compa√Īero que posiblemente fuese Arthur Storer. Le aplic√≥ una patada en el est√≥mago, supuestamente como represalia a alguna broma de Newton. Este no pudo olvidar nunca este hecho, en este tiempo no hab√≠a podido afirmar su poder intelectual, a causa de la deficiente formaci√≥n escolar o porque nuevamente estaba solo y asustado, estaba relegado al √ļltimo banco. Seg√ļn el relato de Conduitt ni bien finaliz√≥ la clase, Newton reto a una pelea al otro ni√Īo en el patio de la iglesia para devolverle el golpe. El hijo del maestro se acerc√≥ a ellos y azuzo la pelea palmeandole la espalda a uno y gui√Ī√°ndole el ojo al otro. Aunque Newton no era tan fuerte como su rival ten√≠a mayor decisi√≥n y golpe√≥ al otro hasta que se rindi√≥ y declaro que no pelear√≠a m√°s. El hijo del maestro le pidi√≥ a Isaac que lo tratara como a un cobarde y le restregara la nariz contra la pared. Entonces Isaac lo agarro de las orejas y golpe√≥ su cara contra uno de los lados de la iglesia.[12]

Adem√°s de ganarle en la pelea, Isaac se esmer√≥ en derrotarlo acad√©micamente y se convirti√≥ en el primer alumno de la escuela. Y adem√°s fue grabando su nombre en todos los bancos que ocup√≥. A√ļn se conserva un alf√©izar de piedra con su nombre.[13]

En las an√©cdotas de Stukeley ya se reconoc√≠a el genio de Newton y la gente recordaba sus raros inventos y su gran capacidad para los trabajos mec√°nicos. Lleno su habitaci√≥n de herramientas que adquir√≠a con el dinero que su madre le daba. Fabric√≥ objetos de madera, muebles de mu√Īecas y de forma especial maquetas. Adem√°s logro reproducir un molino de viento construido en esa √©poca al norte de Grantham. El modelo replicado por Newton mejor√≥ al original y funcion√≥ cuando la coloc√≥ sobre el tejado. Su modelo estaba equipado con una noria impulsada por un rat√≥n al que espoleaba. Newton llamaba al rat√≥n el molinero.[14]

Otras construcciones de Newton fueron un carro de cuatro ruedas impulsado por una manivela que el accionaba desde su interior. Otra fue una linterna de papel arrugado para llegar a la escuela en los oscuros días invernales y que además la usaba atada a la cola de un cometa para asustar a los vecinos durante la noche. Para poder realizar estas invenciones debía desatender sus tareas escolares lo cual le valia retroceder en los puestos, y cuando esto ocurría volvía a estudiar y recuperaba las posiciones perdidas.[15] Mucho de los aparatos que fabricó los sacó del libro The Mysteries of Nature and Art de John Bate del cual tomo nota en otro cuaderno en Grantham que adquirió por el precio de 2,5 peniques en 1659. Allí tomo notas de ese libro sobre la técnica del dibujo, la captura de pájaros, la fabricación de tintas de diferentes colores entre otros temas. El molino de viento también está incluido en este libro.[16]

Estudiaba las propiedades de los cometas, calculaba las proporciones ideales y los puntos m√°s adecuados para ajustar las cuerdas. Adem√°s les regalaba linternas a sus compa√Īeros y les comentaba sus estudios con el aparente prop√≥sito de ganarse su amistad, pero no dio resultado. Con estos procedimientos demostr√≥ su superioridad y los hizo sentir m√°s alejados de el. El d√≠a de la muerte de Cromwell tuvo lugar su primer experimento. Ese d√≠a una tormenta se desencaden√≥ sobre Inglaterra, y saltando primero a favor del viento y luego en contra, con la comparaci√≥n de sus saltos con los de un d√≠a de calma midi√≥ la "fuerza de la tormenta". Les dijo a los ni√Īos que la tormenta era un pie m√°s fuerte que cualquiera que hubiese conocido y les ense√Īo las marcas que med√≠a sus pasos. Adem√°s, seg√ļn esta versi√≥n, utiliz√≥ la fuerza del viento para ganar un concurso de saltos, y la superioridad de su conocimiento lo hac√≠a sospechoso.[16]

Los relojes solares fueron otro pasatiempo en esta ciudad. En la iglesia de Colserworth existe uno que construy√≥ a los nueve a√Īos. Los relojes solares eran un reto individual mayor al del manejo de herramientas. Lleno de relojes la casa de Clark, su habitaci√≥n, otras habitaciones de la casa, el vest√≠bulo y cualquier otra habitaci√≥n donde entrara el sol. En las paredes clavo puntas para se√Īalar las horas, las medias, e incluso los cuartos, y at√≥ a estas cuerdas con ruedas para medir las sombras en los d√≠as siguientes.[16]

A los dieciocho a√Īos ingres√≥ en la Universidad de Cambridge para continuar sus estudios. Newton nunca asisti√≥ regularmente a sus clases, ya que su principal inter√©s era la biblioteca. Se gradu√≥ en el Trinity College como un estudiante mediocre debido a su formaci√≥n principalmente autodidacta, leyendo algunos de los libros m√°s importantes de matem√°tica y filosof√≠a natural de la √©poca. En 1663 Newton ley√≥ la Clavis mathematicae de William Oughtred, la Geometr√≠a de Descartes, de Frans van Schooten, la √ďptica de Kepler, la Opera mathematica de Vi√®te, editadas por Van Schooten y, en 1664, la Aritm√©tica de John Wallis, que le servir√≠a como introducci√≥n a sus investigaciones sobre las series infinitas, el teorema del binomio y ciertas cuadraturas.[17]

En 1663 conoció a Isaac Barrow, quien le dio clase como su primer profesor Lucasiano de matemática. En la misma época entró en contacto con los trabajos de Galileo, Fermat, Huygens y otros a partir, probablemente, de la edición de 1659 de la Geometría de Descartes por Van Schooten. Newton superó rápidamente a Barrow, quien solicitaba su ayuda frecuentemente en problemas matemáticos.

Réplica de un telescopio construido por Newton.

En esta √©poca la geometr√≠a y la √≥ptica ya ten√≠an un papel esencial en la vida de Newton. Fue en este momento en que su fama comenz√≥ a crecer ya que inici√≥ una correspondencia con la Royal Society. Newton les envi√≥ algunos de sus descubrimientos y un telescopio que suscit√≥ un gran inter√©s de los miembros de la Sociedad, aunque tambi√©n las cr√≠ticas de algunos de sus miembros, principalmente Robert Hooke. Esto fue el comienzo de una de las muchas disputas que tuvo en su carrera cient√≠fica. Se considera que Newton demostr√≥ agresividad ante sus contrincantes que fueron principalmente, (pero no √ļnicamente) Hooke, Leibniz y, en lo religioso, la Iglesia Cat√≥lica Romana. Como presidente de la Royal Society, fue descrito como un dictador cruel, vengativo y busca-pleitos. Sin embargo, fue una carta de Hooke, en la que √©ste comentaba sus ideas intuitivas acerca de la gravedad, la que hizo que iniciara de lleno sus estudios sobre la mec√°nica y la gravedad. Newton resolvi√≥ el problema con el que Hooke no hab√≠a podido y sus resultados los escribi√≥ en lo que muchos cient√≠ficos creen que es el libro m√°s importante de la historia de la ciencia, el Philosophiae naturalis principia mathematica.

En 1693 sufri√≥ una gran crisis psicol√≥gica, causante de largos periodos en los que permaneci√≥ aislado, durante los que no com√≠a ni dorm√≠a. En esta √©poca sufri√≥ depresi√≥n y arranques de paranoia. Mantuvo correspondencia con su amigo, el fil√≥sofo John Locke, en la que, adem√°s de contarle su mal estado, lo acus√≥ en varias ocasiones de cosas que nunca hizo. Algunos historiadores creen que la crisis fue causada por la ruptura de su relaci√≥n con su disc√≠pulo Nicol√°s Fatio de Duillier. Sin embargo, tras la publicaci√≥n en 1979 de un estudio que demostr√≥ una concentraci√≥n de mercurio (altamente neurot√≥xico) quince veces mayor que la normal en el cabello de Newton, la mayor√≠a opina que en esta √©poca Newton se hab√≠a envenenado al hacer sus experimentos alqu√≠micos, lo que explicar√≠a su enfermedad y los cambios en su conducta.[18] Despu√©s de escribir los Principia abandon√≥ Cambridge mud√°ndose a Londres donde ocup√≥ diferentes puestos p√ļblicos de prestigio siendo nombrado Preboste del Rey, magistrado de Charterhouse y director de la Casa de Moneda.

Entre sus intereses más profundos se encontraban la alquimia y la religión, temas en los que sus escritos sobrepasan con mucho en volumen sus escritos científicos. Entre sus opiniones religiosas defendía el arrianismo y estaba convencido de que las Sagradas Escrituras habían sido violadas para sustentar la doctrina trinitaria. Esto le causó graves problemas al formar parte del Trinity College en Cambridge y sus ideas religiosas impidieron que pudiera ser director del College. Entre sus estudios alquímicos se encontraban temas esotéricos como la transmutación de los elementos, la piedra filosofal y el elixir de la vida.

Primeras contribuciones

Desde finales de 1664 trabajó intensamente en diferentes problemas matemáticos. Abordó entonces el teorema del binomio, a partir de los trabajos de John Wallis, y desarrolló un método propio denominado cálculo de fluxiones. Poco después regresó a la granja familiar a causa de una epidemia de peste bubónica.

Retirado con su familia durante los a√Īos 1665-1666, conoci√≥ un per√≠odo muy intenso de descubrimientos, entre los que destaca la ley del inverso del cuadrado de la gravitaci√≥n, su desarrollo de las bases de la mec√°nica cl√°sica, la formalizaci√≥n del m√©todo de fluxiones y la generalizaci√≥n del teorema del binomio, poniendo adem√°s de manifiesto la naturaleza f√≠sica de los colores. Sin embargo, guardar√≠a silencio durante mucho tiempo sobre sus descubrimientos ante el temor a las cr√≠ticas y el robo de sus ideas. En 1667 reanud√≥ sus estudios en Cambridge.

Desarrollo del C√°lculo

De 1667 a 1669 emprendi√≥ investigaciones sobre √≥ptica y fue elegido fellow del Trinity College. En 1669 su mentor, Isaac Barrow, renunci√≥ a su C√°tedra Lucasiana de matem√°tica, puesto en el que Newton le suceder√≠a hasta 1696. El mismo a√Īo envi√≥ a John Collins, por medio de Barrow, su "Analysis per aequationes n√ļmero terminorum infinitos". Para Newton, este manuscrito representa la introducci√≥n a un potente m√©todo general, que desarrollar√≠a m√°s tarde: su c√°lculo diferencial e integral.

Newton había descubierto los principios de su cálculo diferencial e integral hacia 1665-1666 y, durante el decenio siguiente, elaboró al menos tres enfoques diferentes de su nuevo análisis.

Newton y Leibniz protagonizaron una agria pol√©mica sobre la autor√≠a del desarrollo de esta rama de la matem√°tica. Los historiadores de la ciencia consideran que ambos desarrollaron el c√°lculo independientemente, si bien la notaci√≥n de Leibniz era mejor y la formulaci√≥n de Newton se aplicaba mejor a problemas pr√°cticos. La pol√©mica dividi√≥ a√ļn m√°s a los matem√°ticos brit√°nicos y continentales, sin embargo esta separaci√≥n no fue tan profunda como para que Newton y Leibniz dejaran de intercambiar resultados.

Newton abord√≥ el desarrollo del c√°lculo a partir de la geometr√≠a anal√≠tica desarrollando un enfoque geom√©trico y anal√≠tico de las derivadas matem√°ticas aplicadas sobre curvas definidas a trav√©s de ecuaciones. Newton tambi√©n buscaba c√≥mo cuadrar distintas curvas, y la relaci√≥n entre la cuadratura y la teor√≠a de tangentes. Despu√©s de los estudios de Roberval, Newton se percat√≥ de que el m√©todo de tangentes pod√≠a utilizarse para obtener las velocidades instant√°neas de una trayectoria conocida. En sus primeras investigaciones Newton lidia √ļnicamente con problemas geom√©tricos, como encontrar tangentes, curvaturas y √°reas utilizando como base matem√°tica la geometr√≠a anal√≠tica de Descartes. No obstante, con el af√°n de separar su teor√≠a de la de Descartes, comenz√≥ a trabajar √ļnicamente con las ecuaciones y sus variables sin necesidad de recurrir al sistema cartesiano.

Después de 1666 Newton abandonó sus trabajos matemáticos sintiéndose interesado cada vez más por el estudio de la naturaleza y la creación de sus Principia.

Trabajos sobre la luz

Opticks

Entre 1670 y 1672 trabajó intensamente en problemas relacionados con la óptica y la naturaleza de la luz. Newton demostró que la luz blanca estaba formada por una banda de colores (rojo, naranja, amarillo, verde, cian, azul y violeta) que podían separarse por medio de un prisma. Como consecuencia de estos trabajos concluyó que cualquier telescopio refractor sufriría de un tipo de aberración conocida en la actualidad como aberración cromática que consiste en la dispersión de la luz en diferentes colores al atravesar una lente. Para evitar este problema inventó un telescopio reflector (conocido como telescopio newtoniano).

Sus experimentos sobre la naturaleza de la luz le llevaron a formular su teor√≠a general sobre la misma que, seg√ļn √©l, est√° formada por corp√ļsculos y se propaga en l√≠nea recta y no por medio de ondas. El libro en que expuso esta teor√≠a fue severamente criticado por la mayor parte de sus contempor√°neos, entre ellos Hooke (1638-1703) y Huygens, quienes sosten√≠an ideas diferentes defendiendo una naturaleza ondulatoria. Estas cr√≠ticas provocaron su recelo por las publicaciones, por lo que se retir√≥ a la soledad de su estudio en Cambridge.

En 1704 Newton escribió su obra más importante sobre óptica, Opticks, en la que exponía sus teorías anteriores y 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 ideas acerca de la naturaleza corpuscular de la luz pronto fueron desacreditadas en favor de la teor√≠a ondulatoria, los cient√≠ficos actuales han llegado a la conclusi√≥n (gracias a los trabajos de Max Planck y Albert Einstein) de que la luz tiene una naturaleza dual: es onda y corp√ļsculo al mismo tiempo. Esta es la base en la cual se apoya toda la mec√°nica cu√°ntica.

Ley de gravitación universal

Los Principia de Newton.

Bernard Cohen afirma que ‚ÄúEl momento culminante de la Revoluci√≥n cient√≠fica fue el descubrimiento realizado por Isaac Newton de la ley de la gravitaci√≥n universal.‚ÄĚ Con una simple ley, Newton dio a entender los fen√≥menos f√≠sicos m√°s importantes del universo observable, explicando las tres leyes de Kepler. La ley de la gravitaci√≥n universal descubierta por Newton se escribe

\vec F = -G \frac {m_{1}m_{2}} {r^{2}}\vec u,

donde F es la fuerza, G es una constante que determina la intensidad de la fuerza y que ser√≠a medida a√Īos m√°s tarde por Henry Cavendish en su c√©lebre experimento de la balanza de torsi√≥n, m1 y m2 son las masas de dos cuerpos que se atraen entre s√≠ y r es la distancia entre ambos cuerpos, siendo \vec u el vector unitario que indica la direcci√≥n del movimiento (si bien existe cierta pol√©mica acerca de que Cavendish hubiera medido realmente G, pues algunos estudiosos afirman que simplemente midi√≥ la masa terrestre).

La ley de gravitación universal nació en 1685 como culminación de una serie de estudios y trabajos iniciados mucho antes. En 1679 Robert Hooke introdujo a Newton en el problema de analizar una trayectoria curva. Cuando Hooke se convirtió en secretario de la Royal Society quiso entablar una correspondencia filosófica con Newton. En su primera carta planteó dos cuestiones que interesarían profundamente a Newton. Hasta entonces científicos y filósofos como Descartes y Huygens analizaban el movimiento curvilíneo con la fuerza centrífuga. Hooke, sin embargo, proponía "componer los movimientos celestes de los planetas a partir de un movimiento rectilíneo a lo largo de la tangente y un movimiento atractivo, hacia el cuerpo central." Sugiere que la fuerza centrípeta hacia el Sol varía en razón inversa al cuadrado de las distancias. Newton contesta que él nunca había oído hablar de esta hipótesis.

En otra carta de Hooke, escribe: ‚ÄúNos queda ahora por conocer las propiedades de una l√≠nea curva... tom√°ndole a todas las distancias en proporci√≥n cuadr√°tica inversa.‚ÄĚ En otras palabras, Hooke deseaba saber cu√°l es la curva resultante de un objeto al que se le imprime una fuerza inversa al cuadrado de la distancia. Hooke termina esa carta diciendo: ‚ÄúNo dudo que usted, con su excelente m√©todo, encontrar√° f√°cilmente cu√°l ha de ser esta curva.‚ÄĚ

En 1684 Newton informó a su amigo Edmund Halley de que había resuelto el problema de la fuerza inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Newton redactó estos cálculos en el tratado De Motu y los desarrolló ampliamente en el libro Philosophiae naturalis principia mathematica. Aunque muchos astrónomos no utilizaban las leyes de Kepler, Newton intuyó su gran importancia y las engrandeció demostrándolas a partir de su ley de la gravitación universal.

Sin embargo, la gravitaci√≥n universal es mucho m√°s que una fuerza dirigida hacia el Sol. Es tambi√©n un efecto de los planetas sobre el Sol y sobre todos los objetos del Universo. Newton intuy√≥ f√°cilmente a partir de su tercera ley de la din√°mica que si un objeto atrae a un segundo objeto, este segundo tambi√©n atrae al primero con la misma fuerza. Newton se percat√≥ de que el movimiento de los cuerpos celestes no pod√≠a ser regular. Afirm√≥: ‚Äúlos planetas ni se mueven exactamente en elipses, ni giran dos veces seg√ļn la misma √≥rbita‚ÄĚ. Para Newton, ferviente religioso, la estabilidad de las √≥rbitas de los planetas implicaba reajustes continuos sobre sus trayectorias impuestas por el poder divino.

Las leyes de la din√°mica

Artículo principal: Leyes de Newton

Otro de los temas tratados en los Principia fueron las tres leyes de la din√°mica o leyes de Newton, en las que explicaba el movimiento de los cuerpos as√≠ como sus efectos y causas. √Čstas son:

  • La primera ley de Newton o ley de la inercia

"Todo cuerpo permanecerá en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado por fuerzas externas a cambiar su estado"

En esta ley, Newton afirma que un cuerpo sobre el que no act√ļan fuerzas externas (o las que act√ļan se anulan entre s√≠) permanecer√° en reposo o movi√©ndose a velocidad constante.

Esta idea, que ya hab√≠a sido enunciada por Descartes y Galileo, supon√≠a romper con la f√≠sica aristot√©lica, seg√ļn la cual un cuerpo s√≥lo se manten√≠a en movimiento mientras actuara una fuerza sobre √©l.

  • La segunda ley de Newton o ley de la interacci√≥n y la fuerza

"El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz externa y ocurre seg√ļn la l√≠nea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime"

Esta ley explica las condiciones necesarias para modificar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo. Seg√ļn Newton estas modificaciones s√≥lo tienen lugar si se produce una interacci√≥n entre dos cuerpos, entrando o no en contacto (por ejemplo, la gravedad act√ļa sin que haya contacto f√≠sico). Seg√ļn la segunda ley, las interacciones producen variaciones en el momento lineal, a raz√≥n de

\vec F= \frac {d{\vec p}}{dt}

Siendo \vec F la fuerza, d{\vec p} el diferencial del momento lineal, dt el diferencial del tiempo.

La segunda ley puede resumirse en la fórmula

\vec F = {m} \vec a

siendo \vec F la fuerza (medida en newtons) que hay que aplicar sobre un cuerpo de masa m para provocar una aceleración \vec a.

  • La tercera ley de Newton o ley de acci√≥n-reacci√≥n

"Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria; las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos"

Esta ley se refleja constantemente en la naturaleza: se tiene una sensación de dolor al golpear una mesa, puesto que la mesa ejerce una fuerza sobre ti con la misma intensidad; el impulso que consigue un nadador al ejercer una fuerza sobre el borde de la piscina, siendo la fuerza que le impulsa la reacción del borde a la fuerza que él está ejerciendo.

Actuación política

En 1687 defendi√≥ los derechos de la Universidad de Cambridge contra el impopular rey Jacobo II, que intent√≥ transformar la universidad en una instituci√≥n cat√≥lica. Como resultado de la eficacia que demostr√≥ en esa ocasi√≥n fue elegido miembro del Parlamento en 1689 cuando el rey fue destronado y obligado a exiliarse. Mantuvo su esca√Īo durante varios a√Īos sin mostrarse muy activo durante los debates. Durante este tiempo prosigui√≥ sus trabajos de qu√≠mica. Se dedic√≥ tambi√©n al estudio de la hidrost√°tica y de la hidrodin√°mica, adem√°s de construir telescopios.

Despu√©s de haber sido profesor durante cerca de treinta a√Īos, Newton abandon√≥ su puesto para aceptar la responsabilidad de Director de la Moneda en 1696. Durante este periodo fue un incansable perseguidor de falsificadores, a los que enviaba a la horca, y propuso por primera vez el uso del oro como patr√≥n monetario. Durante los √ļltimos treinta a√Īos de su vida, abandon√≥ pr√°cticamente toda actividad cient√≠fica y se consagr√≥ progresivamente a los estudios religiosos. Fue elegido presidente de la Royal Society en 1703 y reelegido cada a√Īo hasta su muerte. En 1705 fue nombrado caballero por la reina Ana, como recompensa a los servicios prestados a Inglaterra.

Alquimia

Newton dedic√≥ muchos esfuerzos al estudio de la alquimia. Escribi√≥ m√°s de un mill√≥n de palabras sobre este tema, algo que tard√≥ en saberse ya que la alquimia era ilegal en aquella √©poca. Como alquimista, Newton firm√≥ sus trabajos como Jeova Sanctus Unus, que se interpreta como un lema anti-trinitario: Jehov√° √ļnico santo, siendo adem√°s un anagrama del nombre latinizado de Isaac Newton, Isaacus Neuutonus - Ieova Sanctus Unus.

El primer contacto que tuvo con la alquimia fue a trav√©s de Isaac Barrow y Henry More, intelectuales de Cambridge. En 1669 redact√≥ dos trabajos sobre la alquimia, Theatrum Chemicum y The Vegetation of Metals. En este mismo a√Īo fue nombrado profesor Lucasiano de Cambridge. Tambi√©n es conocida su aficiliaci√≥n a la Rosacruz[cita requerida] figurando sus notas en el margen de una edici√≥n original de la Fama Fraternitatis.

En 1680 empezó su más extenso escrito alquímico, Index Chemicus, el cual sobresale por su gran organización y sistematización. En 1692 escribió dos ensayos, de los que sobresale De Natura Acidorum, en donde discute la acción química de los ácidos por medio de la fuerza atractiva de sus moléculas. Es interesante ver cómo relaciona la alquimia con el lenguaje físico de las fuerzas.

Durante la siguiente d√©cada prosigui√≥ sus estudios alqu√≠micos escribiendo obras como Ripley Expounded, Tabula Smaragdina y el m√°s importante Praxis, que es un conjunto de notas de Triomphe Herm√©tique de Didier, libro franc√©s cuya √ļnica traducci√≥n es del mismo Newton.

Cabe mencionar que desde joven Newton desconfiaba de la medicina oficial y usaba sus conocimientos para automedicarse. Muchos historiadores consideran su uso de remedios alqu√≠micos como la fuente de numerosos envenenamientos que le produjeron crisis nerviosas durante gran parte de su vida. Vivi√≥, sin embargo, 84 a√Īos.

Teología

Newton fue profundamente religioso toda su vida. Hijo de padres puritanos, dedic√≥ m√°s tiempo al estudio de la Biblia que al de la ciencia. Un an√°lisis de todo lo que escribi√≥ Newton revela que de unas 3.600.000 palabras solo 1.000.000 se dedicaron a las ciencias, mientras que unas 1.400.000 tuvieron que ver con teolog√≠a.[19] Se conoce una lista de cincuenta y ocho pecados que escribi√≥ a los 19 a√Īos en la cual se puede leer "Amenazar a mi padre y madre Smith con quemarlos y a la casa con ellos".

Newton era arrianista[20] y cre√≠a en un √ļnico Dios, Dios Padre. En cuanto a los trinitarios, cre√≠a que hab√≠an cometido un fraude a las Sagradas Escrituras y acus√≥ a la Iglesia Cat√≥lica Romana de ser la bestia del Apocalipsis. Por estos motivos se entiende por qu√© eligi√≥ firmar sus m√°s secretos manuscritos alqu√≠micos como Jehov√° Sanctus Unus: Jehov√° √önico Dios. Relacion√≥ sus estudios teol√≥gicos con los alqu√≠micos y cre√≠a que Mois√©s hab√≠a sido un alquimista. Su ideolog√≠a antitrinitaria le caus√≥ problemas, ya que estudiaba en el Trinity College en donde estaba obligado a sostener la doctrina de la Trinidad. Newton viaj√≥ a Londres para pedirle al rey Carlos II que lo dispensara de tomar las √≥rdenes sagradas y su solicitud le fue concedida.

Cuando regres√≥ a Cambridge inici√≥ su correspondencia con el fil√≥sofo John Locke. Newton tuvo la confianza de confesarle sus opiniones acerca de la Trinidad y Locke le incit√≥ a que continuara con sus manuscritos teol√≥gicos. Entre sus obras teol√≥gicas, algunas de las m√°s conocidas son An Historical Account of Two Notable Corruption of Scriptures, Chronology of Ancient Kingdoms Atended y Observations upon the Prophecies. Newton realiz√≥ varios c√°lculos sobre el "D√≠a del Juicio Final", llegando a la conclusi√≥n de que este no ser√≠a antes del a√Īo 2060.

Relación con otros científicos contemporáneos

En 1687, Isaac Newton public√≥ sus Principios matem√°ticos de la filosof√≠a natural. Editados 22 a√Īos despu√©s de la Micrograf√≠a de Hooke, describ√≠an las leyes del movimiento, entre ellas la ley de la gravedad. Pero lo cierto es que, como indica Allan Chapman, Robert Hooke ‚Äúhab√≠a formulado antes que Newton muchos de los fundamentos de la teor√≠a de la gravitaci√≥n‚ÄĚ. La labor de Hooke tambi√©n estimul√≥ las investigaciones de Newton sobre la naturaleza de la luz.

Por desgracia, las disputas en materia de √≥ptica y gravitaci√≥n agriaron las relaciones entre ambos hombres. Newton lleg√≥ al extremo de eliminar de sus Principios matem√°ticos toda referencia a Hooke. Un especialista asegura que tambi√©n intent√≥ borrar de los registros las contribuciones que √©ste hab√≠a hecho a la ciencia. Adem√°s, los instrumentos de Hooke ‚ÄĒmuchos elaborados artesanalmente‚ÄĒ, buena parte de sus ensayos y el √ļnico retrato aut√©ntico suyo se esfumaron una vez que Newton se convirti√≥ en presidente de la Sociedad Real. A consecuencia de lo anterior, la fama de Hooke cay√≥ en el olvido, un olvido que durar√≠a m√°s de dos siglos, al punto que no se sabe hoy d√≠a donde se halla su tumba.

√öltimos a√Īos

Estatua de Newton en el Trinity College.

Los √ļltimos a√Īos de su vida se vieron ensombrecidos por la desgraciada controversia, de envergadura internacional, con Leibniz a prop√≥sito de la prioridad de la invenci√≥n del nuevo an√°lisis. Acusaciones mutuas de plagio, secretos disimulados en criptogramas, cartas an√≥nimas, tratados in√©ditos, afirmaciones a menudo subjetivas de amigos y partidarios de los dos gigantes enfrentados, celos manifiestos y esfuerzos desplegados por los conciliadores para aproximar a los clanes adversos, s√≥lo terminaron con la muerte de Leibniz en 1716.

Padeci√≥ durante sus √ļltimos a√Īos diversos problemas renales, incluyendo atroces c√≥licos nefr√≠ticos, sufriendo uno de los cuales morir√≠a -tras muchas horas de delirio- la noche del 31 de marzo de 1727 (calendario gregoriano). Fue enterrado en la abad√≠a de Westminster junto a los grandes hombres de Inglaterra.

No s√© c√≥mo puedo ser visto por el mundo, pero en mi opini√≥n, me he comportado como un ni√Īo que juega al borde del mar, y que se divierte buscando de vez en cuando una piedra m√°s pulida y una concha m√°s bonita de lo normal, mientras que el gran oc√©ano de la verdad se expon√≠a ante m√≠ completamente desconocido.

Fue respetado durante toda su vida como ning√ļn otro cient√≠fico, y prueba de ello fueron los diversos cargos con que se le honr√≥: en 1689 fue elegido miembro del Parlamento, en 1696 se le encarg√≥ la custodia de la Casa de la Moneda, en 1703 se le nombr√≥ presidente de la Royal Society y finalmente en 1705 recibi√≥ el t√≠tulo de Sir de manos de la Reina Ana.

La gran obra de Newton culminaba la revolución científica iniciada por Nicolás Copérnico (1473-1543) e inauguraba un período de confianza sin límites en la razón, extensible a todos los campos del conocimiento.

Escritos

Véase también

Referencias

  1. ‚ÜĎ Westfall, pag. 25
  2. ‚ÜĎ Westfall, pag. 30
  3. ‚ÜĎ Westfall, pag. 35
  4. ‚ÜĎ Westfall, pag. 34
  5. ‚ÜĎ Westfall, pag. 35
  6. ‚ÜĎ Westfall, pag. 36
  7. ‚ÜĎ Westfall, pag. 36
  8. ‚ÜĎ Westfall, pag. 37
  9. ‚ÜĎ Westfall, pag. 37
  10. ‚ÜĎ a b Westfall, pag. 37
  11. ‚ÜĎ Westfall, pag. 58
  12. ‚ÜĎ Westfall, pag. 38
  13. ‚ÜĎ Westfall, pag. 38
  14. ‚ÜĎ Westfall, pag. 39
  15. ‚ÜĎ Westfall, pag. 39
  16. ‚ÜĎ a b c Westfall, pag. 40
  17. ‚ÜĎ Westfall, pag. 35
  18. ‚ÜĎ Emsley, John (2006), The Elements of Murder: A History of Poison, Oxford University Press, p. 14, ISBN 9780192806000, http://books.google.es/books?id=xXVEKN79diAC&lpg=PA14&dq=Notes%20and%20records%20of%20the%20Royal%20Society%20of%20London%2C%20Johnson%20Newton&pg=PA14#v=onepage&q&f=false 
  19. ‚ÜĎ The Correspondence of Isaac Newton, editada por H. W. Turnbull, F.R.S., Cambridge 1961, tomo 1, p√°g. XVII.
  20. ‚ÜĎ Richard Westfall, Never at Rest: A Biography of Isaac Newton, (1980) pp. 103, 25. (en ingl√©s)

Bibliografía

  • Christianson, G.E. (1984): In the Presence of Creator, Isaac Newton and His Times. The Free Press. ISBN 0-02-905190-8 [Newton (2 vol.). Salvat Editores, S.A. Biblioteca Salvat de Grandes Biograf√≠as, 99 y 100. 625 p√°gs. Barcelona, 1987 ISBN 84-345-8244-9 e ISBN 84-345-8245-7]
  • Gardner, M. (2001): Isaac Newton, alquimista y fundamentalista. En: Did Adam and Eve Have Navels?: Debunking Pseudoscience W.W. Norton & Company. 333 p√°gs. ISBN 0-393-04963-9 [¬ŅTen√≠an ombligo Ad√°n y Eva?. Editorial Debate. 384 p√°gs. Barcelona, 2001 ISBN 84-8306-455-3]
  • Westfall, R.S. (1980): Never at Rest. Cambridge University Press. 908 p√°gs. ISBN 0-521-27435-4
  • Westfall, R.S. (1993): The life of Isaac Newton. Cambridge University Press. 328 p√°gs. ISBN 0-521-43252-9. [Isaac Newton, una vida. Cambridge University Press. 320 p√°gs. Madrid, 2001 ISBN 84-8323-173-5] Versi√≥n resumida de Never at Rest, centrada en la biograf√≠a m√°s que en la obra.
  • White, M. (1997): Isaac Newton: The Last Sorcercer. Addison-Wesley, Helix books. 402 p√°gs. Reading, Mass. ISBN 0-201-48301-7
  • Westfall, Robert S.. ABC, S.I.. ed. Isaac Newton, una vida. ISBN 8-424499-290247. 

Enlaces externos

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  • Isaac Newton ‚ÄĒ noun English mathematician and physicist; remembered for developing the calculus and for his law of gravitation and his three laws of motion (1642 1727) ‚ÄĘ Syn: ‚ÜĎNewton, ‚ÜĎSir Isaac Newton ‚ÄĘ Derivationally related forms: ‚ÜĎNewtonian (for: ‚ÜĎNewton) ‚Ķ   Useful english dictionary

  • Isaac Newton ‚ÄĒ Sir Isaac Newton, (25 de diciembre, 1642 20 de marzo, 1727) fue un cient√≠fico, fil√≥sofo y matem√°tico ingl√©s, autor de los Philosophiae naturalis principia mathematica, m√°s conocidos como los Principia, donde describi√≥ la ley de gravedad y,… ‚Ķ   Enciclopedia Universal

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