Vida temprana de Isaac Newton - Early life of Isaac Newton

El siguiente artículo es parte de una biografía de Sir Isaac Newton , el matemático y científico inglés, autor de los Principia . Retrata los años posteriores al nacimiento de Newton en 1642, su educación, así como sus primeras contribuciones científicas, antes de la redacción de su obra principal , los Principia Mathematica , en 1685.

Nacimiento y educación

Vida de Isaac Newton
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Isaac Newton nació el día de Navidad , 25 de diciembre de 1642 Old Style (que era el 4 de enero de 1643 en el calendario gregoriano , que ahora se usa) en Woolsthorpe Manor en Woolsthorpe-by-Colsterworth , una aldea en el condado de Lincolnshire . (En el momento del nacimiento de Newton, Inglaterra no había adoptado el calendario gregoriano y, por lo tanto, su fecha de nacimiento se registró como el 25 de diciembre, según el calendario juliano ).

Newton nació tres meses después de la muerte de su padre, un próspero agricultor también llamado Isaac Newton. Su padre fue descrito como un "hombre salvaje y extravagante". Nacido prematuramente , el joven Isaac era un niño pequeño; Según los informes, su madre Hannah Ayscough dijo que podría haber caber dentro de una taza de un cuarto de galón . Cuando Newton tenía tres años, su madre se volvió a casar y se fue a vivir con su nuevo esposo, el reverendo Barnabus Smith, dejando a su hijo al cuidado de su abuela materna, Margery Ayscough. Al joven Isaac le desagradaba su padrastro y guardaba cierta enemistad con su madre por haberse casado con él, como revela esta entrada en una lista de pecados cometidos hasta los 19 años: "Amenazar a mi padre y a mi madre con quemarlos a ellos y a la casa sobre ellos. " Más tarde, su madre regresó después de la muerte de su esposo.

De los 12 a los 17 años, Newton residió con William Clarke , boticario , en Grantham , donde adquirió su interés por la química. Mientras vivía con la familia Clarke, Newton se educó en The King's School, Grantham (donde aún se puede ver su firma en el alféizar de una ventana de la biblioteca). Pasó gran parte de su tiempo en actividades independientes y le fue mal en la escuela. Lo sacaron de la escuela y en octubre de 1659 lo encontraron en Woolsthorpe-by-Colsterworth, donde su madre, enviudada por segunda vez, intentó convertirlo en granjero. Odiaba la agricultura. Henry Stokes, maestro de la King's School, convenció a su madre de que lo enviara de regreso a la escuela para que pudiera completar su educación. Esto lo hizo a los dieciocho años, logrando un admirable informe final.

La evidencia manuscrita muestra que la escritura más antigua conocida de Newton, un libro de frases en latín, así como la primera carta en su mano que aún se ha encontrado, dirigida a un `` amigo cariñoso '', fueron copiadas de una versión inédita de un trabajo sobre pedagogía latina por William Walker, un maestro de escuela y rector cuyo conocimiento de Newton está documentado desde 1665. Esto sugiere una influencia temprana del maestro de escuela en el filósofo natural cuando todavía era un escolar.

En junio de 1661, fue admitido en el Trinity College de Cambridge como sizar, una especie de función de estudio y trabajo. En ese momento, las enseñanzas de la universidad se basaban en las de Aristóteles , a quien Newton complementó con filósofos modernos como Descartes y astrónomos como Copérnico , Galileo y Kepler . En 1665, descubrió el teorema del binomio generalizado y comenzó a desarrollar una teoría matemática que luego se convirtió en cálculo infinitesimal . Poco después de que Newton obtuviera su título en agosto de 1665, la Universidad cerró como medida de precaución contra la Gran Plaga de Londres . Aunque no había sido distinguido como estudiante de Cambridge, los estudios privados de Newton en su casa en Woolsthorpe durante los dos años siguientes vieron el desarrollo de sus teorías sobre cálculo, óptica y la ley de la gravitación. En 1667 regresó a Cambridge como miembro del Trinity.

Newton había declarado que cuando compró un libro sobre astrología en la feria de Stourbridge , cerca de Cambridge, no pudo, debido a su ignorancia de la trigonometría , comprender una figura de los cielos dibujada en el libro. Por lo tanto, compró una edición en inglés de Euclid's Elements que incluía un índice de proposiciones y, habiendo recurrido a dos o tres que pensó que podrían ser útiles, las encontró tan obvias que lo descartó "como un libro insignificante", y aplicó él mismo al estudio de la Geometría de René Descartes . Se informa que en su examen para una beca en Trinity, para el cual fue elegido el 28 de abril de 1664, fue examinado en Euclides por el Dr. Isaac Barrow , quien estaba decepcionado por la falta de conocimiento de Newton sobre el tema. Newton se convenció de volver a leer los Elementos con atención y se formó una opinión más favorable del mérito de Euclides.

El estudio de Newton de la geometría de Descartes parece haberlo inspirado en el amor por el tema y lo introdujo en las matemáticas superiores. En un pequeño libro vulgar , fechado en enero de 1664, hay varios artículos sobre secciones angulares , cuadratura de curvas y "líneas torcidas que se pueden cuadrar ", varios cálculos sobre notas musicales , proposiciones geométricas de François Viète y Frans van Schooten , anotaciones de la Aritmética de los infinitos de John Wallis , junto con las observaciones sobre la refracción , sobre el pulido de los "vidrios ópticos esféricos", sobre los errores de las lentes y el método de rectificación, y sobre la extracción de todo tipo de raíces , particularmente aquellas "en potencias afectadas". En este mismo libro, la siguiente entrada hecha por el propio Newton, muchos años después, da una descripción más detallada de la naturaleza de su trabajo durante el período en el que era estudiante:

4 de julio de 1699. Al consultar una cuenta de mis gastos en Cambridge, en los años 1663 y 1664, encuentro que en el año 1664, un poco antes de Navidad, siendo yo entonces Senior Sophister, compré Schooten's Miscellanies and Cartes ' Geometry (habiendo leído Este Geometry y Clavis de Oughtred limpiaron más de medio año antes), y tomé prestadas las obras de Wallis, y en consecuencia hice estas anotaciones de Schooten y Wallis, en el invierno entre los años 1664 y 1665. En ese momento encontré el método de Infinite Series ; y en el verano de 1665, al verme obligado a abandonar Cambridge por la peste, calculé el área de la Hipérbola en Boothby , Lincolnshire, a dos cincuenta cifras por el mismo método.

Que Newton debe haber comenzado temprano a hacer observaciones cuidadosas de los fenómenos naturales se muestra en las siguientes observaciones sobre los halos, que aparecen en su Óptica , libro ii. parte iv. obs. 13:

Coronas similares aparecen a veces alrededor de la luna; porque a principios del año 1664, el 19 de febrero, por la noche, vi dos Coronas semejantes a su alrededor. El diámetro del primero o más interno era de unos tres grados, y el del segundo de unos cinco grados y medio. Lo siguiente sobre la luna era un círculo blanco, y luego sobre eso la corona interior, que era de un verde azulado dentro del blanco, y de un amarillo y rojo por fuera, y luego de estos colores eran azul y verde en el interior. de la corona exterior, y rojo en el exterior de la misma. Al mismo tiempo, apareció un halo a unos 22 grados 35 'de distancia del centro de la luna. Era elíptica y su largo diámetro era perpendicular al horizonte, bordeando más abajo más lejos de la luna.

Formuló las tres leyes del movimiento:

• Todo objeto en un estado de movimiento uniforme tiende a permanecer en ese estado de movimiento a menos que se le aplique una fuerza externa.
• La relación entre la masa m de un objeto , su aceleración a y la fuerza aplicada F es F = ma . La aceleración y la fuerza son vectores (como a veces lo indican sus símbolos en negrita inclinada); en esta ley, la dirección del vector de fuerza es la misma que la dirección del vector de aceleración.
• Por cada acción hay una reacción igual y opuesta.

Carrera académica

En enero de 1665 Newton obtuvo la licenciatura en artes . Las personas designadas (junto con los supervisores, John Slade de Catharine Hall, Cambridge , y Benjamin Pulleyn del Trinity College, tutor de Newton) para examinar a los interrogadores fueron John Eachard de Catharine Hall y Thomas Gipps de Trinity University. Es un curioso accidente que no tengamos información sobre los respectivos méritos de los candidatos a la licenciatura en este año ya que la "ordo senioritis" de la Licenciatura en Artes del año se omite en el "Libro de Gracia".

Se supone que fue en 1665 cuando a Newton se le ocurrió por primera vez el método de las fluxiones (su término para el cálculo de variaciones ). Hay varios artículos escritos a mano por Newton con fechas de 1665 y 1666 en los que se describe el método, en algunos de los cuales se utilizan letras punteadas o discontinuas para representar fluxiones (es decir, derivadas), y en algunos de los cuales el método se explica sin el uso de letras punteadas.

Tanto en 1665 como en 1666, el Trinity College fue despedido a causa de la Gran Plaga de Londres . En cada ocasión se acordó, como lo muestran las entradas en el "Libro de conclusiones" del colegio, con fecha 7 de agosto de 1665 y 22 de junio de 1666, y firmado por el maestro del colegio, el Dr. Pearson, que todos los becarios y eruditos que fueron despedido a causa de la pestilencia se le permitirá un mes de bienes comunes.

Newton debe haber dejado la universidad antes de agosto de 1665, ya que su nombre no aparece en la lista de los que recibieron bienes comunes adicionales en esa ocasión, y él mismo nos dice en el extracto de su libro común ya citado que fue "obligado a abandonar Cambridge por la plaga "en el verano de ese año. Fue elegido miembro de su colegio el 5 de octubre de 1667. Hubo nueve vacantes, una causada por la muerte de Abraham Cowley el verano anterior, y los nueve candidatos seleccionados tenían todos la misma clasificación académica. Unas semanas después de su elección para una beca, Newton fue a Lincolnshire y no regresó a Cambridge hasta febrero siguiente. En marzo de 1668 obtuvo su maestría .

Durante los años 1666 a 1669, los estudios de Newton fueron muy diversos. Compró prismas y lentes en dos o tres ocasiones, y también productos químicos y un horno , aparentemente para experimentos químicos; pero también empleó parte de su tiempo en la teoría de las fluxiones y otras ramas de la matemática pura. Escribió un artículo, De Analysi per Aequationes Numero Terminorum Infinitas , que puso, probablemente en junio de 1669, en manos de Isaac Barrow (entonces profesor lucasiano de matemáticas ), permitiéndole al mismo tiempo comunicar su contenido a su amigo común. John Collins (1624–1683), un matemático sin importancia. Barrow lo hizo el 31 de julio de 1669, pero mantuvo en secreto el nombre del autor y simplemente le dijo a Collins que era un amigo que vivía en Cambridge y que tenía un genio poderoso para esos asuntos. En una carta posterior del 20 de agosto, Barrow expresó su placer al escuchar la opinión favorable que Collins se había formado sobre el artículo, y agregó: "el nombre del autor es Newton, un miembro de nuestra universidad y un joven, que sólo es en su segundo año desde que obtuvo el título de Master of Arts, y quien, con un genio inigualable ( examine quo est acumen ), ha hecho grandes avances en esta rama de las matemáticas ". Poco después, Barrow renunció a su silla y fue fundamental para asegurar la elección de Newton como su sucesor.

Newton fue elegido profesor lucasiano el 29 de octubre de 1670. Era su deber como profesor dar una conferencia al menos una vez a la semana durante el período lectivo sobre alguna parte de geometría , aritmética , astronomía , geografía , óptica , estática o alguna otra materia matemática , y también durante dos horas a la semana para permitir una audiencia a cualquier estudiante que pudiera acudir a consultar con el profesor sobre cualquier dificultad que hubiera encontrado. El tema que Newton eligió para sus conferencias fue la óptica. Estas conferencias hicieron poco para expandir su reputación, ya que fueron muy poco concurridas; con frecuencia dejaba a Newton para dar conferencias en las paredes del aula. Se presentó un relato de su contenido a la Royal Society en la primavera de 1672.

La composición de la luz blanca.

Según Alfred Rupert Hall, el primer telescopio reflector práctico fue construido por Newton en 1668. Más tarde, dicho prototipo para un diseño pasó a llamarse telescopio newtoniano o reflector de Newton .

El 21 de diciembre de 1671 fue propuesto como candidato para la admisión a la Royal Society por el Dr. Seth Ward , obispo de Salisbury , y el 11 de enero de 1672 fue elegido miembro de la Sociedad. En la reunión en la que Newton fue elegido, leyó una descripción de un telescopio reflector que había inventado, y "se ordenó que el secretario escribiera una carta al Sr. Newton para informarle de su elección en la Sociedad, y agradecerle por la comunicación de su telescopio , y asegurarle que la Sociedad se encargaría de que se le hiciera todo lo correcto con respecto a este invento ".

En su respuesta al secretario el 18 de enero de 1672, Newton escribe: "Deseo que en su próxima carta me informe a qué hora la sociedad continúa sus reuniones semanales; porque, si las continúan por algún tiempo, las estoy proponiendo ser considerado y examinado un relato de un descubrimiento filosófico, que me indujo a la fabricación de dicho telescopio, y que no dudo, pero resultará mucho más agradecido que la comunicación de ese instrumento siendo a mi juicio el más extraño, si no el detección más considerable que hasta ahora se ha convertido en las operaciones de la naturaleza ".

Esta promesa se cumplió en la comunicación que Newton dirigió a Henry Oldenburg , secretario de la Royal Society, el 6 de febrero de 1672, y que se leyó ante la sociedad dos días después. El conjunto está impreso en el número 80 de las Transacciones filosóficas .

El "descubrimiento filosófico" de Newton fue la comprensión de que la luz blanca se compone de un espectro de colores. Se dio cuenta de que los objetos están coloreados solo porque absorben algunos de estos colores más que otros.

Después de explicar esto a la Sociedad, prosiguió: "Cuando entendí esto, dejé mis vidrieras antes mencionadas; porque vi que la perfección de los telescopios era hasta ahora limitada, no tanto por la falta de lentes realmente calculados de acuerdo con las prescripciones". de Autores de Óptica (que todos los hombres han imaginado hasta ahora), ya que debido a que esa luz en sí es una mezcla heterogénea de rayos refrangibles de manera diferente. aquellos que también están en el mismo punto, que tiene la misma incidencia sobre el mismo medio, pueden sufrir una refracción diferente . No, me pregunté, que al ver la diferencia de refrangibilidad era tan grande, como la encontré, los telescopios deberían llegar a esa perfección. ahora están en ". Esta "diferencia de refrangibilidad" ahora se conoce como dispersión .

Luego señala por qué "el objeto-vidrio de cualquier telescopio no puede recolectar todos los rayos que provienen de un punto de un objeto, para hacerlos converger en su foco en menos espacio que en un espacio circular, cuyo diámetro es la 50a parte de el diámetro de su abertura, que es una irregularidad algunos cientos de veces mayor que una lente de figura circular, de sección tan pequeña como son los lentes-objeto de los telescopios largos, causaría que por la falta de idoneidad de su figura, la luz fuera uniforme. " Agrega: "Esto me hizo tomar en consideración los reflejos y encontrarlos regulares de modo que el ángulo de reflexión de todo tipo de rayos fuera igual a su ángulo de incidencia; entendí que por su mediación los instrumentos ópticos podrían ser llevados en cualquier grado de perfección imaginable, siempre que se pudiera encontrar una sustancia reflectante, que puliría tan finamente como el vidrio y reflejaría tanta luz como el vidrio transmite, y también se alcanzaría el arte de comunicarle una figura parabólica . , y casi los he considerado insuperables, cuando considero además, que toda irregularidad en una superficie reflectante hace que los rayos se desvíen 5 o 6 veces más de su curso debido, que las irregularidades similares en una refracción; de modo que una mucho mayor la curiosidad sería aquí un requisito, que en la figuración de vasos de refracción.

"En medio de estos pensamientos, me vi obligado a abandonar Cambridge por la plaga que intervino, y pasaron más de dos años antes de que procediera más allá. Pero luego, después de haber pensado en una forma tierna de pulir, adecuada para el metal, mediante la cual, como imaginé, la figura También se corregiría hasta el último; comencé a probar, qué podría verse afectado en este tipo, y poco a poco perfeccioné un instrumento (en las partes esenciales como el que envié a Londres), por el cual pude discernir a Júpiter 4 Concomitantes , y los mostré diversos tiempos a otros dos de mis conocidos.También pude discernir la fase lunar de Venus , pero no muy claramente, ni sin cierta amabilidad en la disposición del instrumento.

"Desde ese momento fui interrumpido hasta este último otoño cuando hice el otro. Y como eso fue sensiblemente mejor que el primero (especialmente para los objetos diurnos), no dudo, pero aún así serán llevados a una perfección mucho mayor por sus esfuerzos, quienes, como usted me informa, se encargan de ello en Londres ".

Teoría del color de Newton

Después de una observación de que los microscopios parecen tan capaces de mejorar como los telescopios, agrega:

Procederé ahora a familiarizaros con otra deformidad más notable en sus Rayos, estaban en los grados intermedios de refrangibilidad. Y esta analogía tuerce los colores, y la refrangibilidad es muy precisa y estricta; los rayos siempre están exactamente de acuerdo en ambos o proporcionalmente en desacuerdo en ambos.

Más adelante, tras unas observaciones sobre el tema de los colores compuestos, dice:

Podría agregar más ejemplos de esta naturaleza, pero concluiré con este general, que los colores de los cuerpos totalmente naturales no tienen otro origen que este, que están calificados de diversas maneras para reflejar un tipo de luz en mayor abundancia que otro. Y esto lo he experimentado en una habitación oscura iluminando esos cuerpos con luz inconfundible de diversos colores. Porque de ese modo se puede hacer que cualquiera parezca de cualquier color. No tienen allí un color apropiado, pero siempre aparecen del color de la luz que se proyecta sobre ellos, pero sin embargo, con esta diferencia, son más enérgicos y vívidos a la luz de su color diurno. Minium aparece indistintamente en cualquier color con el que está ilustrado, pero aún más luminoso en rojo, y así Bise aparece indiferente de cualquier color con el que está ilustrado, pero aún más luminoso en azul.

Y allí se coloca un prisma claro e incoloro, para refractar la luz que entra hacia la parte más alejada de la habitación, que, como dije, se difunde así en una imagen alargada de color. Luego coloque una lente de un radio de aproximadamente tres pies (suponga un objeto de vidrio ancho de un telescopio de tres pies), a una distancia de aproximadamente cuatro o cinco pies desde allí, a través de la cual todos esos colores pueden transmitirse a la vez, y hacerse por su refracción para reunirse a una distancia adicional de unos diez o doce pies. Si a esa distancia interceptas esta luz con una hoja de papel blanco, verás los colores convertidos en blancura nuevamente al mezclarse.

Pero es un requisito que el prisma y la lente se coloquen firmemente y que el papel sobre el que se proyectan los colores se mueva de un lado a otro; porque, por tal movimiento, no sólo encontrará, a qué distancia la blancura es casi perfecta, sino también verá, cómo los colores gradualmente se juntan y se desvanecen en la blancura, y después de haberse cruzado en ese lugar donde componen la blancura, vuelven a aparecer. disipados y cortados, y en orden inverso conservan los mismos colores que tenían antes de entrar en la composición. También puede ver que, si se intercepta alguno de los colores en la lente, la blancura se cambiará a los otros colores. Y por tanto, para que la composición de blancura sea perfecta, hay que tener cuidado, que ninguno de los colores caiga al lado de la lente.

Concluye su comunicación con las palabras:

Esto, creo, es suficiente para una introducción a experimentos de este tipo: que si alguno de la R. Society tiene tanta curiosidad como para enjuiciar, me alegraría mucho saber con qué éxito: si algo parece estar defectuoso , o para frustrar esta relación, puedo tener la oportunidad de dar más instrucciones al respecto, o de reconocer mis errores, si he cometido alguno.

Controversias

La publicación de estos descubrimientos dio lugar a una serie de controversias que se prolongaron durante varios años, en las que Newton tuvo que lidiar con el eminente físico inglés Robert Hooke , Anthony Lucas (profesor de matemáticas en la Universidad de Lieja ), Franciscus Linus (médico en Lieja). ), y muchos otros. Algunos de sus oponentes negaron la veracidad de sus experimentos, negándose a creer en la existencia del espectro. Otros criticaron los experimentos, diciendo que la longitud del espectro nunca fue más de tres veces y media la amplitud, mientras que Newton descubrió que era cinco veces la amplitud. Parece que Newton cometió el error de suponer que todos los prismas darían un espectro de la misma longitud; las objeciones de sus oponentes lo llevaron a medir cuidadosamente las longitudes de los espectros formados por prismas de diferentes ángulos y diferentes índices de refracción , pero eso no lo llevó al descubrimiento de los diferentes poderes dispersivos de diferentes sustancias refractivas.

Newton continuó la discusión con los objetores con gran cortesía y paciencia, pero el dolor que estas largas discusiones le produjeron a su mente sensible puede estimarse en su carta del 18 de noviembre de 1676 a Oldenburg : "Prometí enviarle una respuesta al Sr. Lucas el próximo martes, pero me parece que apenas terminaré lo que he diseñado, para que me saquen una copia para entonces, y por eso les ruego que tengan paciencia una semana más. Veo que me he hecho esclavo de la filosofía, pero Si me libero del negocio del señor Lucas, me despediré resueltamente de él eternamente, salvo lo que haga para mi satisfacción personal, o dejaré de salir detrás de mí; porque veo que un hombre debe decidir no publicar nada nuevo o convertirse en esclavo para defenderlo ".

Fue una suerte que estas disputas no apagaran el ardor de Newton tanto como temía. Más tarde publicó muchos artículos en Philosophical Transactions sobre varios aspectos de la óptica y, aunque algunas de sus opiniones son erróneas y ahora son casi universalmente rechazadas, sus investigaciones condujeron a descubrimientos que tienen un valor permanente. Logró explicar el color de las placas delgadas y gruesas ( difracción ) y la inflexión de la luz, y escribió sobre la doble refracción, la polarización de la luz y la visión binocular . También inventó un cuadrante reflectante para observar los ángulos entre la luna y las estrellas fijas, el mismo en todos los aspectos esenciales que el instrumento de navegación de importancia histórica más comúnmente conocido como cuadrante de Hadley . Este descubrimiento fue comunicado por él a Edmund Halley en 1700, pero no se publicó ni se comunicó a la Royal Society hasta después de la muerte de Newton, cuando se encontró una descripción del mismo entre sus artículos.

Conflicto por elecciones de oratoria

En marzo de 1673, Newton tomó un papel destacado en una disputa en la universidad. La oratoria pública quedó vacante y surgió una disputa entre los directores de los colegios y los miembros del Senado sobre la forma de elección para el cargo. Los jefes reclamaron el derecho de nominar a dos personas, una de las cuales sería elegida por el Senado. El Senado insistió en que el modo adecuado era mediante elecciones abiertas. George Villiers, segundo duque de Buckingham , quien fue el rector de la universidad, se esforzó por lograr un compromiso que, dice, "espero que por el momento satisfaga a ambas partes. cumplir, pero interponiendo (si lo creen oportuno) una protesta con respecto a su alegato de que esta elección no puede pasar de ahora en adelante como un precedente decisivo en perjuicio de su reclamo ", y," mientras que entiendo que toda la universidad tiene principalmente consideración por el Dr. Henry Paman del St John's College y el Sr. Craven del Trinity College, recomiendo que ambos sean nominados ". Los jefes, sin embargo, nominaron a los doctores Paman y Ralph Sanderson (de St John's); al día siguiente, 121 miembros del Senado registraron sus votos a favor de Craven y noventa y ocho a favor de Paman. En la mañana de las elecciones, se leyó y entró en la Regent House una protesta en la que aparecía el nombre de Newton. Pero el rector admitió a Paman esa misma mañana, y así terminó el primer concurso de carácter no científico en el que participó Newton.

La pobreza de Newton

El 8 de marzo de 1673, Newton escribió a Oldenburg, secretario de la Royal Society:

"Señor, deseo que usted procure que pueda dejar de ser miembro de la Royal Society: porque aunque honro a ese cuerpo, ya que veo que no los beneficiaré ni (debido a esta distancia) puedo participar de la ventaja de sus asambleas, deseo retirarme ".

Oldenburg respondió a esto con una oferta para solicitar a la Sociedad excusar a Newton de los pagos semanales, como en una carta de Newton a Oldenburg, fechada el 23 de junio de 1673, dice: "Por su oferta sobre mis pagos trimestrales, le agradezco, pero No quiero que te molestes en conseguir que los disculpes si aún no lo has hecho ". No parece que se haya hecho nada más al respecto hasta el 28 de enero de 1675, cuando Oldenburg informó a la Sociedad que "el Sr. Newton se encuentra ahora en tales circunstancias que desea ser eximido de los pagos semanales". Sobre esto, "el concilio acordó que se le dispensara, como a varios otros".

El 18 de febrero de 1675 Newton fue aceptado formalmente en la Sociedad. La razón más probable por la que Newton quiso ser eximido de estos pagos es que, como no estaba en las órdenes sagradas, su beca en el Trinity College caducaría en el otoño de 1675, con la consiguiente reducción de sus ingresos. Pero recibió una patente de la Corona en abril de 1675, lo que le permitió, como profesor lucasiano, conservar su beca sin tener que tomar las órdenes sagradas. Esto debe haber aliviado las preocupaciones financieras de Newton, ya que en noviembre de 1676 donó 40 libras esterlinas para la construcción de la nueva biblioteca del Trinity College.

Ley universal de gravitación

Se supone que fue en Woolsthorpe en el verano de 1666 donde los pensamientos de Newton se dirigieron al tema de la gravedad. Se dice que se inspiraron en que Newton vio caer una manzana de un árbol en la granja de su madre, una versión de la que hay pruebas históricas razonables. En una versión de la historia, se supone que la manzana cayó sobre la cabeza de Newton; esta versión parece haber sido inventada por Isaac D'Israeli . Voltaire es la autoridad para la versión anterior de la historia. Obtuvo su información de la sobrina favorita de Newton, Catherine Barton , quien se casó con John Conduitt , miembro de la Royal Society y uno de los amigos íntimos de Newton. Nunca se podrá saber cuánta verdad hay en lo que es una historia plausible y favorita, pero es cierto que la tradición marcó un árbol como aquel del que cayó la manzana, hasta 1866, cuando, debido a la descomposición, el árbol fue talado. y su madera cuidadosamente conservada.

Johannes Kepler había probado mediante una elaborada serie de mediciones que

• cada planeta gira en una órbita elíptica alrededor del Sol, cuyo centro ocupa uno de los focos de la elipse,
• que el vector de radio de cada planeta extraído del Sol barre áreas iguales en tiempos iguales,
• y que los cuadrados de los tiempos periódicos de los planetas están en la misma proporción que los cubos de sus distancias medias al Sol.

El hecho de que los cuerpos pesados ​​siempre tengan una tendencia a caer a la Tierra, sin importar a qué altura se coloquen sobre la superficie de la Tierra, parece haber llevado a Newton a conjeturar que la misma tendencia a caer a la Tierra podría haber sido la causa de que la Luna se mantuvo en su órbita alrededor de la Tierra.

Newton, calculando a partir de las leyes de Kepler y suponiendo que las órbitas de los planetas son círculos con el sol en el centro, ya había demostrado que la fuerza del Sol que actúa sobre los diferentes planetas debe variar como el inverso del cuadrado de las distancias de los planetas. planetas del sol. Por lo tanto, se vio obligado a preguntar si si la atracción de la Tierra se extendiera a la Luna, la fuerza a esa distancia sería de la magnitud exacta necesaria para retener a la Luna en su órbita. Descubrió que la Luna, por su movimiento en su órbita, se desviaba de la tangente en cada minuto a través de un espacio de 13 pies (3,96 m). Pero al observar la distancia a través de la cual un cuerpo caería en un segundo en la superficie de la Tierra, y calculando a partir de eso en el supuesto de que la fuerza disminuye en la razón del cuadrado inverso de la distancia, encontró que la atracción de la Tierra en el distancia de la luna dibujaría un cuerpo a través de 15 pies (4,57 metros) en un minuto. Newton consideró la discrepancia entre los resultados como prueba de la inexactitud de su conjetura y "dejó de lado en ese momento cualquier otra reflexión sobre este asunto". (Ver la bala de cañón de Newton ).

En noviembre de 1679, Robert Hooke (después de su nombramiento para administrar la correspondencia de la Royal Society) comenzó un intercambio de cartas con Newton: deseaba escuchar a los miembros sobre sus investigaciones o sus opiniones sobre las investigaciones de otros. Posteriormente, la correspondencia generó controversias. Hooke y Newton discreparon sobre la forma de la trayectoria de un cuerpo que cae desde una altura, teniendo en cuenta el movimiento de la Tierra alrededor de su eje. Newton reconoció más tarde que los intercambios de 1679-80 habían vuelto a despertar su interés latente por la astronomía. Esto llevó a Newton a volver a sus conjeturas anteriores sobre la Luna. La estimación que Newton había utilizado para el radio de la Tierra, que había sido aceptada por geógrafos y navegantes, se basaba en una estimación muy aproximada de que la longitud de un grado de latitud de la superficie de la Tierra medida a lo largo de un meridiano era de 60 millas náuticas. En una reunión de la Royal Society el 11 de enero de 1672, Oldenburg, el secretario, leyó una carta de París describiendo el procedimiento seguido por Jean Picard para medir un grado, y especificando específicamente la longitud exacta que él calculó. Es probable que Newton se hubiera familiarizado con esta medida de Picard y que, por tanto, se viera inducido a utilizarla cuando sus pensamientos se dirigieron al tema. Esta estimación de la magnitud de la Tierra, que da 691 millas (1112 km) a 10 °, hizo que los dos resultados, la discrepancia entre los que Newton había considerado una refutación de su conjetura, coincidieran tan exactamente que ahora consideraba su conjetura como completamente establecida. .

En enero de 1684, sir Christopher Wren , Halley y Hooke se vieron obligados a discutir la ley de la gravedad y, aunque probablemente todos coincidieron en la verdad de la ley del cuadrado inverso, esta verdad no se consideró establecida. Parece que Hooke profesaba tener una solución al problema de la trayectoria de un cuerpo que se mueve alrededor de un centro de fuerza que atrae como el cuadrado inverso de la distancia, pero Halley declaró después de un retraso de algunos meses que Hooke "no había sido tan bueno como su palabra "al mostrar su solución a Wren y partió hacia Cambridge, en agosto de 1684, para consultar a Newton sobre el tema. Sin mencionar las especulaciones que se habían hecho, preguntó a Newton cuál sería la curva descrita por un planeta alrededor del Sol en el supuesto de que la fuerza del Sol disminuía con el cuadrado de la distancia. Newton respondió rápidamente, "una elipse", y al ser interrogado por Halley sobre el motivo de su respuesta, respondió: "Bueno, lo he calculado". Sin embargo, no pudo poner su mano sobre su cálculo, pero prometió enviárselo a Halley. Después de que este último dejó Cambridge, Newton se puso a trabajar para reproducir el cálculo. Después de cometer un error y producir un resultado diferente, corrigió su trabajo y obtuvo su resultado anterior.

El próximo noviembre, Newton redimió su promesa a Halley enviándole, de la mano del Sr. Paget, miembro del Trinity College y maestro matemático del Christ's Hospital , una copia de su demostración; y muy poco después Halley volvió a visitar Cambridge para hablar con Newton sobre el problema. A su regreso a Londres el 10 de diciembre de 1684, informó a la Royal Society "que había visto recientemente al Sr. Newton en Cambridge, quien le había mostrado un curioso tratado De Motu ", que en el deseo de Halley prometió enviar a la Sociedad a ser inscrito en su registro. "Se deseaba que el Sr. Halley recordara al Sr. Newton su promesa de asegurarse este invento para sí mismo, hasta que tuviera tiempo de publicarlo", y se deseaba que Paget se uniera a Halley para instar a Newton a hacerlo. A mediados de febrero Newton había enviado su artículo a Aston, uno de los secretarios de la Sociedad, y en una carta a Aston fechada el 23 de febrero de 1685, Newton le agradeció por "haber inscrito en el registro sus nociones sobre el movimiento". Este tratado De Motu fue el punto de partida de los Principia , y estaba destinado a ser un breve relato de lo que se pretendía abarcar ese trabajo. Ocupa veinticuatro páginas de octavo y consta de cuatro teoremas y siete problemas, algunos de los cuales son idénticos a algunas de las proposiciones más importantes de las secciones segunda y tercera del primer libro de los Principia .

Ver también

Notas

Referencias

• Westfall, Richard S. (1994). La vida de Isaac Newton . Prensa de la Universidad de Cambridge . ISBN 0-521-47737-9.