Isaac Newton, meno synonymné s genialitou a prelomovými objavmi, je považovaný za jednu z najvplyvnejších osobností v dejinách ľudstva. Jeho práca položila základy klasickej mechaniky a významne formovala vedecký pohľad na fyzický vesmír na celé tri storočia. Bol anglickým fyzikom, matematikom, astronómom, prírodným filozofom, alchymistom a teológom, ktorého bádanie v mnohých oblastiach transformovalo chápanie prírodných zákonitostí. Či už ide o pohybové zákony, zákon univerzálnej gravitácie alebo objavy v optike, Newtonov prínos k ľudskému poznaniu je mimoriadne široký a hlboký.
Narodenie a rané detstvo v Woolsthorpe
Isaac Newton sa narodil 4. januára 1643 na panstve Woolsthorpe vo východnom Anglicku, v Lincolnshire, blízko Granthamu. Podľa vtedy používaného kalendára sa narodil na Vianoce roku 1642, avšak podľa súčasne platného gregoriánskeho kalendára, ktorý bol v Anglicku prijatý až v roku 1752, pripadá jeho narodenie na spomínaný 4. január 1643. Pochádzal z farmárskej rodiny. Jeho otec, tiež Isaac Newton, bol zámožný, no nevzdelaný sedlák a majiteľ pôdy, ktorý zomrel v októbri 1642, tri mesiace pred narodením syna. Isaacov otec zomrel tri mesiace pred jeho narodením.
Ovdovelá matka Hannah sa za tri roky znova vydala za reverenda Barnabasa Smitha a odstahovala sa do blízkej dediny. Malého Isaaca, ktorý po hmotnej stránke síce nestrádal, vychovávala jej matka, respektíve starí rodičia, až do otčimovej smrti v roku 1653. Neprítomnosť matky a pocit osamelosti mal neskôr vplyv na jeho povahu a hĺbavosť. Po smrti nevlastného otca žil Newton spolu s matkou, starou mamou, jedným nevlastným bratom a dvomi nevlastnými sestrami. Matka, v tom čase už zámožná dáma, chcela, aby rodinný majetok spravoval Isaac. Ukázalo sa však, že nemá na to chuť ani talent.
Školské roky a prebúdzajúci sa intelekt
Strednú školu navštevoval v neďalekom Granthame, kam odišiel vo svojich dvanástich rokoch. Tam sa zoznamoval s klasickou literatúrou, latinou, gréčtinou a taktiež sa venoval skúmaniu Biblie. V školských záznamoch je uvdené, že Newton bol "zahálčivý" a "nepozorný", čo naznačuje, že jeho záujmy presahovali bežné učebné osnovy. Okrem povinných predmetov sa Isaac venoval aj zostrojovaniu rôznych mechanizmov, ktoré sa dali prakticky využiť. Rád kreslil, zaoberal sa chémiou a prejavoval zručnosť v práci s zrkadlami a šošovkami. Ukazoval sa tak už v mladosti jeho výnimočný talent a originalitu v riešení problémov.
V roku 1660 sa Issac vrátil na strednú školu v Granthame, avšak jeho matka stále dúfala, že prevezme správu rodinného majetku. Jeho učitelia však rozpoznali jeho intelektuálny potenciál a presvedčili matku, že by sa Newton mohol niekedy v budúcnosti venovať akademickej práci. Táto podpora bola kľúčová pre jeho ďalší smerovanie a viedla k jeho prihláseniu na univerzitu.
Štúdium na Trinity College v Cambridgei
Mladý Isaac Newton sa dostal na univerzitu v Cambridgi vo svojich osemnástich rokoch, keď v roku 1661 nastúpil na Trinity College. V tom čase nebolo celkom jasné, čo chce študovať, a jeho výsledky v Cambridge neboli príliš dobré spočiatku. Bol prijatý na Trinity College a okrem povinných predmetov, akými boli Aristotelove práce, sa sám vzdelával v matematike a geometrii. Preukázal vynikajúcu schopnosť v myslení od prvých princípov, čo bolo základom jeho neskorších prelomových objavov.
Newton začal študovať filozofiu Descarta, Gassendiho a Boylea. Ďalej študoval novú algebru a analytickú geometriu Descarta a Wallise. Priťahovala ho kopernikovská astronómia Galilea. V roku 1665 získal bakalársky titul. Počas tohto obdobia získal cenné poznatky a rozvíjal svoje matematické schopnosti, ktoré neskôr potreboval ako matematický aparát pre svoje fyzikálne rovnice.
Roky morovej epidémie a prelomové objavy
V období rokov 1665 až 1667 bola univerzita v Cambridge náhle uzavretá kvôli morovej epidémii. Newton bol nútený prerušiť štúdium a vrátil sa na čas do Woolsthorpu, kde trávil čas doma vo svojej rodnej obci. Toto obdobie, hoci vynútené, sa ukázalo ako mimoriadne produktívne pre jeho vedecké bádanie. Práve počas týchto dvoch rokov morovej epidémie Newton položil základy diferenciálneho a integrálneho počtu, rozvinul svoje prvé verzie zákonov pohybu a začal sa zaoberať gravitáciou a optikou.
Sir Isaac Newton: Unhappy Scientific Genius | Full Documentary | Biography
Z tejto doby sa traduje známa historka o padajúcom jablku, ktoré Newtona prišlo k myšlienke, že telesá podliehajú pôsobeniu gravitácie - a zároveň sú aj zdrojom gravitačnej sily. V každom prípade, táto inšpirácia ho priviedla k rozpracovaniu gravitačného zákona. Jeho myšlienkový proces nebol len o náhode, ale o hlbokom premýšľaní a spájaní zdanlivo nesúvisiacich javov. Morové obdobie tak bolo jedným z najplodnejších v Newtonovom živote, kde sa rodili základné princípy, ktoré navždy zmenili vedu.
Matematický génius: Základy diferenciálneho a integrálneho počtu
Newton položil základy diferenciálneho a integrálneho počtu, ktoré potreboval ako matematický aparát pre svoje fyzikálne rovnice. V matematike sa delí s Gottfriedom Leibnizom o zásluhy na objave integrálneho kalkulu, ktorý bol vyvinutý nezávisle, no takmer súbežne. Integrácia funkcií je inverzným procesom k derivácii funkcií. Tento nový matematický nástroj mu umožnil nielen presne popísať zmeny a pohyby, ale aj riešiť problémy súvisiace s dĺžkou kriviek alebo určením maxima a minima funkcií.
Jeho revolučné objavy v matematike však neboli ihneď publikované. Newton svoje teórie integroval do svojich vedeckých prác a používal ich na vyvodzovanie nových záverov. V Anglicku bolo jeho dielo o kalkule publikované až Johnom Colsonom v roku 1736, čo poukazuje na skutočnosť, že Newton sa primárne sústredil na aplikáciu matematiky vo fyzike, nie na samotnú propagáciu matematických metód. Táto oblasť jeho bádania ukazuje hĺbku jeho myslenia a schopnosť vytvárať nástroje nevyhnutné pre rozvoj vedy.
Revolúcia v optike: Svetlo a farby
Po návrate do Cambridge v roku 1667, kde o dva roky neskôr aj získal stále miesto na svojej alma mater a v roku 1669 sa stal lucasiánskym profesorom, sa Newtonova prvá práca na tomto mieste týkala optiky. Počas dvoch rokov morovej epidémie Newton zistil, že svetlo nie je jednoduchá entita. Zaoberal sa optikou a objavil, že biele svetlo sa skladá z jednotlivých farieb, takzvaného farebného spektra, ktoré možno rozložiť optickými hranolmi. Toto pozorovanie viedlo k rozvinutiu teórie farieb. Newton dokázal, že každá farba má inú vlnovú dĺžku a odlišuje sa mierou lomu.
Chromatická aberácia svetla na šošovkách ďalekohľadu, pri ktorej sa svetlo rôznych farieb zaostruje v rôznych bodoch, viedla Newtona k záveru, že šošovky budú vždy trpieť touto aberáciou. Preto sa zameral na konštrukciu ďalekohľadov pomocou zrkadiel namiesto šošoviek. Ako prvý skonštruoval zrkadlový ďalekohľad, ktorý zväčšoval približne 40-krát, a tak výrazne zlepšil možnosti astronomických pozorovaní. Svoju prácu o svetle a farbe publikoval v roku 1672 vo forme knihy "Nová teória svetla a farieb" a stal sa členom Kráľovskej spoločnosti. Objavila sa v nej teória svetla ako prúdu častíc (korpuskúl) a nie vln, čo sa znova objavila až v 19. storočí. Neskôr, v roku 1704, publikoval svoje stěžejné dielo "Optika", v ktorom sa ďalej zaoberal teóriou svetla a farieb. Tu objavil tenké prúžky vo spektre, takzvané "Newtonove krúžky" a fenomén difrakcie svetla.
Univerzálna gravitácia a tri pohybové zákony
Newton sa zapísal do histórie vedy predovšetkým svojimi takzvanými pohybovými zákonmi a zákonom všeobecnej gravitácie. Sformuloval tri pohybové zákony definujúce pôsobenie sily na teleso. Tieto zákony definujú pôsobenie sily na fyzikálne teleso. Sú nimi: zákon zotrvačnosti, zákon sily a zákon akcie a reakcie. Tieto sa na ďalšie tri staletia stali základom vedeckého pohľadu na fyzický vesmír.
Druhý zákon, tzv. zákon sily, definuje veľkosť sily ako zmenu hybnosti telesa v čase, alebo tiež - čo je najznámejšia forma rovnice - ako súčin hmotnosti telesa a jeho zrýchlenia (F = m * a). Tento zákon opisuje, ako sa mení pohyb telesa, keď naň pôsobí vonkajšia sila.
V nadväznosti na Kepplerove zákony pohybu planét tak Newton definoval aj pohyb planét a ďalších telies v Slnečnej sústave. Svoju prvú verziu troch zákonov pohybu mal už okolo roku 1666. Jeho bádanie viedlo k teórii všeobecnej gravitácie. Podľa legendy mu práve v Woolsthorpe malo spadnúť na hlavu jablko, ktoré ho priviedlo k myšlienke, že telesá podliehajú pôsobeniu gravitácie - a zároveň sú aj zdrojom gravitačnej sily. V každom prípade vo svojom gravitačnom zákone sformuloval gravitačné pôsobenie aj matematicky.
Podľa neho je gravitačná sila priamo úmerná hmotnosti telies, ktoré sa priťahujú, a naopak, nepriamo úmerná ich vzdialenosti na druhú mocninu. Teda čím sú telesá od seba ďalej, tým sa priťahujú slabšie. Newton propojil Keplerovy zákony pohybu planet s vlastní teorií gravitace a dokázal, že pohyb předmětů na Zemi se řídí stejnými pravidly jako pohyb vesmírných těles. Jeho myšlienky viedli k poznaniu, že planéty sa pohybujú po elipsách, pretože na ne pôsobí nejaká sila, ktorej veľkosť klesá s druhou mocninou vzdialenosti. Newton okamžite odpovedal, že dráha bude eliptická, avšak nedokázal to ihneď dokázať. Neskôr sformuloval teóriu o zachovaní hybnosti a momentu hybnosti.
Stěžejní díla: Principia Mathematica a Optika
Základy svojich poznatkov opísal v súbornej práci nazvanej Matematické princípy prírodnej filozofie (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), ktorá sa považuje za základné dielo moderného vedeckého poznania. Táto trojzväzková práca, vydaná v roku 1687, je dnes radená medzi najdôležitejšie knihy v histórii vedy. Od knižného vydania tohto majstrovského diela začala de facto jestvovať moderná veda. Newton v nej popisuje zákon všeobecnej gravitácie a tri zákony pohybu, ktoré mu umožnili vysvetliť celý rad fenoménov, vrátane pohybu planét, mesiacov a komét v solárnom systéme, podstatu slapových javov a rovnodennosti a nepravidelnosti v orbitálnej dráhe Mesiaca.
Jeho druhou stěžejnou prácou bola kniha Optika, vydaná v roku 1704, ktorá sa zaoberala teóriou svetla a farieb. V nej rozvinul teóriu korpuskulárneho charakteru svetla, hoci táto myšlienka bola znovuobjavená a prepracovaná až v 19. storočí. Tieto dve diela predstavujú monumentálny prínos k ľudskému poznaniu, položil nimi základy exaktnej vedy, a tiež racionalizmu a osvietenstva.
Akademická kariéra a pôsobenie v Kráľovskej spoločnosti
V roku 1667 sa Isaac Newton vrátil do Cambridge a obhájil titul magistra svobodných umění. O dva roky neskôr, v roku 1669, sa stal Lucasovým profesorom matematiky na univerzite v Cambridge, čo bolo veľmi prestížne miesto. Toto obdobie označuje začiatok jeho najproduktívnejšieho obdobia. V roku 1672 sa stal členom Kráľovskej spoločnosti, čo bola v tej dobe najvýznamnejšia vedecká inštitúcia v Anglicku.
Dlhé roky, až do svojej smrti, predsedal anglickej Kráľovskej spoločnosti, kam bol zvolený v roku 1703. Zvolený bol znovu, až do svojej smrti. Jeho vedenie spoločnosti bolo charakterizované pevnou rukou a dôrazom na experimentálnu vedu. Toto postavenie mu umožnilo výrazne ovplyvňovať vedecký diskurz a smerovanie výskumu v Anglicku. Jeho vplyv presahoval akademické kruhy a formoval celú vedeckú komunitu.
Pôsobenie v Kráľovskej mincovni a rytiersky titul
V roku 1693 bol Newton nervovo vyčerpaný a na čas zanechal vedecké práce, avšak v roku 1696 prijal platené miesto dozorcu Kráľovskej mincovne v Londýne. Táto etapa Newtonovho života je spojená s Londýnom, kam sa presťahoval. O tri roky neskôr, v roku 1699, bol vymenovaný za ministra kráľovskej mincovne (Master of the Mint). Táto nová práca mu priniesla aj zlepšenie finančnej situácie a okrem iného sa venoval aj odhaľovaniu peňazokazcov, preukazujúc svoje analytické schopnosti aj v tejto oblasti. Bol tiež nejaký čas členom anglického parlamentu za Cambridgeskú univerzitu.
V roku 1705 ho kráľovná Anna povýšila do šľachtického stavu, čím získal titul Sir Isaac Newton. Bol prvým vedcom, ktorý bol povýšený do šľachtického stavu za svoju vedeckú prácu. Táto pocta svedčila o jeho mimoriadnom postavení v spoločnosti a uznaní jeho prínosu pre národ. Aj napriek sláve však Newton zostal po celý život skromným a jednoduchým človekom, ktorému sláva nestúpla do hlavy.
Osobnosť a nezmazateľný odkaz pre ľudstvo
Sir Isaac Newton zostal celý život slobodný. Už za svojho života sa stal uznávaným a slávnym mužom. Význam výnimočného vedca Isaaca Newtona je pre ľudstvo dodnes značný. Svojím vedeckým dielom položil základy modernej fyziky, vysvetlil gravitáciu, vesmírne zákonitosti a svoju genialitu preukázal aj svojím matematickým bádáním. Jeho objavy v matematike, optike a mechanike položili základy pre modernú fyziku. Newtonov prínos k ľudskému poznaniu je však aj oveľa širší, keďže celkovo položil základy exaktnej vedy, a tiež racionalizmu a osvietenstva.
Sir Isaac Newton: Unhappy Scientific Genius | Full Documentary | Biography
Isaac Newton bol horlivo veriacim kresťanom, hoci zastával miestami nekonvenčné názory. Jeho viera ovplyvňovala jeho hľadanie univerzálnych zákonov, ktoré vnímal ako prejav Božieho poriadku vo vesmíre. Na jeho počesť je po ňom pomenovaná aj jednotka sily v sústave SI - newton (N), definovaná ako sila, ktorá udelí telesu s hmotnosťou 1 kilogram zrýchlenie 1 meter za sekundu na druhú.
Záver života
Isaac Newton sa dožil 84 rokov. Na sklonku života ho prenasledovali zdravotné problémy. Jeho život sa uzavrel po dlhšej chorobe 31. marca roku 1727 v Londýne. Jeho odkaz však pretrváva a dodnes inšpiruje vedcov a mysliteľov po celom svete. Zomrel ako jeden z najvýznamnejších prírodovedcov všetkých čias, ktorého dielo ovplyvnilo nielen vedu, ale aj celkový spôsob myslenia ľudstva.
tags: #isaac #newton #narodenie