Isaac Newton - der boede fra den 25. december 1642 til den 20. marts 1727 - var en engelsk videnskabsmand, matematiker og ”naturfilosof”. I sin tid spillede han en vigtig rolle i den videnskabelige revolution og hjalp med til at fremme områderne fysik, astronomi, matematik og naturvidenskab. Herfra etablerede han en arv, der ville dominere videnskaberne i de næste tre århundreder.
Faktisk kom udtrykket "Newtonian" til at blive brugt af efterfølgende generationer til at beskrive videnlegemer, som skyldede deres eksistens til hans teorier. Og på grund af hans omfattende bidrag betragtes Sir Isaac Newton som en af de mest indflydelsesrige lærde i videnskabshistorien. Men hvad opdagede han nøjagtigt?
Newtons tre bevægelseslove:
For det første er hans magnum opus - Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ("Matematiske principper for naturfilosofi"), der først blev offentliggjort i 1687 - lagde grunden til klassisk mekanik. I det formulerede han sine tre love of motion, som var afledt af Johann Keplers Laws of Planetetary Motion og hans egen matematiske beskrivelse af tyngdekraften.
Den første lov, kendt som "inerti-loven", siger, at: "Et objekt i hvile vil forblive i hvile, medmindre det udføres af en ubalanceret styrke. Et objekt, der er i bevægelse, fortsætter i bevægelse med den samme hastighed og i samme retning, medmindre den udføres af en ubalanceret kraft. ” Den anden lov hedder, at der produceres acceleration, når en kraft virker på en masse - ergo, jo større objektets masse, desto større kræfter kræves det for at accelerere det. Den tredje og sidste lov hedder, at "for hver handling er der en lige men modsat reaktion".
Universal Gravitation:
Han formulerede også sin lov om universel gravitation i Principia, som siger, at hver punktmasse tiltrækker hver anden punktmasse ved hjælp af en kraft, der peger langs linjen, der krydser begge punkter. Ifølge hans beregninger er denne kraft proportional med produktet af de to masser og omvendt proportional med kvadratet på afstanden mellem dem. Formlen for denne teori kan udtrykkes som:
Newton fortsatte med at bruge disse principper til at redegøre for kometernes bane, tidevandene, ækvinoxernes præcession og andre astrofysiske fænomener. Dette fjernede effektivt de sidste tvivl om gyldigheden af den heliocentriske model af kosmos, der argumenterede for, at Solen (ikke Jorden) var i centrum af planetariet. Hans arbejde demonstrerede også, at bevægelse af genstande på Jorden og af himmellegemer kunne beskrives ved de samme principper.
Selvom Newtons inspiration til hans teorier om tyngdekraften ofte tilskrives “Apple-hændelsen” - dvs. hvor han så et æble falde fra et træ, betragtes historien som apokryf af moderne kilder, der hævder, at han kom til hans konklusioner over tid. Dog beskrev Newton selv hændelsen, og samtidige af hans forsvarer denne påstand.
Jordens form:
Yderligere bidrag inkluderer hans forudsigelse af, at Jorden sandsynligvis blev formet som en "skrå sfæroid" - dvs. en kugle, der oplevede fladning ved polerne. Denne teori vil senere blive bekræftet ved målingerne af Maupertuis, La Condamine og andre. Dette hjalp igen til at overbevise de fleste kontinentaleuropæiske forskere om overlegenheden i Newtonian mekanik over det tidligere Descartes-system.
Med hensyn til matematik bidrog han til studiet af kraftserier, generaliserede den binomielle teorem til ikke-heltalseksponenter, udviklede Newtons metode til at tilnærme rødderne af en funktion og klassificerede de fleste af de kubiske plankurver. Han deler også kredit med Gottfried Leibniz for udviklingen af calculus.
Disse opdagelser repræsenterede et stort spring fremad inden for områderne matematik, fysik og astronomi, hvilket muliggjorde beregninger, der mere præcist modellerede universets opførsel end nogensinde før.
Optik:
I 1666 begyndte Newton at bidrage til området optik, først ved at observere, at farve var en egenskab ved lys ved at måle den gennem et prisme. Fra 1670 til 1672 holdt han forelæsninger ved University of Cambridge om optik og undersøgte lysets brydning og demonstrerede, at det flerfarvede spektrum, der blev produceret af et prisme, kunne rekomponeres til hvidt lys af en linse og et andet prisme.
Som et resultat af sin forskning kom han til at teoretisere, at farve er resultatet af objekter, der interagerer med allerede-farvet lys i stedet for objekter, der genererer farven selv, som er kendt som Newtons teori om farve.
Derudover konkluderede han, at linsen til ethvert brydnings-teleskop ville lide af spredningen af lys i farver (kromatisk afvigelse). Som et bevis på konceptet konstruerede han et teleskop ved hjælp af et spejl som mål at omgå dette problem. Dette var det første kendte funktionelle reflekterende teleskop i eksistensen, hvis design nu er kendt som et Newtonsk teleskop.
Andre resultater:
Han formulerede også en empirisk lov om køling, studerede lydhastigheden og introducerede forestillingen om en Newtonsk væske. Dette udtryk bruges til at beskrive en hvilken som helst væske, hvor de viskøse spændinger, der opstår fra dens strømning på hvert punkt, er lineært proportionalt med hastigheden for ændring af dets deformation over tid.
Ud over sit arbejde i matematik, optik og fysik brugte han også en betydelig mængde tid på at studere bibelsk kronologi og alkymi, men det meste af hans arbejde inden for disse områder forblev upubliceret indtil længe efter hans død.
Så hvad opdagede Isaac Newton? Teorier, der ville dominere områderne videnskab, astronomi, fysik og den naturlige verden i århundreder fremover. Hans ideer fortsatte med at påvirke armaturer som Joseph-Louis Lagrange og Albert Einstein, hvis sidstnævnte er de eneste forskere, der antages at have efterladt en sammenlignelig arv.
Vi har skrevet mange interessante artikler om Sir Isaac Newton her på Space Magazine. Her er Hvem var Sir Isaac Newton ?, Hvad opfandt Isaac Newton ?, Hvem opdagede tyngdekraften ?, Hvad er absolut plads ?, Hvad er gravitationskonstanten?
Der er andre ressourcer på internettet, hvis du vil lære mere om Isaac Newton. Dette britiske websted har nogle gode oplysninger om sine opdagelser. Du kan også tjekke PBS-webstedet.
Du kan også tjekke Astronomy Cast. Afsnit 44 Einsteins relativitetsteori er særlig interessant.
Kilder:
- NASA - Newton
- Wikipedia - Isaac Newton
- INI - Isaac Newtons liv
