Той е запомнен като ключова фигура в научната революция и често се споменава предполагаемата му среща с ябълка в младежка възраст. Но как детството и ранните идеи на Исак Нютон полагат основите на по-късните му пробиви в науката и го превръщат в може би най-великия учен в историята?

Ранна самота

Всички деца обичат да играят. Така се учат. Но идеите на младия Исак Нютон за играта никога не са били от типа на грубите игри, на които се наслаждават повечето деца.

Роден посмъртно през 1642 г. като син на джентълмен-фермер, той е имал за детска площадка природата на Линкълншир през XVII в. Въпреки това няма сведения да се е катерил по дърветата, да е изследвал горите и да е гребал в потоците като другите деца.

Имението Уулсторп, детският дом на Нютон, както е показано на страница 76 от "Мемоари за живота на сър Исак Нютон" от Уилям Стъкли, 1752 г. (Credit: Public Domain).

Баба му - неговият настойник в ранните му години - е била наясно със социалното положение на семейството като дребно благородничество и местните момчета са били смятани за неподходящи за съученици на Исак. През целия му живот тези ранни лишения от приятелство с връстници правят Нютон самотник.

По-късно той записва в бележките си, че докато учи в гимназията в Грантъм през 50-те години на XIX век, се опитва да включи съучениците си в така наречената "философска игра", но те не се интересуват от нея. Умствените игри подхождат на Нютон, но физическите дейности, като гонене и борба, са по-скоро в техния стил.

Въпреки това Нютон не е бил безучастен и пише за провеждането на няколко експеримента за скокове с помощта на вятъра - тествал е доколко силата на вятъра увеличава или затруднява скока.

Разбира се, той не е имал средства за точно измерване на това, въпреки че се смята, че е направил елементарен анемометър, за да измери силата на вятъра, дали е по-лек или по-силен, ако не и точната му скорост. Дължината на въжето може да се използва за показване на относителните разстояния, които е скочил, но само той може да предположи дали усилията, които е положил за всеки скок, са били идентични, така че вятърът да е единствената променлива.

Каквито и да са недостатъците на тези първи експерименти, те показват как механиката на естествения свят го е заинтригувала още от детството му. Ентусиазмът му да я изследва ще остане през целия му дълъг живот.

Ранни изобретения

Съучениците на Нютон били очаровани от някои от играчките, които той изработвал, ако не и от тънкостите на производството. Фенерите, които висели от хвърчилата и приличали на призраци в тъмното, плашели местните жители.

Когато в Грентъм се строи нова вятърна мелница, Нютон наблюдава и построява свой собствен работещ модел, задвижван от мишка, която се движи в нещо като колело за хамстери. Нютон се оплаква, че често "г-н Милър", както нарича съществото, изяжда зърното, което трябва да мели, но моделът е значително постижение, с ръчно издълбани зъбни колела и оси.

J.M.W. Търнър, Североизточен изглед на църквата в Грантъм, графство Линкълншир, около 1797 г. (кредит: Public Domain).

Нютон изработва и мебели за къщичка за кукли за момичетата Кларк, докато живеят в аптеката на Уилям Кларк в Грантъм, както и количка с колела, която използва като скейтборд по коридорите на къщата на Кларк. Може би тези скоростни лудории са породили по-късните му идеи за движението и инерцията.

Трудно е да се открият източниците на неоспоримата ръчна сръчност на Нютон. Очевидно той е имал някакъв вроден талант, но може би слуга в дома му, имението Уолсторп, му е показал някои основни дърводелски умения и използването на инструменти.

Знаем, че Кларк му показва как да смесва и дестилира лекарствени средства - знания, които по-късно той развива и усъвършенства в алхимичните си изследвания и експерименти.

Телескопи

През 1660 г., на седемнадесетгодишна възраст, Нютон отива в Кеймбриджкия университет. По онова време близкият панаир в Стърбридж, който се провеждал ежегодно през септември, бил вариантът на електронния търг през XVII век, където можело да се купи почти всичко - от мастило до железарски изделия, от подправки до очила. Там Нютон купил призма и вероятно други стъклени предмети като лещи и огледала.

Отначало той си играеше с призмата, като се любуваше на красивите дъги, но това не беше достатъчно за него.

Той е трябвало да знае как и откъде се появяват цветовете, когато безцветната дневна светлина прониква през безцветно стъкло. Други твърдят, че това е ефектът от стъклото, който създава цветовете, за които се смята, че се състоят от степени на светлина и сянка.

Изглед от птичи поглед на колежа "Тринити" в Кеймбридж с Голямата порта и Големия двор на преден план, двора на Невил и библиотеката на Рен на заден план. Отпечатък на Дейвид Логан, 1690 г. (Credit: Public Domain).

Нютон опровергава това с "решаващия си експеримент", който показва, че цветовете са там, комбинирани в бялата светлина, и могат да бъдат разделени и да станат видими, когато стъклото ги пречупва в различна степен.

Нютон се научава да шлифова лещи и да полира огледала до съвършенство. Комбинирането на тези умения с познанията му по металообработване и дърводелство му позволява да направи своя малък, но забележително ефективен рефрактивен телескоп. Този красив инструмент му осигурява членство в Лондонското кралско дружество през 1672 г.

Доказуеми истини

Нютон не е известен с работата си като астроном, който използва телескопа си, за да наблюдава планети, звезди и луни за удоволствие или за научни изследвания. Това могат да правят и други.

Той по-скоро искал да разбере как и защо небесните тела запазват местата си и се движат по начина, по който го правят. Сигурността, че "нещо" държи звездите на мястото им, довела до неговата теория за гравитацията - невидима сила, която действа в цялата Вселена.

Портрет на Исак Нютон от сър Годфри Кнелер, 1689 г. (Credit: Public Domain).

Това е непопулярно схващане по времето, когато науката се отказва от мистичните идеи в полза на доказуемите истини. Възможността гравитационното привличане на Луната да влияе върху приливите и отливите на Земята е нещо, за което той работи през целия си живот, за да го определи количествено.

Преди другите учени Нютон осъзнава, че движението на планетите, техните орбити, се подчинява на обратния квадратен закон. Докато колегите му от Кралското дружество подозират, че това може да е така, той вече е разработил математическите уравнения, за да докаже, че е така. По този начин той развива математиката в новата дисциплина "флуксии" или смятане, както е известна днес.

Това са някои от ранните идеи на Исак Нютон и основите на по-късната му работа. Въпреки това целият му научен живот винаги е бил в процес на развитие. Той рядко е бил доволен от завършеното произведение; теориите могат да бъдат подобрявани, а математическите уравнения - проверявани и препроверявани.

Той продължава да се стреми да усъвършенства работата си, да се учи и да развива идеите си до смъртта си на 84-годишна възраст. Може би именно безкрайният му стремеж да се справи с проблема го е направил най-великия учен в историята ни.

Светът на Исак Нютон от Тони Маунт е публикуван от издателство Амбърли на 15 октомври 2020 г. Тони е писателка, учителка по история и лекторка с тридесетгодишен личен и академичен опит. Първата ѝ кариера е в областта на науката, преди да прекара дълги години в преподаване. В това последно изследване, Светът на Исак Нютон, тя се завръща към първата си любов - науката, с възможността да погледне по нов начин на един отнай-известните герои в света.