Teda mäletatakse kui teadusliku revolutsiooni võtmefiguuri ja sageli viidatakse tema oletatavale kohtumisele õunaga noorena. Kuid kuidas panid Isaac Newtoni lapsepõlv ja varajased ideed aluse tema hilisematele teaduslikele läbimurretele, mis tegid temast vaieldamatult meie kõigi aegade suurima teadlase?

Varajane üksildus

Kõik lapsed naudivad mängimist. Nii nad õpivad. Kuid noore Isaac Newtoni ideed mängimisest ei olnud kunagi sellised, mis on enamiku laste jaoks väga meeldivad.

Ta sündis 1642. aastal härrasmehe-põllumehe pojana ja tema mängumaa oli 17. sajandi Lincolnshire'i maapiirkond. Sellest hoolimata puuduvad viited sellele, et ta roniks puudel, uuriks metsa ja sõudaks ojades nagu teised lapsed.

Woolsthorpe'i mõis, Newtoni lapsepõlvekodu, nagu on kujutatud William Stukeley 1752. aasta teose "Memoirs of Sir Isaac Newton's life" leheküljel 76 (Credit: Public Domain).

Ta võis neid asju teha, kuid tõenäoliselt oleks ta olnud üksildane. Tema vanaema - tema varajaste aastate eestkostja - oli teadlik perekonna sotsiaalsest positsioonist kui alaealisest aadliperekonnast ja kohalikke poisse peeti Isaaci mängukaaslasteks ebasobivateks. Kogu tema elu jooksul tegid need varajased puudused eakaaslaste sõprusest Newtonist üksildase.

Hiljem pani ta oma märkmetes kirja, et 1650. aastatel Granthami gümnaasiumis käies püüdis ta kaasata oma koolikaaslasi sellesse, mida ta nimetas "filosoofiliseks mänguks", kuid nad ei olnud sellest huvitatud. Vaimsed mängud sobisid Newtonile, kuid füüsilised tegevused, nagu tagaajamine ja maadlus, olid rohkem nende moodi.

Newton ei olnud aga istuv ja kirjutas, et tegi mõned tuulega hüppamise katsed - katsetades, kui palju tuule tugevus suurendas või takistas hüppamise kaugust.

Loomulikult polnud tal vahendeid selle täpseks mõõtmiseks, kuigi arvatakse, et ta tegi lihtsa anemomeetri, millega mõõta tuule jõudu, kas kergemat või tugevamat, kui mitte selle täpset kiirust. Nööripikkused võisid näidata hüpatud suhtelist kaugust, kuid ta võis ainult oletada, kas tema poolt igale hüppele rakendatud jõupingutus oli identne, nii et tuul oli ainus muutuja.

Olenemata nende esimeste katsete puudustest, näitavad need, kuidas looduse mehaanika teda juba lapsepõlvest saadik huvitas. Tema entusiasm nende uurimise vastu püsis kogu tema pika elu jooksul.

Varased leiutised

Newtoni koolikaaslased olid vaimustuses mõnest tema valmistatud mänguasjast, kui mitte valmistamise keerukusest. Leiudelt rippuvad laternad, mis nägid pimedas välja nagu kummitused, hirmutasid kohalikke elanikke.

Kui Granthamis oli ehitamisel uus tuuleveski, vaatles Newton seda ja ehitas oma toimiva mudeli, mille jõuallikaks oli omamoodi hamstriratast jooksev hiir. Newton kurtis, et "härra Miller", nagu ta seda olendit nimetas, sõi nii tihti kui mitte, vilja, mida ta pidi jahvatama, kuid mudel oli märkimisväärne saavutus, millel olid käsitsi nikerdatud hammasrattad ja teljed.

J.M.W. Turner, North East View of Grantham Church, Lincolnshire, umbes 1797 (Credit: Public Domain).

Newton valmistas William Clarke'i apteegis Granthamis elades Clarke'i tüdrukutele ka nukumajamööblit ning ratastega vankri, mida ta kasutas mööda Clarke'i maja koridore rula-lauana. Võib-olla need kiirustamised panid aluse tema hilisematele ideedele liikumise ja inertsuse kohta.

Newtoni vaieldamatu käelise osavuse allikaid on raske kindlaks teha. Ilmselt oli tal mingi kaasasündinud anne, kuid võib-olla õpetas talle tema kodus, Woolsthorpe'i mõisas, mõni teenija mõningaid põhilisi puusepaoskusi ja tööriistade kasutamist.

William Clarke võis teda õpetada puutöödele, metallitöötlemisele ja klaasiga ümberkäimisele. Teame, et Clarke näitas talle, kuidas segada ja destilleerida ravimeid - teadmisi, mida ta hiljem arendas ja täiustas oma alkeemilistes uuringutes ja katsetes.

Teleskoobid

1660. aastal läks Newton seitsmeteistkümneaastasena Cambridge'i ülikooli. 1660. aasta septembris igal aastal toimuv lähedal asuv Stourbridge'i mess oli 17. sajandi e-bay versioon, kus sai osta peaaegu kõike, alates tindist kuni rauakaupade, vürtside ja prillideni. Newton ostis sealt prisma ja võib-olla ka muid klaasist esemeid, nagu läätsed ja peeglid.

Alguses mängis ta prismaga, imetles ilusaid vikerkaare, kuid see ei olnud talle piisav ime.

Ta pidi teadma, kuidas ja kust tulevad värvid, kui värvitu päevavalgus paistab läbi värvitu klaasi. Teised väitsid, et see on klaasi efekt, mis tekitab värvid, mis arvati koosnevat valguse ja varjude astmetest.

Cambridge'i Trinity College'i linnulennuline vaade, esiplaanil Great Gate ja Great Court, tagaplaanil Nevile's Court ja Wreni raamatukogu. David Loggani väljatrükk, 1690 (Credit: Public Domain).

Newton lükkas selle ümber oma "otsustava eksperimendiga", näidates, et värvid on olemas, kombineerituna valges valguses, ning neid saab eraldada ja nähtavaks teha, kui klaas murrab neid erineval määral.

Newton õppis ise, kuidas lihvida läätse ja lihvida peegleid täiuslikuks. Nende oskuste ühendamine oma metalli- ja tisleritöö alaste teadmistega võimaldas tal valmistada oma väikese, kuid märkimisväärselt tõhusa refraktoorse teleskoobi. See kaunis instrument tõi talle 1672. aastal Londoni Kuningliku Seltsi liikme staatuse.

Tõestatavad tõed

Newton ei ole tuntud oma astronoomi töö poolest, kasutades oma teleskoopi lihtsalt planeetide, tähtede ja kuude vaatlemiseks lõbuks või teaduslikuks uurimiseks. Seda võiksid teha ka teised.

Pigem tahtis ta teada, kuidas ja miks taevakehad oma koha säilitavad ja liiguvad nii, nagu nad seda teevad. Kindlus, et "miski" hoiab tähti paigal, viis tema gravitatsiooniteooriani - nähtamatu jõud, mis kehtib kogu universumis.

Isaac Newtoni portree, autor Sir Godfrey Kneller, 1689 (Credit: Public Domain).

See oli ebapopulaarne kontseptsioon ajal, mil teadus loobus müstilistest ideedest tõestatavate tõdede kasuks. Võimalus, et Kuu gravitatsioonijõud mõjutab loodete mõju Maal, oli midagi, mille kvantifitseerimise nimel ta töötas kogu oma elu.

Enne teisi teadlasi sai Newton aru, et planeetide liikumine, nende orbiidid, järgivad pöördruutu seadust. Kuigi tema kolleegid Kuninglikus Seltsis kahtlustasid, et see võib nii olla, oli ta juba välja töötanud matemaatilised võrrandid, mis tõestasid, et see on nii. Sellega arendas ta matemaatikat edasi uueks distsipliiniks, mida tänapäeval nimetatakse "fluxioonideks" ehk arvutamiseks.

Need olid mõned Isaac Newtoni varajased ideed ja tema hilisemate tööde alus. Kogu tema teaduslik elu oli siiski alati pooleliolev töö. Ta oli harva rahul valmis teosega; teooriaid võis täiustada, matemaatilisi võrrandeid kontrollida ja uuesti kontrollida.

Ta püüdis ikka veel täiustada oma tööd, õppides ja arendades ideid kuni oma surmani kaheksakümne nelja aasta vanusena. Võib-olla oli just tema lõputu püüdlus teha kõike õigesti see, mis tegi temast meie kõigi aegade suurima teadlase.

Toni Mounti "Isaac Newtoni maailm" ilmub 15. oktoobril 2020 Amberley kirjastuse poolt. Toni on kirjanik, ajalooõpetaja ja kõneleja, kellel on kolmkümmend aastat isiklikke ja akadeemilisi uuringuid. Tema esimene karjäär oli teaduses, enne kui ta veetis palju aastaid õpetajana. Selle viimase uurimuse "Isaac Newtoni maailm" puhul pöördub ta tagasi oma esimese armastuse, teaduse juurde, andes võimaluse vaadata värskelt ühte neistmaailma kuulsaimad tegelased.