Hänet muistetaan tieteellisen vallankumouksen avainhenkilönä, ja hänen oletettuun kohtaamiseensa omenan kanssa nuorena aikuisena viitataan usein. Mutta miten Isaac Newtonin lapsuus ja varhaiset ajatukset loivat perustan hänen myöhemmille tieteellisille läpimurroilleen, jotka tekivät hänestä kiistatta kaikkien aikojen suurimman tiedemiehen?

Varhainen yksinäisyys

Kaikki lapset nauttivat leikistä, sillä sitä kautta he oppivat. Mutta nuoren Isaac Newtonin ajatukset leikistä eivät koskaan olleet sitä karkeaa ja riehakasta lajia, josta useimmat lapset nauttivat.

Hän syntyi vuonna 1642 herrasmiesviljelijän jälkeläisenä, ja 1600-luvun Lincolnshiren maaseutu oli hänen leikkikenttänsä. Tästä huolimatta ei ole mitään mainintoja siitä, että hän olisi kiipeillyt puissa, tutkinut metsiä ja melonut puroissa kuten muut lapset.

Woolsthorpen kartano, Newtonin lapsuudenkoti, sellaisena kuin se on esitetty sivulla 76 William Stukeleyn kirjoittamassa teoksessa Memoirs of Sir Isaac Newton's life, 1752 (Luotto: Public Domain).

Hän olisi saattanut tehdä näitä asioita, mutta hän olisi todennäköisesti ollut yksinäinen. Hänen isoäitinsä - hänen varhaisvuosiensa huoltaja - oli tietoinen perheen yhteiskunnallisesta asemasta pikkuporvarina, ja paikallisia poikia pidettiin sopimattomina Isaacin leikkikavereiksi. Koko elämänsä ajan nämä varhaiset puutteet ikätoverien ystävyydestä tekivät Newtonista yksinäisen.

Myöhemmin hän kirjoitti muistiinpanoihinsa, että käydessään Granthamin Grammar Schoolia 1650-luvulla hän yritti saada koulutoverinsa mukaan "filosofiseen leikkiin", mutta he eivät olleet kiinnostuneita. Henkiset leikit sopivat Newtonille, mutta fyysiset aktiviteetit, kuten takaa-ajo ja paini, olivat enemmän heidän tyyliään.

Newton ei kuitenkaan istunut paikoillaan, vaan kirjoitti tekevänsä joitakin tuulen avustamia hyppykokeita, joissa hän testasi, kuinka paljon tuulen voimakkuus lisäsi tai haittasi hypättyä matkaa.

Hänellä ei tietenkään ollut mitään keinoa tämän tarkkaan mittaamiseen, vaikka hänen uskotaankin tehneen yksinkertaisen anemometrin, jolla hän pystyi mittaamaan tuulen voimakkuutta, olipa se sitten kevyempi tai voimakkaampi, joskaan ei sen tarkkaa nopeutta. Narun pituutta voitiin käyttää osoittamaan hypättyjä suhteellisia etäisyyksiä, mutta vain hän pystyi arvioimaan, oliko hänen jokaiseen hyppyyn käyttämänsä ponnistus samanlainen niin, että tuuli oli ainoa muuttuja.

Olivatpa nämä ensimmäiset kokeet miten puutteellisia tahansa, ne osoittavat, miten luonnon mekaniikka kiehtoi häntä lapsesta asti, ja hänen innostuksensa niiden tutkimiseen säilyi koko hänen pitkän elämänsä ajan.

Varhaiset keksinnöt

Newtonin koulukavereita kiehtoivat jotkin hänen valmistamistaan leluista, joskaan eivät valmistuksen hienoudet. Leijoista roikkuvat lyhdyt, jotka näyttivät pimeässä aaveilta, pelottivat paikallisia.

Kun Granthamiin rakennettiin uutta tuulimyllyä, Newton tarkkaili ja rakensi oman toimivan mallinsa, jonka voimanlähteenä toimi eräänlaisessa hamsterinpyörässä pyörivä hiiri. Newton valitti, että "herra Miller", kuten hän kutsui olentoa, söi usein viljan, jota sen piti jauhaa, mutta malli oli huomattava saavutus käsin veistetyine hammaspyörineen ja akseleineen.

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

Newton valmisti myös nukkekotihuonekaluja Clarken tytöille majoittuessaan William Clarken apteekkiliikkeessä Granthamissa sekä pyörillä varustetun kärryn, jota hän käytti rullalaudan tavoin Clarken talon käytävillä. Ehkä nämä vauhdikkaat tempaukset olivat hänen myöhempien liikettä ja hitausvoimaa koskevien ajatustensa siemen.

Newtonin kiistämättömän käsityötaidon lähteitä on vaikea jäljittää. Hänellä oli ilmeisesti synnynnäinen lahjakkuus, mutta ehkä joku hänen kotinsa Woolsthorpen kartanon palvelijoista opetti hänelle joitakin puusepäntyön perustaitoja ja työkalujen käyttöä.

William Clarke on saattanut opettaa hänelle puutöitä, metallin työstöä ja lasin käsittelyä. Tiedämme, että Clarke opetti hänelle lääkkeiden sekoittamista ja tislaamista - tietoja, joita hän myöhemmin kehitti ja jalosti alkemiantutkimuksissaan ja kokeiluissaan.

Kaukoputket

Vuonna 1660 Newton lähti seitsemäntoista-vuotiaana Cambridgen yliopistoon. Tuohon aikaan läheinen Stourbridgen messutapahtuma, joka järjestettiin vuosittain syyskuussa, oli 1600-luvun versio e-baysta, jossa sai ostaa melkein mitä tahansa musteesta rautatavaroihin, mausteista silmälaseihin. Newton osti sieltä prisman ja mahdollisesti muitakin lasiesineitä, kuten linssejä ja peilejä.

Aluksi hän leikki prismalla ja ihaili kauniita sateenkaaria, mutta se ei riittänyt hänelle ihmeteltäväksi.

Hänen oli tiedettävä, miten ja mistä värit tulivat, kun väritön päivänvalo paistoi värittömän lasin läpi. Toiset väittivät, että värit syntyivät lasin vaikutuksesta, ja niiden ajateltiin koostuvan valon ja varjon asteista.

Trinity College, Cambridge, lintuperspektiivistä, etualalla Great Gate ja Great Court, taustalla Nevile's Court ja Wrenin kirjasto. David Logganin vedos, 1690 (Credit: Public Domain).

Newton kumosi tämän "ratkaisevalla kokeellaan", joka osoitti, että värit ovat olemassa, yhdistettyinä valkoiseen valoon, ja ne voidaan erottaa toisistaan ja tehdä näkyviksi, kun lasi taittaa niitä eri asteilla.

Newton opetteli itse hiomaan linssejä ja kiillottamaan peilejä täydellisesti. Yhdistämällä nämä taidot metalli- ja puusepäntaitoihinsa hän pystyi valmistamaan pienen mutta huomattavan tehokkaan taittokaukoputkensa. Tämä kaunis laite toi hänelle Lontoon kuninkaallisen seuran jäsenyyden vuonna 1672.

Todistettavissa olevat totuudet

Newton ei ole tunnettu tähtitieteilijänä, joka käytti teleskooppiaan vain planeettojen, tähtien ja kuiden tarkkailuun huvikseen tai tieteellistä tutkimusta varten. Muutkin voisivat tehdä niin.

Pikemminkin hän halusi tietää, miten ja miksi taivaankappaleet pysyivät paikoillaan ja liikkuivat niin kuin ne pysyivät. Varmuus siitä, että "jokin" piti tähdet paikoillaan, johti hänen teoriaansa painovoimasta - näkymättömästä voimasta, joka vaikuttaa kaikkialla maailmankaikkeudessa.

Sir Godfrey Knellerin Isaac Newtonin muotokuva, 1689 (Luotto: Public Domain).

Tämä oli epäsuosittu käsitys aikana, jolloin tiede hylkäsi mystiset ajatukset todistettavien totuuksien hyväksi. Hän työskenteli koko elämänsä ajan sen hyväksi, että kuun vetovoima voisi vaikuttaa vuorovesiin maapallolla.

Ennen muita tiedemiehiä Newton tajusi, että planeettojen liikkeet, niiden kiertoradat, noudattivat käänteisen neliön lakia. Vaikka hänen kollegansa Royal Societyn jäseninä epäilivät, että näin saattoi olla, hän oli jo laatinut matemaattiset yhtälöt, joilla se voitiin todistaa. Tällä tavoin hän edisti matematiikan kehittymistä uudeksi tieteenalaksi, "fluxionien" tai laskennan alaksi, kuten se nykyään tunnetaan.

Nämä olivat muutamia Isaac Newtonin varhaisista ajatuksista ja hänen myöhemmän työnsä perustana. Koko hänen tieteellinen elämänsä oli kuitenkin aina keskeneräistä työtä. Hän oli harvoin tyytyväinen valmiiseen teokseen; teorioita voitiin parantaa, matemaattisia yhtälöitä tarkistaa ja tarkistaa uudelleen.

Hän pyrki yhä täydellistämään työtään, oppi ja kehitti ajatuksiaan aina kuolemaansa asti, jolloin hän oli 84-vuotias. Ehkä juuri hänen loputon pyrkimyksensä saada kaikki oikein, teki hänestä kaikkien aikojen suurimman tiedemiehemme.

Toni Mountin kirjoittama The World of Isaac Newton ilmestyy Amberley Publishingin kustantamana 15. lokakuuta 2020. Toni on kirjailija, historianopettaja ja puhuja, jolla on kolmenkymmenen vuoden henkilökohtainen ja akateeminen kokemus. Hänen ensimmäinen uransa oli luonnontieteiden parissa, minkä jälkeen hän vietti useita vuosia opettajana. Tässä viimeisimmässä tutkimuksessaan The World of Isaac Newton hän palaa ensimmäisen rakkautensa, luonnontieteiden, pariin, ja hänellä on tilaisuus tarkastella uudella silmällä erästämaailman tunnetuimmat hahmot.