A tudományos forradalom kulcsfigurájaként emlékeznek rá, és gyakran emlegetik, hogy fiatal felnőttként állítólag találkozott egy almával. De hogyan alapozta meg Isaac Newton gyermekkora és korai elképzelései a későbbi tudományos áttöréseit, és hogyan tette őt vitathatatlanul a valaha élt legnagyobb tudóssá?

Korai magány

Minden gyermek szeret játszani. Így tanulnak. De a fiatal Isaac Newton játékról alkotott elképzelései nem a legtöbb fiatal által kedvelt, durva játékról szóltak.

1642-ben született egy úri gazda posztumusz fiaként, és a XVII. századi Lincolnshire vidéke volt a játszótere. Ennek ellenére nem találunk utalást arra, hogy fára mászott volna, fákat fedezett volna fel és patakokban evezett volna, mint más gyerekek.

Woolsthorpe Manor, Newton gyermekkori otthona, ahogyan az 1752-ben William Stukeley által írt Memoirs of Sir Isaac Newton's life 76. oldalán látható (Hitel: Public Domain).

Lehet, hogy ezeket a dolgokat megtette volna, de valószínűleg magányos lett volna. Nagyanyja - kora gyermekkori gyámja - tisztában volt azzal, hogy a család társadalmi rangját tekintve kisnemes volt, és a helyi legények alkalmatlannak számítottak Isaac játszótársainak. Egész életében a kortárs barátságoktól való korai megfosztás magányossá tette Newtont.

Később jegyzeteiben feljegyezte, hogy amikor az 1650-es években a Grantham-i Grammar Schoolba járt, megpróbálta bevonni iskolatársait az általa "filozófiai játéknak" nevezett játékba, de nem érdekelte őket. A szellemi játékok megfeleltek Newtonnak, de a fizikai tevékenységek, például a kergetőzés és a birkózás inkább az ő stílusuk volt.

Newton azonban nem ült le, és írt néhány széllel végzett ugráskísérletről - tesztelte, hogy a szél ereje mennyire fokozza vagy akadályozza az ugrott távolságot.

Természetesen nem volt eszköze ennek pontos mérésére, bár úgy gondolják, hogy készített egy egyszerű anemométert, amivel mérni tudta a szél erejét, hogy könnyebb vagy erősebb, ha nem is a pontos sebességét. A zsinórhosszúságok segítségével meg lehetett mutatni az átugrott relatív távolságokat, de csak találgatni tudta, hogy az egyes ugrásokba fektetett erőfeszítés azonos volt-e, így a szél volt az egyetlen változó.

Bármilyen hiányosságai is voltak ezeknek az első kísérleteknek, azt mutatják, hogy a természeti világ mechanikája már gyermekkorától kezdve izgatta őt. A felfedezésük iránti lelkesedése egész hosszú élete során megmaradt.

Korai találmányok

Newton iskolatársait lenyűgözte néhány általa készített játék, ha nem is a gyártás fortélyai. A sárkányokról lelógó, a sötétben kísértetnek tűnő lámpások megijesztették a helyieket.

Amikor Granthamben egy új szélmalmot építettek, Newton megfigyelte és megépítette saját működő modelljét, amelyet egy hörcsögkerék-szerű egér hajtott. Newton panaszkodott, hogy "Mr Miller", ahogy ő nevezte a lényt, gyakran megette a gabonát, amelyet őrölnie kellett volna, de a modell jelentős teljesítmény volt, kézzel faragott fogaskerekekkel és tengelyekkel.

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

Newton a Clarke-lányok számára babaházi bútorokat is készített, amíg William Clarke patikájában szállt meg Granthamben, valamint egy kerekes kocsit, amelyet gördeszkaként használt a Clarke-ház folyosóin. Talán ezek a száguldozó bohóckodások táplálták későbbi elképzeléseit a mozgásról és a tehetetlenségről.

Newton tagadhatatlan kézügyességének forrásait nehéz kideríteni. Nyilvánvalóan volt valamilyen veleszületett tehetsége, de talán egy szolga otthonában, a Woolsthorpe Manorban mutatott neki néhány alapvető ácsmesterséget és szerszámhasználatot.

William Clarke taníthatta őt famegmunkálásra, fémmegmunkálásra és üvegkezelésre. Tudjuk, hogy Clarke megmutatta neki, hogyan keverjen és desztilláljon gyógyszereket - ezt a tudást később alkímiai tanulmányai és kísérletei során fejlesztette és finomította.

Távcsövek

1660-ban, tizenhét évesen Newton felment a Cambridge-i Egyetemre. Akkoriban a közeli Stourbridge vásár, amelyet évente szeptemberben rendeztek meg, az e-bay tizenhetedik századi változata volt, ahol szinte mindent meg lehetett vásárolni, a tintától a vasáruig, a fűszerektől a szemüvegig. Newton ott vásárolt egy prizmát, és valószínűleg más üveg tárgyakat, például lencséket és tükröket.

Először a prizmával játszadozott, csodálta a szép szivárványokat, de ez nem volt neki elég a csodálkozásból.

Tudnia kellett, hogyan és honnan származnak a színek, amikor színtelen üvegeken keresztül színtelen nappali fény süt át. Mások azt állították, hogy az üveg hatása hozza létre a színeket, amelyekről úgy gondolták, hogy a fény és az árnyék fokozataiból állnak.

A cambridge-i Trinity College madártávlatból, előtérben a Great Gate és a Great Court, háttérben a Nevile's Court és a Wren Library. David Loggan nyomat, 1690 (Credit: Public Domain).

Newton ezt cáfolta meg a "döntő kísérletével", amely megmutatta, hogy a színek ott vannak, a fehér fényben egyesülnek, és szétválaszthatók és láthatóvá tehetők, ha az üveg különböző mértékben megtörik őket.

Newton megtanulta, hogyan kell tökéletesen csiszolni a lencséket és csiszolni a tükröket. Ezeket a készségeket ötvözve a fémmegmunkálás és az ácsmesterség terén szerzett ismereteivel, elkészíthette kicsi, de rendkívül hatékony fénytörő távcsövét. Ez a gyönyörű műszer 1672-ben a londoni Királyi Társaság tagjává tette.

Bizonyítható igazságok

Newton nem arról híres, hogy csillagászként dolgozott, távcsövét egyszerűen arra használta, hogy a bolygókat, csillagokat és holdakat megfigyelje kedvtelésből vagy tudományos tanulmányozás céljából. Ezt mások is megtehették.

Inkább azt akarta tudni, hogyan és miért tartják meg az égitestek a helyüket és mozognak úgy, ahogyan mozognak. Az a bizonyosság, hogy "valami" tartja a csillagokat a helyükön, vezetett a gravitáció elméletéhez - egy láthatatlan erőhöz, amely az egész világegyetemben érvényesül.

Isaac Newton portréja, Sir Godfrey Kneller, 1689 (Hitel: Public Domain).

Ez népszerűtlen elképzelés volt egy olyan korban, amikor a tudomány a misztikus elképzeléseket a bizonyítható igazságok javára hagyta el. Egész életében azon dolgozott, hogy számszerűsítse azt a lehetőséget, hogy a Hold gravitációs vonzása befolyásolja a földi árapályokat.

Newton más tudósok előtt rájött, hogy a bolygók mozgása, pályájuk a fordított négyzetes törvénynek engedelmeskedik. Míg társai a Királyi Társaságban sejtették, hogy ez így lehet, ő már kidolgozta a matematikai egyenleteket, amelyekkel bebizonyította, hogy ez így van. Ezzel a matematikát a "fluxusok", vagy ahogy ma nevezik, a számtan új tudományágává fejlesztette.

Ez volt Isaac Newton néhány korai gondolata, és későbbi munkásságának alapja. Egész tudományos élete azonban mindig is folyamatban lévő munka volt. Ritkán elégedett meg a kész munkával; az elméleteket lehetett javítani, a matematikai egyenleteket ellenőrizni és újra ellenőrizni.

Egészen nyolcvannégy éves korában bekövetkezett haláláig törekedett munkája tökéletesítésére, tanulva és továbbfejlesztve elképzeléseit. Talán éppen az a szüntelen törekvése tette őt a valaha élt legnagyobb tudósunkká.

Isaac Newton világa by Toni Mount az Amberley Kiadó gondozásában jelenik meg 2020. október 15-én. Toni író, történelemtanár és előadó, harminc év személyes és tudományos tanulmányokkal. Első karrierje a természettudományok terén indult, majd sok évet töltött tanítással. Legújabb tanulmánya, az Isaac Newton világa című könyvében visszatér első szerelméhez, a tudományhoz, és lehetőséget ad arra, hogy új szemmel tekintse át az egyik legnagyobba világ leghíresebb karakterei.