Hans er minnst sem lykilpersónu í vísindabyltingunni og oft er minnst á meint kynni hans við epli sem ungur fullorðinn. En hvernig lagði æska Isaac Newtons og fyrstu hugmyndir grunninn að síðari byltingum hans í vísindum, sem gerði hann að öllum líkindum mesta vísindamanninn okkar?

Snemma einsemd

Öll börn hafa gaman af leik. Það er hvernig þeir læra. En hugmyndir hins unga Isaac Newton um leik voru aldrei af þeirri grófu tegund sem flest ungmenni hafa gaman af.

Fæddur sonur heiðursmanns-bónda eftir dauða árið 1642, hafði hann sveitina í sautjándu aldar dreifbýli Lincolnshire sem sinn. leikvöllur. Þrátt fyrir þetta eru engar vísanir til þess að hann klifraði í trjám, rannsakaði skóg og róaði í lækjum eins og önnur börn.

Woolsthorpe Manor, æskuheimili Newtons, eins og sést á blaðsíðu 76 í Minningum um ævi Sir Isaac Newton, eftir William Stukeley, 1752 (Credit: Public Domain).

Hann gæti hafa gert þessa hluti, en hann hefði líklega verið einmana. Amma hans - forráðamaður hans á fyrstu árum - var meðvitaður um félagslega stöðu fjölskyldunnar sem minniháttar heiðursmaður og strákarnir á staðnum voru taldir óhæfir sem leikfélagar Ísaks. Alla ævi gerðu þessir fyrstu sviptingar jafningjavináttu Newton að einfara.

Síðar skráði hann í athugasemdum sínum að þegar hann gekk í Grammar School í Grantham á 1650, reyndi hann að taka skólafélaga sína inn íþað sem hann kallaði „heimspekileik“ en þeir höfðu ekki áhuga. Andlegir leikir hentuðu Newton en líkamlegar athafnir, eins og eltingar og glíma, voru frekar þeirra stíll.

Newton var hins vegar ekki kyrrsetumaður og skrifaði um að framkvæma nokkrar stökktilraunir með vindhjálp – til að prófa hversu mikinn styrk vindur jók eða hindraði vegalengdina sem hoppaði.

Auðvitað hafði hann enga möguleika til að mæla þetta nákvæmlega, þó að talið sé að hann hafi búið til grunnvindmæli til að mæla kraft vindsins, hvort sem er léttari eða sterkari, ef ekki nákvæman hraða hans. . Hægt var að nota strengjalengd til að sýna hlutfallslegar vegalengdir sem hoppaðar voru, en aðeins hann gat giskað á hvort átakið sem hann lagði í hvert stökk væri eins þannig að vindurinn væri eina breytan.

Hver svo sem gallarnir voru á þessum fyrstu tilraunum, þær sýna hvernig aflfræði náttúruheimsins vakti áhuga hans frá barnæsku. Áhugi hans á að kanna þau myndi haldast alla hans langa ævi.

Snemma uppfinningar

Skólafélagar Newtons voru heillaðir af sumum leikföngunum sem hann bjó til, ef ekki af flækjum framleiðslunnar. Ljósker sem héngu í flugdrekum, líktust draugum í myrkri, hræddu heimamenn.

Þegar ný vindmylla var í smíðum í Grantham, fylgdist Newton með og smíðaði sitt eigið vinnulíkan, knúið af mús sem hljóp í eins konar af hamstrahjóli. Newton kvartaði yfir því að eins oft og ekki, „Mr Miller“,eins og hann kallaði veruna, át kornið sem hann átti að mala en fyrirmyndin var töluverður árangur, með handskornum tannhjólum og öxlum.

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

Newton bjó einnig til dúkkuhúshúsgögn fyrir Clarke stelpurnar á meðan hann gisti í apótekarabúð William Clarke í Grantham, og hjól körfu sem hann notaði eins og hjólabretti eftir göngum Clarke hússins. Kannski hafa þessi hraðauppátæki komið upp síðari hugmyndum hans um hreyfingu og tregðu.

Erfitt er að elta uppsprettur hinnar óumdeilanlega handfimleika Newtons. Hann hafði augljóslega einhverja meðfædda hæfileika en ef til vill sýndi þjónn á heimili sínu, Woolsthorpe Manor, honum nokkra grunnsmíði og notkun verkfæra.

William Clarke gæti hafa kennt honum trésmíði, málmsmíði og hvernig á að meðhöndla gler. Við vitum að Clarke sýndi honum hvernig ætti að blanda saman og eima lyf – þekkingu sem hann þróaði og betrumbætti síðar í alkemískum rannsóknum sínum og tilraunum.

Sjónaukar

Árið 1660, sautján ára gamall, fór Newton upp til Cambridge háskóla. Í þá daga var nærliggjandi Stourbridge Fair, sem haldin var árlega í september, sautjándu aldar útgáfan af e-bay, þar sem nánast allt var hægt að kaupa, allt frá bleki til járnvöru, kryddi til gleraugna. Newton keypti þar prisma og hugsanlega annað glerhlutir eins og linsur og speglar.

Í fyrstu lék hann sér að prismunni og dáðist að fallegu regnbogunum, en það var ekki nóg fyrir hann.

Hann varð að vita hvernig og hvaðan litirnir komu þegar litlaus dagsbirta skein í gegnum litlaus gler. Aðrir héldu því fram að það væri áhrif glersins sem myndaði litina sem taldir voru samanstanda af ljós- og skuggastigum.

Bird's eye view of Trinity College, Cambridge, með Great Gate og Great Court í í forgrunni, Nevile's Court og Wren Library í bakgrunni. David Loggan prentun, 1690 (Kredit: Public Domain).

Newton afsannaði þetta með „mjög mikilvægri tilraun“ sinni, þar sem hann sýndi að litirnir eru til staðar, sameinaðir í hvíta ljósinu, og hægt er að aðskilja og gera sýnilegt þegar glerið brýtur þær mismikið.

Newton kenndi sjálfum sér hvernig á að slípa linsur og pússa spegla til fullkomnunar. Með því að sameina þessa kunnáttu við þekkingu sína á málmsmíði og trésmíði gerði hann kleift að búa til litla en ótrúlega duglega ljósbrotssjónauka sinn. Þetta fallega hljóðfæri gaf honum aðild að Royal Society of London árið 1672.

Sanngjarnir sannleikar

Newton er ekki þekktur fyrir starf sitt sem stjörnufræðingur, notaði sjónauka sinn til að skoða reikistjörnur, stjörnur og tungl til ánægju eða vísindarannsókna. Aðrir gátu gert það.

Hann vildi frekar vita hvernig og hvers vegna himintungar héldu stöðum sínumog fluttu á þann hátt sem þeir gerðu. Sú vissu að 'eitthvað' hélt stjörnunum í stöðu leiddi til kenningu hans um þyngdarafl – ósýnilegan kraft sem gilti um allan alheiminn.

Portrait of Isaac Newton eftir Sir Godfrey Kneller, 1689 (Credit: Public Lén).

Þetta var óvinsælt hugtak á þeim tíma þegar vísindin voru að yfirgefa dulrænar hugmyndir í þágu sannanlegra sannleika. Möguleikinn á að þyngdarkraftur tunglsins hefði áhrif á sjávarföll á jörðinni var eitthvað sem hann vann að því að mæla allt sitt líf.

Áður en aðrir vísindamenn áttaði sig á því að plánetuhreyfingar, brautir þeirra, hlýddu öfugu ferningalögmálinu. Þó að félagar hans hjá Royal Society grunaði að það gæti verið raunin, hafði hann þegar unnið stærðfræðilegu jöfnurnar til að sanna að svo væri. Með þessum hætti þróaði hann stærðfræðina inn í hina nýju fræðigrein „flæðis“, eða reikninga, eins og hún er þekkt í dag.

Þetta voru nokkrar af fyrstu hugmyndum Isaac Newton og grunnurinn að síðari verkum hans. Hins vegar var allt líf hans í vísindum alltaf verk í vinnslu. Hann var sjaldan sáttur við fullunnið verk; Það var hægt að bæta kenningar, athuga stærðfræðilegar jöfnur og athuga aftur.

Hann var enn að reyna að fullkomna verk sín, læra og þróast hugmyndir þar til hann lést, áttatíu og fjögurra ára að aldri. Kannski var það endalaus viðleitni hans til að koma þessu í lag sem gerði hann að okkar mesta vísindamanni.

TheHeimur Isaac Newton eftir Toni Mount er gefinn út af Amberley Publishing þann 15. október 2020. Toni er rithöfundur, sögukennari og fyrirlesari með þrjátíu ára persónulegt og fræðilegt nám. Fyrsti ferill hennar var í raunvísindum áður en hún eyddi mörgum árum í kennslu. Þessi nýjasta rannsókn, The World of Isaac Newton, sér hana aftur til fyrstu ástar sinnar, vísindanna, með tækifæri til að skoða eina af frægustu persónum heims á ný.