Han huskes som en nøkkelfigur i den vitenskapelige revolusjonen, og hans antatte møte med et eple som ung voksen blir ofte henvist til. Men hvordan la Isaac Newtons barndom og tidlige ideer grunnlaget for hans senere gjennombrudd innen vitenskapen, og gjorde ham, uten tvil, til vår største vitenskapsmann noensinne?

Tidlig ensomhet

Alle barn liker lek. Det er slik de lærer. Men unge Isaac Newtons ideer om lek var aldri av den tøffe sorten som de fleste unge liker.

Han ble født som en herre-bondes posthume sønn i 1642, og hadde landsbygda i Lincolnshire fra det syttende århundre som sin lekeplass. Til tross for dette er det ingen referanser til at han klatrer i trær, utforsker skog og padler i bekker som andre barn.

Woolsthorpe Manor, Newtons barndomshjem, som vist på side 76 i Memoirs of Sir Isaac Newtons liv, av William Stukeley, 1752 (Kreditt: Public Domain).

Han kan ha gjort disse tingene, men han ville sannsynligvis vært ensom. Bestemoren hans – hans tidlige verge – var klar over familiens sosiale stilling som mindre herre, og de lokale guttene ble ansett som uegnet som lekekamerater til Isaac. Gjennom hele livet gjorde disse tidlige fratakelsene av jevnaldrende vennskap Newton til en enstøing.

Han skrev senere i notatene at han, mens han gikk på Grammar School i Grantham på 1650-tallet, prøvde å involvere sine skolestipendiater idet han kalte "filosofisk lek", men de var ikke interessert. Mentale spill passet Newton, men fysiske aktiviteter, som jakt og bryting, var mer stilen deres.

Newton var imidlertid ikke stillesittende, og skrev om å utføre noen vindassisterte hoppeksperimenter – å teste hvor mye styrken til vinden forsterket eller hindret avstanden hoppet.

Selvfølgelig hadde han ingen mulighet til å måle dette nøyaktig, selv om det antas at han laget et grunnleggende vindmåler for å måle vindens kraft, enten den er lettere eller sterkere, om ikke dens nøyaktige hastighet . Lengder på streng kunne brukes til å vise relative avstander hoppet, men bare han kunne gjette om innsatsen han la i hvert hopp var identisk slik at vinden var den eneste variabelen.

Uansett hva manglene ved disse første eksperimentene, de viser hvordan mekanikken i den naturlige verden fascinerte ham fra barndommen. Hans entusiasme for å utforske dem ville forbli gjennom hele hans lange liv.

Tidlige oppfinnelser

Newtons skolekamerater ble fascinert av noen av lekene han laget, om ikke av vanskelighetene ved produksjonen. Lykter som hang fra drager, som så ut som spøkelser i mørket, skremte lokalbefolkningen.

Da en ny vindmølle var under bygging i Grantham, observerte Newton og bygde sin egen arbeidsmodell, drevet av en mus som løp i en slags av hamsterhjul. Newton klaget over at så ofte som ikke, "Mr Miller",som han kalte skapningen, spiste kornet han skulle male, men modellen var en betydelig prestasjon, med håndskårne tannhjul og aksler.

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

Newton laget også dukkehusmøbler til Clarke-jentene mens han overnattet på William Clarkes apotek i Grantham, og en hjul med hjul. vogn som han brukte som et skateboard langs korridorene i Clarke-huset. Kanskje disse fartssprøytene førte til hans senere ideer om bevegelse og treghet.

Kildene til Newtons ubestridelige manuelle fingerferdighet er vanskelig å spore opp. Han hadde åpenbart et medfødt talent, men kanskje en tjener hjemme hos ham, Woolsthorpe Manor, viste ham noen grunnleggende snekkerferdigheter og bruk av verktøy.

William Clarke kan ha lært ham trearbeid, metallbearbeiding og hvordan man håndterer glass. Vi vet at Clarke viste ham hvordan man blander og destillerer medisinske midler – kunnskap som han senere utviklet og foredlet i sine alkymistiske studier og eksperimentering.

Teleskoper

I 1660, sytten år gammel, gikk Newton opp. til Cambridge University. På den tiden var den nærliggende Stourbridge-messen, som ble holdt årlig i september, det syttende århundres versjon av e-bay, hvor nesten alt kunne kjøpes, fra blekk til jernvarer, krydder til briller. Newton kjøpte et prisme der og muligens annet glassgjenstander som linser og speil.

Til å begynne med lekte han med prismet og beundret de vakre regnbuene, men det var ikke nok av et under for ham.

Han måtte vite hvordan og hvor fargene kom fra når fargeløst dagslys skinte gjennom fargeløst glass. Andre hevdet at det var effekten av glasset som skapte fargene som ble antatt å bestå av grader av lys og skygge.

Fugleperspektiv av Trinity College, Cambridge, med Great Gate og Great Court i forgrunnen, Nevile's Court og Wren Library i bakgrunnen. David Loggan-trykk, 1690 (Kreditt: Public Domain).

Newton motbeviste dette med sitt "avgjørende eksperiment", som viste at fargene er der, kombinert i det hvite lyset, og kan skilles og gjøres synlig når glasset bryter dem i forskjellig grad.

Newton lærte seg selv å slipe linser og polere speil til perfeksjon. Ved å kombinere disse ferdighetene med sin kunnskap om metallarbeid og snekring gjorde han det lille, men bemerkelsesverdig effektive brytningsteleskopet sitt. Dette vakre instrumentet ga ham medlemskap av Royal Society of London i 1672.

Demonstrerbare sannheter

Newton er ikke kjent for sitt arbeid som astronom, ved å bruke teleskopet sitt bare for å observere planeter, stjerner og måner for nytelse eller vitenskapelig studie. Andre kunne gjøre det.

Snarere ville han vite hvordan og hvorfor himmellegemer beholdt sine stederog flyttet på den måten de gjorde. Vissheten om at "noe" holdt stjernene i posisjon førte til hans teori om gravitasjon – en usynlig kraft som gjaldt i hele universet.

Portrait of Isaac Newton av Sir Godfrey Kneller, 1689 (Kreditt: Public Domene).

Dette var et upopulært konsept i en tid da vitenskapen forlot mystiske ideer til fordel for påviselige sannheter. Muligheten for at månens gravitasjonskraft påvirket tidevannet på jorden var noe han jobbet med å kvantifisere hele livet.

Før andre forskere innså Newton at planetbevegelsene, deres baner, adlød den omvendte kvadratloven. Mens stipendiatene hans ved Royal Society mistenkte at det kunne være tilfelle, hadde han allerede utarbeidet de matematiske ligningene for å bevise at det var slik. På denne måten avanserte han matematikken inn i den nye disiplinen «fluxions», eller kalkulus, som den er kjent i dag.

Dette var noen av Isaac Newtons tidlige ideer og grunnlaget for hans senere arbeid. Imidlertid var hele livet hans i vitenskapen alltid et arbeid som pågår. Han var sjelden fornøyd med det ferdige stykket; teorier kunne forbedres, matematiske ligninger sjekkes og sjekkes på nytt.

Han forsøkte fortsatt å perfeksjonere arbeidet sitt, lære og utvikle ideer frem til sin død i en alder av åttifire. Kanskje var det hans uendelige søken etter å få det riktig som gjorde ham til vår største vitenskapsmann noensinne.

World of Isaac Newton av Toni Mount utgis av Amberley Publishing 15. oktober 2020. Toni er en forfatter, historielærer og foredragsholder med tretti års personlige og akademiske studier. Hennes første karriere var i realfag før hun brukte mange år på undervisning. Denne siste studien, The World of Isaac Newton, ser henne vende tilbake til sin første kjærlighet, vitenskap, med sjansen til å ta en ny titt på en av verdens mest kjente karakterer.