موضوع مقاله: آیزاک نیوتن | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # آیزاک نیوتن | مقدمه: سِر آیزاک نیوتُن (؛ ۲۵ دسامبر ۱۶۴۲ – ۲۰ مارس ۱۷۲۶/۲۷) ریاضی‌دان، فیزیک‌دان، اخترشناس، متخصص الهیات و نویسنده (در روزگار خود شناخته شده به عنوان یک فیلسوف طبیعت) اهل انگلستان بود که به‌عنوان موثرترین و تاثیرگذارترین دانشمندان کل تاریخ و یک شخصیت کلیدی در انقلاب علمی شناخته می‌شود. | ## بخش 1: آیزاک نیوتن | کتاب او اصول ریاضی فلسفه طبیعی که برای نخستین بار در سال ۱۶۸۷ منتشر شد، مبانی مکانیک کلاسیک را بنا نهاد. او و گوتفرید لایبنیتس، به‌طور همزمان و مستقل حساب دیفرانسیل و انتگرال را ایجاد کردند. نیوتن فرمولی برای قوانین حرکت و گرانش جهان وضع کرد که دیدگاه غالب علمی را تا پیش از ارائه نظریه نسبیت تشکیل می‌داد. نیوتن از برهان‌های ریاضی پیرامون گرانش برای اثبات قوانین حرکت سیاره‌ای کپلر استفاده کرد. او با بررسی و تشریح جزر و مد، مسیر پرواز دنباله‌دارها، پیش‌روی محوری و سایر پدیده‌ها، تردید در مورد درستی خورشیدمرکزی بودن منظومه شمسی را از بین برد. او نشان داد که حرکت اشیا روی زمین و اجرام آسمانی می‌تواند با اصول مشابهی محاسبه شوند. استنباط نیوتن مبنی بر اینکه زمین کروی با حالت تخت (شعاع قطبی کمتر از شعاع استوایی) است، با اندازه‌گیری‌های هندسی توسط موپرتوئی، لا کانداماین و سایرین تأیید شد و اکثر دانشمندان اروپایی را بر برتری مکانیک نیوتنی بر سیستم‌های قدیمی متقاعد ساخت. نیوتن نخستین تلسکوپ بازتابی کاربردی را ساخت و نظریه پیشرفته‌ای از نور مبنی بر مشاهده تجزیه نور سفید در منشور به طیف‌های مرئی، ایجاد کرد. او همچنین قانون تجربی سرد شدن را فرمول بندی کرد، نخستین محاسبه نظری سرعت صوت را انجام داد و مفهوم سیال نیوتنی را تعریف کرد. او به‌عنوان یک ریاضی‌دان نیز در مطالعه سری توانی، تعمیم دادن بسط دوجمله‌ای به توان‌های غیر عدد صحیح و ایجاد کردن روشی برای تقریب زدن ریشه‌های یک تابع نقشی قابل توجه در پیشبرد ریاضی ایفا کرد. نیوتن از اعضای کالج ترینیتی و دومین دارنده کرسی ریاضیات لوکاسین در دانشگاه کمبریج بود. او مسیحی بود و به کتاب مقدس مسیحی باور داشت، اما تفاسیر و عقایدش از کتاب مقدس با عقاید معمول مسیحیان متفاوت بود، به‌طوری که تثلیث را غیر عامیانه و دور از دیدگاه عموم رد کرد. برخلاف اعضای دانشکده کمبریج در آن دوران، وی از پذیرفتن دستورهای مقدس کلیسای انگلستان امتناع کرد. علاوه بر کارهای مربوط به علوم ریاضی، وقت زیادی را برای مطالعه علم کیمیا و شرح تاریخ مطابق کتاب مقدس صرف کرد. نیوتن دو دوره کوتاه در سال‌های ۹۰–۱۶۸۹ و ۰۲–۱۷۰۱ به‌عنوان عضوی از پارلمان دانشگاه کمبریج خدمت کرد. او سه دهه پایانی عمرش را در لندن، در جایگاه‌های ناظر (۱۷۰۰–۱۶۹۶) و ارباب (۱۷۲۷–۱۷۰۰) ضرابخانه سلطنتی و همچنین رئیس انجمن سلطنتی (۱۷۲۷–۱۷۰۳) گذراند. او کودکی زودرس و به‌قدری رنجور بود که پزشکان به زنده ماندنش امید چندانی نداشتند. پدرش که کشاورزی مرفه بود سه ماه پیش از تولد او از دنیا رفته بود و هانا، مادرش، به هنگامی که نیوتن تنها کودکی خردسال بود او را رها کرد. آن‌ها فقیر نبودند، اما بزرگ‌کردن آیزاک که کودکی رنجور بود برای مادربزرگش آسان نبود. چندپاره‌شدن کشور، که از رویدادهای مهم تاریخ آن به‌شمار می‌رفت، آن را جولان‌گاه پروتستان‌ها کرد. بیشتر مردمان محل زندگی نیوتن (لینکلن‌شر) طرف‌دار مجلس بودند، ولی خانوادهٔ او طرف‌دار پادشاه بود. در این هنگام مادر او با بارناباس اسمیت، ازدواج کرد و اسحاق نیوتون را نزد مادربزرگش نهاد؛ که احتمالاً همین طرد شدن در کودکی توسط مادرش زمینه‌ساز عقاید زن‌ستیزانه نیوتن شد و موجب شد نیوتن هیچ‌وقت ازدواج نکند. او هیچگاه با مادربزرگش صمیمی نبود و همیشه از مادر و ناپدریش بیزار بود؛ او حتی در دفترچه خاطرات خود نوشته بود که دوست دارد مادر و ناپدری‌اش را زنده‌زنده بسوزاند و خانه را بر سرشان خراب کند. نیوتن در ده سالگی شاهد مرگ ناپدری‌اش بود و به خاطر آن احساس شادمانی می‌کرد، چرا که از او بیزار بود. با مرگ ناپدری، مادرش به همراه سه بچه از شوهر دومش به وولزثروپ بازگشت، نیوتن از مادرش متنفر بود و حتی پس از بازگشت مادرش، رابطه او و مادرش هیچ‌وقت خوب نشد؛ نیوتن تا آخر عمر مادرش را نادیده می‌گرفت و به او توجه‌ای نمی‌کرد؛ دو سال بعد نیوتن وارد دبیرستان گرانثام شد. در چهارده سالگی او یک روز با یکی از بچه‌های قلدر مدرسه گلاویز شد و بینی او را شکست. آیزاک جوان در ۱۶۶۱، در هجده سالگی وارد دانشگاه کمبریج شد اما مادر او حاضر نبود مخارج دانشگاه را بپردازد. سابسایزرها دانشجویانی بودند که به جای پرداخت شهریه، اتاق‌ها را نظافت می‌کردند یا در سالن غذاخوری، پیش‌خدمت می‌شدند. در یکشنبه‌ای در اواخر بهار ۱۶۶۴ آیزاک و دوستش، جان ویکنز به سیرکی که به‌تازگی در کمبریج برپا شده‌بود رفتند. مردم آن زمان فکر می‌کردند که اثر رنگین‌کمانی از خواص منشور است و تابش نور به منشور این خاصیت را از درون منشور آزاد می‌کند. | ## بخش 2: آیزاک نیوتن | نیوتن در این فکر بود که چگونه سیاره‌ها بر مدار خود پیرامون خورشید می‌گردند بی‌آنکه نیرویی در کار باشد. او هنگامی که در باغ خانهٔ مادری خود در حال فکر به این بود، سیبی از درخت فرو افتاد و او پی برد که دلیل افتادن سیب، همان دلیل گردش سیاره‌ها به دور خورشید است. درست همان زمان که او بار و بنهٔ خود را برای بازگشت به دانشگاه کمبریج می‌بست، پاسخ را یافت. بازی این‌گونه بود که بازیکن باید سطل آبی را در هوا می‌چرخاند و برنده کسی بود که سطل را، بدون اینکه آب از آن بریزد، در هوا بچرخاند. نیوتن دلیل چرخش سیاره‌ها به‌دور خورشید، بدون آنکه بر خورشید فرو افتند را دریافته بود. او پس از چند آزمایش کشف کرد که نیروی جاذبه از قانون عکس مجذور فاصله پیروی می‌کند. در زمان گالیله فقط تلسکوپ‌های شکستی وجود داشت که بزرگ‌نمایی و وضوح خوبی نداشتند. نیوتن با استفاده از نبوغ و تجربه‌اش در ساخت مدل‌های مکانیکی، تلسکوپ بازتابی را، که انقلابی در علم به‌شمار می‌رفت، اختراع کرد. او در نخستین سخنرانی‌اش با دانشمند بزرگ هم عصرش یعنی رابرت هوک دیدار کرد و میان این دو مشاجره درگرفت. اما در همین ایام؛ هانا مادر او؛ در سن ۵۵ سالگی درگذشت، ولی نیوتن همچنان به فعالیت‌های علمی خود ادامه داد. در ۲۸ آوریل ۱۶۸۶ نیوتن کتاب اصول ریاضی فلسفهٔ طبیعی را چاپ کرد و نسخهٔ اول آن را به انجمن سلطنتی فرستاد. در این مدت او متقاعد شد که اکتشافات خود در زمینهٔ نور را به نام «نورشناخت» منتشر کند. آیزاک نیوتن در ۲۰ مارس ۱۷۲۶ یا ۱۷۲۷ در سن ۸۴ سالگی به مرگ طبیعی درگذشت؛ او هیچ‌وقت ازدواج نکرد و فرزندی نداشت. از کودکی تا استادی پس از به پایان بردن آموزش‌های آغازین در مدرسه گِرَنتام، نیوتن در ۱۶۶۱ به سفارش عمویش، که در کالج ترینیتی دانشگاه کمبریج درس خوانده‌بود، وارد آن‌جا شد. در آن دوران درس‌ها بیشتر بر پایهٔ آموزه‌های ارسطو بود، اما نیوتن ترجیح می‌داد که با اندیشه‌های پیش‌گامانهٔ فیلسوفان نوگرایی چون دکارت، گالیله، کوپرنیک و کپلر آشنا شود. نیوتن نخستین مدرک دانشگاهی خود را در ۱۶۶۵ دریافت کرد اما وقتی می‌خواست به دورهٔ کارشناسی ارشد وارد شود، دانشگاه کمبریج بر اثر همه‌گیری طاعون در لندن بسته شد و نیوتن به روستایش بازگشت. در دو سال بعد، او در خانه‌اش به مطالعات خود در حساب، نورشناسی و گرانش ادامه داد. بر اساس داستانی مشهور، روزی نیوتن زیر یک درخت سیب نشسته بوده که ناگاه سیبی به زمین افتاد و او به یکی‌بودن نیروی گرانش در زمین و آسمان پی برد. بعدها، او اقرار کرد که داستان افتادن سیب، ساختگی بوده و کشف جاذبه به تحقیقات پیشین او برمی‌گردد و او این داستان را برای جلب توجه مردم ساخته است. سال‌ها بعد در ۱۵ آوریل ۱۷۲۶، او به دوست نویسنده‌اش ویلیام استاکلی گفت: «این رخداد این پرسش را به ذهنم آورد که چرا سیب همیشه یک‌راست به پایین می‌افتد؟ چرا به جای حرکت به سمت مرکز زمین، به طرف‌های دیگر یا به بالا نمی‌رود؟» (برداشته از کتاب «یادداشت‌هایی از زندگانی سر آیزاک نیوتن») پس از برطرف شدن خطر طاعون در ۱۶۶۷، نیوتن به کمبریج بازگشت و عضو کالج ترینیتی شد و در ۱۶۶۸ با دریافت مدرک فوق لیسانس و کرسی استادی لوکازیَن جایگاه خود را محکم کرد. اوج فعالیت‌های علمی نورشناسی در دههٔ ۱۶۶۰ میلادی نیوتن دربارهٔ شکست نور تحقیق می‌کرد. او دریافت که اگر نور سفید از یک منشور بگذرد، به طیفی از رنگ‌ها تجزیه می‌شود و این‌که با قرار دادن وارونهٔ منشور مشابه دیگری در مسیر نور تجزیه‌شده، می‌توان رنگ‌های طیف را بازترکیب کرد و به نور سفید رسید. او دلیل تشکیل طیف را چنین توجیه می‌کرد؛ نور جریانی از ذرات کوچک است که به خط مستقیم در فضا حرکت می‌کنند و با گذر از یک ماده شفاف مانند منشور به ماده‌ای دیگر، این ذرات بسته به نوع لرزش خود با زاویه‌های گوناگون می‌شکنند. این ویژگی در تلسکوپ‌های شکستی، به پراکندگی نور می‌انجامد؛ لبه‌های عدسیهای این تلسکوپ‌ها مانند منشور عمل کرده و نور سفید را به صورت طیف درمی‌آورند و در تصویر تلسکوپ حاشیه‌های رنگی پدیدمی‌آورند. برای حل این مشکل نیوتن در ۱۶۶۸ تلسکوپ بازتابشی را، که جیمز گرگوری اسکاتلندی پیش‌تر طراحی کرده‌بود، کامل کرد و آن را همراه با تحلیل دقیق قوانین بازتابش و تجزیهٔ نور به انجمن سلطنتی پیش نهاد. هوک و کریستیان هویگنس هلندی در آن زمان صاحب تئوری موجی نور بودند که نیوتن آن را نمی‌پذیرفت. چندی بعد نیوتن بر پایه نظرات خود کتابی دربارهٔ نورشناسی به نام «اپتیکس» نوشت؛ ولی از بیم مخالفت‌های هوک، آن را تا ۱۷۰۴، که خود رئیس انجمن سلطنتی شده و رابرت هوک نیز در گذشته بود، منتشر نکرد. با تشویق و پیگیری او سرانجام نیوتن کتابش با نام «اصول ریاضی فلسفهٔ طبیعی» را کامل و با سرمایه هالی و به‌زبان علمی آن روز، لاتین، منتشر کرد. این کتاب بر جهان علم به ویژه فیزیک اثری بزرگ گذاشت و برخی آن را برترین کتاب علمی تاریخ دانسته‌اند. | ## بخش 3: آیزاک نیوتن | یکی از نکاتی که دربارهٔ تهیه و تنظیم کتاب «اصول ریاضی» چندان توجهی بدان نشده اینست که نیوتون این شاهکار را در عرض هجده ماه تمام کرد و در مدتی که به تحریرش اشتغال داشت به‌قدری از دنیا بی‌خبر بود که بارها صرف غذا را فراموش می‌کرد و برای استراحت و خواب چندان وقت صرف نمی‌کرد، چه در حقیقت خلق چنین اثری بزرگ در چنین مدتی کوتاه مستلزم تمرکز کامل فکر است. به‌همین جهت، نیوتون در پایان نگارش این شاهکار هم از حیث قوای جسمانی و هم آنِ فکری علیل و فرسوده شد. یوهانس کپلر ستاره‌شناس آلمانی در ۱۶۰۹ نظریهٔ انقلابی خود را دربارهٔ حرکت سیاره‌ها پیش نهاد. در آن زمان هنوز یافته‌های کوپرنیک مقبولیت عام پیدا نکرده‌بود و بیشتر مردم بر این باور بودند که سیاره‌ها، خورشید و دیگر ستارگان به دور زمین می‌گردند. او با بهره‌گیری از نتایج رصدهای استادش تیکو براهه و مشاهدات خود ثابت کرد که سیاره‌ها نه به دور زمین، که گرد خورشید می‌گردند و مدار آن‌ها نیز برخلاف تصور رایج دایره‌ای نیست بلکه بیضوی است. کپلر نتوانسته بود توضیح دهد که چرا مدار سیاره‌ها به این شکل است و چه نیرویی آن‌ها را به حرکت درمی‌آورد. همچنین مشخص نبود که چرا سرعت مداری سیاره‌ها وقتی به خورشید نزدیکترند، افزایش می‌یابد. او ثابت کرد که نیروی کشش میان اجسام آسمانی، بر پایهٔ قانون عکس مربع عمل می‌کند؛ یعنی مقدار نیروی گرانش میان خورشید و سیاره برابر است با عکس مجذور فاصله آن‌ها. او با تحلیل ریاضی نشان داد که قانون عکس مربع، ناگزیر مسیر حرکت سیاره‌ها را بیضوی می‌سازد. آنگاه گام بلند دیگری برداشت و قانون گرانش عمومی را کشف کرد که به موجب آن هر جسمی در عالم به هر جسم دیگری نیروی کششی وارد می‌کند و مقدار این نیرو محاسبه‌پذیر است. این قوانین آن‌قدر همه‌فهم و آشکارند که امروزه کسی گمان نمی‌برد نیازی به کشف‌شدن داشته‌باشند. با این حال نیوتن نخستین کسی بود که با نبوغ خود به آن‌ها پی‌برد و چیستان حرکت جسم را حل کرد. قانون اول نیوتن (قانون لَختی): «هر جسم در سکون یا حرکت یکنواخت در راستای خط مستقیم، به همان حالت می‌ماند مگر در اثر نیروهای بیرونی ناچار به تغییر آن حالت شود.» قانون دوم نیوتن (رابطهٔ نیرو و شتاب): «کل نیروی وارد بر یک جسم برابر است با حاصل‌ضرب جرم آن جسم در شتاب آن.» قانون سوم نیوتن (قانون کنش و واکنش): «هرگاه جسمی به جسمی دیگر نیرو وارد کند جسم دوم نیز نیرویی به همان اندازه (مقدار) ولی در خلاف جهت بر جسم اوّل وارد می‌کند.» مجموعهٔ قوانین سه‌گانهٔ حرکت و قانون گرانش عمومی، اساس فناوری مدرن هستند و با پیدایش فرضیه‌های تازه‌تر از اهمیت آن‌ها کاسته نشده است. او در پیوست عمومی (۱۷۱۳) به کتاب اصول ریاضی فلسفهٔ طبیعی نوشت: «این زیباترین سامانهٔ خورشید، سیارات و ستاره‌های دنباله‌دار، تنها می‌تواند از تدبیر و فرمانروایی یک وجود هوشمند و توانا ناشی شده باشد. او در همه‌جا حاضر است، نه به‌صورت مجازی، بلکه به‌صورت جوهری؛ چرا که قدرت نمی‌تواند بدون جوهر وجود داشته باشد.» نیوتن نقش خدا در طبیعت را به «دستی» تشبیه می‌کرد که آفرینش را پایدار نگه می‌دارد: «خداوند به‌وسیلهٔ اراده‌اش می‌تواند اجسام را در حوزهٔ بی‌کران حسِ یگانهٔ خود حرکت دهد و بخش‌های گوناگون جهان را شکل دهد یا دگرگون کند. ما او را تنها از طریق صفاتش می‌شناسیم - فرمانروایی او همان بازوی الهی است که بر همه‌چیز حکم می‌راند.» پژوهشگران استدلال می‌کنند که الهیات نیوتن تأثیر عمیقی بر فیزیک او گذاشت و قوانین طبیعی را به‌عنوان تجلی ارادهٔ الهی تفسیر می‌کرد. پذیرش مناصب حکومتی و ریاست انجمن سلطنتی در کنار کارهای علمی، نیوتن از مسئولیت‌های حکومتی نیز روی‌گردان نبود. اگر چه تنها چیزی که در این سه سال در مجلس بر زبان آورد، درخواست بستن پنجره‌ها بود. اگرچه نیوتن چنین مشاغلی را بیشتر برای سرگرمی می‌پذیرفت ولی گفته‌اند که در این مقام وظیفهٔ خود را «با شایستگی تمام» انجام می‌داد. از ۱۷۰۳ تا پایان عمر، نیوتن رئیس انجمن سلطنتی بریتانیا و همچنین یکی از اعضای فرهنگستان علوم فرانسه بود. زندگی شخصی نیوتن شخصیتی آشکارا غیرعادی داشت، بیش از اندازه استثنایی اما تک‌رو، سرد، بدعنق، تا حدی بدگمانی و به حواس‌پرتی و انجام کارهای غیرعادی معروف بود.بیل برایسن، تاریخچهٔ تقریباً همه چیز، برگردان محمدتقی فرامرزی، صفحهٔ ۶۶. او تا جایی پیش رفت که یک بار سنجاقی دراز را در کاسهٔ چشم خود، بین چشم و استخوان کاسهٔ چشم و تا جای ممکن نزدیک به عقب چشم خود فرو بُرد و به اطراف چرخاند تا ببیند چه می‌شود، اگرچه به گونه‌ای معجزه‌آسا، چیزی نشد. در موردی دیگر، تا جایی‌که می‌توانست تاب بیاورد به خورشید خیره شد تا ببیند چه اثری بر بینایی می‌گذارد؛ این بار نیز آسیب ماندگار ندید ولی مجبور شد چند روزی در یک اتاق تاریک بماند تا چشمانش به وضعیت عادی برگردند. هرچند نیوتن بیشتر برای آثار علمی شهرت دارد اما تعدادی از رساله‌های وی دربارهٔ تفسیر کتاب مقدس شهرت دارند. وی خود را از اندک افراد زمانه می‌دانست که از سوی خدا برای تفسیر کتاب مقدس برگزیده شده بودند. نیوتن تأکید زیادی بر تفسیر مکاشفه یوحنا داشت و یادداشت‌های فراوانی دربارهٔ این بخش از انجیل دارد. او نیمی از عمر خود را به کیمیاگری و کارهای خودسرانهٔ دینی گذراند و سال‌های سال به مطالعهٔ نقشهٔ طبقهٔ همکف معبد گمشدهٔ سلیمان در بیت‌المقدس گذراند (و زبان عبری را هم برای همین فرا گرفت) تا سرنخ‌های ریاضی برای پیداکردن تاریخ دومین بازگشت مسیح و پایان جهان را در آن پیدا کند.بیل برایسن، تاریخچهٔ تقریباً همه چیز، برگردان محمدتقی فرامرزی، صفحهٔ ۶۷. او به کیمیاگری نیز دل‌بسته بود تا جایی‌که تجزیهٔ یک رشته از موی سر نیوتن در دههٔ ۱۹۷۰ میلادی نشان داد که جیوهٔ مانده در آن، چهل برابر میزان عادی است، که این، حواس‌پرتی او را نیز توجیه می‌کند که گاهی هنگام بیدارشدن، ساعت‌ها فراموش می‌کرد که باید از رختخواب برخیزد و نشسته در تختش در اندیشه‌های خود غرق می‌شد. اختلافات علمی آیزاک نیوتون با لایبنیتس بر سر اینکه کدام‌یک زودتر حساب دیفرانسیل و انتگرال را ابداع کرده‌اند، اختلاف داشت و هنگامی که لایبنیتس از آکادمی علوم سلطنتی درخواست کرد که کمیته‌ای بی‌طرف برای بررسی آن دست به کار شود، نیوتون که رئیس آکادمی بود، کمیته‌ای از دوستان خود را برای این کار برگزید. | ## جمع‌بندی | پژوهش‌های انجیلی نیوتن در نسخه‌ای از سال ۱۷۰۴ کوشش‌های خود برای استخراج داده‌های علمی از کتاب مقدس را توصیف می‌کند و نوشت که جهان زودتر از سال ۲۰۶۰ به پایان نخواهد رسید.