Biografia de Isaac Newton | Considerado o pai da ciência moderna.
Considerado o pai da ciência moderna, sua sistematização da física manteve o pleno vigor até Einstein.
A revolução científica iniciada no renascimento por Copérnico e continuou no século XVII por Galileu e Kepler Isaac Newton (1642-1727), teve sua culminação na obra do cientista britânica que não cabe ao juiz, mas como um dos maiores gênios da história da ciência. Sem esquecer suas importantes contribuições para a matemática, astronomia e óptica, pertence mais brilhantes da sua contribuição para o campo da física, ao ponto que a física clássica e física newtoniana hoje são expressões sinônimas.
Isaac Newton
Familiarizado com estudos sobre o movimento das leis de Galileu e de
Kepler sobre as órbitas dos planetas, Newton estabeleceu as leis
fundamentais da dinâmica (lei da inércia, da proporcionalidade, da força
e aceleração e o princípio da ação e reação) e deduzida a partir-lhes a
lei da gravitação universal. Achados de Newton
deslumbrou a comunidade científica: o esclarecimento e a formulação
matemática da relação entre força e movimento podem explicar e prever a
trajetória de uma flecha, ambos da órbita de Marte, unificar a mecânica
celeste e terrestre. Com sua magistral
sistematização das leis do movimento, Newton liquidada aristotelismo,
prevalecendo por quase dois mil anos e criou um novo paradigma (física
clássica) que permaneceria válido até ao início do século XX, quando o
outro gênio da mesma magnitude, Albert Einstein, formulou a teoria da
relatividade.
Quando o pequeno Isaac tinha acabado de fazer três anos de idade, sua mãe casou-se com outra vez o Rev. Barnabas Smith, reitor da North Witham, que resultou em um fato que viria a influenciar decisivamente o desenvolvimento do caráter do Newton: Hannah mudou-se para a casa de seu marido e seu filho permaneceu em Woolsthorpe, sob os cuidados de sua avó materna.
Odeio que fê-lo conceber de Newton contra sua mãe, e o Reverendo Smith dá boa conta o fato de que, em uma lista de "pecados" que são autoinculpó com a idade de dezenove anos, o número treze fora ter desejado para inflamar-lhes casa com eles dentro. Quando Newton tinha doze anos de idade, sua mãe, viúvos, retornou a Woolsthorpe, trazendo substancial herança tinha legou o segundo marido (e que Newton se beneficiaria com a morte em 1679), bem como três meios-irmãos de Isaac, duas meninas e um menino.
Isaac Newton (recreação de um retrato de Godfrey Kneller, 1689)
Um ano mais tarde, o jovem Newton foi matriculado na escola do rei na vizinha cidade de Grantham. Há
evidências de que, nos anos lá estava hospedada na casa do
farmacêutico, desenvolveram sua habilidade mecânica pouco usual,
exercido na construção de vários mecanismos (a mais citada é um relógio
de água) e brinquedos (dos cometas mais famosos, para faróis cuja cauda
amarrado naquela noite com medo de seus vizinhos).
Houve também uma mudança importante no seu personagem: sua indiferença inicial por estudos, que provavelmente surgiram a partir da timidez e retraimento, transformou-se um espírito de competição feroz que o levou a ser o primeiro da classe, como resultado de uma luta com um companheiro do que vencedor. Newton era um menino 'sóbrio, calmo e meditativo', que preferiu construir ferramentas para meninas brincar com as bonecas para compartilhar a diversão dos rapazes, de acordo com o testemunho de um dos companheiros do seus filhos feminino, que, quando era uma mulher velha, alegaram um relacionamento adolescente com Newton, o único que é conhecido como uma mulher.
Dezesseis anos de idade, a mãe dela fez para voltar para casa assim que comecei a lidar com os assuntos da herança. No entanto, Newton era nem um pouco interessado em cumprir as suas responsabilidades como um senhorio; sua mãe, aconselhada pelo mestre de Newton e seu irmão, concordou em voltar para a escola para se preparar para sua entrada na Universidade.
Resultado de tais esforços independentes foram suas primeiras notas sobre o que mais tarde se tornaria seu cálculo de fluxions, talvez estimulado por algumas das classes do matemático e teólogo, Isaac Barrow; No entanto, Newton teve que ser examinado por Barrow em 1664 a aspirar uma bolsa de estudos e falhou para inspirá-lo então qualquer parecer particularmente favorável.
Busto de Newton
Pretextando em Londres a grande peste de 1665 epidemia, Cambridge fechou as suas portas e Newton retornou a Woolsthorpe. Em
março de 1666 re-juntou-se a Trindade, que novamente interrompeu suas
atividades em junho para reaparecer a Praga e definitivamente não
retomou seus estudos até abril de 1667. Em uma
carta publicada postumamente, o próprio Newton descreveu os anos de 1665
e 1666 como seu mais frutuosa invenção «tempo», durante o qual
«pensamento em matemática e filosofia, muito mais do que em qualquer
outro momento desde então».
O método de fluxions, a teoria das cores e as primeiras idéias sobre a força gravitacional, relacionada com a permanência da lua em sua órbita ao redor da terra, foram conquistas mencionadas por Newton como datado naqueles anos e ele foi contratado para espalhar, também no final de sua vida, a anedota que se relacione com seus primeiros pensamentos sobre a lei da gravidade, com a observação casual de uma maçã caindo de alguns árvore de fruta em seu jardim. Voltaire foi contratado para divulgar na imprensa a história, eu conhecia a sobrinha de Newton.
Isaac Newton
Naquela época, Newton escreveu seus primeiras exposições sistemáticas
do cálculo infinitesimal, que não foram publicadas até mais tarde. Em
1664 ou 1665 ele tinha encontrado a famosa fórmula para o
desenvolvimento do poder de um binomial com um expoente, inteiro ou
fracionário, embora não deu aviso da descoberta por escrito até 1676, em
duas cartas endereçadas ao Henry Oldenburg, o Secretário da Royal
Society; o teorema é publicado pela primeira vez
em 1685 John Wallis, o mais importante do imediatamente anterior para
matemáticos ingleses Newton, reconhecendo corretamente a prioridade
deste último na procura.
O procedimento seguido por Newton para estabelecer a fórmula binomial teve a virtude de fazê-lo ver o interesse da série infinita para o cálculo infinitesimal, assim, legitimar a intervenção dos processos infinitos no raciocínio matemático e pondo fim à rejeição deles impostas pela matemática grega tradicional. A primeira exposição significativa do seu método de análise matemática por séries infinitas, Newton escreveu em 1669; Barrow, conheceu e deu a conhecer o texto, e pressões de Newton recebida destinado a permitir a sua publicação, a despeito do que (ou talvez porque) porque a escrita não chegou a imprimir até 1711.
Em fevereiro de 1672 apresentado à Royal Society a sua primeira comunicação sobre o assunto, alguns dias depois que a empresa tinha escolhido como um dos seus membros em reconhecimento de sua construção de um telescópio refletindo. Comunicação de Newton trouxe evidências claras experimentais que a luz branca era uma mistura de raios de cores diferentes, cada um caracterizado pela sua refrangibilidad distinto através de um prisma óptico.
Réplica do telescópio de Newton
Newton, com justiça, que a sua descoberta foi considerada «a mais
singular, quando não o mais importante, que foram feitas até agora sobre
o funcionamento da natureza». Mas seu impacto
imediato foram os da marca o início de um período de quatro anos
(1672-1676) durante o qual, como ele escreveu de Leibniz em dezembro de
1675, «eu era tão assediado por discussões que surgiu na sequência da
publicação da minha teoria sobre a luz, que amaldiçoou minha imprudência
por bala perdida das vantagens consideráveis de meu silêncio para
perseguir uma sombra».
O contraste entre a obstinação com que Newton defendeu sua primazia intelectual lá onde era apropriado ser reconhecido (admite com relutância que outros poderiam ter sido previsto) e sua timidez inata que sempre fez desconfiar a possibilidade de se misturar com o comum dos mortais, é um dos traços da sua biografia que melhor parecem justificar a caracterização de temperamento como neurótica; um diagnóstico que a constatação de seu trauma de infância não tem mais que pagar, e que encontrou sua confirmação em outros componentes da sua personalidade como hipocondria ou misoginia.
O primeiro a se opor as suas ideias no campo da óptica foi Robert Hooke, que a Royal Society encomendou ao relatório sobre a teoria apresentada por Newton. Hooke defendia uma concepção de onda da luz, contra as idéias de Newton, apontam para uma nova comunicação de 1675 que a luz fez um fenômeno resultante da emissão de luz corpúsculos por certos corpos. A pungência da controvérsia foi determinada que a demissão de Newton a publicar um Tratado que contém os resultados de suas investigações até após a morte de Hooke e, de fato, sua ótica não foi publicado até 1704. O máximo de Newton, princípios matemáticos de filosofia natural, trabalho veria a luz muito antes.
Isaac Newton (detalhe de um retrato de James Thornhill, c. 1710)
Em 1676 Newton demitiu-se para continuar a polêmica sobre sua teoria de
cores e, por alguns anos, refugiou-se novamente na intimidade do seu
trabalho sobre cálculo diferencial e do seu interesse (não para o
privado menos intenso) por dois temas aparentemente longe do mundo
sóbrio de suas investigações sobre a natureza: alquimia e estudos
bíblicos. Os fãs de Newton por alquimia (John
Maynard Keynes chamou "o último dos Reis Magos") estava em consonância
com os seus esforços para transcender o mecanismo de imposição
estritamente cartesiano tudo reduzido a matéria e movimento e para
estabelecer a presença eficaz do espiritual nas operações de natureza.
Newton concebeu não o cosmos, como a criação de um Deus que tinha sido limitado para legislar, em seguida, deixá-lo, mas como o campo onde habitou a vontade divina e estava presente, incutido os átomos que faziam parte do mundo um espírito que foi a mesma para todas as coisas e que tornou possível a acreditar na existência de um único princípio geral da ordem cósmica. Essa busca pela unidade na natureza por Newton era paralela à sua investigação da verdade original através das Escrituras, que fez de um antitrinitario convencido e que certamente influenciou nos seus esforços para obter a real dispensa da obrigação de receber ordens sagradas para manter sua posição no Trinity College de rastreamento.
Como resultado, Newton retomou uma correspondência sobre o assunto que, ao longo do tempo, levaria a reivindicações de prioridade de Hooke com relação a formulação da lei da atração gravitacional. No momento, seu efeito foi o retorno à Newton seu interesse na dinâmica e fazê-lo ver que o caminho seguido por um corpo que se move sob o efeito de uma força inversamente proporcional ao quadrado da distância teria forma elíptica (e poderia não ser uma espiral, como Newton acreditava no princípio, dando origem a ser corrigido por Hooke).
De acordo com o pintor visionário William Blake Newton
Quando cinco anos mais tarde Edmond Halley, que até então já havia
observado o cometa que depois recebeu o seu nome, visitou Newton em
Cambridge e perguntou o que seria a órbita de um planeta se gravidade
diminui com o quadrado da distância, sua resposta foi imediata: uma
elipse. Espantado com a velocidade com a qual
Newton considerado resolvido um problema no qual iluminação estavam
competindo por vários meses Robert Hooke e o próprio Halley, astrônomo
perguntou como Newton poderia saber a forma da curva e ganhou uma
resposta enfática: «eu calculei isso». A
distância que vai entre o brilho da verdade e sua demonstração por
cálculo feito a diferença fundamental entre Hooke e Newton, ao mesmo
tempo que iluminou no sentido de que este último daria para sua
afirmação insistente de «não finja hipóteses».
No entanto, naquele dia no verão de 1684 Newton não conseguia encontrar seus cálculos para mostrá-las a Halley e teve que se contentar com a promessa de que seria enviada para você uma vez refeito. Reconstrução, no entanto, colidiu com um obstáculo: demonstrar que a força de atração entre duas esferas é igual à que existiria se concentraram-se as massas de cada um nos respectivos centros. Newton resolveu esse problema em fevereiro de 1685, depois de verificar a validade da lei da atração gravitacional, através de sua aplicação para o caso da lua; a ideia, que nasceu 20 anos antes, foi então confirmada graças a medida exata do raio da terra feita pelo astrônomo francês Jean Picard.
A estrada foi aberta para atender a todos os resultados em um Tratado sobre a ciência do movimento: Philosophiae naturalis principia mathematica (princípios matemáticos de filosofia natural). A intervenção de Halley na publicação da obra não foi limitada para ter conseguido convencer o consentimento do seu autor, para que, caso algo já muito meritório de Newton; Halley foi capaz de enfrentar a tempestade de controvérsia com Hooke, foi responsável pelo manuscrito foi apresentado em abril de 1686, à Royal Society, e que teve sua edição e acabou-se pessoalmente às custas da impressão, terminado em julho de 1687.
Terceira edição dos princípios matemáticos de filosofia natural
Os princípios matemáticos de filosofia natural
continha a primeira exposição impressa para o cálculo infinitesimal,
criado por Newton, mas o autor preferido, em geral, o trabalho
apresentou os fundamentos da física e astronomia formulado linguagem
geometria sintética. Newton não foi o primeiro a usar esse tipo de cálculo; na verdade, a primeira edição de sua obra continha o reconhecimento de que Leibniz estava na posse de um método analógico. No
entanto, a disputa das prioridades em que envolvido os partidários de
um e o outro determinado que Newton excluída a referência a Leibniz na
terceira edição de 1726. O gatilho para a
controvérsia (orquestrada pelo próprio Newton, nos bastidores) foi a
insinuação de que Leibniz poderia ter cometido plágio, expressado em
1699 Nicolas Fatio de Duillier, um admirador de matemático suíço de
Newton, que manteve uma amizade íntima de 1689 de 1693.
Que Newton ano passou por uma crise paranóica que tentou dar várias explicações, entre eles não perdeu, claro, o consistente em atribuindo-o ao colapso da sua relação com o jovem Fatio, relação que, por outro lado, não parece trazer Newton para contornar as barreiras de estrada de ferro do seu código moral puritana. Contemporâneos de Newton popularizaram a explicação improvável de sua condição como resultado de que alguns dos seus manuscritos foram destruídos em um incêndio; mais recentemente, ele falou de uma intoxicação lenta e progressiva para as suas experiências alquímicas com mercúrio e chumbo. Finalmente, não pode esquecer como dificuldades de depressão uma causa plausível encontrada por Newton para obter o reconhecimento do público para além do âmbito estrito da ciência, reconhecimento exigido por sua arrogância e cuja ausência não poderia interpretar, mas como um resultado de uma conspiração da história.
Sua atividade parlamentar, que durou até fevereiro de 1690, foi desenvolvido em estreita colaboração com Charles Montagu, mais tarde lord Halifax, que conhecera alguns anos antes como estudante em Cambridge, e quem estava encarregado de cumprir os desejos de Newton de mudar sua aposentadoria acadêmica em Cambridge para a vida pública em Londres. Montagu foi nomeado Chanceler do tesouro real em abril de 1694; Quando seu reacunacion Act foi aprovada em 1695, premiou a Newton o cargo de inspetor da Casa de la Moneda, foi promovido a diretor em 1699. Lorde Halifax acabou por se tornar amante de sobrinha de Newton, embora acusações obtidas por este último, apesar das acusações arremessadas por Voltaire, não tem a ver com o assunto.
No final de 1701, Newton foi eleito novo membro do Parlamento como representante da sua universidade, mas logo depois ele renunciou definitivamente a sua cadeira e como colega de Trinity College, confirmando assim uma mudança de rastreamento de atividades científicas, de fato, após a sua chegada em Londres. Em 1703, depois da morte de Hooke, e quando o fim do reacunacion tornou-se o endereço da casa da moeda em uma sinecura tranquila, Newton foi eleito presidente da Royal Society, uma posição que manteve até sua morte. Em 1705, foi dado o título de senhor.
Apesar de sua hipocondria, alimentada desde a infância por sua condição de infante prematuro, Newton gostei boa saúde até os últimos anos da sua vida; em 1722 cedo uma condição do rim doente levou a sério por vários meses, e em 1724, houve uma nova cólica nefrítica. Nos primeiros dias de março de 1727, a acomodação de outros cálculos na bexiga marcou o início de sua agonia: Newton morreu na madrugada de 20 de março, depois de ter recusado a receber a final da ajuda da igreja, consistente com sua aversão do dogma da Trindade.
Isaac Newton exerceram uma influência importante sobre o desenvolvimento do pensamento científico no Ocidente. Ele é considerado o pai da física clássica, e não em vão suas duas principais obras, princípios matemáticos de filosofia natural (1687) e óptica (1704), são observadas por Thomas S. Kuhn como exemplos de paradigmas científicos, porque constituíam modelos terminou e totalmente assumido pela próxima geração de pesquisadores, mantendo em vigor há mais de dois séculos.
Isaac Newton
Baseado em seus estudos, Newton desenvolveu a dinâmica, ciência que
lida com as relações entre as forças e movimentos que são originários. Nos princípios matemáticos de filosofia natural,
publicado pela insistência (e financiamento) de seu grande amigo e
astrônomo Edmond Halley, Newton segue três axiomas do movimento das
experiências de Galileu sobre o movimento de projéteis: inércia, a
composição de velocidades e a conservação do momento. E fazendo uso do cálculo infinitesimal obtém suas três famosas leis dinâmicos.
Leis de Newton expressam a relação entre movimentos e forças. Uma maneira de definir o conceito de força é como empurrar ou atração; empurrar um pedaço de madeira sobre uma superfície de mesa, há uma força na peça de trabalho; No entanto, a formulação de Newton tem a vantagem de oferecer uma definição mais precisa do conceito de força. A primeira lei da inércia diz que um móvel tende a continuar a uma velocidade constante enquanto qualquer externo força atuando sobre ele.
Assim, uma seta se moverá na direção do tiroteio com a sua velocidade original enquanto nenhuma força externa atuando sobre ele. Na superfície da terra, no entanto, existem duas forças atuando na seta: a fricção do ar e gravidade. Portanto, para mover, a seta vai mais devagar; o atrito com as moléculas do ar que passa vai fazer você perder velocidade. Além disso, por causa das forças gravitacionais, o caminho seguido pela seta vai inclinando em direção a terra. Se o tiro tivesse feito em um vácuo quase perfeito do espaço sideral, a seta seguiria movendo-se sempre na mesma direção e a velocidade igual. Sem a presença de ar e fora do alcance da atração gravitacional terrestre, o movimento da seta que não tiveram variação.
A lei da inércia, também se aplica aos corpos em repouso. Um corpo em repouso é nada mais do que um objeto cuja velocidade é zero; esse objeto continuará em repouso enquanto nenhuma força agindo sobre ele. O primeiro ato é chamado lei de inércia, porque ele não descreve apenas a propriedade dos corpos, conhecido como inércia. O termo inércia significa simplesmente que os corpos tendem a permanecer no estado de movimento, seja o que for, enquanto não externo força agindo sobre eles: se eles se moverem, eles continuam a fazê-lo da mesma forma e se eles estão em repouso, permanecerá em repouso.
Página da primeira edição do Principia
A segunda lei de Newton define definitivo caminho a proporcionalidade da relação entre força e aceleração do movimento. A expressão matemática desta lei é F = m·a, onde F é a força exercida sobre um corpo, m é a massa do corpo e a é a aceleração que é impresso com você. O termo aceleração indica a velocidade com que varia a velocidade de um corpo. Quando você acerta uma bola com uma certa força, este adquire certa aceleração; Se a força do golpe é duplicada, adquirido pela bola aceleração também é multiplicada por dois. A
segunda lei permite-lhe dar uma definição mais precisa do conceito de
força: uma força é algo capaz de alterar a velocidade com que um corpo
está em movimento ou a direção do seu movimento.
Terceira lei de Newton ou ação e reação princípio que afirma para cada ação há uma reação que é igual e oposta; Quando um corpo exerce uma força sobre outro, o segundo exerce uma força de igual força e direção, mas de sentido oposto, sobre o primeiro. Um caminhão arrastando um reboque com uma força da mesma intensidade com que o reboque puxa para trás sem o caminhão, o pé de reboque não adianta, mas sem o reboque, o caminhão acelera mais.
A operação de um foguete ilustra de maneira simples o significado deste ato. Um foguete simplesmente consiste em um cilindro, aberto numa extremidade e fechado na outra, que dentro do qual queima um combustível; os gases quentes, formado como resultado da combustão, escapem de extremidade aberta. A saída de gases em uma direção pode ser considerada a ação; a terceira lei estabelece que esta acção tem de ser combatido por uma reação, de igual magnitude e direcção oposta. A reação é responsável pelo movimento do foguete na direção oposta à direção dos gases de escape; ou seja, enquanto o foguete de fuga de gases dirigido para trás (ação), o foguete se move para a frente (reação).
Portanto, a gravidade, é uma atração mútua ou um meio de duas vias entre dois corpos. Uma pedra cai no chão porque a gravidade da terra atrai-lo para baixo (a massa da terra é muito maior do que a massa da pedra). Pedra também exerce uma atração sobre a terra, mas tão pequeno que não tem nenhum efeito. No entanto, quando dois corpos são mais como tamanhos, esta atração dupla é mais perceptível.
Isaac Newton (retrato de Godfrey Kneller, 1702)
É o que se observa, por exemplo, no caso da terra e a lua. A força da gravidade da terra mantém a lua em órbita em torno dele. Se a lua não é sujeito a qualquer outra força, seguia-se um movimento uniforme em linha reta ou estaria em repouso; a combinação do movimento em linha reta e a força de atração explica a órbita da lua. Mas, assim como a terra exerce uma força de atração na lua, esta exerce uma força de atração da terra. Isto explica o movimento da água fluindo livremente nos oceanos: água é atraída para o lado da terra que fica em frente a lua; É o que é chamado de maré alta ou maré alta.
Leis de Newton permitem descrever e prever com precisão os movimentos orbitais de qualquer corpo celeste, um planeta, um cometa, um asteróide, um satélite artificial ou uma nave espacial. No entanto, a solução fornecida pelo Newton funciona idealmente quando há apenas dois corpos envolvidos (como a terra e a lua). A situação torna-se extremamente complexa quando existem três ou mais forças distintos atuando juntos ao mesmo tempo e todas as estrelas mover ao mesmo tempo. Nesse caso, cada astro está sujeito a pequenas alterações que são referidas como distúrbios.
Com a lei da gravitação universal, Newton mostrou que todos os corpos, perto ou distantes, estão sujeitos às mesmas leis, e que essas leis podem ser mostrados em termos matemáticos com uma única teoria que permite explicar e predizer a ambos os movimentos na superfície de nosso planeta como as órbitas das estrelas; a grandeza de sua genialidade reside precisamente nessa conquista admirável: unificação da física terrestre e mecânica celeste.
Na física newtoniana, é preciso salientar um aspecto que ocupou uma parte importante das suas discussões com Leibniz também: espaço e tempo são definidos como entidades absolutas, sem relação com qualquer objeto externo. Dinâmica de Newton define um sistema de referência único para descanso e movimento que não está relacionado a qualquer órgão, e o tempo não é definido por qualquer processo físico. Essa concepção prevaleceu em pensamento, até que, no início do século XX, Einstein formulou a teoria da relatividade científico moderno.
Todos esses fenômenos e uma natureza de onda como o fenômeno de difração, foram explicadas com mais ou menos sucesso em uma teoria corpuscular, segundo a qual as partículas de luz viajam em raios em linhas retas, determinados por forças que atuam à distância e para encontrar uma sólido causa um tipo de vibração interna.
Também a observação astronômica deve muito ao Newton, Considerando que a aberração cromática das lentes não pôde ser removida, ele teve a idéia de substituir o propósito de telescópios com um espelho. Então ele construiu o telescópio de reflexão, um dos mais importantes instrumentos astronômicos. Obras de óptica, publicadas sob o título de óptica em 1704, gostado mais de trinta anos de autoridade incontestável, mesmo apesar dos erros contidos (por exemplo, o relativo a alegada impossibilidade de corrigir as aberrações cromáticas de lentes).
Em hidrodinâmica, desenvolveu uma teoria do fluxo, e descoberto transversal mínimo de uma corrente que flui através de um buraco em uma seção de tanque é atingido por fora. Aqueles cuja viscosidade é independente do gradiente de velocidade é conhecido em sua honra como fluidos newtonianos .
Mais desconhecido é sua paixão para a alquimia, que passou quase trinta anos de sua vida, e cujo trabalho permaneceu escondido por muito tempo. Newton, que sabia a diferença entre alquimia e química, consideradas estas obras "esotéricas" segredos e escondeu-os aos seus pares, bem como que seus Arian, uma vez que existem conhecido pensamento tinha lhe custou sua cadeira na Universidade de Cambridge. Após sua morte, o Earl de Portsmouth, herdeiro de seus escritos, recusou-se igualmente a sua publicação.
A revolução científica iniciada no renascimento por Copérnico e continuou no século XVII por Galileu e Kepler Isaac Newton (1642-1727), teve sua culminação na obra do cientista britânica que não cabe ao juiz, mas como um dos maiores gênios da história da ciência. Sem esquecer suas importantes contribuições para a matemática, astronomia e óptica, pertence mais brilhantes da sua contribuição para o campo da física, ao ponto que a física clássica e física newtoniana hoje são expressões sinônimas.
Isaac Newton
Uma infância difícil
Isaac Newton nasceu na madrugada de 25 de dezembro de 1642 (4 de janeiro de 1643, de acordo com o calendário gregoriano), na pequena aldeia de Woolsthorpe, no Condado de Lincolnshire. Seu pai, um pequeno fazendeiro, tinha faleceu no início de outubro, depois de ter casado em abril do mesmo ano com Hannah Ayscough, vindo de uma família rica, em outro tempo.Quando o pequeno Isaac tinha acabado de fazer três anos de idade, sua mãe casou-se com outra vez o Rev. Barnabas Smith, reitor da North Witham, que resultou em um fato que viria a influenciar decisivamente o desenvolvimento do caráter do Newton: Hannah mudou-se para a casa de seu marido e seu filho permaneceu em Woolsthorpe, sob os cuidados de sua avó materna.
Odeio que fê-lo conceber de Newton contra sua mãe, e o Reverendo Smith dá boa conta o fato de que, em uma lista de "pecados" que são autoinculpó com a idade de dezenove anos, o número treze fora ter desejado para inflamar-lhes casa com eles dentro. Quando Newton tinha doze anos de idade, sua mãe, viúvos, retornou a Woolsthorpe, trazendo substancial herança tinha legou o segundo marido (e que Newton se beneficiaria com a morte em 1679), bem como três meios-irmãos de Isaac, duas meninas e um menino.
Isaac Newton (recreação de um retrato de Godfrey Kneller, 1689)
Houve também uma mudança importante no seu personagem: sua indiferença inicial por estudos, que provavelmente surgiram a partir da timidez e retraimento, transformou-se um espírito de competição feroz que o levou a ser o primeiro da classe, como resultado de uma luta com um companheiro do que vencedor. Newton era um menino 'sóbrio, calmo e meditativo', que preferiu construir ferramentas para meninas brincar com as bonecas para compartilhar a diversão dos rapazes, de acordo com o testemunho de um dos companheiros do seus filhos feminino, que, quando era uma mulher velha, alegaram um relacionamento adolescente com Newton, o único que é conhecido como uma mulher.
Dezesseis anos de idade, a mãe dela fez para voltar para casa assim que comecei a lidar com os assuntos da herança. No entanto, Newton era nem um pouco interessado em cumprir as suas responsabilidades como um senhorio; sua mãe, aconselhada pelo mestre de Newton e seu irmão, concordou em voltar para a escola para se preparar para sua entrada na Universidade.
Em Cambridge
Finalmente, em junho de 1661, Newton foi admitido ao Trinity College, Cambridge e matriculou-se como um servo, ganhando seu apoio em troca de serviços domésticos, enquanto a sua situação económica, não parece que ele exigiu isso também. Aí começou a receber educação convencional nos princípios da filosofia aristotélica (por então, centros que destaque estudos científicos estavam em Oxford e Londres), mas em 1663 despertaram seu interesse em questões relacionadas com a pesquisa experimental da natureza, que estudou por conta própria.Resultado de tais esforços independentes foram suas primeiras notas sobre o que mais tarde se tornaria seu cálculo de fluxions, talvez estimulado por algumas das classes do matemático e teólogo, Isaac Barrow; No entanto, Newton teve que ser examinado por Barrow em 1664 a aspirar uma bolsa de estudos e falhou para inspirá-lo então qualquer parecer particularmente favorável.
Busto de Newton
O método de fluxions, a teoria das cores e as primeiras idéias sobre a força gravitacional, relacionada com a permanência da lua em sua órbita ao redor da terra, foram conquistas mencionadas por Newton como datado naqueles anos e ele foi contratado para espalhar, também no final de sua vida, a anedota que se relacione com seus primeiros pensamentos sobre a lei da gravidade, com a observação casual de uma maçã caindo de alguns árvore de fruta em seu jardim. Voltaire foi contratado para divulgar na imprensa a história, eu conhecia a sobrinha de Newton.
Ensino e pesquisa matemática
Em seu retorno final à Cambridge, Newton foi eleito fellow do Trinity College, em outubro de 1667, e dois anos mais tarde sucedido Brandão na cadeira dele. Durante seus primeiros anos de ensino não parece que não pose de atividades de ensino sem nenhum custo por isso, desde a complexidade da questão e o tutorial ensinando o sistema favoreceu o absentismo de classes.Isaac Newton
O procedimento seguido por Newton para estabelecer a fórmula binomial teve a virtude de fazê-lo ver o interesse da série infinita para o cálculo infinitesimal, assim, legitimar a intervenção dos processos infinitos no raciocínio matemático e pondo fim à rejeição deles impostas pela matemática grega tradicional. A primeira exposição significativa do seu método de análise matemática por séries infinitas, Newton escreveu em 1669; Barrow, conheceu e deu a conhecer o texto, e pressões de Newton recebida destinado a permitir a sua publicação, a despeito do que (ou talvez porque) porque a escrita não chegou a imprimir até 1711.
Controvérsias da óptica
Não nas salas de aula relataram resultados matemáticos de Newton, que parece foram considerados mais como uma ferramenta para o estudo da natureza como um sujeito digno de atenção em si; o capítulo da ciência que optaram por tratar em suas aulas era óptica, que veio com sua atenção desde 1666, tive a idéia de que era para levar a sua descoberta da natureza da luz.Em fevereiro de 1672 apresentado à Royal Society a sua primeira comunicação sobre o assunto, alguns dias depois que a empresa tinha escolhido como um dos seus membros em reconhecimento de sua construção de um telescópio refletindo. Comunicação de Newton trouxe evidências claras experimentais que a luz branca era uma mistura de raios de cores diferentes, cada um caracterizado pela sua refrangibilidad distinto através de um prisma óptico.
Réplica do telescópio de Newton
O contraste entre a obstinação com que Newton defendeu sua primazia intelectual lá onde era apropriado ser reconhecido (admite com relutância que outros poderiam ter sido previsto) e sua timidez inata que sempre fez desconfiar a possibilidade de se misturar com o comum dos mortais, é um dos traços da sua biografia que melhor parecem justificar a caracterização de temperamento como neurótica; um diagnóstico que a constatação de seu trauma de infância não tem mais que pagar, e que encontrou sua confirmação em outros componentes da sua personalidade como hipocondria ou misoginia.
O primeiro a se opor as suas ideias no campo da óptica foi Robert Hooke, que a Royal Society encomendou ao relatório sobre a teoria apresentada por Newton. Hooke defendia uma concepção de onda da luz, contra as idéias de Newton, apontam para uma nova comunicação de 1675 que a luz fez um fenômeno resultante da emissão de luz corpúsculos por certos corpos. A pungência da controvérsia foi determinada que a demissão de Newton a publicar um Tratado que contém os resultados de suas investigações até após a morte de Hooke e, de fato, sua ótica não foi publicado até 1704. O máximo de Newton, princípios matemáticos de filosofia natural, trabalho veria a luz muito antes.
Isaac Newton (detalhe de um retrato de James Thornhill, c. 1710)
Newton concebeu não o cosmos, como a criação de um Deus que tinha sido limitado para legislar, em seguida, deixá-lo, mas como o campo onde habitou a vontade divina e estava presente, incutido os átomos que faziam parte do mundo um espírito que foi a mesma para todas as coisas e que tornou possível a acreditar na existência de um único princípio geral da ordem cósmica. Essa busca pela unidade na natureza por Newton era paralela à sua investigação da verdade original através das Escrituras, que fez de um antitrinitario convencido e que certamente influenciou nos seus esforços para obter a real dispensa da obrigação de receber ordens sagradas para manter sua posição no Trinity College de rastreamento.
Os princípios matemáticos de filosofia natural
Em 1679 Newton estava ausente de Cambridge durante vários meses por ocasião da morte de sua mãe; após o seu regresso; no mês de novembro, recebi uma carta de Robert Hooke, então Secretário da Royal Society, que estava tentando convencê-lo a restaurar seu contato com a instituição e sugeriu-lhe a possibilidade de fazer tão comentando sobre as teorias de Hooke próprias sobre o movimento dos planetas.Como resultado, Newton retomou uma correspondência sobre o assunto que, ao longo do tempo, levaria a reivindicações de prioridade de Hooke com relação a formulação da lei da atração gravitacional. No momento, seu efeito foi o retorno à Newton seu interesse na dinâmica e fazê-lo ver que o caminho seguido por um corpo que se move sob o efeito de uma força inversamente proporcional ao quadrado da distância teria forma elíptica (e poderia não ser uma espiral, como Newton acreditava no princípio, dando origem a ser corrigido por Hooke).
De acordo com o pintor visionário William Blake Newton
No entanto, naquele dia no verão de 1684 Newton não conseguia encontrar seus cálculos para mostrá-las a Halley e teve que se contentar com a promessa de que seria enviada para você uma vez refeito. Reconstrução, no entanto, colidiu com um obstáculo: demonstrar que a força de atração entre duas esferas é igual à que existiria se concentraram-se as massas de cada um nos respectivos centros. Newton resolveu esse problema em fevereiro de 1685, depois de verificar a validade da lei da atração gravitacional, através de sua aplicação para o caso da lua; a ideia, que nasceu 20 anos antes, foi então confirmada graças a medida exata do raio da terra feita pelo astrônomo francês Jean Picard.
A estrada foi aberta para atender a todos os resultados em um Tratado sobre a ciência do movimento: Philosophiae naturalis principia mathematica (princípios matemáticos de filosofia natural). A intervenção de Halley na publicação da obra não foi limitada para ter conseguido convencer o consentimento do seu autor, para que, caso algo já muito meritório de Newton; Halley foi capaz de enfrentar a tempestade de controvérsia com Hooke, foi responsável pelo manuscrito foi apresentado em abril de 1686, à Royal Society, e que teve sua edição e acabou-se pessoalmente às custas da impressão, terminado em julho de 1687.
Terceira edição dos princípios matemáticos de filosofia natural
Que Newton ano passou por uma crise paranóica que tentou dar várias explicações, entre eles não perdeu, claro, o consistente em atribuindo-o ao colapso da sua relação com o jovem Fatio, relação que, por outro lado, não parece trazer Newton para contornar as barreiras de estrada de ferro do seu código moral puritana. Contemporâneos de Newton popularizaram a explicação improvável de sua condição como resultado de que alguns dos seus manuscritos foram destruídos em um incêndio; mais recentemente, ele falou de uma intoxicação lenta e progressiva para as suas experiências alquímicas com mercúrio e chumbo. Finalmente, não pode esquecer como dificuldades de depressão uma causa plausível encontrada por Newton para obter o reconhecimento do público para além do âmbito estrito da ciência, reconhecimento exigido por sua arrogância e cuja ausência não poderia interpretar, mas como um resultado de uma conspiração da história.
Últimos anos
Apesar da dificuldade de leitura, princípios matemáticos de filosofia natural tinha tornou famoso na comunidade científica. Em 1687, Newton formavam parte da Comissão que a Universidade de Cambridge mandou para Londres para se opor a catolização das medidas do rei Jacobo II. Apesar de talvez, seu discurso foi mais devido ao seu estatuto como leigo a sua fama, isso lhe valeu ser escolhido pela Universidade como seu representante no Parlamento formado na sequência do desembarque de William de Orange e o exílio de Jacobo II no final de 1688.Sua atividade parlamentar, que durou até fevereiro de 1690, foi desenvolvido em estreita colaboração com Charles Montagu, mais tarde lord Halifax, que conhecera alguns anos antes como estudante em Cambridge, e quem estava encarregado de cumprir os desejos de Newton de mudar sua aposentadoria acadêmica em Cambridge para a vida pública em Londres. Montagu foi nomeado Chanceler do tesouro real em abril de 1694; Quando seu reacunacion Act foi aprovada em 1695, premiou a Newton o cargo de inspetor da Casa de la Moneda, foi promovido a diretor em 1699. Lorde Halifax acabou por se tornar amante de sobrinha de Newton, embora acusações obtidas por este último, apesar das acusações arremessadas por Voltaire, não tem a ver com o assunto.
No final de 1701, Newton foi eleito novo membro do Parlamento como representante da sua universidade, mas logo depois ele renunciou definitivamente a sua cadeira e como colega de Trinity College, confirmando assim uma mudança de rastreamento de atividades científicas, de fato, após a sua chegada em Londres. Em 1703, depois da morte de Hooke, e quando o fim do reacunacion tornou-se o endereço da casa da moeda em uma sinecura tranquila, Newton foi eleito presidente da Royal Society, uma posição que manteve até sua morte. Em 1705, foi dado o título de senhor.
Apesar de sua hipocondria, alimentada desde a infância por sua condição de infante prematuro, Newton gostei boa saúde até os últimos anos da sua vida; em 1722 cedo uma condição do rim doente levou a sério por vários meses, e em 1724, houve uma nova cólica nefrítica. Nos primeiros dias de março de 1727, a acomodação de outros cálculos na bexiga marcou o início de sua agonia: Newton morreu na madrugada de 20 de março, depois de ter recusado a receber a final da ajuda da igreja, consistente com sua aversão do dogma da Trindade.
Cronologia de Isaac Newton
| 1642 | Nascido em Woolsthorpe, Grã-Bretanha. |
| 1661 | Ele entrou Trinity College, Cambridge. |
| 1666 | Primeiras idéias sobre a lei da gravitação universal, gerada pela contemplação da queda de maçãs, de acordo com a famosa anedota. |
| 1669 | Isso acontece com Isaac Barrow como Professor de matemática. |
| 1671 | Escrever o método dos fluxions e séries infinitas. |
| 1675 | Leitura na sociedade real de sua hipótese para explicar as propriedades da luz. |
| 1687 | Primeira edição da filosofia matemática dos princípios da natureza, que define as três leis fundamentais da física e a lei da gravitação universal. |
| 1688 | Ele foi eleito membro do Parlamento, em nome da Universidade de Cambridge. |
| 1699 | Ele foi nomeado diretor da casa da moeda. |
| 1703 | Ele foi eleito presidente da Royal Society, uma posição que ocupou até sua morte. |
| 1704 | Publicou a primeira edição da ótica ou Tratado das reflexões, refrações, inflexões e cores da luz. |
| 1705 | Você é concedido o título de senhor. |
| 1713 | A segunda edição do Principia. |
| 1718 | A segunda edição da óptica. |
| 1727 | Morre em Londres. |
Trabalho de Isaac Newton
Isaac Newton exerceram uma influência importante sobre o desenvolvimento do pensamento científico no Ocidente. Ele é considerado o pai da física clássica, e não em vão suas duas principais obras, princípios matemáticos de filosofia natural (1687) e óptica (1704), são observadas por Thomas S. Kuhn como exemplos de paradigmas científicos, porque constituíam modelos terminou e totalmente assumido pela próxima geração de pesquisadores, mantendo em vigor há mais de dois séculos.
Física
Em seus discursos e manifestações de matemática em torno de duas novas ciências (1638), Galileo tinha conseguido descrever o movimento de queda dos corpos e a trajetória de projéteis usando métodos matemáticos. Invalidando a mera especulação aristotélica sobre o movimento, Galileu tinha encontrado numa base científica moderna cinematográfica, ou seja, a parte da mecânica que estuda o movimento dos corpos independentemente das forças que produzem-lo.Isaac Newton
As leis do movimento
O primeiro é a lei da inércia: um corpo está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme de indefinidamente se nenhuma força não age sobre ele. A segunda é conhecida como a lei fundamental da dinâmica: a aceleração que produz uma força sobre um corpo é diretamente proporcional à magnitude da força e inversamente proporcional à sua massa; a expressão F = m·a é a formulação matemática da presente lei. Finalmente, a lei da ação e reação estabelece que se um corpo exerce uma força sobre outro (ação), outro é exatamente a mesma força, mas na direção oposta, no primeiro dia (reação).Leis de Newton expressam a relação entre movimentos e forças. Uma maneira de definir o conceito de força é como empurrar ou atração; empurrar um pedaço de madeira sobre uma superfície de mesa, há uma força na peça de trabalho; No entanto, a formulação de Newton tem a vantagem de oferecer uma definição mais precisa do conceito de força. A primeira lei da inércia diz que um móvel tende a continuar a uma velocidade constante enquanto qualquer externo força atuando sobre ele.
Assim, uma seta se moverá na direção do tiroteio com a sua velocidade original enquanto nenhuma força externa atuando sobre ele. Na superfície da terra, no entanto, existem duas forças atuando na seta: a fricção do ar e gravidade. Portanto, para mover, a seta vai mais devagar; o atrito com as moléculas do ar que passa vai fazer você perder velocidade. Além disso, por causa das forças gravitacionais, o caminho seguido pela seta vai inclinando em direção a terra. Se o tiro tivesse feito em um vácuo quase perfeito do espaço sideral, a seta seguiria movendo-se sempre na mesma direção e a velocidade igual. Sem a presença de ar e fora do alcance da atração gravitacional terrestre, o movimento da seta que não tiveram variação.
A lei da inércia, também se aplica aos corpos em repouso. Um corpo em repouso é nada mais do que um objeto cuja velocidade é zero; esse objeto continuará em repouso enquanto nenhuma força agindo sobre ele. O primeiro ato é chamado lei de inércia, porque ele não descreve apenas a propriedade dos corpos, conhecido como inércia. O termo inércia significa simplesmente que os corpos tendem a permanecer no estado de movimento, seja o que for, enquanto não externo força agindo sobre eles: se eles se moverem, eles continuam a fazê-lo da mesma forma e se eles estão em repouso, permanecerá em repouso.
Página da primeira edição do Principia
Terceira lei de Newton ou ação e reação princípio que afirma para cada ação há uma reação que é igual e oposta; Quando um corpo exerce uma força sobre outro, o segundo exerce uma força de igual força e direção, mas de sentido oposto, sobre o primeiro. Um caminhão arrastando um reboque com uma força da mesma intensidade com que o reboque puxa para trás sem o caminhão, o pé de reboque não adianta, mas sem o reboque, o caminhão acelera mais.
A operação de um foguete ilustra de maneira simples o significado deste ato. Um foguete simplesmente consiste em um cilindro, aberto numa extremidade e fechado na outra, que dentro do qual queima um combustível; os gases quentes, formado como resultado da combustão, escapem de extremidade aberta. A saída de gases em uma direção pode ser considerada a ação; a terceira lei estabelece que esta acção tem de ser combatido por uma reação, de igual magnitude e direcção oposta. A reação é responsável pelo movimento do foguete na direção oposta à direção dos gases de escape; ou seja, enquanto o foguete de fuga de gases dirigido para trás (ação), o foguete se move para a frente (reação).
Lei da gravitação universal
Com base na segunda lei ou princípio fundamental da dinâmica (e sentindo que os cálculos dinâmicos simplificaria se isso significasse como equivalente a toda a massa concentrada no centro geométrico dos corpos, equivalência que mostrou) e das leis do astrônomo alemão Johannes Kepler sobre as órbitas dos planetas, Newton deduziu a lei da gravitação universal cuja declaração diz que quaisquer dois corpos se atraem com uma força que é diretamente proporcional a suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância separando-os.Portanto, a gravidade, é uma atração mútua ou um meio de duas vias entre dois corpos. Uma pedra cai no chão porque a gravidade da terra atrai-lo para baixo (a massa da terra é muito maior do que a massa da pedra). Pedra também exerce uma atração sobre a terra, mas tão pequeno que não tem nenhum efeito. No entanto, quando dois corpos são mais como tamanhos, esta atração dupla é mais perceptível.
Isaac Newton (retrato de Godfrey Kneller, 1702)
Leis de Newton permitem descrever e prever com precisão os movimentos orbitais de qualquer corpo celeste, um planeta, um cometa, um asteróide, um satélite artificial ou uma nave espacial. No entanto, a solução fornecida pelo Newton funciona idealmente quando há apenas dois corpos envolvidos (como a terra e a lua). A situação torna-se extremamente complexa quando existem três ou mais forças distintos atuando juntos ao mesmo tempo e todas as estrelas mover ao mesmo tempo. Nesse caso, cada astro está sujeito a pequenas alterações que são referidas como distúrbios.
Com a lei da gravitação universal, Newton mostrou que todos os corpos, perto ou distantes, estão sujeitos às mesmas leis, e que essas leis podem ser mostrados em termos matemáticos com uma única teoria que permite explicar e predizer a ambos os movimentos na superfície de nosso planeta como as órbitas das estrelas; a grandeza de sua genialidade reside precisamente nessa conquista admirável: unificação da física terrestre e mecânica celeste.
Na física newtoniana, é preciso salientar um aspecto que ocupou uma parte importante das suas discussões com Leibniz também: espaço e tempo são definidos como entidades absolutas, sem relação com qualquer objeto externo. Dinâmica de Newton define um sistema de referência único para descanso e movimento que não está relacionado a qualquer órgão, e o tempo não é definido por qualquer processo físico. Essa concepção prevaleceu em pensamento, até que, no início do século XX, Einstein formulou a teoria da relatividade científico moderno.
Óptica e observação astronômica
Sobre a óptica, Newton tentado primeiro reduzir a aberração cromática das lentes para telescópios, tentativa que falhou, mas que, no entanto, lhe permitiu descobrir que a luz branca era uma mistura de cores puras, que ele chamou do espectro. Ele explicou que eles apareceram desde que cada um deles foi caracterizado por um índice de refração diferente com o vidro. Ele também descobriu os anéis de Newton, figuras de interferência que aparecem quando colocados em contato com o vidro liso e o outro convexo.Todos esses fenômenos e uma natureza de onda como o fenômeno de difração, foram explicadas com mais ou menos sucesso em uma teoria corpuscular, segundo a qual as partículas de luz viajam em raios em linhas retas, determinados por forças que atuam à distância e para encontrar uma sólido causa um tipo de vibração interna.
Também a observação astronômica deve muito ao Newton, Considerando que a aberração cromática das lentes não pôde ser removida, ele teve a idéia de substituir o propósito de telescópios com um espelho. Então ele construiu o telescópio de reflexão, um dos mais importantes instrumentos astronômicos. Obras de óptica, publicadas sob o título de óptica em 1704, gostado mais de trinta anos de autoridade incontestável, mesmo apesar dos erros contidos (por exemplo, o relativo a alegada impossibilidade de corrigir as aberrações cromáticas de lentes).
Outras contribuições
Em matemática, Newton e Leibniz criaram, independente e simultaneamente, o cálculo infinitesimal. Neste campo, merecem ser mencionados os trabalhos Arithmethica Universalis (1707) e Tractatus de Belém curvarum, em que o gênio inglês explicou as regras do método dos fluxions, que faz a sua aparição o conceito de infinitesimal, da qual são derivadas do cálculo diferencial e integral. A notação de Newton era consideravelmente mais complicado que Leibniz, que é o que finalmente imposta.Em hidrodinâmica, desenvolveu uma teoria do fluxo, e descoberto transversal mínimo de uma corrente que flui através de um buraco em uma seção de tanque é atingido por fora. Aqueles cuja viscosidade é independente do gradiente de velocidade é conhecido em sua honra como fluidos newtonianos .
Mais desconhecido é sua paixão para a alquimia, que passou quase trinta anos de sua vida, e cujo trabalho permaneceu escondido por muito tempo. Newton, que sabia a diferença entre alquimia e química, consideradas estas obras "esotéricas" segredos e escondeu-os aos seus pares, bem como que seus Arian, uma vez que existem conhecido pensamento tinha lhe custou sua cadeira na Universidade de Cambridge. Após sua morte, o Earl de Portsmouth, herdeiro de seus escritos, recusou-se igualmente a sua publicação.
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