Isaac Newton
Isaac Newton
(Woolsthorpe, Lincolnshire; 25 de
diciembre de 1642jul.
/ 4 de enero de 1643greg.
-
Kensington, Londres; 20 de marzo
jul.
/ 31 de
marzo de 1727greg.
) fue un físico, teólogo, inventor,
alquimista y matemático inglés. Es autor de los
Philosophiæ naturalis principia mathematica, más
conocidos como los Principia, donde describe la ley
de la gravitación universal y estableció las bases de
la mecánica clásica mediante las leyes que llevan su
nombre. Entre sus otros descubrimientos científicos
destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la
óptica (que se presentan principalmente en su obra
Opticks), y en matemáticas, el desarrollo del cálculo
infinitesimal.
Newton comparte con Gottfried Leibniz el crédito
por el desarrollo del cálculo integral y diferencial,
que utilizó para formular sus leyes de la física y
astronomía. También contribuyó en otras áreas de las
matemáticas, desarrollando el teorema del binomio y
las fórmulas de Newton-Cotes.
Entre sus hallazgos científicos se encuentran el
descubrimiento —considerado el inicio de la
espectroscopia— de que el espectro de color que se
observa cuando la luz blanca pasa por un prisma es
inherente a esa luz, en lugar de provenir del prisma
(como había sido postulado por Roger Bacon en el
siglo xiii); su argumentación sobre la posibilidad de
que la luz estuviera compuesta por partículas; su
desarrollo de una ley de convección térmica, que
describe la tasa de enfriamiento de los objetos
expuestos al aire; sus estudios sobre la velocidad del
sonido en el aire; y su propuesta de una teoría sobre
el origen de las estrellas. Fue también un pionero de
la mecánica de fluidos, estableciendo una ley sobre
la viscosidad. Newton fue el primero en demostrar
que las leyes naturales que gobiernan el movimiento
en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los
cuerpos celestes son las mismas. Es, a menudo,
calificado como el científico más grande de todos los
tiempos, y su obra como la culminación de la
revolución científica. El matemático y físico JosephLouis Lagrange (1736-1813) dijo que «Newton fue
el más grande genio que ha existido y también el
más afortunado, dado que solo se puede encontrar
una vez un sistema que rija el mundo»
BIOGRAFIA
Isaac Newton nació el 4 de enero de 1643 (aunque
en ese entonces el calendario usado era el juliano), y
correspondía al 25 de diciembre de 1642, día de la
Navidad.4 El parto fue prematuro aparentemente y
nació tan pequeño que nadie pensó que lograría vivir
mucho tiempo.5 Su vida corrió peligro por lo menos
durante una semana. Fue bautizado el 1 de enero de
1643, 12 de enero en el calendario gregoriano.6
La casa donde nació y vivió hasta su juventud se
ubica en el lado oeste del valle del río Witham, más
abajo de la meseta de Kesteven, en dirección a la
ciudad de Grantham. Es de piedra caliza gris, el
mismo material que se encuentra en la meseta. Tiene
forma de una letra T gruesa en cuyo trazo más largo
se encuentran la cocina y el vestíbulo, y la sala se
halla en la unión de los dos trazos.
7 Su entrada es
descentrada y se ubica entre el vestíbulo y la sala, y
se orienta hacia las escaleras que conducen a los dos
dormitorios del piso superior.
Sus padres fueron Isaac Newton y Hannah
Ayscough, dos campesinos puritanos.
8 No llegó a
conocer a su padre, pues había muerto en octubre de
1642. Cuando su madre volvió a casarse con
Barnabás Smith, este no tenía intención de cargar
con un niño ajeno de tres años, por lo que lo dejó a
cargo de su abuela, con quien vivió hasta la muerte
de su padrastro en 1653. Este fue posiblemente un hecho traumático para Isaac; constituía la pérdida de la
madre no habiendo conocido al padre. A su abuela nunca le dedicó un recuerdo cariñoso y hasta su muerte
pasó desapercibida. Lo mismo ocurrió con el abuelo, que pareció no existir hasta que se descubrió que
también estaba presente en la casa y correspondió al afecto de Newton de la misma forma: lo desheredó.9
Escribió una lista de sus pecados e incluyó uno en particular: «Amenazar a mi padre y a mi madre Smith
con quemarlos a ellos y a su casa». Lo hizo nueve años después del fallecimiento del padrastro, lo que
comprueba que la escena quedó grabada en el recuerdo de Newton. Las acciones del padrastro, que se negó
a llevarlo a vivir con él hasta que cumplió diez años, podrían motivar este odio.7
Cuando Barnabás Smith falleció, su madre regresó al hogar familiar acompañada por dos hijos de este
matrimonio, sus hermanastros, pero la unión familiar duró menos de dos años. Isaac fue enviado a estudiar
al colegio The King's School, en Grantham, a la edad de doce años. Lo que se sabe de esta etapa es que
estudió latín, algo de griego y lo básico de geometría y aritmética. Era el programa habitual de estudio de
una escuela primaria en ese entonces. Su maestro fue Sr. Stokes, que tenía buen prestigio como
educador.
10
Biografía
En 1659 compró un cuaderno, libro de bolsillo llamado entonces, en cuya primera página escribió en latín
«Martij 19, 1659» (19 de marzo de 1659). Representaba el período entre 1659 y 1660, que coincidía con el
período de su regreso a su ciudad natal, y la mayor parte de sus escritos están dedicados a «Utilissimum
prosodiae supplementum». Años después, en la colección Keynes del King's College se encuentra una
edición de Píndaro con la firma de Newton y fechada en 1659. En la colección Babson aparece una copia
de las Metamorfosis de Ovidio fechadas ese mismo año.10
Los estudios primarios fueron de gran utilidad para Newton; los trabajos sobre matemáticas estaban escritos
en latín, al igual que los escritos sobre filosofía natural, y posteriormente le permitieron entrar en contacto
con los científicos europeos. La aritmética básica difícilmente hubiese compensado un nivel deficiente de
latín.11 En esa época otra materia importante era el estudio de la Biblia y se leía en lenguas clásicas
apoyando el programa clásico de estudios y ampliando la fe protestante de Inglaterra. En el caso de Isaac, el
estudio de este tema, unido a la biblioteca que heredó de su padrastro, le pudo haber hecho iniciar un viaje a
la Teología.
11
En su estadía en Grantham se hospedó en la casa de Sr. Clark, en la calle High Street, junto a la George
Inn. Tenía que compartir el hogar junto a otros tres niños, Edward, Arthur y una niña, hijos del primer
esposo de la mujer de Sr. Clark. Por la infancia que tuvo, Isaac parecía no congeniar con otras personas de
su edad. El haber crecido en un ambiente de aislamiento con sus abuelos y la posible envidia que le causaba
a sus pares su superioridad intelectual le provocaban dificultades y lo llevaba a realizar travesuras varias que
después negaba haber hecho.11 Uno de sus amigos, William Stukeley, se dedicó a reunir información sobre
Newton en su estancia en Grantham y concluyó que los niños lo encontraban demasiado astuto y pensaban
que se aprovechaba de ellos debido a su rapidez mental, muy superior a la de ellos.
11
Además estas anécdotas demostraron que Newton aparentemente prefería la compañía femenina. Para su
amiga Catherine Storer, varios años más joven que él, construyó muebles de muñecas utilizando
herramientas con mucha habilidad. Además en el terreno de las suposiciones pudo haber un romance entre
los dos jóvenes cuando fueron mayores. Según los registros conocidos, pudo haber sido la primera y
posiblemente la única y última experiencia romántica con una mujer en su vida. Tiempo después la señorita
Storer se casó con un hombre apellidado Vincent y recordaba a Newton como un joven silencioso y
pensativo.12
Tuvo un incidente con un compañero que posiblemente fuese Arthur Storer. Este le dio una patada en el
estómago, supuestamente como represalia a alguna broma pesada de Newton. Este no pudo olvidar nunca
este hecho; en este tiempo no había podido afirmar su poder intelectual, a causa de la deficiente formación
escolar o porque nuevamente estaba solo y asustado. Estaba relegado al último banco. Según el relato de
Conduitt, ni bien finalizó la clase, Newton retó a una pelea al otro niño en el patio de la iglesia para
devolverle el golpe. El hijo del maestro se acercó a ellos y azuzó la pelea palmeándole la espalda a uno y
guiñándole el ojo al otro. Aunque Newton no era tan fuerte como su rival tenía mayor decisión y golpeó al
otro hasta que se rindió y declaró que no pelearía más. El hijo del maestro le pidió a Isaac que lo tratara
como a un cobarde y le restregara la nariz contra la pared. Entonces Isaac lo agarró de las orejas y golpeó su
cara contra uno de los lados de la iglesia.
13
Además de ganarle en la pelea, Newton se esmeró en derrotarlo académicamente y se convirtió en el primer
alumno de la escuela. Y además fue grabando su nombre en todos los bancos que ocupó. Aún se conserva
un alféizar de piedra con su nombre.
13
En las anécdotas de Stukeley ya se reconocía el genio de Newton y la gente recordaba sus raros inventos y
su gran capacidad para los trabajos mecánicos. Llenó su habitación de herramientas que adquiría con el
dinero que su madre le daba. Fabricó objetos de madera, muebles de muñecas y de forma especial
maquetas. Además logró reproducir un molino de viento construido en esa época al norte de Grantham. El
modelo replicado por Newton mejoró al original y funcionó cuando lo colocó sobre el tejado. Su modelo
estaba equipado con una noria impulsada por un ratón al que espoleaba. Newton llamaba al ratón el
molinero.14
Otras construcciones de Newton fueron un carro de cuatro ruedas impulsado por una manivela que él
accionaba desde su interior. Otra fue una linterna de papel plegado para llegar a la escuela en los oscuros
días invernales y que además la usaba atada a la cola de una cometa para asustar a los vecinos durante la
noche. Para poder realizar estas invenciones debía desatender sus tareas escolares, lo cual le valía retroceder
en los puestos, y cuando esto ocurría volvía a estudiar y recuperaba las posiciones perdidas.
14 Muchos de
los aparatos que fabricó los sacó del libro The Mysteries of Nature and Art, de John Bate, del cual tomó
nota en otro cuaderno, en Grantham, que adquirió por el precio de 2,5 peniques en 1659. Allí tomó notas de
ese libro sobre la técnica del dibujo, la captura de pájaros y la fabricación de tintas de diferentes colores,
entre otros temas. El molino de viento también está incluido en este libro.15
Estudiaba las propiedades de los cometas, calculaba las proporciones ideales y los puntos más adecuados
para ajustar las cuerdas. Además les regalaba linternas a sus compañeros y les comentaba sus estudios con
el aparente propósito de ganarse su amistad, pero no dio resultado. Con estos procedimientos demostró su
superioridad y los hizo sentir más alejados de él. El día de la muerte de Cromwell (3 de septiembre de 1658)
tuvo lugar su primer experimento. Ese día, una tormenta se desencadenó sobre Inglaterra, y saltando
primero a favor del viento y luego en contra, con la comparación de sus saltos con los de un día de calma
midió la «fuerza de la tormenta». Les dijo a los niños que la tormenta era un pie más fuerte que cualquiera
que hubiese conocido y les enseñó las marcas que medían sus pasos. Además, según esta versión, utilizó la
fuerza del viento para ganar un concurso de saltos, y la superioridad de su conocimiento lo hacía
sospechoso.15
Los relojes solares fueron otro pasatiempo en esta ciudad. En la iglesia de Colserworth existe uno que
construyó a los nueve años. Los relojes solares eran un reto individual mayor al del manejo de herramientas.
Llenó de relojes la casa de Clark, su habitación, otras habitaciones de la casa, el vestíbulo y cualquier otra
habitación donde entrara el sol. En las paredes clavó puntas para señalar las horas, las medias, e incluso los
cuartos, y ató a estas cuerdas con ruedas para medir las sombras en los días siguientes.
15
A los dieciocho años ingresó en la Universidad de Cambridge para continuar sus estudios. Newton nunca
asistió regularmente a sus clases, ya que su principal interés era la biblioteca. Se graduó en el Trinity
College como un estudiante mediocre debido a su formación principalmente autodidacta, leyendo algunos
de los libros más importantes de matemática y filosofía natural de la época. En 1663 Newton leyó la Clavis
mathematicae de William Oughtred, la Geometría de Descartes, la Astronomiae Pars Optica de Kepler, la
Opera mathematica de Viète, editadas por Frans van Schooten y en 1664, la Aritmética de John Wallis, que
le serviría como introducción a sus investigaciones sobre las series infinitas, el teorema del binomio y ciertas
cuadraturas.
7
En 1663 conoció a Isaac Barrow, quien le dio clases (habiendo sido designado el primer profesor
Lucasiano) de matemática.
16 En la misma época entró en contacto con los trabajos de Galileo, Fermat,
Huygens y otros, a partir, probablemente, de la edición de 1659 de la Geometría, de Descartes por Van
Schooten. Newton superó rápidamente a Barrow, quien solicitaba su ayuda frecuentemente en problemas
matemáticos.
En esta época la geometría y la óptica ya tenían un papel esencial en la vida de Newton. Además, en esos
días su fama comenzó a crecer, ya que había iniciado correspondencia con la Royal Society. Newton les
envió algunos de sus descubrimientos y un telescopio, que suscitó gran interés entre los miembros de la
Sociedad, aunque también las críticas de algunos, principalmente Robert Hooke. Ese fue el comienzo de
una de las muchas disputas que tuvo en su carrera científica. Se considera que Newton mostró agresividad
ante sus contrincantes, que fueron principalmente (pero no únicamente) Hooke, Leibniz y, en lo religioso, la
Réplica de un telescopio construido
por Newton
Iglesia católica. Como presidente de la Royal Society, fue descrito
como un dictador cruel, vengativo y buscapleitos. Sin embargo, lo
que hizo que iniciara de lleno sus estudios sobre la mecánica y la
gravedad, fue una carta de Hooke, en la que este comentaba sus
ideas intuitivas acerca de la gravedad. Newton resolvió el problema
con el que Hooke no había podido y sus resultados los escribió en
lo que muchos científicos creen que es el libro más importante de la
historia de la ciencia, Philosophiae naturalis principia
mathematica.
En 1693 sufrió una gran crisis psíquica, causante de largos periodos
en los que permaneció aislado, durante los que no comía ni dormía.
En esta época sufrió depresión y arranques de paranoia. Mantuvo
correspondencia con su amigo, el filósofo John Locke, en la que
además de contarle su mal estado, lo acusó en varias ocasiones de
cosas que nunca hizo. Algunos historiadores creen que la crisis fue causada por la ruptura de su relación
con su discípulo Nicolás Fatio de Duillier. Sin embargo, tras la publicación en 1979 de un estudio que
demostró una concentración de mercurio (altamente neurotóxico) quince veces mayor que la normal en el
cabello de Newton, la mayoría opina que en esta época Newton sufría envenenamiento por mercurio al
hacer sus experimentos alquímicos, lo que explicaría su enfermedad y los cambios en su conducta.
17
Después de escribir los Principia abandonó Cambridge y se mudó a Londres, donde ocupó diferentes
puestos públicos de prestigio, siendo nombrado Preboste del Rey, magistrado de Charterhouse y director de
la Casa de Moneda.
Entre sus intereses más profundos se encontraban la alquimia y la religión, temas en los que sus escritos
sobrepasan con mucho en volumen a sus escritos científicos. Entre sus opiniones religiosas defendía el
arrianismo y estaba convencido de que las Sagradas Escrituras habían sido violadas para sustentar la
doctrina trinitaria. Esto le causó graves problemas al formar parte del Trinity College en Cambridge y sus
ideas religiosas impidieron que pudiera ser director del College. Entre sus estudios alquímicos se
encontraban temas esotéricos como la transmutación de los elementos, la piedra filosofal y el elixir de la
vida.
Desde finales de 1664 trabajó intensamente en diferentes problemas matemáticos. Abordó entonces el
teorema del binomio, a partir de los trabajos de John Wallis, y desarrolló un método propio denominado
cálculo de fluxiones. Poco después regresó a la granja familiar a causa de una epidemia de peste bubónica.
Retirado con su familia entre 1665 y 1666, conoció un período muy intenso de descubrimientos, entre los
que destaca la ley del inverso del cuadrado de la distancia en la gravitación, su desarrollo de las bases de la
mecánica clásica, la formalización del método de fluxiones y la generalización del teorema del binomio,
poniendo además de manifiesto la naturaleza física de los colores. Sin embargo, guardó silencio durante
mucho tiempo sobre sus descubrimientos ante el temor a las críticas y al robo de sus ideas. En 1667 reanudó
sus estudios en la Universidad de Cambridge.
De 1667 a 1670 emprendió investigaciones sobre óptica y fue elegido fellow del Trinity College. En 1669,
su mentor, Isaac Barrow, renunció a su Cátedra Lucasiana de matemática, puesto en el que Newton le
sucedería hasta 1696. El mismo año envió a John Collins, por medio de Barrow, su Analysis per
Primeras contribuciones
Desarrollo del cálculo
Opticks
aequationes número terminorum infinitos. Para Newton, este manuscrito representa la introducción a un
potente método general, que desarrollaría más tarde: su cálculo diferencial e integral.
Newton había descubierto los principios de su cálculo diferencial e integral hacia 1665-1666 y, durante el
decenio siguiente, elaboró al menos tres enfoques diferentes de su nuevo análisis.
Newton y Leibniz protagonizaron una agria polémica sobre la autoría del desarrollo de esta rama de la
matemática. Los historiadores de la ciencia consideran que ambos desarrollaron el cálculo
independientemente, si bien la notación de Leibniz era mejor y la formulación de Newton se aplicaba mejor
a problemas prácticos. La polémica dividió aún más a los matemáticos británicos y continentales. Sin
embargo esta separación no fue tan profunda como para que Newton y Leibniz dejaran de intercambiar
resultados.
Newton abordó el desarrollo del cálculo a partir de la geometría analítica desarrollando un enfoque
geométrico y analítico de las derivadas matemáticas aplicadas sobre curvas definidas a través de ecuaciones.
Newton también buscaba cómo cuadrar distintas curvas, y la relación entre la cuadratura y la teoría de
tangentes. Después de los estudios de Roberval, Newton se percató de que el método de tangentes podía
utilizarse para obtener las velocidades instantáneas de una trayectoria conocida. En sus primeras
investigaciones Newton lidia únicamente con problemas geométricos, como encontrar tangentes, curvaturas
y áreas utilizando como base matemática la geometría analítica de Descartes. No obstante, con el afán de
separar su teoría de la de Descartes, comenzó a trabajar únicamente con las ecuaciones y sus variables sin
necesidad de recurrir al sistema cartesiano.
Después de 1666 Newton abandonó sus trabajos matemáticos, y se sintió cada vez más interesado por el
estudio de la naturaleza y la creación de sus Principia.
Entre 1670 y 1672 trabajó intensamente en problemas relacionados
con la óptica y la naturaleza de la luz. Newton demostró que la luz
blanca estaba formada por una banda de colores (rojo, anaranjado,
amarillo, verde, cian, azul y violeta) que podían separarse por
medio de un prisma. Como consecuencia de estos trabajos concluyó
que cualquier telescopio refractor sufriría de un tipo de aberración
conocida en la actualidad como aberración cromática, que consiste
en la dispersión de la luz en diferentes colores al atravesar una lente.
Para evitar este problema inventó un telescopio reflector (conocido
como telescopio newtoniano).
Sus experimentos sobre la naturaleza de la luz le llevaron a formular
su teoría general sobre la misma, que, según él, está formada por
corpúsculos y se propaga en línea recta y no por medio de ondas. El
libro en que expuso esta teoría fue severamente criticado por la
mayor parte de sus contemporáneos, entre ellos Hooke (1635-1703)
y Huygens, quienes sostenían ideas diferentes defendiendo una
naturaleza ondulatoria. Estas críticas provocaron su recelo por las
publicaciones, por lo que se retiró a la soledad de su estudio en
Cambridge.
En 1704, Newton escribió su obra más importante sobre óptica,
Opticks, en la que exponía sus teorías anteriores y la naturaleza
corpuscular de la luz, así como un estudio detallado sobre
Trabajos sobre la luz
Los Principia de Newton
fenómenos como la refracción, la reflexión y la dispersión de la luz.
Aunque sus ideas acerca de la naturaleza corpuscular de la luz pronto fueron desacreditadas en favor de la
teoría ondulatoria, los científicos posteriores llegaron a la conclusión, gracias a los trabajos de Max Planck y
Albert Einstein, de que la luz tiene una naturaleza dual: es onda y corpúsculo al mismo tiempo. Esta es la
base en la cual se apoya toda la mecánica cuántica.
Bernard Cohen afirma que «El momento culminante de la
Revolución científica fue el descubrimiento realizado por Isaac
Newton de la ley de la gravitación universal». Con una simple ley,
Newton dio a entender los fenómenos físicos más importantes del
universo observable, explicando las tres leyes de Kepler. La ley de
la gravitación universal descubierta por Newton se escribe:
,
donde es la fuerza, es una constante que determina la
intensidad de la fuerza y que sería medida años más tarde por Henry Cavendish en su célebre experimento
de la balanza de torsión, y son las masas de dos cuerpos que se atraen entre sí y es la distancia
entre ambos cuerpos, siendo el vector unitario que indica la dirección del movimiento (si bien existe cierta
polémica acerca de que Cavendish hubiera medido realmente , pues algunos estudiosos afirman que
simplemente midió la masa terrestre).
La ley de gravitación universal nació en 1685 como culminación de una serie de estudios y trabajos
iniciados mucho antes. En 1551, el español Domingo de Soto fue el primero en establecer que un cuerpo en
caída libre sufre una aceleración constante.
18 La primera referencia escrita que tenemos de la idea de la
atracción universal es de 1666, en el libro Micrographia, de Robert Hooke.
19 En 1679 Robert Hooke
introdujo a Newton en el problema de analizar una trayectoria curva. Cuando Hooke se convirtió en
secretario de la Royal Society quiso entablar una correspondencia filosófica con Newton. En su primera
carta planteó dos cuestiones que interesarían profundamente a Newton. Hasta entonces científicos y
filósofos como Descartes y Huygens analizaban el movimiento curvilíneo con la fuerza centrífuga. Hooke,
sin embargo, proponía «componer los movimientos celestes de los planetas a partir de un movimiento
rectilíneo a lo largo de la tangente y un movimiento atractivo, hacia el cuerpo central». Sugiere que la fuerza
centrípeta hacia el Sol varía en razón inversa al cuadrado de las distancias. Newton contesta que él nunca
había oído hablar de esta hipótesis.
En otra carta de Hooke, escribe: «Nos queda ahora por conocer las propiedades de una línea curva…
tomándole a todas las distancias en proporción cuadrática inversa». En otras palabras, Hooke deseaba saber
cuál es la curva resultante de un objeto al que se le imprime una fuerza inversa al cuadrado de la distancia.
Hooke termina esa carta diciendo: «No dudo que usted, con su excelente método, encontrará fácilmente
cuál ha de ser esta curva».
En 1684 Newton informó a su amigo Edmund Halley de que había resuelto el problema de la fuerza
inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Newton redactó estos cálculos en el tratado De Motu
y los desarrolló ampliamente en el libro Philosophiae naturalis principia mathematica. Aunque muchos
astrónomos no utilizaban las leyes de Kepler, Newton intuyó su gran importancia y las engrandeció
demostrándolas a partir de su ley de la gravitación universal.
Ley de la gravitación universal
Sin embargo, la gravitación universal es mucho más que una fuerza dirigida hacia el Sol. Es también un
efecto de los planetas sobre el Sol y sobre todos los objetos del Universo. Newton intuyó fácilmente a partir
de su tercera ley de la dinámica que si un objeto atrae a un segundo objeto, este segundo también atrae al
primero con la misma fuerza. Newton se percató de que el movimiento de los cuerpos celestes no podía ser
regular. Afirmó: «los planetas ni se mueven exactamente en elipses, ni giran dos veces según la misma
órbita». Para Newton, ferviente religioso, la estabilidad de las órbitas de los planetas implicaba reajustes
continuos sobre sus trayectorias impuestas por el poder divino.
Otro de los temas tratados en los Principia fueron las tres leyes de la dinámica o leyes de Newton, en las
que explicaba el movimiento de los cuerpos así como sus efectos y causas. Estas son:
La primera ley de Newton o ley de la inercia
Todo cuerpo permanecerá en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser
que sea obligado por fuerzas externas a cambiar su estado.
En esta ley, Newton afirma que un cuerpo sobre el que no actúan fuerzas externas (o las que actúan se
anulan entre sí) permanecerá en reposo o moviéndose a velocidad constante.
Esta idea, que ya había sido enunciada por Descartes y Galileo, suponía romper con la física aristotélica,
según la cual un cuerpo solo se mantenía en movimiento mientras actuara una fuerza sobre él.
La segunda ley de Newton o ley de la interacción y la fuerza
El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz externa y ocurre según la línea
recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
Esta ley explica las condiciones necesarias para modificar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo.
Según Newton estas modificaciones solo tienen lugar si se produce una interacción entre dos cuerpos,
entrando o no en contacto (por ejemplo, la gravedad actúa sin que haya contacto físico). Según la segunda
ley, las interacciones producen variaciones en el momento lineal, a razón de
siendo la fuerza, el diferencial del momento lineal, el diferencial del tiempo.
La segunda ley puede resumirse en la fórmula
donde es la fuerza (medida en newtons) que hay que aplicar sobre un cuerpo de masa para provocar
una aceleración .
La tercera ley de Newton o ley de acción-reacción
Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria; las acciones mutuas de dos
cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos.
Las leyes de la dinámica
Manuscrito alquímico de Isaac
Newton, página 1, de la biblioteca del
Science History Institute
Esta ley se refleja constantemente en la naturaleza: se tiene una sensación de dolor al golpear una mesa,
puesto que la mesa ejerce una fuerza sobre ti con la misma intensidad; el impulso que consigue un nadador
al ejercer una fuerza sobre el borde de la piscina, siendo la fuerza que le impulsa la reacción del borde a la
fuerza que él está ejerciendo.
En 1687 defendió los derechos de la Universidad de Cambridge contra el impopular rey Jacobo II, que
intentó transformar la universidad en una institución católica. Como resultado de la eficacia que demostró
en esa ocasión fue elegido miembro del Parlamento en 1689, cuando el rey fue destronado y obligado a
exiliarse. Mantuvo su escaño durante varios años sin mostrarse muy activo durante los debates. Durante este
tiempo prosiguió sus trabajos de química. Se dedicó también al estudio de la hidrostática y de la
hidrodinámica, además de construir telescopios.
Después de haber sido profesor durante cerca de treinta años, Newton abandonó su puesto para aceptar la
responsabilidad de Director de la Moneda en 1696. Durante este periodo fue un incansable perseguidor de
falsificadores, a los que enviaba a la horca, y propuso por primera vez el uso del oro como patrón
monetario. Durante los últimos treinta años de su vida, abandonó prácticamente toda actividad científica y
se consagró progresivamente a los estudios religiosos. Fue elegido presidente de la Royal Society en 1703 y
reelegido cada año hasta su muerte. En 1705 fue nombrado caballero por la reina Ana, como recompensa a
los servicios prestados a Inglaterra. Aún perteneciendo al Gobierno y siendo por ello un hombre rico, hacia
1721 acabó perdiendo 20 000 libras debido a la burbuja de los mares del Sur, ante lo que diría que «puedo
predecir el movimiento de los cuerpos celestes, pero no la locura de las gentes».
Escribió más de un millón de palabras sobre este tema, algo que
tardó en saberse ya que la alquimia era ilegal en aquella época.
Como alquimista, Newton firmó sus trabajos como Jeova Sanctus
Unus, que se interpreta como un lema anti-trinitario: Jehová único
santo, y es además un anagrama del nombre latinizado de Isaac
Newton, Isaacus Neuutonus - Ieova Sanctus Unus. En el jardín tras
su habitación construyó un cobertizo a modo de laboratorio, donde
de continuo el fuego estaba encendido, y allí hacía experiencias en
ese terreno.
El primer contacto que tuvo con la alquimia fue a través de Isaac
Barrow y Henry More, intelectuales de Cambridge. En 1669
redactó dos trabajos sobre la alquimia, Theatrum Chemicum y The
Vegetation of Metals. En este mismo año fue nombrado profesor
Lucasiano de Cambridge.
En 1680 empezó su más extenso escrito alquímico, Index Chemicus
(100 pp.), el cual sobresale por su gran organización y
sistematización, que concluyó a finales de siglo.20 Además, en
1692 escribió dos ensayos, de los que sobresale De Natura
Acidorum, en donde discutía la acción química de los ácidos por
medio de la fuerza atractiva de sus moléculas. Es interesante ver
cómo relaciona la alquimia con el lenguaje físico de las fuerzas.
Actuación pública
Alquimia
Durante la siguiente década prosiguió sus estudios alquímicos escribiendo obras como Ripley Expounded,
Tabula Smaragdina y el más importante Praxis, que es un conjunto de notas sobre Triomphe Hermétique,
de Didier, libro francés cuya única traducción es del mismo Newton.21
Cabe mencionar que desde joven Newton desconfiaba de la medicina oficial y usaba sus conocimientos
para automedicarse. Muchos historiadores consideran su uso de remedios alquímicos como la fuente de
numerosos envenenamientos que le produjeron crisis nerviosas durante gran parte de su vida.
[cita requerida]
Vivió, sin embargo, 84 años.
Newton fue profundamente religioso toda su vida. Hijo de padres puritanos, dedicó más tiempo al estudio
de la Biblia que al de la ciencia.
[cita requerida] Un análisis de todo lo que escribió Newton revela que, de
unas 3 600 000 palabras, solo 1 000 000 se dedicaron a las ciencias, mientras que 1 400 000 tuvieron que
ver con teología.
22 Se conoce una lista de cincuenta y ocho pecados que escribió a los 19 años, en la cual
se puede leer: «Amenazar a mi padre y madre Smith con quemarlos y a la casa con ellos».
Newton era arrianista
23 y creía en un único dios, Dios Padre. En cuanto a los trinitarios, creía que habían
cometido un fraude a las Sagradas Escrituras y acusó a la Iglesia católica de ser la bestia del Apocalipsis.
Por estos motivos se entiende por qué eligió firmar sus más secretos manuscritos alquímicos como Jehová
Sanctus Unus. Relacionó sus estudios teológicos con los alquímicos y creía que Moisés había sido un
alquimista. Su ideología antitrinitaria le causó problemas, ya que estudiaba en el Trinity College, en donde
estaba obligado a sostener la doctrina de la Santa Trinidad. Newton viajó a Londres para pedirle al rey
Carlos II que lo dispensara de tomar las órdenes sagradas y su solicitud le fue concedida.
Cuando regresó a Cambridge, inició su correspondencia con el filósofo John Locke. Newton tuvo la
confianza de confesarle sus opiniones acerca de la Trinidad y Locke le incitó a que continuara con sus
manuscritos teológicos. Entre sus obras teológicas, algunas de las más conocidas son An Historical Account
of Two Notable Corruption of Scriptures, Chronology of Ancient Kingdoms Atended y Observations upon
the Prophecies. Newton realizó varios cálculos sobre el día del Juicio Final, llegando a la conclusión de que
este no sería antes de 2060.[cita requerida]
Newton publicó sus Principios matemáticos de la filosofía natural en 1687. Editados 22 años después de la
Micrographia de Robert Hooke, describían las leyes del movimiento, entre ellas la ley de la gravedad; pero
lo cierto es que, como indica Allan Chapman, Hooke «había formulado antes que Newton muchos de los
fundamentos de la teoría de la gravitación». La labor de Hooke también estimuló las investigaciones de
Newton sobre la naturaleza de la luz.
Por desgracia, las disputas en materia de óptica y gravitación agriaron las relaciones entre ambos científicos.
Newton llegó al extremo de eliminar de sus Principios matemáticos toda referencia a Hooke. Un
especialista asegura que también intentó borrar de los registros las contribuciones que Hooke había hecho a
la ciencia. Además, los instrumentos de Hooke —muchos elaborados artesanalmente—, buena parte de sus
ensayos y el único retrato auténtico suyo se esfumaron una vez que Newton fue elegido presidente de la
Royal Society en 1703.
Teología
Relación con otros científicos contemporáneos
Últimos años
Estatua de Newton en el Trinity
College
Los últimos años de su vida se vieron ensombrecidos por la
desgraciada controversia, de envergadura internacional, con Leibniz
a propósito de la prioridad de la invención del nuevo análisis.
Acusaciones mutuas de plagio, secretos disimulados en
criptogramas, cartas anónimas, tratados inéditos, afirmaciones a
menudo subjetivas de amigos y partidarios de los dos gigantes
enfrentados, celos manifiestos y esfuerzos desplegados por los
conciliadores para aproximar a los clanes adversos, solo terminaron
con la muerte de Leibniz en 1716.
Newton fue respetado durante toda su vida como ningún otro
científico, y prueba de ello fueron los diversos cargos con que se le
honró: en 1689 fue elegido miembro del Parlamento, en 1696 se le
encargó la custodia de la Casa de la Moneda, en 1703 se le nombró
presidente de la Royal Society y finalmente en 1705 recibió el título
de sir de manos de la reina Ana.
Padeció durante su vejez diversos problemas renales, incluyendo
atroces cólicos nefríticos, sufriendo uno de los cuales murió —tras
muchas horas de delirio— la noche del 31 de marzo de 1727
(calendario gregoriano). Sus restos fueron ubicados en la abadía de
Westminster junto a otros hombres de Inglaterra.
24
No sé cómo puedo ser visto por el mundo, pero en mi opinión, me he comportado como un
niño que juega al borde del mar, y que se divierte buscando de cuando en cuando una piedra
más pulida y una concha más bonita de lo normal, mientras que el gran océano de la verdad se
exponía ante mí completamente desconocido.
La gran obra de Newton culminaba la revolución científica iniciada por Nicolás Copérnico (1473-1543) e
inauguraba un período de confianza sin límites en la razón, extensivo a todos los campos del conocimiento.
De analysi per aequationes numero terminorum infinitas (1669, publicado en 1711)
Method of Fluxions (1671, publicado en 1736)
Of Natures Obvious Laws & Processes in Vegetation (c. 1671-75, no publicado)
25
De motu corporum in gyrum (1684)
Philosophiae naturalis principia mathematica (1687) (The Principia: Mathematical Principles
of Natural Philosophy. University of California Press, (1999). 974 pp.)
Opticks (1704)
Reports as Master of the Mint (http://www.pierre-marteau.com/editions/1701-25-mint-reports.html) (1701-25)
Arithmetica universalis (1707)
Póstumos.
The System of the World, Optical Lectures, The Chronology of Ancient Kingdoms, and De
mundi systemate 1728 (trad. El sistema de la Tierra, lecturas ópticas, la cronología de los
viejos reinos, y el sistema mundial).
Observations on Daniel and The Apocalypse of St. John ISBN 0-942487-02-8 1733 (trad.
Observaciones sobre las profecías de Daniel y el Apocalipsis de San Juan).
An Historical Account of Two Notable Corruptions of Scripture 1754 (trad. Un relato histórico
de dos corrupciones notables de las Escrituras).
Además de las distintas fórmulas y principios físicos y matemáticos que llevan su nombre, se tiene que:
El cráter lunar Newton lleva este nombre en su memoria.
26
El cráter marciano Newton también lleva este nombre en su memoria.
27
El asteroide (8000) Isaac Newton conmemora su nombre.
28
La montaña más alta de Svalbard (Noruega), Newtontoppen, lleva también su nombre.
Anexo:Astrónomos y astrofísicos notables
Lista de fabricantes de instrumentos astronómicos
La garra del león
A hombros de gigantes
Leyes de Newton
Disco de Newton
Geoide
Cometa Halley
Edmund Halley
Determinación de Rømer de la velocidad de la luz
1. «Isaac Barrow» (https://web.archive.org/we
b/20160310074058/http://www.oxforddnb.c
om/index/1/101001541/). Oxford Dictionary
of National Biography (en inglés).
Archivado desde el original (http://www.oxf
orddnb.com/index/1/101001541/) el 10 de
marzo de 2016. Consultado el 9 de marzo
de 2016.
2. Gillespie, Charles, ed. (1971). «Newton,la
bonita» (http://www.chlt.org/sandbox/lhl/ds
b/page.50.a.php). Dictionary of Scientific
Biography.
3. Gjertsen, 1986
4. Westfall, pág. 25.
5. Ackroyd, Peter (2012). «1». En Fondo de
cultura económica, ed. Newton, Una
biografía breve. p. 9.
6. Westfall, pág. 30.
7. Westfall, pág. 35.
8. Ackroyd, Peter (2012). «1». En Fondo de
cultura económica. Newton, Una biografía
breve. p. 12.
9. Westfall, pág. 34.
10. Westfall, pág. 36.
11. Westfall, pág. 37.
12. Westfall, pág. 58.
13. Westfall, pág. 38.
14. Westfall, pág. 39.
15. Westfall, pág. 40.
16. Stokes, Mitch (2010). Isaac Newton (en
inglés). Thomas Nelson Inc. p. 35.
Eponimia
Véase también
Referencias
ISBN 9781418555290
LIBROS
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