revista digital. Adriángelo Bastardo

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Isaac Newton Físico y teólogo

Que Isaac Newton fue un gran científico no lo niega nadie y, según algunas opiniones como la de su tocayo Asimov, “fue el talento científico más grande que jamás haya visto el mundo”.

Sin embargo, con respecto a sus cualidades humanas los pareceres, aun siendo bastante concordantes, no siguen esa misma línea laudatoria. Así Whiston, su sucesor enla cátedra Lucasiana, decía de él:“Uno de los temperamentos más temerosos, cautelosos y suspicaces que he conocido nunca”. Más demoledor todavía es el siguiente comentario de Aldous Huxley: “Si desarrolláramos una raza de Isaac Newton, esto no sería progreso. Pues el precio que tuvo que pagar Newton por ser un intelecto supremo fue que era incapaz de amistad, amor, paternidad y muchas otras cosas deseables. Como hombre fue un fracaso; como monstruo fue soberbio”

Noobstante, y a pesar de losinnumerables honores que Newton alcanzó en vida, parece ser que el envanecimiento no fue uno de sus defectos. Por ejemplo, las siguientes palabras dichas en su ancianidad, son clara muestra de su humildad... y de su capacidad intelectual (¡Hay que saber mucho para saber que no se sabe nada!) : “No sé lo que pueda parecer al mundo pero, para mí mismo, sólo he sido como un niño jugando a la orilla del mar, divirtiéndome al encontrar una

concha más hermosa que de costumbre, mientras que el gran océano de la verdad permanece sin descubrir ante mí”

Pero si bien fundó las bases de la Ciencia moderna, no hay que olvidar que Newton también estudió, y con mucha más fruición que las Matemáticas o la Física, temas tan esotéricos como la astrología o la alquimia.

NIÑEZ

Sus progenitores, Isaac Newton y Hannah Ayscough, se habían casado en abril de 1642 y tenían una granja en Woolsthorpe, un pueblecito cercano a Grantham, en Lincolnshire. Por desgracia, el marido falleció en octubre y el hijo que había engendrado, también llamado Isaac, nació huérfano el 6 de enero de 1643 aunque, como en Inglaterra todavía no se manejaba el nuevo calendario gregoriano, en muchos textos se indica que nació el día de Navidad de 1642, que no negaré resulta una fecha mucho más impactante. Además, parece ser que fue prematuro y consiguió sobrevivir a duras penas

Casa natal de Newton en Woolsthorpe, en la actualidad.

En 1646 su madre se casó con el reverendo Barnabas Smith y marchó a vivir con su nuevo marido a la rectoría de North Witham, un pueblo cercano, dejando a Isaac a cargo de su abuela materna Margery Ayscough (de su abuelo James nunca habló)

Su infancia no fue precisamente muy feliz, y seguramente eso explica muchos aspectos de la personalidad futura de Newton. Su abuela lo trató como si estu viera en un orfanato y su madre se despreocupó deél, pendientedesu nuevomatrimonio, donde tuvo más descendencia: Mary, Hannah y Benjamin.

Su padrastro Barnabas Smith falleció en agosto de 1653 (había nacido en 1582) y su madre regresó a Woolsthorpe con sus dos hijas y su otro hijo. Entre otras cosas llevó consigo la biblioteca de Smith, que constaba de más de doscientos libros de teología de la época. Muy posiblemente Newton buscó refugio en ellos y quizás ése sea el motivo por el cual invirtió posteriormente gran parte de su vida en investigaciones teológicas.

La vida de Isaac Newton puede dividirse en tres periodos. El primero es su niñez, desde 1643 hasta que consiguió una cátedra en 1669. El segundo periodo desde 1669 a 1687 fue el periodo de su producción científica como Lucasian professor en Cambridge. El tercer periodo, caso tan largo como los otros dos, Newton es un funcionario bien pagado del gobierno en Londres con poco interés por la investigación matemática.

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.

Después de una larga y atroz enfermedad, Newton murió durantela nochedel 20 demarzo de 1727, y fue enterrado en la abadía de Westminster en medio de los grandes hombres de Inglaterra.

Quien días más tarde fue enterrado en la abadía de Westminster en un funeral donde se dio cita prácticamente toda la intelectualidad de Gran Bretaña y buena parte de su aristocracia. Se rendía homenaje a un hombre de ciencia, a un matemático, a un filósofo natural y al primer científico nombrado caballero por la reina en la historia de aquel país. A su muerte ocupaba la presidencia de la Royal Society, era miembro de la Comisión de Longitud y su influencia fluía por todos los canales de la cultura británica. A un asistente al funeral procedente de FranciaydesobrenombreVoltairelesorprendió que la sociedad británica honrara la figura de un sabio.

Isaac Newton murió octogenario y con la fama de poseer una mente con una capacidad extraordinaria para dominar las ciencias más difíciles: las matemáticas y el cálculo, la mecánica de los cuerpos celestes y el comportamiento de la luz. De hecho, sus contemporáneos lo admiraron tanto que no pudieron contener sus exageraciones.

En el mausoleo de Newton situado en la abadía de Westminster se asegura que estaba dotado de «una fuerza mental casi divina», pero todavía más rotundo era el epitafio que propuso el poeta Alexander Pope: «La Naturaleza y sus leyes permanecían ocultas en la noche; Dios dijo: “Hágase Newton” y todo fue luz". Su influenciaposterior aumentó su famagigantesca hasta convertirlo en el modelo de científico por excelencia.

FORMACIÓN ACADÉMICA

Esta primera estancia de Isaac en Grantham no duró mucho, ya que su madre consideró que el hijo mayor debía encargarse de llevar la hacienda familiar y lo reclamó con esta finalidad; sin embargo, con el tiempo se vio que el joven Newton no estaba capacitado para esa tarea... o no le interesaba.

En vistade que noparecía mostrar mucha habilidad para llevar la hacienda familiar, su tío William Ayscoughconvenció a su madre para que Isaac regresase a la Free Grammar School de Grantham y completase su formación escolar. Durante nueve meses, entre 1659 y 1660, se alojó en casa del director de la escuela, Stokes, que al apreciar las cualidades intelectuales de Newton persuadió a la madre de éste para que le permitiese ir a la universidad. Finalmente, el 5 de junio de 1661 ingresó en el Trinity College de Cambridge.

Trinity College según una ilustración de Loggan, de 1690.

A pesar de que la economía familiar era próspera, Newton entró en el Trinity College como becario, lo que conllevaba ser una especie de criado de los estudiantesricos:limpiarsushabitaciones,recogerleña,etc. Una humillación más para Isaac, que además era de mayor edad que la mayoría de los estudiantes a quienes servía.

Suinstrucción en Cambridgeconsistíabásicamente en el estudio de la filosofía clásica, Platón y Aristóteles, aunque sin olvidar las recientes aportaciones de Descartes, Hobbes, Boyle o Galileo. Por lo visto, Newton comenzó a interesarse por las Matemáticas en el otoño de 1663; había comprado un libro sobre astrología (el esoterismo era un asunto muy serio para él) y descubrió que noera capaz de entender los cálculos que se mostraban en él. Así que lo primero que hizo fue agenciarse una edición de los Elementos de Euclides que había editado Barrow, primer catedrático Lucasiano, para continuar con otros libros como Mathematica de Oughtred, La Géométrie de Descartes, Algebra de Wallis,etc.

Newton se graduó en 1665. Su educación fue luego interrumpida por la peste. El Trinity College se cerró debido a la tan contagiosa y mortal enfermedad.Newtonregresóa suhogar. Fuedurante ese tiempo que Newton comenzó a tener sus propias ideas de matemática, física, óptica y astronomía. Para 1666 había completado su primer trabajo sobre las tres leyes de movimiento. La universidad reabrió y Newton adquirió una beca para obtener su máster.

Mientras los años pasaban Newton completó su trabajo sobre la gravitación universal, la difracción de la luz, la fuerza centrífuga, la fuerza centrípeta, la ley de la inversa de los cuadrados, cuerpos en movimiento y la variación de las mareas debido ala gravedad. La impresionante cantidad de trabajos lo hizo un líder de la investigación científica

Isaac Newton

TRES LEYES DE NEWTON

Primera ley de Newton: ley de inercia

La primera ley de Newton, también conocida como la ley de inercia, establece que un objeto en reposo permanecerá en reposo y un objeto en movimiento continuará moviéndose a una velocidad constante en línea recta, a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Esta ley introduce el concepto de inercia, que es la tendencia de los objetos a resistir cambios en su estado de movimiento.

Segunda ley de Newton: definición de fuerza

La segunda ley de Newton proporciona una relación cuantitativa entre la fuerza aplicada a un objeto, su masa y la aceleración resultante. Esta ley se expresa mediante la fórmula F=ma, donde F es la fuerza neta, m es la masa del objeto y a es la aceleración. En esencia, esta ley establece que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.

La tercera ley de Newton, conocida como la ley de acción y reacción, establece que por cada acción hay una reacción igual y opuesta. Esto significa que, si un objeto A ejerceunafuerzasobreunobjetoB,entonces el objeto B ejercerá una fuerza de igual magnitud, pero en sentido opuesto sobre el objeto A.

Es importante destacar que estas fuerzas actúan sobre diferentes objetos, lo que evita que se cancelen entre sí.

El nadador imprime fuerza sobre el trampolín y recibe la fuerza para impulsar su salto.

Algunos de los aportes más importantes de este científico fueron:

• Las tres leyes de Newton.

• La ley de gravitación universal.

• Desarrollo del cálculo matemático.

• Descubrir la veritable forma de la Tierra.

• Adelantos en el mundo de la óptica.

• Primer telescopio reflector.

• La ley de convección térmica.

• Propiedades del sonido.

Ley de Gravitación Universal Newton propuso que la gravedad, efecto por el cual dos objetos son atraídos entre sí, es una fuerza universal y que, al igual que la Ley propuesta por Johannes Kepler, era el Sol la estrella que con su gravedad mantenía a los planetas del Sistema Solar en órbita. De acuerdo con la Agencia Espacial NASA, la teoría sobre la gravitación de los objetos fue estudiada por Newton a partir de la fuerza que ejercen la Tierra y su satélite natural, la Luna. Esa fuerza de atracción que existe entre ambos cuerpos espaciales fue denominada por el físico como “gravedad”.

La Ley de Gravitación Universal permitió explicar una amplia gama de fenómenos celestes, incluyendo: El movimiento de los planetas alrededor del Sol:

• La Ley de Gravitación Universal explica por qué los planetas siguen órbitas elípticas y por qué sus velocidades varían a medida que se acercan o se alejan del Sol.

• Las mareas: La Ley de Gravitación Universal explica las mareas causadas por la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol sobre los océanos de la Tierra.

• La formación de las estrellas y galaxias: La Ley de Gravitación Universal juega un papel fundamental en la formación de las estrellas y galaxias, ya que la atracción gravitatoria entre las partículas de gas y polvo es lo que da lugar a la formación de estas estructuras.

Isaac Newton

Telescopio reflector de Newton

A finales de 1668, Isaac Newton fabricó su primer telescopio reflector. Eligió una aleación (espéculo de metal) de estaño y cobre como los materiales más adecuados para su espejo objetivo. Después ideó un método para dar forma al espejo y pudo haber sido el primero en usar un pitch lap11 para pulir la superficie óptica.

Eligió una forma esférica para su espejo en lugar de una parabólica para simplificar la construcción, aunque introduciría aberración esférica, peroseguiríacorrigiendolaaberración cromática. Añadió a su reflector lo que es el sellodel diseñodeuntelescopio newtoniano,es decir, un espejo secundario diagonal montado cerca de foco del espejo primario para reflejar la imagen en un ángulo de 90 ° a un ocular montado en el lateral del telescopio.

Las ventajas

A diferencia del refractor, el telescopio reflector no tiene lentes. Con ello se evita la aberración cromática enlosobjetosclaros.Aunqueesenoesel únicofactor decisivo a la hora de proporcionar buenas imágenes. Igual de importantes son la calidad y el grado de reflexión delosespejosque, según el modelo,pueden variar enormemente. En este aspecto tenemos que confiar en las grandes marcas.

Experimentos con la luz de Newton

En una comunicación fechada el 19 de febrero de 1671 y enviada a la Royal Society, Newton describe cómo,medianteunaserie de experimentos en una habitación cerrada donde sólo un orificio dejaba pasar laluz, había demostrado que la luz está formada por rayos diversamentereflactables.El azulmásqueelrojo,etc.

Isaac Newton hizo pasar un rayo de luz solar a través de un orificio de una habitación oscura, para que con la inclinación adecuada atravesara un prisma de cristal y de esta manera, a la salida del rayo, obtuvo el espectro solar con los colores del arco iris. Dedujo del experimento, que la luz solar está compuesta por infinidad de rayos simples de diferentes colores.

Newton pensó que si se vuelven a reunir se reconstruye la luz blanca (solar), lo que se puede demostrar con el conocido “disco de Newton”.

El disco de Newton es un dispositivo consistente en un círculo con sectores pintados en diferentes colores. Al girar rápidamente, los colores se combinan formando el color blanco. Con este dispositivo se demuestra que la luz blanca está formada por los siete colores del arco iris.

Recreación de los experimentos con la luz de Newton

Desarrollo Matemático

Isaac Newton, reconocido como uno de los más grandes científicos de todos los tiempos, jugó un papel crucial en el desarrollo del cálculo infinitesimal. En el siglo XVII, Newton, junto con Gottfried Wilhelm Leibniz, desarrollaron de manera independiente las bases de esta matemática avanzada, sentando las bases para innumerables avances científicos y tecnológicos. El siglo del Análisis Matemático, se dio la consolidación del Cálculo y sus aplicaciones a las ciencias naturales, particularmente a la Mecánica. Con ese desarrollo, vino la especialización y el nacimiento de nuevas ramas de las matemáticas, tales como: la Teoría de Ecuaciones Diferenciales, ordinarias y parciales,el CálculodeVariaciones,laTeoríadeSeries ylaGeometríaDiferencial.Lasaplicacionesdelanálisis incluyenahoralaTeoríadeVibraciones,laDinámicade Partículas, la Teoría de Cuerpos Rígidos, la Mecánica de Cuerpos Elásticos y Deformables y la Mecánica de Fluidos. A partir de entonces, se distinguen las matemáticas puras de las matemáticas aplicada

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. La invención del cálculo infinitesimal es atribuida tanto a Leibniz como a Newton. De acuerdo con los cuadernos de Leibniz, el 11 de noviembre de 1675 tuvo lugar un acontecimiento fundamental, ese día empleó por primera vez el cálculo integral para encontrar el área bajo la curva de una función y=f(x). Leibniz introdujo varias notaciones usadas en la actualidad, tal como, por ejemplo, el signo «integral».

Isaac Newton

Descubrir la veritable forma de la Tierra

Cuando Newton nació ya se sabía que la Tierra era redonda, pero se pensaba que era una esfera perfecta. Newton,enunadesusinvestigaciones,calculóladistanciaalcentrodelaTierradesde algunospuntosdelecuador y después desde Londres y París.

Newton observó que la distancia no era la misma, y que si la Tierra fuera perfectamente redonda como se pensaba, los valores deberían ser iguales. Estos datos llevaron a Newton a descubrir que la Tierra estaba ligeramente achatada en los polos como consecuencia de su propia rotación.

Propiedades del sonido

Hasta las investigaciones de Newton, se pensaba que la velocidad a la que un sonido se transmitía dependía de la intensidad o de la frecuencia a la que se emitía. Newton descubrió que la velocidad del sonido no tenía nada que ver con estos dos factores, sino que dependía exclusivamente de las propiedades físicas del fluido u objeto por el que se desplaza.

Es decir, un sonido viajará más rápido si se transmite por el aire que si lo hace por el agua. Del mismo modo, lo hará más rápido a través del agua que si tiene que atravesar una roca.

Alquimista y teólogo

Dada la inmensa reputación de que gozó Newton como padre de la ciencia moderna, se comprende la sorpresa que causó el descubrimiento, en la década de 1930, de una enorme cantidad de manuscritos suyos dedicados a asuntos en apariencia tan poco científicos como la alquimia, la cábala, la teología natural y la interpretación de textos bíblicos.

El mismo hombre que desarrolló el cálculo infinitesimal y estudiaba las leyes de la mecánica se dedicó en cuerpo y alma a realizar experimentos alquímicos con sustancias misteriosas a las que dio nombres tan pintorescos como «el león verde», o bien con nombres de planetas, como Júpiter y Saturno.

Alquimia

• Realizó experimentos alquímicos con sustancias misteriosas, como "elleónverde" oJúpitery Saturno.

• Escribió más de un millón de palabras sobre alquimia.

• Adoptó la idea alquímica de principios activos, que explican las atracciones entre los cuerpos.

• Este concepto sentó las bases para la idea de la gravitación universal.

• Uno de sus principales objetivos es haber sido el descubrimiento de la piedra filosofal.

Teología

• Era un creyente de la teología voluntarista, que enfatiza la omnipotencia de Dios.

• Se mostraba vehementemente anticatólico, hasta el punto de creer que el Papa era la personificación del Anticristo.

• Creía solo en Dios Padre y negaba la Trinidad.

• Aborda la interpretación del Apocalipsis con un formalismo matemático.

• Consideraba que la ciencia y la fe en Dios no se excluyen.