Sir Isaac Newton (1642—1727) var en engelsk matematiker og fysiker som gjorde banebrytende arbeider i matematikk, fysikk og astronomi. Han regnes som grunnlegger av den moderne matematiske analyse sammen med Leibniz. I denne teksten har jeg tatt for meg hans liv, virke og teorier.

 

Isaac Newton ble født 4. januar 1643 i Woolsthorpe i Lincolnshire. Det var ikke lett å se noen spesiell fremtid for han. Isaac Newton døde 19. mars 1727 som en rik, berømt og svært feiret, men likevel ganske bitter mann og han ble betraktet som en av tidenes største forskere og matematikere.

 

Da Newton var to år giftet hans mor Hannah Ayscough seg med pastoren Barnabas Smith, og hun flyttet med Smith til nabolandsbyen to kilometer unna. Men hun tok ikke sønnen med, og hun ble svært opptatt av sine tre nye barn med Smith, så hun hadde lite tid til Isaac de neste årene. Han ble overlatt til sin bestemor, og han hadde tydeligvis ingen lykkelig barndom. Forholdet til bestefaren var sannsynligvis også dårlig, han nevnte aldri Isaac og bestefaren nevnte heller ikke Isaac i sitt testamente. Det er ingen tvil om at Isaac var bitter på sin mor og stefar. Da han senere skriftet sine synder, bekjente han blant annet at han hadde truet med å brenne moren og Smith, og hele huset deres. Hans vanskelige oppvekst har også vært brukt til å forklare hans vanskelige og ærekjære temperament. Hans temperament mildnet etter som årene gikk, men hans assistent Whiston sa likevel dette om han: "Newton was of the most fearful, cautious and suspicious temper that I ever knew. Da Isaac var ti år gammel døde Barnabas Smith, og moren flyttet tilbake til Woolsthorpe som en mer velstående kvinne. Like etterpå begynte Isaac på en skole i nærheten. Isaac viste ingen spesielle teoretiske evner i sin tidligere skolegang og han ble beskrevet som lat og uoppmerksom. Forholdet han hadde til skolen var ikke så veldig bra. Skoledisiplinen passet ham dårlig. Han viste likevel en spesiell forståelse for praktisk geometri, og han var særdeles flink til å lage forskjellige modeller av f. eks. vindmøller eller solur. Han gikk mye for seg selv, men når han var sammen med noen var det gjerne jenter. Han laget også møbler til noen av jentenes dukker.

 

Da Newton ankom Cambridge i 1661 som student, hadde vitenskapens verden akseptert den heliosentriske modellen, hvor planetene sirkler rundt solen. Johannes Kepler hadde med sine tre lover for planeters bevegelser gitt modellen et matematisk grunnlag. Galileo Galilei hadde skaffet teorien støtte gjennom sine grundige observasjoner. Newton startet ikke med å studere matematikk eller fysikk, men han tok sikte på en eksamen i jus. I studiets tredje år var det en del frihet, og han leste blant annet, Boyle, Descartes og Kepler. Interessen for matematikk ble muligens vekket da han i 1663 leste en bok om astrologi hvor han ikke forsto matematikken, og at derfor fant han ut av Barrows utgave av Evklids geometribok Elementer. Da han først var i gang, søkte han straks flere bøker om matematikk. Det tok ham bare måneder å bli en matematiker av europeisk klasse.

 

Da interessen var blitt vekket i 1663 ble han fullstendig oppslukt av matematikk og fysikk de kommende årene. Han glemte å spise og å sove. For å kunne jobbe videre med matematikk og fysikk måtte han sikre seg en plass ved Cambridge. Han mislyktes i å få en stilling, så hans eneste sjanse i 1664 var å få et stipend. Han hadde begynt å utmerke seg veldig godt som matematiker, så for å vurdere ham fikk man den berømte Dr Isaac Barrow til å eksaminere ham. Det endte med at Barrow fikk øynene opp for Newton og med tiden ble Dr Isaac Barrow hans mentor. Newton fikk et stipend på minimum fire år. Hans studieprestasjon var ikke så imponerende. Likevel fikk han sin bachelorgrad i 1665. Sommeren 1665 brøt det ut en pest i Cambridge, og universitetet ble stengt i 18 måneder. Newton dro hjem til Woolsthorpe og fortsatte sine studier hjemme. Historien om det fallende eplet kommer fra denne tiden, etter 16. mai i 1666. Hans beskrivelser om gravitasjon var likevel et resultat av et langvarig arbeid og masse inspirasjon.

 

Det var i Woolsthorpe han skapte sin versjon av infinitesimalregningen, det var her han formulerte sine lover for objekters bevegelser, og det var her han formulerte sine bestemmelser av gravitasjonens egenskaper.

 

Det tok sin tid før Newton gjorde sine resultater kjent, men da det skjedde, ble også mekanikk og fysikk etablerte vitenskaper, og han la grunnen til det vi i dag kaller klassisk fysikk. Han var sterkt påvirket av det mekanistiske verdensbilde, og blant andre Descartes, og han hentet han sin inspirasjon fra Keplers lover og Galileis arbeid.

 

Newton kalte sitt grunnlag for infinitesimalregning for fluksjonsregning. Denne regnemåten, som inkluderer differensial- og integralregning, er en forutsetning for de neste århundrers fremgang for alle typer teknikk. Nesten samtidig med Newton, fant den tyske filosofen Leibniz opp sin egen variant av infinitesimalregningen, og det er faktisk denne varianten vi bruker i dag. Dette skapte en ikke ubetydelig aggresjon hos Newton, og ikke engang det at Leibniz etter hvert døde, fikk ham til å slutte med å snakke nedsettende om Leibniz. Tilbake i Cambridge i 1667 skjøt karrieren fart. Først fikk Newton et par lavere stillinger på universitetet og senere tok han en mastergrad, fordi Dr Isaac Barrow gikk av for å overlate ham sin stilling, det Luchesiske professorat. Som Newton overtok i 1669. han tiltrådte som professor bare 26 år gammel. Barrow sa at han var trukket i to retninger: på den ene siden var han svært ærgjerrig og ønsket seg mer fram i rampelyset, mens han på den andre siden var følsom for kritikk at han like gjerne kunne trekke seg helt tilbake og unnlate å publisere sine funn.

 

Newton’s lover

 

Newtons første lov:

Når resultanten av alle kreftene som virker på en gjenstand er lik null, er gjenstanden i ro eller i bevegelse med konstant fart langs en rett linje.

 

Hvis

, så er  konstant. Motsatt gjelder det også at hvis  er konstant, så er .

 

 er her summen av alle krefter som virker på legemet, matematisk formulert som

 

Newtons andre lov:

Når en kraft virker på et legeme vil legemet akselerere etter formelen

, hvor  er resultantkraften, m er legemets masse og  er akselerasjonen.

 

Newtons tredje lov:

Når det virker en kraft på et legeme, virker det en like stor og motsatt rettet kraft fra legemet.

 

 

Kilder:

http://no.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton

http://www.matematikk.org/artikkel/biografi/vis.html?id=60

http://www.hf.uio.no/ikos/ariadne/Idehistorie/epoke5/e5_newton.htm