علم در زندگی من
هر روز یک مقاله ی علمی زیبا!علم در زندگی من
هر روز یک مقاله ی علمی زیبا!سیب سیصد ساله
اسحاق نیوتن
سر اسحاق نیوتن (25 دسامبر 1642- 20 مارس 1727) کیمیاگر، ریاضی دان، دانشمند و فیلسوف انگلیسی بود. وی در سال 1687 م شاهکار خود " اصول ریاضی و فلسفه ی طبیعی" را به نگارش درآورد. در این کتاب او مفهوم نگارش عمومی را مطرح کرد و با تشریح قوانین حرکت اجسام، علم مکانیک کلاسیک را پایه گذاشت. نیوتن هم چنین در افتخار تکمیل حسابان (حساب دیفرانسیل و انتگرال) با ویلهم گوتفرید لایب نیتز ریاضی دان آلمانی شریک است.
نام نیوتن با انقلاب علمی در اروپا و ارتقای تئوری خورشید-مرکزی پیوند خورده است. او نخستین کسی است که قواعد طبیعی حاکم بر گردش های زمینی و آسمانی را کشف کرد. وی همچنین توانست برای اثبات قوانین حرکت سیارات کپلر برهان های ریاضی بیابد. در جهت بسط قوانین نام برده، او این جستار را مطرح کرد که مدار اجسام آسمانی مانند ستارگان دنباله دار لزوما" یضوی نیست، بلکه می تواند هذلولی یا شلجمی نیز باشد. افزون بر اینها نیوتن پس از آزمایش های دقیق دریافت که نور سفید ترکیبی است از تمام رنگ های موجود در رنگین کمان. او فرضیه موجی هویگنس را درباره ی نور رد کرد. از دیدگاه نیوتن نور جریانی از ذرات است که از چشمه ی نور به بیرون فرستاده می شود.
از کودکی تا استادی
نیوتن در یک روستا در ناحیه ی لینکن شایر زاده شد. سه ماه پیش از تولد، پدرش درگذشت. مادر او نیز دو سال بعد دوباره ازدواج کرد و نیوتن را تحت سرپرستی مادربزرگش قرار دارد.
پس از به پاین بردن آموزش های آغازین در مدرسه ی گرنتم، سال 1661 م نیوتن به دانشکده ترینیتی کمبریج- جایی که عمویش نیز به تحصیل اشتغال داشت- وارد شد. در آن دوران دروس دانشکده عموما" بر پایه ی آموزه های ارسطو تنظیم می شد ولی نیوتن ترجیح می داد که با اندیشه های مترقی تر فیلسوفان نوگرایی چون دکارت، گالیله، کوپرنیک و کپلر اشنا شود.در سال 1665 م او موفق به کشف قضیه ی دو جمله ای در جبر شد. یافته ای که بعدها به ابداع حساب دیفرانسیل انجامید. نیوتن نخستین مدرک دانشگاهی خود را در سال 1665 م دریافت کرد اما زمانی که در صدد ورود به دوره ی کارشناسی ارشد بود، دانشگاه کیمبریج بر اساس بر اثر همه گیری طاعون در لندن و حومه تعطیل شد و نیوتن به روستایش بازگشت. در طول دو سال بعد او در خانه اش به مطالعات خود در زمینه ی حساب، نورشناسی و گرانش ادامه داد.
در همین دوران مرخصی اجباری بود که نیوتن نظریات خود را درباره ی گرانش(جاذبه) پایه ریزی کرد. مطابق داستانی بسیار مشهور، روزی نیوتن زیر یک درخت سیب نشسته بود که ناگاه سیبی بر سرش می افتد و از این واقعه او به یکسانی ماهیت نیروی گرانشی زمینی و سماوی پی می برد.داستان فوق در واقع روایت اغراق شده ای است از خاطره ای که خود نیوتن نقل کرده بود مبنی بر اینکه یک روز کنار پنجره ی اتاق خانه اش به تماشای باغ نشسته بود که افتادن سیبی نظر او را به خود جلب کرد. سال ها بعد در 15 آوریل 1726، او به دوست نویسنده اش ویلیام استاکلی گفت: واقعه ی مذکور این سوال را به ذهنم آورد که چرا سیب همیشه مستقیما" به پایین می افتد؟ چرا به جای حرکت به سمت مرکز زمین به طرفین یا رو به بالا نمی رود؟(به نقل از کتاب "یادداشت هایی از زندگانی سر اسحاق نیوتن") پس از برطرف شدن خطر طاعون، نیوتن به کیمبریج بازگشت(1667 م.) و عضو جز کالج ترینیتی شد و در سال 1668 م. با دریافت مدرک فوق لیسانس و گرفتن کرسی استادی لوکاسین جایگاه خود را تثبیت کرد.
اوج فعالیت های علمی
نورشناسی
در اواخر دهه ی 1660 م. نیوتن درباره ی شکست نور تحقیق می کرد. او دریافت که نور سفید اگر از یک منشور عبور کند به طیفی از رنگ ها تجزیه می شود . هم چنین به وسیله ی یک منشور مشابه دیکر در مسیر نور شکسته شده به صورت وارونه، می توان رنگ های طیف رنگ های طیف را باز تجزیه کرد و نور سفید به دست آورد. او علت تشکیل طیف را چنین توجیه کرد: نور جریانی از ذرات کوچک است که به خط مستقیم در فضا حرکت می کند و هنگام عبور از یک ماده ی شفاف مانند منشور به ماده ی دیگر، این ذرات بسته به نوع لرزش خود با زاویه های گوناگون شکست می یابند. در نتیجه ذرات تشکیل دهنده ی نور سفید از هم جدا شده به شکل طیف هفت رنگ ظاهر می شوند.
این ویژگی در اختربین های (تلسکوپ) شکستی (انکساری) پدیده ای را موجب می شود که به آن پراکندگی نور می گویند؛ لبه های عدسی های این اختربین ها مانند منشور عمل کرده و نور سفید را پس عبور از خود به صورت طیف در می آورند و در طیف تلسکوپ حاشیه های رنگی ایجاد می کنند. برای حل این مشکل نیوتن در سال 1668 م. تلسکوپ بازتابشی را که چندی قبل توسط جیمز گرگوری اسکاتلندی طراحی شده بود تکامل بخشید و آن را همراه با تحلیل دقیق قوانین بازتابش و تجزیه ی نور به اانجمن سلطنتی ارائه کرد. نظریه ی نیوتن با مخالفت رابرت هوک فیزیکدان روبرو شد. هوک و کریستیان هویگنس هلندی در آن زمان صاحب تئوری موجی نور بودند که از نظر نیوتن مردود بود. چندی بعد نیوتن بر پایه ی نظریات خود کتابی در باب نورشناسی با عنوان اپتیکس نوشت. ولی از بیم مخالفت های هوک انتشار آن را تا سال 1704 م. به تاخیر انداخت. در این زمان وی خود رئیس انجمن سلطنتی شده و رابرت هوک نیز در گذشته بود.
گرانش
در سال 1684 م. نیوتن که مطالعات خود را درباره ی گرانش و چگونگی حرکت سیارات کامل کرده بود، رساله ای در این مورد نوشت که بسیار مورد توجه ادموند هالی منجم معروف انگلیسی قرار گرفت. با تشویق و پی گیری او سرانجام نیوتن کتابش را تکمیل و با سرمایه ی هالی منتشر کرد. این کتاب، اصول ریاضی فلسفه ی طبیعی، بر جهان علم به ویژه فیزیک تاثیری عظیم گذاشت و بعضی آن را بزرگ ترین کتاب علمی تاریخ دانسته اند.
یوهانس کپلر ستاره شناس آلمانی در 1609 م. نظریه ی انقلابی خود را درباره ی حرکت سیارات عرضه کرد. در آن زمان هنوز یافته های کوپرنیک مقبولیت عام پیدا نکرده بود و اکثر مردم بر این باور بودند که سیارات، خورشید و دیگر ستارگان به دور زمین می درخشند. کپلر در کتاب خود با نام «هیئت جدید» تمام این پندارها را به هم ریخت. او با استفاده از نتایج رصدهای استادش تیکوبراهه و مشاهدات خود توانست ثابت کند که سیارات نه به دور زمین که گرد خورشید می چرخند و مدار آن ها نیز برخلاف تصور رایج دایره ای نیست بلکه بیضوی است. کپلر نتوانسته بود توضیح دهد که چرا مدار سیاره ها به این شکل است و چه نیرویی آن ها را به حرکت درمی آورد. همچنین مشخص نبود که به چه علت سرعت مداری سیارات وقتی به خورشید نزدیک ترند، افزایش می یابد.
نیوتن در کتاب اصول ریاضی فلسفه ی طبیعی به تمامی این پرسش ها پاسخ داد. او ثابت کرد که نیروی کشش میان اجسام آسمانی ، طبق قانون " عکس مربع" عمل می کنند یعنی مقدار نیروی گرانش میان خورشید و یک سیاره برابر است با عکس مجذور فاصله میان آن دو. او با تحلیل ریاضی نشان داد که قانون عکس مربع به ناگزیر مسیر حرکت سیاره ها را بیضی می کند. آن گاه او گام بلند دیگری برداشت و قانون گرانش عمومی را وضع کرد که به موجب آن هر جسمی در عالم به هر جسم دیگری نیروی گرانش وارد می کند و مقدار این نیرو محاسبه پذیر است.
قوانین نیوتن در حرکت اجسام
در بخش دیگری از پرینسیپیا، نیوتن چگونگی جنبش اجسام را در قالب سه قانون توصیف کرده است. این قوانین آن قدر همه فهم و آشکارند که امروزه کسی گمان نمی برد نیازی به کشف شدن داشته باشند با این حال نیوتن نخستین کسی بود که با نبوغ به وجود آن ها پی برد و چیستان حرکت اجسام را حل کرد.
مجموعه ی قوانین سه گانه ی حرکت و قانون گرانش عمومی، اساس و شالوده ی فناوری مدرن هستند و با وجود پیدایش فرضیه های پیدایش فرضیه های تازه تر از اهمیت آن ها کاسته نشده است.
پذیرش مناصب حکومتی و ریاست انجمن سلطنتی
در کنار فعالیت های علمی معمول، نیوتن از مسئولیت های سیاسی نیز روی گردان نبود. او در سال های 1689،1702 و 1702 م. به نمایندگی مجلس برگزیده شد. اگرچه تنها جمله ای که در طول این سه سال در صحن مجلس به زبان آورد، تقاضای بستن پنجره ها بود، در سال 1696 م. با فرمان چارلز مونتاگو رئیس خزانه داری انگلیس، نیوتن منصب ناظر ضراب خانه ی سلطنتی را عهده دار شد و سه سال بعد به مدیریت آن سازمان گمارده شد. اگرچه نیوتن چنین مشاغلی را بیش تر برای سرگرمی می پذیرفت ولی گفته اند که در این مقام او وظیفه ی خود را با شایستگی تمام انجام می داد. از سال 1703م. تا آخر عمر نیوتن رئیس انجمن سلطنتی بریتانیا و هم چنین یکی از اعضای فرهنگستان علوم فرانسه بود. او در سال 1705 م. از سوی ملکه آن به مقام شهسواری مفتخر شد.
سر اسحاق نیوتن در سن 85 سالگی در لندن درگذشت. پیکر وی را در کلیسای وست مینستر به خاک سپردند. او نخستین دانشمندی بود که به این مقام نائل آمد.
منبع:مجله آزمون-241
