Isaac Newton

Los primeros años de Isaac Newton

Isaac Newton, Sir Isaac Newton al completo, nació el 25 de diciembre de 1642 (calendario antiguo) en el pueblo de Woolsthorpe, en Lincolnshire, Inglaterra. Su padre, un granjero también llamado Isaac Newton, había muerto unos meses antes de su nacimiento, por lo que se quedó sólo con su madre, Hannah Ayscough. Unos dos años después de la muerte de su primer marido, la madre de Newton volvió a casarse, esta vez con un hombre mayor y rico, el ministro Barnabas Smith.

Barnabas Smith se llevó a Hannah Ayscough al pueblo vecino de Grantham, pero dejó atrás al joven Isaac Newton. Vivió con su abuela hasta que Barnabas Smith murió en 1653. Por los diarios de Newton, sabemos que no apreciaba a su padrastro. Sin embargo, estos diarios fueron posibles porque aprendió a leer y escribir gracias a su madre y a su abuela.

Una vez fallecido Barnabas Smith, la madre de Newton volvió a por su hijo junto con tres nuevos niños, los hermanastros de Newton. Newton fue enviado a una escuela de gramática en Grantham y, a su regreso, dos años más tarde, fue destinado a administrar la considerable finca que ahora poseía su madre. Sin embargo, no se le daba muy bien, pues se distraía constantemente. Así pues, fue enviado de nuevo a la escuela de gramática para prepararse para la universidad. Ingresó en el Trinity College en 1661.

La educación de Isaac Newton

Como acabamos de mencionar, Newton comenzó su educación en casa, aprendiendo a leer y escribir de su madre y su abuela. Después asistió a la escuela de gramática y se preparó para la universidad en Grantham. Finalmente, ingresó en el Trinity College de Cambridge en 1661.

Cambridge había experimentado profundos cambios desde la época en que nació Newton hasta su ingreso. Anteriormente, el colegio había estado bajo el control de la Iglesia Católica Anglicana. Sin embargo, debido a la agitación política de 1642 a 1660, la iglesia perdió su control sobre Cambridge. Esto permitió la aparición de la Real Sociedad de Londres en 1660, entre otros cambios en el mundo intelectual de la época.

En el Trinity College, Newton empezó estudiando a los clásicos, como Aristóteles. Pronto descubrió a filósofos y matemáticos más modernos, como Descartes, quien, en contraposición a Aristóteles, veía la materia como algo construido a partir de partículas más pequeñas en movimiento y pensaba que todos los fenómenos naturales derivaban de su interacción mecánica.

Newton empezó a escribir sus ideas científicas en unas notas llamadas Quaestiones Quaedam Philosophicae. A partir de ahí empezó a profundizar en la física y los conceptos matemáticos, campos que impulsaron su carrera científica.

En abril de 1655, Newton se licenció. Sus años más productivos fueron los siguientes, cuando tuvo queinterrumpir sus estudios en el Trinity College durante la peste (1665-1667). Tras años de investigación y el desarrollo de sus Principia, Newton se convirtió en guardián, y finalmente en maestro, de la Real Casa de la Moneda. Con el tiempo, también se convirtió en presidente de la Royal Society.

Muerte de Isaac Newton

Durante sus últimos años, Isaac Newton publicó nuevas ediciones de sus obras anteriores. Siguió dirigiendo The Royal Mint y The Royal Society hasta su muerte. Murió a los 84 años el 20 de marzo de 1727. Tras su muerte se publicaron múltiples obras póstumas.

Inventos de Isaac Newton

Isaac Newton realizó aportaciones en múltiples campos, pero en esta sección repasaremos las más conocidas.

Las aportaciones de Newton a la mecánica clásica

Newton es posiblemente más conocido por sus aportaciones a la mecánica clásica. Sus tres leyes del movimiento se siguen estudiando en todas las escuelas y son esenciales para comprender la física y la mecánica contemporáneas, en particular el comportamiento de los objetos en movimiento.

Newton enunció sus tres leyes del movimiento en su libro"Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica", publicado en 1687:

Además de sus leyes del movimiento, Newton también desarrolló la ley de la gravitación universal, que describe la fuerza de gravedad entre dos objetos cualesquiera del universo. Esta ley establece que la fuerza de la gravedad es proporcional al producto de las masas de los dos objetos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos (\(F_g = \frac{GM}{r^2}\)).

Las aportaciones de Newton a la óptica

Isaac Newton también hizo importantes contribuciones al campo de la óptica. Sus experimentos con la luz y los prismas le llevaron a descubrir que la luz blanca está compuesta por un espectro de colores, que pueden separarse mediante un prisma.

Los trabajos de Newton sobre óptica culminaron con la publicación de su libro"Opticks" en 1704, en el que presentó su teoría de la luz y el color. Propuso que la luz está compuesta por partículas, y no por ondas como creían muchos científicos de su época. Esta teoría fue cuestionada posteriormente por la teoría ondulatoria de la luz, pero sentó las bases para el desarrollo de la mecánica cuántica en el siglo XX.

Newton también descubrió el fenómeno de la mezcla de colores, que se produce cuando dos colores distintos de luz se combinan para crear un tercer color. También desarrolló el primer telescopio reflector, conocido como telescopio newtoniano, que utiliza un espejo curvo para reflejar la luz en lugar de una lente.

Las aportaciones de Newton al cálculo

La principal aportación de Newton al cálculo es que inventó esta disciplina matemática. En su momento hubo una gran controversia al respecto, ya que Gottfried Leibniz también desarrolló el cálculo paralelamente y sólo un poco más tarde que Newton. Los dos científicos se enzarzaron en una disputa sobre su papel en la invención del cálculo y la importancia de sus aportaciones hasta la muerte de Leibniz.

A pesar de los desacuerdos en torno al cálculo, Newton continuó su trabajo en este campo. Desarrolló el cálculo para ayudarle a calcular la tasa de cambio de la velocidad de un objeto que cae.

Acuñó la idea de que las derivadas y las integrales son operaciones matemáticas opuestas. Las derivadas se utilizan actualmente para:

• Encontrar la tasa de cambio de una cantidad (crucial para el desarrollo del cálculo de Newton)
• Encontrar el valor aproximado de una función.
• Encontrar la ecuación de la tangente a una curva en un punto dado.
• Encuentra los máximos, mínimos y puntos de inflexión de una curva.
• Determinar si una ecuación es creciente o decreciente entre dos puntos.

Las integrales, por su parte, se utilizan ampliamente en matemáticas para hallar:

• El valor medio de una curva
• El área entre dos curvas
• El área bajo una curva

Y en física para hallar

• El centro de gravedad y el centro de masa
• La masa y el momento de inercia de los satélites
• La velocidad y la trayectoria de un satélite
• El empuje

Además, el método de Newton permitía calcular máximos y mínimos de funciones. Este método se ha seguido desarrollando a lo largo de los años y ya no se aplica tal y como Newton lo diseñó por primera vez, pero Newton proporcionó la semilla de esta herramienta tan útil en el cálculo.

Isaac Newton y el manzano

Isaac Newton y el manzano es una famosa anécdota histórica que se utiliza a menudo para ilustrar el descubrimiento por Newton de la ley de la gravitación universal. Según la historia, Newton estaba sentado bajo un manzano de su jardín cuando cayó una manzana y le golpeó en la cabeza. Este suceso le llevó a reflexionar sobre la naturaleza de la gravedad y le inspiró para realizar más experimentos y observaciones.

Fig. 3. Newton y las manzanas que despertaron su interés por la gravedad.

Aunque es probable que la historia esté embellecida, hay algo de verdad en ella. Newton sí escribió sobre el concepto de gravedad y el movimiento de los objetos en su libro"Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica". Este libro se considera una de las obras más importantes de la historia de la ciencia, ya que introdujo el concepto de fuerza gravitatoria y sentó las bases de la física moderna.

Independientemente de la exactitud de la historia, la imagen de Newton sentado bajo un manzano se ha convertido en un símbolo perdurable del descubrimiento y la innovación científicos.

Isaac Newton: Hechos

He aquí algunos datos curiosos sobre Newton:

1. Isaac Newton era un ávido alquimista, pero mantuvo su interés en secreto. Pasó gran parte de su vida intentando encontrar la piedra filosofal, que se creía que convertía los metales comunes en oro.
2. Inventó el cálculo, una rama de las matemáticas que se utiliza para resolver problemas de física, ingeniería y economía. Lo hizo casi una década antes que Leibniz, aunque es a este último a quien se asocia este invento.
3. Newton fue nombrado caballero por la reina Ana en 1705, convirtiéndose en Sir Isaac Newton.
4. Newton era un hombre profundamente religioso y escribió mucho sobre teología y la Biblia.
5. Sufrió varias crisis nerviosas a lo largo de su vida. Ya mostraba signos de agitación emocional en sus primeros diarios, y luchaba duramente contra las críticas.
6. Newton mantuvo enconadas rivalidades con varios científicos de su época. Se enfrentó a Robert Hooke, que acusó a Newton de robar de su obra. También se peleó con Gottfried Leibniz por quién había inventado primero el cálculo y quién había contribuido más a esta nueva rama de la ciencia. Newton acusó a Leibniz de robarle sus ideas, pero Leibniz pudo demostrar que había desarrollado algunos de los fundamentos más básicos del cálculo de forma independiente. Por último, Newton también tuvo fuertes discrepancias con el astrónomo John Flamsteed. Algunas de las observaciones de Flamsteed sobre los cometas aportaron ideas útiles para la ley de la gravitación de Newton. Sin embargo, Flamsteed consideró que Newton no le había dado el crédito adecuado; de hecho, Newton eliminó todas las citas del trabajo de Flamsteed en su segunda edición de los Principia.