Isaac Newton

(1642-1727)

Sötétben bújt Természet és Törvény,
Szólott az Úr: – Legyen Newton! – s lőn fény.
(Alexander Pope: Sir Isaac Newton sírfelirata)

Isaac Newton, minden idők legjelentősebb tudósa, az angliai Woolsthorpe-ban született 1642-ben, ugyanannak az évnek a karácsonyán, amikor Galilei meghalt. Az egyébként eszes gyermek az iskolában hanyag volt, és nem adta jelét különösebb érdeklődésnek. Tizenéves korában anyja kivette az iskolából, azt remélve, hogy sikeres gazdálkodó válik belőle. Szerencsére belátta, hogy fia adottságai folytán ennél többre hivatott, így az ifjú a Cambridge-i Egyetemre került tizennyolc éves korában. Cambridge-ben rövid idő alatt mindent elsajátított, amit a tudományban és a matematikában tudtak akkoriban, s hamarosan önálló kutatásba kezdett. Huszonöt és huszonhét éves kora között olyan tudományos alapelveket fektetett le, melyek később forradalmi hatással voltak a világra.

A XVII. század közepén pezsgett a tudományos élet. A távcső feltalálása a század elején forradalmasította az asztronómia egész tudományát. Francis Bacon angol és René Descartes francia filozófus arra szólította fel Európa-szerte a tudósokat, hogy az arisztotelészi tekintély iránti feltétlen tiszteletüket tegyék félre, kezdjenek el kísérletezni, végezzenek önálló kutatásokat. Azt, amiről Bacon és Descartes beszélt, a nagy Galilei a gyakorlatban valósította meg. Az újonnan feltalált távcső segítségével tett csillagászati megfigyelései forradalmasították az asztronómia tudományát, mechanikai kísérletei pedig előkészítették azt, amit ma Newton első mozgástörvényének ismerünk.
Más nagy tudósok, mint pl. William Harvey, a vérkeringés felfedezője, vagy Johannes Kepler, aki a bolygók Nap körüli mozgásának szabályszerűségét írta le, új alapismeretekkel gazdagították a tudomány világát. Mindamellett a tiszta tudomány az értelmiség játékszere maradt, s nem mutatkozott jele annak, hogy – amint azt Francis Bacon megjósolta – a gyakorlatban alkalmazva az emberi életmód egészét átalakította volna.

Habár Kopernikusz és Galilei lerombolta az ókori tudomány néhány tévképzetét, s hozzájárult az univerzum tökéletesebb megértéséhez, nem született meg a tudományos alapelveknek olyan szabályrendszere, amely ezeket a látszólag kapcsolat nélkül álló tényeket tudományos előfeltételezésekre alkalmas, egységes elméletbe tömörítette volna. Isaac Newton volt az, aki megalkotta ezt az egységes tudományelméletet, azóta is érvényes mederbe terelve az újabb kori tudományokat.
Newton mindig vonakodott közzétenni tudományos eredményeit, s bár 1669-ig elvégzett munkáinak nagy részében már megfogalmazta gondolatait, ezek sokáig nem kerültek nyilvánosságra. Első publikált felfedezése egy úttörő jelentőségű munka volt a fény természetéről. Egy precíz kísérletsorozat révén Newton felfedezte, hogy a közönséges fehér fény a szivárvány összes színének a keveréke. Részletesen elemezte továbbá a fénytörés és fényvisszaverődés törvényszerűségeit. Ezek alapján 1668-ban megtervezte s el is készítette az első tükrös távcsövet, a teleszkópnak azt a típusát, amelyet a fontosabb csillagvizsgálók nagy része ma is használ. Ezeket a felfedezéseket, számos egyéb, általa elvégzett optikai kísérlet eredményeivel együtt, Newton huszonkilenc éves korában terjesztette a British Royal Society (Brit Királyi Társaság) elé.

Már a fénytanban elért tudományos teljesítményei alapján is méltán emlékezhetnénk meg Newtonról, mindezek azonban jóval kevésbé fontosak, mint az elméleti matematika, illetve a mechanika terén tett felfedezései. A matematikában elért legfőbb eredménye a differenciál- és integrálszámítás felfedezése volt, melynek gondolata talán huszonhárom-huszonnégy éves korában fogamzott meg benne. A modern matematika e legjelentősebb vívmánya – amellett, hogy számos újabb kori matematikai elmélet magját képezi – nélkülözhetetlen eszköze a legtöbb modern tudományág fejlődésének. Ha Newton semmi egyebet nem csinált volna, ez is kiemelkedő helyet biztosított volna neki a tudósok körében.

Newton legfontosabb felfedezései azonban a mechanika – az anyag, a testek mozgását tanulmányozó tudomány – területén születtek. A mozgás első törvénye Galilei nevéhez fűződik, amely az olyan testek mozgását írja le, melyek semmilyen külső erő hatásának nincsenek kitéve. A valóságban természetesen minden test külső erőhatásnak van kitéve, s a mechanika legsarkalatosabb kérdése az, hogy miként mozognak ilyen körülmények között a testek. Ezt a problémát Newton oldotta meg második mozgástörvényében, amelyet joggal tekinthetünk a klasszikus fizika legalapvetőbb törvényének. A második törvény szerint egy tárgy gyorsulása (azaz változó sebessége) egyenlő az erő és a tárgy tömegének a hányadosával. E két első törvényhez Newton hozzáadottt egy harmadikat, a híres harmadik mozgástörvényét, (mely kimondja, hogy minden hatásnak – azaz fizikai erőnek – van egy vele egyenlő és ellentétes irányú ellenhatása), amely a newtoni törvények legismertebbike: az egyetemes vonzástörvény. E négy törvény együttesen olyan egységes rendszert alkot, mellyel jóformán minden makroszkopikus mechanikai rendszert – az ingamozgástól kezdve egészen a bolygók Nap körüli pályamozgásáig – tanulmányozhatunk, illetve előre jelezhetjük viselkedésüket. Newton nem csupán megalkotta a mechanika törvényeit; matematikai számítási módszereket alkalmazva megmutatta, hogyan használhatók ezek az alapvető törvények valós problémák megoldására.

A newtoni törvények rendkívül nagy területen alkalmazhatók a tudományos és mérnöki problémák megoldására. Életében törvényeinek a legnagyobb feltűnést keltő alkalmazására az asztronómia területén került sor. Ebben a tudományágban is Newtoné volt a vezető szerep. 1687-ben közölte nagy művét, a Principia mathematica philosophiae naturalist, (amelyet egyszerűen csak Principiaként szoktak emlegetni), ebben ismertette vonzástörvényét, valamint mozgástörvényeit. Bemutatta, hogyan lehet e mozgástörvényekkel a bolygók Nap körüli mozgását kiszámítani. Ezáltal a dinamikus asztronómia legfőbb problémáját – a csillagok és bolygók helyének és mozgásának pontos kiszámításának mikéntjét – oldotta meg egy csapásra. Emiatt Newtonra gyakran mint a csillagászok legnagyobbikára tekintenek.

Miben látjuk Newton tudományos fontosságát? Ha fellapozzuk egy tudományos enciklopédia névmutatóját, sokkal több (talán kétszer-háromszor annyi) utalást találunk benne Newtonról, mint bármelyik másik tudósról. Továbbá az sem érdektelen, hogy más nagy tudósok hogyan vélekedtek róla. Leibniz, aki nemigen volt Sir Isaac barátjának mondható, s akivel Newton elkeseredett vitát folytatott, így írt róla: ,,Ha végigtekintünk a matematikának a világ kezdetétől Newton életéig végbement fejlődésén, azt kell látnunk, hogy amit Newton tett, az kiemelkedően a legjobb.” A nagy francia tudós, Laplace ezt írta: ,,A Principia felette áll az emberi géniusz minden egyéb produktumának”. Lagrange gyakran kijelentette, hogy Newton volt a legnagyobb zseni, aki valaha is élt, Ernst Mach pedig a következőképp írt 1901-ben: „Mindaz, amit Newton óta elértek a matematikában, a mechanika deduktív, formális, és matematikai fejlődésében fogalmazódott meg, amely Newton törvényein alapul.” Itt érkezünk el talán a nagy newtoni mű sarkpontjához. Ő úgy találta, hogy a tudomány egymástól elszigetelt tények és törvények összevisszasága, amely ugyan képes leírni néhány jelenséget, de csak keveset tud előre jelezni; ő viszont törvények egységes rendszerét hagyta ránk, mellyel a fizikai jelenségek rendkívül kiterjedt körének tanulmányozására, pontos tudományos előrejelzésekre nyílt mód.
Newton volt minden idők legnagyobb tudósa, aki a legnagyobb hatással volt az emberiség fejlődésére. A Nagy Sándor vagy George Washington, Jézus Krisztus vagy Buddha által elért nagy mértékű politikai és erkölcsi változások ellenére is joggal állítható, hogy az emberek ugyanúgy éltek a világon 500 évvel Nagy Sándor halála után, mint ahogy őseik éltek öt évszázaddal az uralkodó előtt. Napjaik is hasonlóképpen teltek i.sz. 1500-ban és i.e. 1500-ban. Az utóbbi öt évszázad azonban, az új tudományágak előrehaladtával forradalmi változásokat hozott az emberiség mindennapi életébe. Máshogyan öltözködünk, másképp táplálkozunk, más munkákat végzünk, és a szabad időnket is egészen másképp töltjük, mint ahogyan i.sz. 1500 körül tették az emberek. A tudományos felfedezések nemcsak a technológiát és a gazdaságot forradalmasították, a politikát, a vallásos gondolkodást, a művészetet és a filozófiát is teljesen átalakították. Alig maradt az emberi cselekvésnek olyan területe, amely ne változott volna meg a tudományos forradalmak hatására. Newton nem csupán a legragyogóbb elme volt a tudósok között; a tudományos elméleti rendszerek fejlődésének legnagyobb hatású alakja volt egyben.

Newton 1727-ben halt meg, a Westminster Abbeyben temették el – ő volt az első tudós, akinek megadatott ez a tisztesség.