اسحاق نيوتن | عالم إنجليزي | أشهر عالم فيزيائي | ولادته | قوانين نيوتن | سيرة حياته
اسحاق نيوتن
السّير إسحاق نيوتن (Sir Isaac Newton)عالم إنجليزي، أشهر عالم فيزيائي، وفيلسوف ومن أعظم علماء القرن الثامن عشر في الرياضيات و الفيزياء. عاش ما بين 25 ديسمبر 1642 - 20 مارس 1727, بالتقويم القيصري آنذاك أو 4 يناير 1643 - 31 مارس 1727 بالتقويم الغريغوري. قدّم نيوتن ورقة علمية وصف فيها قوة الجاذبية الكونية ومهد الطريق لعلم الميكانيكا الكلاسيكية عن طريق قوانين الحركة. يشارك نيوتن لايبتنز الحق في تطوير علم الحسبان التفاضلي والمتفرع من الرياضيات. وغيره من القوانين الفلكية و أساليب حلول مسائلها مما خلد ذكره في تاريخ النهضة العلمية.
الإنجازات الإضافية
نيوتن كان الأول في برهنة أن الحركة الأرضية وحركة الأجرام السماوية تُحكم من قبل قوانين لهذا كان من الطبيعي أن يرتبط اسم العالم نيوتن بالثورة العلمية. ويرجع الفضل لنيوتن بتزويد القوانين الرياضية لأثبات نظريات كيبلر والمتعلقة بحركة الكواكب.
وقام بالتوسع في إثباتاته وتطرّق إلى أن مدار المذنّبات ليس بالضرورة بيضاويا!
ويرجع الفضل لنيوتن في إثباته أن الضوء الأبيض هو مزيج من أضواء متعددة وأن الضوء يتكون من جسيمات صغيرة.
قوانين نيوتن
قدّم نيوتن ورقة علمية وصف فيها قوة الجاذبية الكونية ومهد الطريق لعلم الميكانيكا الكلاسيكية عن طريق قوانين الحركة. يشارك نيوتن ليبنيز الحق في تطوير علم الحسبان التفاضلي والمتفرع من الرياضيات. نيوتن كان الأول في برهنة أن الحركة الأرضية وحركة الأجرام السماوية تُحكم من قبل القوانين الطبيعية ويرتبط اسم العالم نيوتن بالثورة العلمية. يرجع الفضل لنيوتن بتزويد القوانين الرياضية لأثبات نظريات كيبلر والمتعلقة بحركة الكواكب. قام بالتوسع في إثباتاته وتطرّق إلى أن مدار المذنّبات ليس بالضرورة بيضاويا! ويرجع الفضل لنيوتن في إثباته أن الضوء الأبيض هو مزيج من أضواء متعددة وأن الضوء يتكون من جسيمات صغيرة.
سيرته
وُلد نيوتن في وولسثروب في مقاطعة لينكنشاير. مات أبوه ولا زال نيوتن في بطن أمه وقبل ولادته بـ 3 أشهر، وتركته والدته لتعيش مع زوجها الجديد بعد عامين من ولادة نيوتن وتركت الطفل نيوتن ليترعرع في كنف جدّته. درس الثانوية في مدرسة 'جراثام' وفي العام 1661 إلتحق بكلّية ترينيتي في كيمبريدج. كانت المدرسة آنفة الذكر تتبع منهج ارسطو الفلسفي إلا ان نيوتن كان يفضل تدارس الفلاسفة المعاصرين آنذاك من أمثال ديكارت، غاليليو، كويرنيكوس، و كيبلر. في العام 1665 بدأ نيوتن بتطوير معادلات رياضية لتصبح فيما بعد بعلم الحسبان. مباشرة وبعد حصول نيوتن على الشهادة الجامعية في العام 1665، أغلقت الجامعة أبوابها كإجراء وقائي ضد وباء الطاعون الذي اجتاح أوروبا ولزم نيوتن البيت لمدة عامين تفرّغ خلالها للحسبان، والعدسات، وقوانين الجاذبية. في العام 1667 أصبح نيوتن عضو في هيئة التدريس في كلية ترينيتي وقام بنشر الورقة العلمية والمتعلقة بـ 'التّحليل بالمتسلسلة اللا نهائيّة'. قام كل من نيوتن و ليبنيز على حدة بتطوير نظرية المعادلات التفاضلية واستعمل الرجلان رموز مختلفة في وصف المعادلات التفاضلية ولكن تبقى الطريقة التي إتّبعها ليبنيز أفضل من الحلول المقدّمة من نيوتن ومع هذا، يبقى اسم نيوتن مقرون بأحد رموز العلم في وقته. قضى نيوتن الخمس وعشرين السنة الأخيرة من حياته في خصومة مع ليبنيز والذي وصفه نيوتن بالمحتال! سميت بأسمه نيوتن (وحدة) قياس تخليدآ له ولما قدمه للعلم.
البصريات
درُس نيوتن البصريات من العام 1670-1672، في هذه الفترة، تحقّق من انكسار الضوء وبرهن على أن الضوء الأبيض ممكن أن ينقسم إلى عدة ألوان عند مروره خلال المنشور ومن الممكن بالتالي تجميع حزمة الألوان تلك من خلال عدسة منشور آخر ليتكون الضوء الأبيض من جديد. باستنتاجه هذا، تمكن نيوتن من اختراع التلسكوب العاكس ليتغلب على مشكلة الألوان التي تظهر في التلسكوبات المعتمدة على الضوء المنكسر. عاد نيوتن لعمله البحثي في الجاذبية وتأثيرها على مدار الكواكب مستندا على القواعد التي أرساها كيبلر في قوانين الحركة، وبعد التشاور مع هوك و فلامستيد، نشر نيوتن استنتاجاته في العام 1684 والتي تناولت قوانين الحركة. نشر نيوتن الورقة 'برينسيبيا' في العام 1687 بتشجيع ودعم مالي من إيدموند هالي. في هذه الورقة، سطّر نيوتن القوانين الكونية الثلاثة والمتعلقة بالحركة ولم يستطع أحد أن يعدل على هذه القوانين لـ 300 سنة أخرى! بعد إصدار نيوتن لنظرية برينسيبيا، أصبح الرجل مشهورا على المستوى العالمي واستدار من حولة المعجبون وكان من ضمن هذه الدائرة الرياضي السويسري نيكولاس فاتيو دي دويلير والذي كوّن مع نيوتن علاقة متينة استمرت حتى العام 1693 وأدّت نهاية هذه العلاقة إلى إصابة نيوتن بالإنهيار العصبي.
السير إسحاق نيوتن
تمكن نيوتن من أن يصبح عضوا في البرلمان في الأعوام 1689-1690 وكذلك في العام 1671 ولكن لم تذكر سجلات الجلسات أي شيء يذكر عن نيوتن باستثناء أن قاعة الجلسة كانت باردة وأنه طلب أن يُغلق الشبّاك ليعمّ الدفء! في العام 1703 أصبح نيوتن رئيسا للأكاديمية الملكية وتمكن من خلق عداوة مع الفلكي جون فلامستيد بمحاولته سرقة كاتالوج الملاحظات الفلكية التابع لفلامستيد. منحته الملكة آن لقب فارس في العام 1705. لم يتزوج نيوتن قط ولم يكن له أطفال مسجّلون وقد مات في مدينة لندن ودفن في مقبرة ويست مينيستر آبي.
إختلف 11هووك11و11نيوتن11 كثيرا على مر السنين و كانت لهما مناقشات حامية عمن اكتشف حساب التفاضل و التكامل اهو 11نيوتن11 ام عالم الرياضيات الالماني 11لينتز11و لكن الحقيقة ان كثيرا من اكتشافات نيوتن كانت شائعة في ذلك الوقت الذي كان قد توصل علماء اخرون للاساسيات و لكن مهارة نيوتن و عبقريته تكمن في ربط هذه الخيوط مع بعضها البعض فتؤدي إلى النتائج النهائية له و لقد نشر كتاب 11الاساسيات11 الذي يصف التطبيقات العلمية للديناميكا و التي تلخص في قوانين نيوتن للحركة و الجاذبية في عام 1684 و كتاب المرئيات في عام 1740 . لقد نشأ نيوتن يتيم الأب فقد توفّي والده في نفس عام ولادته، وتربّى في عائلة ثرية ذات جذور زراعية، ومن الواضح أن طفولته لم تكن سعيدة حيث تزوّجت أمه ولم يبلغ العامين، وترعرع في كنف جدّه لأمه، ولم تكن علاقته بجدّه حميمة حيث لم يرد عن نيوتن في مستقبل حياته أيّ ذكر لجدّه.
أما دراسة نيوتن الأولى فلم تكن تقاريرها مشجّعة، وقد وصفته بعضها بأنه (كسول) و(غير مهتم)، ولذا أخرجته أمه من المدرسة لكي يشرف على إدارة ممتلكاتها، ولكنه سرعان ما أثبت فشله في ذلك المضمار، واجتمعت العائلة لترى مخرجاً مناسباً من ورطتها مع هذا الصبي (الكسول
في ظلّ تلك الظروف لم يكن من خيار سوى عودة الفتى إلى المدرسة، ورأى خاله أن من الأفضل له أن يتهيأ للالتحاق بالجامعة، ولعل لتأثير خاله وإقامته في منزل مدير المدرسة دوراً في فتح شهية نيوتن للدراسة، ولذا فإنه تمكّن من الالتحاق بجامعة (كامبردج) في عام 1661م، وكان عمره حينئذ أكبر من أعمار زملائه في الدراسة
كانت رغبة نيوتن هي الالتحاق بدراسة القانون، ولكن أعمال (جاليلي) في الفيزياء ونظرية (كوبرنيكس) الفلكية جذبت اهتمامه بشكل خاص، ولقد سجّل نيوتن أفكاره في تلك الفترة في دفتر سمّاه (أسئـلة فلسفية محدّدة)، وكتب في بداية الدفتر: (أفـلاطون صديقي، وأرسطو صديقي، ولكن أفضل أصدقائي هو الحقيقة)، وهكذا تتضح استقلالية تفكير نيوتن في مرحلة مبكّرة من حياته.
تشير الدلائل إلى أن دراسة نيوتن الجامعية لم تكن متميّزة، ولكنه استطاع أن يجتاز امتحاناته ويحصل على درجة البكالوريوس في عام 1665م، ومن الواضح أن عبقريته لم تبرز في تلك الآونة، ولكنها تدفّقت فجأة مع حدث أصاب بريطانيا، واضطرّ الجامعة إلى إغلاق أبوابها مما دفع بنيوتن إلى العودة إلى قريته ليمضي حوالي عامين من حياته كانت مزدحمة بمخاض علمي مؤذناً بميلاد فجر جديد على البشرية
لقد ظهر وباء الطاعون في بريطانيا، وتعطّلت أنماط الحياة الاعتيادية، ولكن نيوتن، وهو لم يتجاوز الخامسة والعشرين من عمره، جعل من تلك الفترة العصيبة مرحلة ذهبية في تطوير (الفكر العلمي)، وبدأ مسيرته في إحداث ثورات علمية في علوم الرياضيات والفيزياء والفلك
وفي تلك المرحلة قام نيوتن بعمله الجبار في (توحيد قوانين الحركة) في الفيزياء، فلقد كان الفلكي الألماني (يوهانا كبلر) قد اكتشف ثلاثة قوانين تحكم حركة الكواكب حول الشمس، ولكن لم تكن لتلك القوانين أية علاقة أو ارتباط بأية حركة أخرى في الكون، وما هو أهمّ من ذلك أنها كانت قوانين عمــــــلية بحتة مُســــتنتجة من البيانات الفلكية الجمّة التي جمعها أســـتاذه الفلكي الدنمـــــــاركي (تايخو براها).
لقد أحـدث نيوتن انـقلاباً جذرياً في فهم الإنسان لطبيعة الحركة وقوانينها، فاكـتشف ثلاثة قوانين لحركة الأجسام، وعبر هذه القوانين برزت طبيعة الحركة وكيفيّة تأثـّر الأجسام بالقوى، واستطاع نيوتن أن يوضّح أن (قوانين كبلر) ليست إلا حـالات خـاصة لقـوانين نيوتن للحركة عندما يتم دمجها مع قانون آخر اكتشفه نيوتن في أيام الطاعون، وهو (قانون الجاذبية الكونية) الذي ينصّ على أن (كل جسم في الكون يجذب كل جسم آخر بقوة تتناسب طردياً مع ناتج ضرب كتلتيهما، وعكسياً مع مربّع المسافة بينهما).
ولما فتحت جامعة (كامبردج) أبوابها في عام 1667م بعد القضاء على وباء الطاعون، تقدّم نيوتن للعمل بها على وظيفة أكاديمية، والغريب أنه أخفى اكتشافاته فيما يتعلّق بقوانين (الحركة) وقانون (الجاذبية الكونية)، ولكن نتيجةً لاطّلاع الأكاديميين على أعماله في مجال الرياضيات أصبح نيوتن بروفيسوراً في الجامعة في عام 1669م لتبدأ المرحلة الثانية من حياته بكلّ ما تميزت به من عطاء متدفّق وإسهامات خالدة.
بدأ نيوتن أستاذيته بتدريس علم (البصريات)، وطرح نيوتن اكتشافاً جديداً في عام 1672م في أوّل بحث نشره في حياته وكان تحت عنوان (نظرية جديدة عن الضوء والألوان) ليضيف بذلك عملاً آخر إلى مجموعة من الأعمال العلمية التي أرست قواعد انطلاقات جذرية في مجالات المعرفة والعلوم والتقنية لم تكن لتخطر على بال.
لقد كان الاعتقاد السائد بين العلماء والفلاسفة ابتداءً من أرسطو أن الضوء الأبيض هو (وحدة فريدة أساسية)، ولكن نيوتن اقترح أن الضوء الأبيض هو (خليط من الأشعة)، وأجرى تجربته الشهيرة باستخدام (المنشور الزجاجي)؛ فإذا سقط عليه ضوء الشمس الأبيض خرجت منه سبعة ألوان مميزة، ومن هـــذا الاكتشاف عرف البشر لأوّل مرة تفسير ظاهرة (قــوس قزح) بعيداً عن الخرافات والأساطير والأمزجة. لقد كان الفلكي البريطاني (إدموند هالي) هو الذي أقنع نيوتن بإخراج ذخيرته العلمية التي أسّسها في فترة اعتزاله أثناء أيام الطاعون، وتكفّل بمصاريف النشر، فخرجت تلك الإبداعات العبقرية إلى الساحة العلمية في عام 1687م في كتابه الجامع (الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية
لقد جمع ذلك الكتاب كلّ ما هو معروف عن الحركة في الكون، ووحّد الظواهر الطبيعية المختلفة في إطار واحد خاضع للقوانين نفسها مما جعل عدداً من العلماء يشتكون لسنوات عديدة أن نيوتن لم يترك لهم شيئاً يشتغلون به، ووصف العالم الفرنسي (بيير دو لابلاس) هذه الحال بأسلوب حاذق عندما قال: (إن نيوتن كان محظوظاً مرتين؛ المرّة الأولى لأنه كان يملك قدرة لاكتشاف أساس الكون الفيزيائي، والمرة الثانية لأنه لا يمكن أن يكون له منافس أبداً نظراً لأنه لا يوجد إلا كون واحد يمكن اكتشافه).
لم يحظ عالم بما حظي به نيوتن من التقدير والتكريم في حياته وبعد مماته، وجاءته شهادات التقدير من معظم العلماء المشهورين في زمانه، وبالرغم من ذلك نجد أن نيوتن، وهو في الخمسين من عمره وفي قمة عطائه وشهرته، يقرّر هجر الحياة الأكاديمية؛ فحياته لم تخل من المنغصات عبر الصراعات والأزمات النفسية إذْ إن نيوتن كان يمقت الجدال، ويتحاشى نزاعات الأقران، ولذلك كان يميل إلى حجب أعماله قدر الإمكان عن أعين المترصّدين والناقدين، ولذا نجده يكتب لأحد أصدقائه تحت ضغط المعارضة القاسية التي واجهته: (إنني أنوي عدم المشاركة مستقبلاً في أمور الفلسفة، ولذا فإنني أؤمّل أن لا تنزعج إذا وجدتني قد توقّفت عن أيّ عمل من ذلك النوع).
وهكذا راح نيوتن يبحث عن وظيفة تجلب له مردوداً مادياً أكبر، وتنأى به عن ساحات النقد والخلافات العلمية، فقبل في عام 1696م وظيفة مدير دار (سكّ النقود) في لندن، واستمرّ فيها حتى وفاته
ما كشفت عنه الصحافة البريطانية أن العالم البريطاني الأشهر في التاريخ اسحق نيوتن مكتشف الجاذبية كان تنبأ قبل أكثر من 250 عاما بنهاية العالم في العام 2060 ، وتشير الأوراق التي كتبت بخط يد نيوتن إلى أنه أمضى وقتا طويلا في فك رموز ' الكتاب المقدس ' وخصوصا المتعلقة منها بالأسرار الإلهية المتصلة بخلق العالم ، وهي تكشف عن أن نيوتن كان يعتنق العقيدة الألفية القائلة بالمجيء الثاني للمسيح بعد فترة ألف عام تكون فيها السلطة للقديسين ، وبعد ذلك يتوصل نيوتن إلى نتيجة مؤداها أنه بعد المجيء الثاني للمسيح فان نهاية العالم ستكون في العام 2060
والكشف عن تنبؤات العالم نيوتن تمت بعد أبحاث امتدت سنوات عديدة قام بها الأكاديمي الكندي ستيفن سنوبولين الذي يقول إن نيوتن أمضى خمسين عاما محاولا التوصل إلى تاريخ محدد لنهاية العالم وكتب 4500 صفحة بخط يده عن نتائج هذه المحاولات ولكنه لم يحدد بالضبط عاما محددا ، إلا أن المؤشرات تقول إن العام 2060 هو نهاية العالم . وقد أنتج عن الأوراق فيلم وثائقي يحمل اسم ' نيوتن الكافر المظلم ' !!
الثقالة أو الجاذبية Gravity هي ميل الكتل و الأجسام للتحرك و الانجذاب نحو بعضها البعض كما في الجاذبية بين المغنطيسات و الأجسام الحديدية ، كان إسحاق نيوتن أول من تحدث عن قوى الثقالة (الجاذبية) محاولا وضع نظرية تفسر ميل الأجسام للسقوط نحو الأرض (تفاحة نيوتن) بشكل يتناسق مع قوانينه التحريكية الثلاثة
فالوزن هو القوة التي تحثها الثقالة محدثة الانجذاب بين الأرض و الجسم المعني و هي تساوي جداء تسارع الثفالة في كتلة الجسم . كان أول من وضع نظرية للثقالة هو الفبزبائي المعروف اسحاق نيوتن و بقيت هذه النظرية صامدة حتى تم استبدالها من قبل اينشتاين بنظرية النسبية العامة لكن معادلة نيوتن تبقى صحيحة و أكثر عملية عندما نتحدث عن حقول ثقالية ضعيفة كارسال المركبات الفضائية و التطبيقات الهندسية الانشائية مثل بناء الجسور المعلقة .
يقول قانون الجاذبية العام لنيوتن : أن كل جسم يجذب جسما آخر في الكون بقوة محمولة على الخط الواصل بين المركزين و شدتها متناسبة طردا مع كتلتيهما و عكسا مع مربع المسافة بينهما
انتشر مصطلح الجاذبية الأرضية مبكرا كون فكرة التجاذب كانت راسخة حسب النظرة النيوتنية ، لكن الترجمة الدقيقة للمصطلح بارتباطه بمقهوم الثقل (grav-) و تغير النظرة إلى هذه القوة بعد ظهور نظرية النسبية دعمت تسميتها بقوى الثقالة . الوزن عبارة عن مقدار فيزيائي متجهي وهو القوة المسلطة من الأرض على الأجسام
تنص نظرية النسبية العامة لاينشتاين على أن وجود أي شكل من أشكال المادة أو الطاقة أو العزم يحدث انحناء في الزمكان ، وبسبب هذا الانحناء فان المسارات التي تسلكها الاجسام في الجمل العطالية يمكن أن تنحرف أو تغير اتجاهها ضمن الزمن . و هذا الانحراف يظهر لنا على انه تسارع نحو الاجسام الكبيرة و عرفه نيوتن بأنه ثقالة او جاذبية . و بالتالي فان النسبية العامة ترى التسارع الثقالي أو السقوط الحر بأنه حركة عطالية فعليا ( منتظمة ) في حين ان المراقب هو من يتحرك حركة متسارعة ، و هذا ما يعرف ب مبدأ التكافؤ .
الجدول الزمني لأهم الأحداث في حياته
1642 - ولادته في وولزثورب .
1661 - دخول كلية ترنتي في جامعة كامبردج .
1665 - الحصول على درجة البكالوريوس .
1665 - 1667 - إجراء أعمال رائدة في الرياضيات و البصريات و الفيزياء .
1668 - الحصول على درجة الماجستير .
1669 - تعيين نيوتن أستاذا للرياضيات في كامبردج .
1671 - عرض المقراب العاكس على الجمعية الملكية .
1672 - إرسال المقال الأول في الضوء إلى الجمعية الملكية ، و انتخاب نيوتن عضوا في الجمعية .
1674 - إرسال المقال الثاني في الضوء إلى الجمعية الملكية .
1684 - آدموند هالي يزور نيوتن في كامبردج ، و نيوتن يبدأ تأليف كتاب المبادئ الأساسية .
1687 - طباعة كتاب المبادئ الأساسية .
1689 - انتخاب نيوتن ممثلا لجامعة كامبردج في البرلمان .
1693 - إصابته بوعكة صحية .
1696 - تعيينه قيما لدار صك العملة .
1699 - تعيينه رئيسا لدار صك العملة .
1701 - انتخابه ممثلا لجامعة كامبردج في البرلمان .
1703 - انتخابه رئيسا للجمعية الملكية .
1704 - طباعة كتاب البصريات .
1705 - منح نيوتن لقب فارس من الملكة آن .
1713 - نشر الطبعة الثانية من كتاب المبادئ الأساسية .
1717 - نشر الطبعة الثانية من كتاب البصريات .
1727 - الوفاة في كنسنغتون في 20 آذار عن عمر يناهز 84 عاما .
ساحة النقاش