Sir Isaac Newton

Isaac Newton, (representado en la imagen en un retrato de sir James Thornhill)

Isaac Newton (1643-1727), físico y matemático inglés, fue una figura cumbre en la historia de la ciencia y el padre de la ley de la gravitación universal, los principios de la dinámica y numerosos logros en los campos de la óptica, la astronomía y las matemáticas, donde destacan sus investigaciones en el campo del cálculo infinitesimal.

Juventud

Newton nació el 4 de enero de 1643 en la aldea de Woolsthorpe, Lincolnshire, Reino Unido. Su padre, terrateniente local, había fallecido tres meses antes. Newton se vio privado también de su madre cuando, dos años después, ésta volvió a contraer matrimonio y su segundo marido decidió dejar al joven Isaac al cuidado de la abuela de éste.

Durante los siguientes nueve años, la ausencia de afecto paternal marcó el carácter de Newton. Desarrolló un intenso odio hacia su padrastro, además de una excentricidad creciente y tendencias psicóticas. Tales rasgos le acompañarían el resto de su vida. Años después, el miedo a la forma en que sus ideas serían recibidas le causaba fuertes ataques de inseguridad, previos a la publicación de sus obras; al mismo tiempo, cuando debía defender tales ideas, acostumbraba a hacerlo con notable violencia.

Cuando su madre enviudó por segunda vez, ésta invitó a Newton a dirigir sus ahora importantes posesiones. Él rehusó la propuesta, prefiriendo ingresar en la escuela de Grantham, donde ya había estudiado, a fin de prepararse para acudir a la universidad.

Formación en Cambridge

Newton ingresó en el Trinity College de Cambridge en 1661, siendo su edad superior a la del resto de los alumnos de primer curso. En aquel momento, la revolución científica se encontraba en su momento de mayor actividad, y las ideas de astrónomos como Nicolás Copérnico, Johannes Kepler y Galileo, y de filósofos como René Descartes agitaban el mundo académico y eran objeto de intensos debates. Las universidades, sin embargo, participaban en la controversia al mismo tiempo que permanecían ancladas a las doctrinas clásicas sentadas por Aristóteles y que situaban la Tierra como centro indiscutible del universo.

En Cambridge redactó un cuaderno de notas titulado Quaestiones quaedam philosophicae (Ciertas cuestiones filosóficas), en el que recopiló una serie de ideas inspiradas por la reflexión sobre la obra de pensadores como Descartes. En este cuaderno puso el marco a lo que sería una visión del mundo totalmente innovadora.

También durante sus años de universidad iniciaría sus estudios sobre matemáticas, química y también sobre la tradición hermética, que aspiraba a explicar el mundo a través de la magia y la alquimia. El enfrentamiento entre estas dos visiones de la realidad totalmente contrapuestas, la científica y la hermética, marcaría en buena medida la trayectoria posterior de Newton.

Estudios sobre óptica

En 1665 se licenció en Cambridge. Poco después la plaga obligó a cerrar temporalmente la universidad y Newton regresó a su casa y permaneció allí los dos años siguientes. Ocupó este tiempo en el estudio de la óptica, y redactó un ensayo, “Of Colours” (“De los colores”), que representaría el germen de uno de sus tratados más célebres: Opticks (Óptica).

Cuando la universidad de Cambridge reabrió sus puertas en 1667, Newton ocupó una plaza como becario. Poco después el profesor Isaac Barrow cedió a Newton la cátedra que ocupaba -la cátedra Lucasiana, de física- alegando que la merecía más que él.

Durante los tres años siguientes Newton profundizó en sus estudios sobre óptica. Abrazó la teoría corpuscular, aunque ésta era puramente especulativa, y afirmó que la luz se encontraba formada por pequeñas partículas materiales.

El núcleo de sus teorías ópticas, sin embargo, estaba referido a los colores. A lo largo de una serie de experimentos realizados entre 1665 y 1666 había logrado descomponer un haz de luz blanca en los diferentes colores que lo componen, proyectando éstos sobre la pared de una habitación en tinieblas. Pudo así rebatir la antigua idea de que la luz posee una naturaleza simple y homogénea, siendo, en su lugar, compleja y heterogénea; prueba de ello era su descomposición en diferentes colores. La naturaleza heterogénea de la luz se convirtió, desde aquel momento, en el fundamento de la ciencia óptica.

Este y otros descubrimientos fueron consecuencia de los intentos de Newton por eliminar las aberraciones cromáticas en las lentes de los telescopios. Al no lograr tal fin decidió sustituir el objetivo de los telescopios por un espejo (telescopio de reflexión).

Hermetismo

El interés del Newton por el hermetismo le condujo a copiar a mano antiguos tratados de esta materia y recopilar todos los conocimientos al respecto de los que fue capaz. Esta disciplina hizo que sus teorías sobre el mundo dieran un vuelco. Hasta entonces había explicado los fenómenos naturales como movimientos de partículas de materia, lo cual imposibilitaba la interacción a distancia. Por lo tanto, existían determinados fenómenos, como la atracción de fragmentos de papel por un cristal frotado contra la ropa, que resultaban inexplicables con los conocimientos de los que entonces se disponía.

Newton creyó haber dado explicación a estos fenómenos a distancia, y otros a los que no lograba dar justificación, sugiriendo la existencia de un fluido de naturaleza etérea, al que llamó éter. Este fluido sería el encargado de atrapar los fragmentos de papel y transportarlos hacia el cristal.

En 1679 rechazó la teoría del éter, que retomaría años después, argumentando que fenómenos como el mencionado y otros, como la tensión superficial de los líquidos, eran debidos a fuerzas de atracción y repulsión entre partículas materiales.

Las leyes de la dinámica y el cálculo infinitesimal

En 1687, y por insistencia del astrónomo Edmund Halley, Newton publicó su tratado más importante, Philosophiae Naturalis Principia Matemática (Principios matemáticos de la filosofía natural), en el que enunció sus tres célebres principios de la dinámica:

1. Ley de la inercia. Un cuerpo permanece en reposo o en movimiento uniforme de forma indefinida si ninguna fuerza actúa sobre él.

2. Ley fundamental de la dinámica. La aceleración experimentada por un cuerpo como consecuencia de la aplicación de una fuerza es directamente proporcional a la magnitud de tal fuerza e inversamente proporcional a su masa.

3. Ley de acción y reacción. Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro (acción), éste ejerce una fuerza de la misma magnitud pero de sentido contrario (reacción) sobre el primero.

La combinación de la segunda de estas leyes con la tercera de Kepler condujo a Newton a otro de sus logros más notables, la ley de la gravitación universal: dos cuerpos se ven atraídos recíprocamente por una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.

La publicación de los Principia dotó a Newton de reconocimiento internacional; cambió la forma de pensar de los científicos de la época y dejó una huella imborrable en la historia de la ciencia. En 1703 fue elegido presidente de la Royal Society, y dos años después la reina Ana lo nombró caballero, constituyendo la primera ocasión en la que un científico obtenía tal honor.

La célebre anécdota de la manzana que inspiró la analogía con la luna fue popularizada por Voltaire, a quien se la narró Catherine, sobrina de Newton que ejerció como ama de llaves en su residencia londinense. Al margen de que realmente ocurriera o no, el famoso manzano se convirtió en lugar de peregrinación para los admiradores del sabio.

Además de los tres principios de la dinámica, hoy en día se encuentra aceptado que Newton desarrolló el cálculo infinitesimal -compuesto del cálculo diferencial y el integral- antes de que Leibniz lo hiciera por su cuenta. En la época, sin embargo, se produjo una agria controversia al respecto, alimentada por el propio Newton, que durante años acusó a Leibniz de plagio. Continuó presidiendo la Royal Society hasta su muerte, acaecida en Londres, el 31 de marzo de 1727.