Werbung

Isaac Newton: Der Vater der modernen Wissenschaft

Das Leben und die Entdeckungen eines der größten wissenschaftlichen Köpfe der Menschheit.

Man kann den Einfluss, den Isaac Newton auf die moderne Wissenschaft hatte, nicht unterschätzen. Von seiner Entdeckung der Gesetze der Schwerkraft und Bewegung über seine Arbeit an der Entwicklung der Mathematik hinter der Infinitesimalrechnung bis hin zu seiner Rolle bei der Gründung der Royal Society, Isaac Newtonwar eine der folgenreichsten wissenschaftlichen Figuren der Geschichte.

Verantwortlich für Entdeckungen in Mathematik, Physik und Optik, sein Werk von 1687Philosophen Naturalis Principia Mathematica gilt als eines der größten wissenschaftlichen Werke, die jemals geschrieben wurden und legt den Grundstein für die klassische Mechanik und die Gravitationstheorie, die das Gebiet der Physik dominierten, bis Einsteins Relativitätstheorie Anfang des 20.

Aus eher bescheidenen, wenn auch nicht verarmten Anfängen, schien Newton nicht dazu bestimmt zu sein, einen so großen Eindruck auf dem Gebiet der Naturwissenschaften und Mathematik zu hinterlassen. Als anständiger Student kam er auf die wissenschaftliche Szene wie die wissenschaftliche Revolutionkam im 17.

Frühes Leben und Karriere

Sir Isaac Newton wurde am 4. Januar 1643 25. Dezember 1642 nach dem damals in England verwendeten julianischen Kalender in Woolsthorpe, Lincolnshire, England, geboren.

Der Sohn eines einigermaßen wohlhabende Bauernfamilie, sein Vater starb einige Monate vor seiner Geburt. Newton selbst war ein Frühgeborenes, von dem nicht erwartet wurde, dass es leben würde. Er überlebte offensichtlich die Kindheit, verbrachte aber seine prägenden frühen Jahre bei seiner Großmutter mütterlicherseits, nachdem seine Mutter wieder geheiratet hatte.

Ein begabtes Kind, Newton wurde gesagtzu verwenden mit Gebäudemodellen, einschließlich einer kleinen, funktionierenden Getreidemühle, die eine Maus in einem Rad als Energiequelle verwendet, und einem ausgeklügelten System von Sonnenuhren, die auf die Minute genau waren.

Seine frühe Ausbildung wurde unterbrochen, als seine Familie versuchte, einen Bauern aus ihm zu machen, aber er fand es unglaublich langweilig.

Werbung

Seine Familie willigte ein und brachte ihn zur Schule. Später schrieb er sich 1661 am Trinity College der University of Cambridge ein, wo er hat Jura studiert und bezahlte für seine Ausbildung und seinen Unterhalt, indem er als Diener arbeitete und die Zimmer wohlhabenderer Studenten aufräumte.

Die Universität wurde 1665 geschlossen, nachdem eine Beulenpest in England ausgebrochen war, und er kehrte während dieser Zeit nach Hause zurück. Die apokryphe Geschichte des Apfels, der von einem Baum fiel, die Newton zu seiner Entdeckung der Gesetze der Schwerkraft inspirierte, soll sich in dieser Zeit ereignet habenZeit, aber ist mit ziemlicher Sicherheit ein Mythos. Was auch immer in den zwei Jahren passiert ist, die Newton außerhalb von Cambridge verbracht hat, er hat diese Zeit auf jeden Fall optimal genutzt.

Frühe Entdeckungen

Quelle: Kelvinsong / Wikimedia Commons

Kurz bevor Cambridge 1665 geschlossen wurde, entwickelte Isaac Newton die verallgemeinerter Binomialsatz, ein wichtiger Teil der elementaren Algebra. Während seiner Zeit zu Hause machte Newton große Fortschritte in seiner Theorie der Gravitation, Infinitesimalrechnung und Optik, von denen viele später in seiner Karriere offiziell veröffentlicht wurden.

Werbung

SeinDe analysi per aequationes numero terminorum infinitas, trug zu wichtigen Fortschritten auf dem Gebiet der Mathematik beiunendliche Reihe und wurde von einem führenden britischen Mathematiker zu dieser Zeit und Newtons Mentor Isaac Barrow als das Werk beschrieben "von einem außergewöhnlichen Genie."

Newton, nach seiner Rückkehr nach Cambridge im Jahr 1667, nahm eine Stelle als Fellow am Trinity College an. Dies erforderte technisch, dass er Mitglied des Klerus der Church of England wurde, aber Newtons "unkonventionelle" religiöse Ansichten für die Zeitstand im Weg und würde viele Jahre lang ein Streitpunkt sein, bis er eine Sondergenehmigung erhielt, um nicht von König Karl II. ordiniert zu werden.

Einer von Newtons ersten große Erfindungen war eine Funktion seiner Pflichten als Fellow des College, die ihn dazu zwangen, Vorlesungen an der Universität zu halten. Er beschloss, in seinen ersten Jahren, von 1670 bis 1672, Vorlesungen über Optik zu halten und seine Theorien über die Natur zu beweisenvon Licht und Farbe erfand er das erste bekannte Teleskop, das reflektierende Spiegel anstelle von Linsen verwendete.

Werbung

Seine Arbeit über Optik, hauptsächlichdass weißes Licht, das durch ein Prisma eindringt, ein Farbspektrum erzeugte, das dann mit einer Linse und einem zweiten Prisma in weißes Licht umgewandelt werden konnte, löste eine anhaltende Debatte über die Natur der Farbe aus. Newton zeigte, dass Farbe ein Merkmal des Lichts selbst ist, nicht des beleuchteten Objekts, bekannt als Newtons Farbtheorie.

In einer Vorahnung seines Lebens wurde Newton eingeladen, seine Ideen über Licht mit der Royal Society zu teilen, der elitären wissenschaftlichen Gemeinschaft, die dazu beigetragen hat, die wissenschaftliche Revolution in Großbritannien und darüber hinaus voranzutreiben.

Newton beschrieb seine Experimente mit Licht in einer nicht ganz einfachen Weise, was bedeutete, dass die Mitglieder der Gesellschaft Newtons Ergebnisse nicht reproduzieren konnten. Als Robert Hooke Newtons Erkenntnisse zu Licht und Farbe kritisierte, nahm Newton die Erfahrung schlecht und sah die wesentliche Kritik an Peer Review als persönlicher Angriff.

Werbung

Dies führte dazu, dass sich Newton für viele Jahre aus der intellektuellen Gesellschaft zurückzog und die Veröffentlichung vieler seiner wichtigsten Werke um mehr als ein Jahrzehnt verzögerte. Obwohl er rechtzeitig zurückkehrte und schließlich zum Präsidenten der Royal Society aufstieg, war diese Abwesenheit vondie akademische Szene würde den Grundstein für eine der größten wissenschaftlichen Kontroversen der Geschichte legen.

Infinitesimalrechnung und Beefing mit Gottfried Leibniz

Quelle: 1,2

Während es in der akademischen Welt allgemein anerkannt ist, dass der deutsche Mathematiker Gottfried Wilhelm Leibniz unabhängig mit Isaac Newton die Infinitesimalrechnung miterfunden hat, würde Newton darum bitten, anderer Meinung zu sein – und er bettelte mit absoluter Rache.

Sogenannte Prioritätskämpfe sind eine ziemlich große Sache auf einem Gebiet, in dem Entdeckungen wichtiger Gesetze oder Phänomene die Währung des Reiches sind, und es wird nicht viel größer als Infinitesimalrechnung.

Infinitesimalrechnung ist das mathematische Fundament aller Arten wissenschaftlicher Disziplinen, hauptsächlich aufgrund seiner Fähigkeit, Änderungsraten zu messen oder größere Daten aus kleineren Daten zu extrapolieren, wie zum Beispiel die Oberfläche und das Volumen komplexer Formen.

Werbung

Newton musste die Infinitesimalrechnung erfinden, um viele seiner Entdeckungen rund um die Gravitation und die klassische Mechanik zu erklären, aber er veröffentlichte diese Ergebnisse erst 1704, und selbst dann noch etwas verworren.

In der Zwischenzeit hatte Leibniz – ein versierter Wissenschaftler und Mathematiker – in Deutschland 1684 dieselbe Mathematik sauberer und effizienter formuliert, zusammen mit der heute weltweit verwendeten konventionellen Schreibweise.

Newton und seine Verbündeten beschuldigten Leibniz des Plagiats, und Newton nutzte seine Stellung und Position als Präsident der Royal Society, um den Ruf von Leibniz zu zerstören, ein Versuch, der weitgehend erfolgreich war. Erst in den letzten Jahren war Leibniz so weitangesichts seines gerechten Anteils an der Erfindung der Infinitesimalrechnung.

Werbung

Philosophen Naturalis Principia Mathematica

Quelle: Andrew Dunn / Wikimedia Commons

Wahrscheinlich wurde die größte Entdeckung von Isaac Newton in niedergelegtPhilosophen Naturalis Principia Mathematica im Jahr 1687, heute als Newtonsche Bewegungsgesetze bekannt.

Dieses grundlegende Werk der modernen Physik demonstrierte und erklärte, wie sich makroskopische Objekte sowohl auf der Erde als auch am Himmel nach denselben mathematischen Gesetzen bewegen und mit erklärt werden könnendrei wesentliche Prinzipien, oft angegeben als:

  1. Ein ruhender Gegenstand bleibt in Ruhe und ein bewegter Gegenstand bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit auf einer geraden Linie, es sei denn, eine äußere Kraft wirkt auf ihn ein.
  2. Die Beschleunigung eines Objekts ist eine Funktion der Masse des Objekts und der quantifizierbaren Kraft, die auf das Objekt ausgeübt wird.
  3. Wenn ein Objekt gegen ein anderes Objekt wirkt, reagiert das zweite Objekt in gleicher und entgegengesetzter Weise auf das erste.

Das erste Gesetz, das der Trägheit, erklärt, wie bewegte und ruhende Objekte ihren bestehenden Zustand "vorzugsweise" beibehalten und Veränderungen widerstehen, es sei denn, sie werden durch irgendeine Kraft gezwungen. Dies hilft, Beschleunigung, Abbremsung und dergleichen zu erklären.

Der zweite Hauptsatz, der der Kraft, kann in der Gleichung zusammengefasst werden:

Kraft = Masse x Beschleunigung

Diese Formel ist für die Bewegungsmechanik von wesentlicher Bedeutung und definiert die Mathematik, die bestimmt, wie das erste Bewegungsgesetz in der Praxis tatsächlich funktioniert – das heißt, wie viel Kraft aufgebracht werden muss, um die Trägheit eines Objekts zu überwinden.

Das dritte Gesetz von Aktion und Reaktion definiert Bewegung als Wechselwirkung komplementärer Kräfte. Bei einem Flugzeug drückt die Form des Flügels die Luft nach unten. Als Reaktion darauf drückt die Luft gegen die Form des Flügels,anheben.

Der Flügel, der an einem Rumpf befestigt ist, drückt das Flugzeug nach oben. Das Gewicht des Rumpfes, der am Flügel befestigt ist, zieht den Flügel als Reaktion nach unten gegen die Luft.

Es gibt noch viel mehr, was man über die sagen könntePrincipia und ihr Einfluss auf die moderne Wissenschaft, aber für den Moment reicht es zu sagen, dass sie jahrhundertelang das Fundament der physikalischen Wissenschaften geblieben ist und bis heute von hoher Relevanz ist.

Unterdrückte Arbeit in Alchemie und Wahrsagerei

Sir Isaac Newton, dargestellt als "göttlicher Geometer" von William Blake | Quelle: Wikimedia Commons

Mit der Veröffentlichung von Principia, Optiken, und viele andere Werke, Newton zementierte sich so ziemlich als einer der größten wissenschaftlichen Köpfe der Menschheitsgeschichte – aber er war immer noch ein Mann seiner Zeit.

Im 17. Jahrhundert geriet die Alchemie in Ungnade, wurde aber immer noch praktiziert, mit all ihren vergeblichen Versuchen, Blei in Gold zu verwandeln und die Geheimnisse der Unsterblichkeit durch den sagenumwobenen Stein der Weisen aufzudecken.

Während der Zeit des selbst auferlegten Exils nach der schlechten Aufnahme seiner Arbeit in der Optik tauchte Newton tief in einige weniger wissenschaftliche Bestrebungen ein.

Newton widmete seinen alchemistischen Studien einen beträchtlichen Aufwand, und es wird geschätzt, dass seine überlieferten Papiere, die er nach seinem Tod gesammelt hat, Beträgt schätzungsweise 10 Millionen Wörter, genug, um allein ein ganzes Bücherregal in einer Bibliothek zu füllen.

Von diesen 10 Millionen Wörtern betraf eine überraschend große Zahl alchemistische Formeln und forensisches Studium der Bibel auf der Suche nach versteckten Codes und Prophezeiungen.

Die religiösen Vermutungen, die er schriftlich formulierte, einschließlich seiner Ablehnung der wesentlichen christlichen Lehre von der Heiligen Dreifaltigkeit, hätten ihn in den Augen der Öffentlichkeit als Ketzer gebrandmarkt, und sein Streben nach einem Stein der Weisen, der Unsterblichkeit verleihen könnte, wäreeine Verlegenheit für eine Figur von Newtons Statur, zumindest in den Augen vieler seiner Anhänger.

Infolgedessen hielt sein gesetzlicher Erbe, John Conduitt, der Ehemann von Catherine Barton, Newtons Halbnichte, diese Papiere unter Verschluss und sie würden erst Mitte des 20. Jahrhunderts das Licht der Welt erblicken, als vielevon ihnen begann eine weit verbreitete Veröffentlichung zu sehen.

Letzte, streitsüchtige Jahre

Quelle: James Thornhill / Wikimedia Commons

Isaac Newton war dafür bekannt, eine gemeine Ader zu haben, einschließlich Drohungen und Schlägen auf Freund und Feind gleichermaßen. Sowohl von modernen Persönlichkeiten als auch von seinen Zeitgenossen wurden seit langem Spekulationen über seine persönlichen Beziehungen oder deren Fehlen angestellt.

In einem Brief an seinen Freund, den politischen Philosophen John Locke, Newton schrieb: "SIR, — Da ich der Meinung war, dass Sie sich bemühten, mich mit Frauen zu verwickeln, und auf andere Weise war ich so davon betroffen, dass ich, als mir jemand sagte, Sie seien kränklich und würden nicht leben, antwortete ich: 'Es wäre besser, wenn du tot wärst. Ich möchte, dass du mir diese Lieblosigkeit vergibst."

Robert Hooke wollte Newton sicherlich nicht zu seinem Feind machen, aber Newton hegte nichtsdestotrotz einen Groll über die legitime wissenschaftliche Kritik seiner Arbeit und nutzte seine Position als Präsident der Royal Society, um zu versuchen, Hookes Beiträge aus der Geschichte zu löschen.

Er beschäftigte sich mit einem anderenhässlicher Kampf mit dem britischen Astronomen John Flamsteed1712. Flamsteed hatte einen Großteil seiner wissenschaftlichen Bemühungen der Erstellung eines endgültigen Sternenkatalogs voller reichhaltiger und präziser Details gewidmet.

Newton war ungeduldig mit Flamsteeds Sorgfalt in Bezug auf seine Daten und übergab große Teile davon an den Astronomen Edmond Halley von Halleys Comet-Ruhm zur Bearbeitung. Newton veröffentlichte dann den mit Fehlern gefüllten Band von Historia Colestis Britannicaohne Flamsteeds Zustimmung.

Entsetzt und gedemütigt gab Flamsteed eine beträchtliche Summe aus, um alle Exemplare des Slapdash-Bands aufzukaufen, die er konnte, und fuhr fort, sie im Royal Observatory offen zu verbrennen. Newton war nicht amüsiert und entfernte jede Erwähnung von Flamsteed aus seinemPrincipia Mathematica,obwohl Flamsteeds Beiträge zu der Arbeit erheblich waren.

Newtons Rücksichtslosigkeit war auch nicht der Akademie vorbehalten. 1696 wurde Newton als Wächter und späterer Meister der Royal Mint mit der Überarbeitung der britischen Währung beauftragt, wo er rücksichtslos Fälscher verfolgte und sogar bekannte Täter hinrichtete.

Tod und Vermächtnis

Sir Isaac Newton starb am 31. März 1727 im Schlaf. Er erhielt ein Staatsbegräbnis und wurde in einem Grab in der Westminster Abbey in London beigesetzt – weit mehr als seine Feinde erhielten.

Es ist jedoch nicht zu leugnen, dass Isaac Newton, so schwierig es auch sein mag, persönlich mit ihm umzugehen, immer noch eine außergewöhnliche Persönlichkeit und einer der größten wissenschaftlichen Köpfe war, die die Menschheit je hervorgebracht hat.

Seine wichtigste Arbeit über Gravitation und Bewegung, die später durch solche ersetzt wurdeAlbert Einstein, diente jahrhundertelang als Grundlage der modernen Physik.

Am wichtigsten war vielleicht Newtons methodischer Ansatz für seine Arbeit und Forschung, der dazu beitrug, das zu definieren und zu kodifizieren, was wir als wissenschaftliche Methode kennen, die der gesamten modernen Wissenschaft zugrunde liegt. Als Newtonselbst einmal gesagt, "Wenn ich weiter gesehen habe, ist es, indem ich auf den Schultern der Riesen stand."

Folgen Sie uns auf

Bleiben Sie über die neuesten technischen Nachrichten auf dem Laufenden

Geben Sie einfach Ihre E-Mail ein und wir kümmern uns um den Rest :

Mit der Anmeldung stimmen Sie unseren zuNutzungsbedingungen und Datenschutzrichtlinie. Sie können sich jederzeit abmelden.