Isaac Newton es, junto con Einstein, uno de los científicos más conocidos por todo el mundo. ¿Quién no conoce la anécdota de la manzana y su ley de la gravedad? Pero este inglés fue mucho más importante (y brillante) de lo que la mayor parte de la gente sabe. Vamos a verlo.

Una infancia no muy feliz

Isaac Newton nació el 4 de enero de 1643 en Woolsthorpe, una aldea de Inglaterra. Era el único hijo de un hacendado local, que murió tres meses antes del nacimiento de nuestro protagonista. Además, nació prematuro y bastante pequeño y débil. Desde luego, no parecía que fuera a llegar a los 84 años que finalmente vivió.

Antes de que Isaac Newton cumpliera los tres años, su madre, Hannah Ayscough, se casó nuevamente, con el reverendo Barnabas Smith. Hannah se fue a vivir con su nuevo marido a un pueblo cercano, dejando a Isaac al cuidado de su abuelo materna. Esta situación marcó profundamente a Newton, que odiaba a su padrastro. De hecho, él mismo recoge en un escrito de 1662 que llegó a amenazar a su madre y a su padrastro con quemar su casa con ellos dentro. Se cree que el carácter inseguro y las tendencias psicóticas que presentaba de adulto se deben a esta complicada niñez.  Su madre volvió a enviudar nueve años después de casarse y entonces decidió que Isaac sería el encargado de gestionar todas las propiedades que tenía la familia. Sin embargo, Isaac no estaba hecho para esto.

A los doce años, Newton volvió a la escuela primaria de Grantham. No destacó académicamente de manera especial, pero sí se demostró que poseía bastante habilidad mecánica. Así, construía molinos de viento, relojes de agua e incluso diseño y construyó una linterna plegable de papel. En la escuela aprendió latín y solo unos pocos rudimentos de aritmética. En 1661logró matricularse en el Trinity College de Cambridge. Hay que tenemos que recordar que en ese momento ya estaba avanzada la revolución científica en la que había surgido el heliocentrismo de Copérnico y Kepler, el principio de inercia de Galileo, Descartes, etc. Newton se interesó por todo este movimiento y leyó a Descartes y estudió los trabajos en química de Boyle. Sorprendentemente, también se sintió atraído por el hermetismo, que buscaba explicar los fenómenos naturales por medio de la alquimia y los conceptos mágicos.

Aunque su primer año no fue especialmente brillante, pronto comenzó a destacar en matemáticas bajo la tutela del profesor Isaac Barrow. Barrow recomendó a Newton para que le concedieran una beca de matemáticas en 1664. Posteriormente, en 1669, Newton sucedió a Barrow en la prestigiosa cátedra lucasiana.

Entre 1665 y 1667, la Universidad de Cambridge cerró sus puertas debido a la epidemia de peste bubónica que asolaba Inglaterra. Newton regresó a su hogar familiar en Woolsthorpe, donde siguió estudiando e investigando por su cuenta, sin ser dirigido por nadie. Este periodo de resultó ser el más productivo de su vida, puesto que fue cuando desarrolló sus teorías más importantes: la ley de gravitación universal, el cálculo infinitesimal, sus estudios sobre la luz y el color, y las bases de su mecánica.

Sus descubrimientos más importantes

A lo largo de su vida, Newton se interesó por numerosas disciplinas científicas. Sus descubrimientos revolucionaron la forma de entender el universo y establecieron las bases de la física moderna. Destacó en matemáticas, física, astronomía e incluso teología. Vamos a conocer sus aportaciones esenciales.

  FÍSICA

Sin duda la ley de gravitación universal y las leyes del movimiento son las aportaciones más conocidas de Isaac Newton. En 1687 publicó la obra Philosophiæ naturalis principia mathematica (Principios matemáticos de la filosofía natural). Los Principia están considerados como una de las obras científicas más importante de todos los tiempos. En este trabajo Newton estableció las bases de la mecánica y formuló las tres leyes del movimiento que llevan su nombre y la ley de la gravitación universal. Estas leyes explican la razón por la que los objetos no flotan en la Tierra o el movimiento de los planetas alrededor del sol, unificando por primera vez la física terrestre y la astronómica. Se trata de un avance científico gigantesco que completó la revolución científica iniciada por Copérnico un siglo antes.

La ley de gravitación universal establece que la fuerza de atracción entre dos cuerpos es directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Por lo tanto, cualquier cuerpo con masa ejerce una fuerza de atracción, pero los efectos de esta fuerza son más notorios cuanto mayor es el objeto. Son los objetos masivos, como los cuerpos celestes, en los que mejor se puede establecer esta atracción. La ley de la gravedad aportó la explicación científica al hecho observado por Kepler de que los planetas giren alrededor del sol en órbitas elípticas. Cuanto más cerca del sol estén, mayor es la fuerza de atracción y por lo tanto su velocidad de la traslación es mayor. También explica que los objetos que se encuentran en la superficie de la Tierra se mantengan en ella, que no floten o el hecho de que los objetos caigan al suelo.

La famosa anécdota de la manzana que cae de un árbol parece viene de una biografía de Newton escrita por William Stukeley, amigo de Newton, escrita en 1752. Se desconocer la veracidad de la anécdota, pero según Stukeley el propio Newton le contó como observación de una manzana cayendo en su jardín de Woolsthorpe le llevó a reflexionar sobre la fuerza que la atraía hacia la Tierra y si esta misma fuerza podría extenderse hasta la Luna. Eso sí, parece ser que no le cayó la manzana en la cabeza…

Las tres leyes de Newton o leyes de la dinámica, también enunciadas en los Principia se consideran un avance fundamental, puesto que son las que dirigen el comportamiento mecánico de los objetos. Son las siguientes:

Primera ley o principio de inercia

Un cuerpo no modifica su estado de reposo o de movimiento si no se aplica ninguna fuerza sobre él, o si la resultante de las fuerzas que se le aplican es nula. Es decir, que se mantendrá en reposo si estaba en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme si se encontraba en movimiento.

Segunda ley o ley fundamental de la dinámica

La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que se ejerce sobre él e inversamente proporcional a su masa.

Tercera ley o ley de acción y reacción

Cuando un cuerpo A ejerce una fuerza sobre otro cuerpo B, B reaccionará ejerciendo otra fuerza sobre A de igual intensidad y dirección, aunque de sentido contrario. La primera de las fuerzas recibe el nombre de fuerza de acción y la segunda fuerza de reacción.

   ASTRONOMÍA

En el libro III de sus Principia, titulado Sobre el Sistema del Mundo, Newton desarrolla la mecánica celeste. Estudia los movimientos de la Luna y da la explicación de las causas de las mareas. También hace un cálculo aproximado de la masa del Sol en relación con la de la Tierra, afirma que nuestro planeta está achatado por los polos.

Newton inventó el primer telescopio reflector. Hasta entonces los telescopios funcionaban solo con lentes. Cuanto más potente fuera el telescopio, mayor tenía que ser la lente. Nuestro científico inventó un telescopio que se basaba en el uso de espejos. Esto hacía que los telescopios fueran menos grandes y más potentes. Actualmente a estos telescopios se les denomina telescopios newtonianos.

  MATEMÁTICAS

Isaac Newton, en paralelo con Gottfried Leibniz, desarrolló el cálculo infinitesimal. Su disputa con Leibniz fue muy sonada en su época, con acusaciones de plagio, cartas anónimas para desprestigiar al rival, uso de criptografía para evitar que el otro siguiese sus avances… En realidad, Newton hizo sus aportaciones antes que Leibniz, durante el periodo de la peste, pero el alemán publicó sus trabajos antes de que lo hiciera el inglés.

Newton entregó a su maestro Barrow la obra De Analysi per aequationes numero terminorum in nitas en 1669. Este escrito se considera que es la obra fundacional del cálculo. El cálculo infinitesimal es una herramienta matemática que le permitió describir con precisión fenómenos en movimiento y cambio continuo. También le ayudar a describir órbitas planetarias. Esta innovación matemática resultó esencial para formular sus leyes físicas y sigue siendo fundamental en la ciencia e ingeniería modernas.

Los conceptos matemáticos de la derivada y la integral fueron concebidos por él. La derivada tiene que ver con la evolución en el tiempo de magnitudes como la velocidad y la aceleración. En geometría, la derivada permite calcular las pendientes de curvas y la recta tangente a una curva determinada.

Newton formuló también el teorema del binomio.

  ÓPTICA Y EL PRIMER PAPER DE LA HISTORIA

Uno de los primeros intereses de Isaac Newton fue la óptica. Comenzó escribiendo algunos trabajos, que luego se convirtieron en ensayos y finalmente culminó en el tratado Optiks (1704). Como ya citamos en el post sobre las lentes de contacto, el estudio de la óptica fue bastante importante en esta época, en la que Descartes mostró un gran interés por el tema. De hecho, él fue el primero en relacionar las matemáticas (ángulos de incidencia de la luz) con la óptica. Newton mantenía que la luz consistía en corpúsculos materiales en movimiento.

Pero la principal aportación de Newton en óptica fue en el estudio de los colores. De hecho, se considera que fue el primero en explicar el origen de los colores. Hasta los trabajos de Newton se pensaba que la luz del sol era blanca y que los colores eran modificaciones de esa luz blanca. Newton logró demostrar, utilizando prismas, que la luz blanca está compuesta por todos los colores del espectro. Para completar el experimento hizo pasar los rayos coloreados que salían del primer prisma por otro prisma. Así observó que esos rayos volvían a convertirse en luz blanca. También determinó que los objetos opacos absorben algunos colores y reflejan otros. Ese color reflejado es el que captan nuestros ojos. siendo esos reflejados los que llegan a los ojos. Este trabajo se publicó en la revista Royal Society en 1672, y es considerado por algunos investigadores el primer artículo científico publicado en la historia.

Newton dispersando la luz del sol a través de un prisma (Enciclopedia Británica, https://www.britannica.com/biography/Isaac-Newton/Career)

Reconocimiento y vida pública

Tras sus descubrimientos iniciales, Newton fue reconocido rápidamente como un genio. En 1669, con apenas 26 años, fue nombrado profesor lucasiano de matemáticas en Cambridge, una prestigiosa cátedra que ocuparía durante 27 años. En 1671 ingresó como miembro en la Royal Society, la principal institución científica británica.

En 1703 fue elegido presidente de la Royal Society, y en 1705 la reina Ana lo nombró caballero, siendo el segundo científico en recibir tal honor, después de Francis Bacon. En esta época se convirtió en un personaje muy conocido para toda la sociedad británica. Sus leyes se comenzaron a estudiar en Oxford y Cambridge y se difundieron sus teorías por toda Europa.

Curiosidades

• Como hemos comentado al principio, aparte de su aspecto científico, Newton estaba interesado en aspectos como la alquimia, el misticismo y la teología. De hecho, escribió más sobre religión que sobre ciencia, aunque sus escritos teológicos eran heterodoxos y rechazaban la doctrina de la Trinidad.

• Newton nunca se casó ni tuvo hijos, y algunos historiadores sugieren que podría haber mantenido un único romance adolescente con la hijastra de William Clarke, el boticario con quien vivió durante sus años en la escuela de Gratham.

• Su personalidad era compleja. Podía ser extremadamente sensible a las críticas, como demostró en su amarga disputa con Leibniz sobre la invención del cálculo, o en su enemistad con el Astrónomo Real John Flamsteed.

• En 1696 fue nombrado Guardián de la Casa de la Moneda, y posteriormente en 1699, director, cargo que ocupó hasta su muerte. Para combatir la falsificación de moneda, llegó a disfrazarse como habitual de tabernas para reunir pruebas contra los falsificadores, logrando procesar exitosamente a 28 criminales. También implementó mejoras técnicas que aumentaron notablemente la precisión de las monedas británicas.

• Sin embargo, ser un brillante matemático no le libró de gestionar mal su dinero (o de tener mala suerte con sus inversiones). Perdió una fortuna considerable, unas 10.000 libras de la época, en la bancarrota de la Compañía del Mar del Sur alrededor de 1720.

• En la década de1930, se descubrieron numerosos manuscritos suyos que trataban sobre alquimia, la cábala, la teología natural y la interpretación de textos bí Es muy llamativa la dualidad entre e hombre de ciencia y el que se dedicaba a “artes ocultas” y que realizaba experimentos alquímicos con sustancias misteriosas

• El manzano desde el que supuestamente cayó el fruto que inspiró la ley de gravitación universal se conserva en Woolsthorpe Manor. Se considera un símbolo de la historia de la ciencia y un recordatorio del legado de Newton y es, actualmente, una atracción turí

El legado de Newton

Newton falleció en Londres el 31 de marzo de 1727, a los 84 años. En reconocimiento a sus extraordinarias contribuciones, recibió el honor de ser sepultado en la Abadía de Westminster, un privilegio que hasta entonces no se había concedido a ningún científico.

Su legado es incalculable. El paradigma científico que estableció, conocido como física newtoniana o mecánica clásica, se mantuvo incontestado durante más de dos siglos, hasta la llegada de la física cuántica. La figura de Isaac Newton continúa fascinándonos casi tres siglos después de su muerte. Sus descubrimientos no solo transformaron la ciencia de su tiempo, sino que siguen siendo pilares fundamentales de nuestra comprensión del universo. Como dijo Einstein: «Para él la naturaleza era un libro abierto, cuyas palabras podía leer sin esfuerzo alguno».