ISAAC NEWTON

ISAAC NEWTON

ISAAC NEWTON


Newton, Isaac nacque a Grantham nell’ anno in cui morì Galileo Galilei il 1642, fisico e matematico inglese. Nel 1661 venne ammesso al Trinity College di Cambridge, dove non frequentò regolarmente i corsi, dedicandosi invece alla lettura dei trattati di filosofia, scienza naturale e matematica dei più eminenti pensatori e scienziati dell’epoca. Nel 1667 venne eletto “fellow” del Trinity College e nel 1669 divenne professore di matematica, succedendo al suo maestro, Isaac Barrow (1630-1677). Gli anni di Cambridge corrispondono all’apice della creatività di Newton, particolarmente prodiga di scoperte e invenzioni. Dal 1684 al 1686 si dedicò intensamente alla stesura dell’opera Philosophiae naturalis principia mathematica (Principi matematici di filosofia naturale), più nota come Principia, che venne pubblicata nel 1687. Nel 1671 fu accolto tra i membri della Royal Society di Londra; nel 1703 ne divenne presidente, carica a cui fu riconfermato annualmente per tutta la vita. La sua opera principale sulla teoria della luce, Opticks, venne pubblicata nel 1704.


Con la progressiva approvazione delle scoperte scientifiche e del metodo di ricerca newtoniano da parte degli scienziati di tutta Europa, la sua fama si accrebbe: specialmente nel periodo di pace seguito alla guerra di successione spagnola, Newton divenne il più famoso filosofo naturale d’Europa. Nel corso degli ultimi decenni della vita si dedicò alla revisione delle sue opere principali, approfondì gli studi di storia antica e si impegnò a difendere dalle critiche le sue dottrine scientifiche. Proseguì inoltre lo svolgimento delle sue mansioni ufficiali, come direttore della Zecca di stato e presidente della Royal Society. Dopo la morte venne tumulato con tutti gli onori nell’abbazia di Westminster.

Nel 1664, ancora studente, Newton lesse le ricerche dei fisici inglesi Robert Boyle e Robert Hooke sull’ottica e sulla luce e condensò le sue osservazioni nelle Quaestiones quaedam philosophiae (Alcune questioni di filosofia). Occupandosi del fenomeno della rifrazione della luce in un prisma di vetro, effettuò nell’arco di alcuni anni una serie di esperimenti che lo condussero alla formulazione di ipotesi teoriche sulla natura del colore, supportate dalla formalizzazione dei risultati sperimentali in termini matematici: scoprì che la luce bianca si compone di più colori (che si dispiegano nell’arcobaleno e nello spettro), e che le diverse componenti monocromatiche vengono rifratte secondo angoli diversi quando incidono sulla superficie di separazione tra due mezzi trasparenti. Inoltre collegò queste scoperte associando l’indice di rifrazione ai colori primari e scoprì alcuni fenomeni di interferenza della luce.

Nel 1666 scrisse il breve trattato A New Theory about Light and Colours (Una nuova teoria della luce e dei colori), nel quale articolò le ipotesi sui colori già formulate nelle Quaestiones. Nel 1670, con il corso universitario di ottica (Lectiones opticae), approfondì ulteriormente i risultati delle ricerche precedenti. L’anno successivo Newton presentò ufficialmente alla Royal Society le sue teorie sulla luce e sul colore; la pubblicazione compendiosa e succinta delle sue teorie provocò critiche ostili e lettere polemiche, alle quali Newton rispose sulle riviste scientifiche. Le osservazioni sulla relazione tra la matematizzazione dei risultati e le osservazioni sperimentali di ottica esposte nel suo sunto erano state espunte soprattutto a cagione delle violente critiche di Hooke, mentre lo scetticismo di Christiaan Huygens e il fallimento della ripetizione degli esperimenti newtoniani sulla rifrazione, compiuta da Edme Mariotte (1681), gli provocarono per molto tempo l’ostilità degli scienziati europei. In questo clima, Newton rimandò la pubblicazione di Opticks, che fu terminato nel 1692.

In matematica pare che Newton fosse autodidatta; le sue conoscenze progredirono grazie allo studio degli scritti di John Wallis, di Cartesio e della scuola olandese. Newton contribuì a tutti i campi della matematica noti all’epoca, ma è particolarmente famoso per aver fornito le soluzioni ai problemi di geometria analitica del tempo. Newton inoltre introdusse il “metodo delle flussioni” e il “metodo inverso delle flussioni”, ovvero il calcolo differenziale e integrale; il termine “flussione” evocava il passaggio (il flusso) di una quantità da una grandezza a un’altra. Le flussioni venivano espresse algebricamente, come i differenziali, ma Newton utilizzò ampiamente (in modo particolare nei Principia) analoghe dimostrazioni geometriche, che considerava più chiare e rigorose.

Gli studi newtoniani di matematica rimasero celati fino al 1704, quando egli pubblicò, in appendice a Opticks, due opuscoli che ne riassumevano le scoperte; ciò provocò un’accesa controversia con Leibniz circa la priorità dell’invenzione del calcolo infinitesimale. I contrasti, che proseguirono anche dopo la sua morte, coinvolsero anche le posizioni dei due pensatori in materia di fisica e metafisica. Le lezioni universitarie di matematica che Newton tenne dal 1673 al 1683 furono pubblicate nel 1707.

Secondo un aneddoto ormai leggendario, tra il 1665 e il 1666 Newton comprese che il moto della Luna e di una mela erano riconducibili alla medesima forza, vedendo cadere una mela nel suo frutteto: egli calcolò la forza necessaria a mantenere la Luna nella sua orbita e la confrontò con la forza che attrae un oggetto verso terra; calcolò anche la forza centripeta necessaria a trattenere una pietra in una fionda in rotazione, e il rapporto tra la lunghezza e il periodo di oscillazione di un pendolo. Queste prime osservazioni non vennero sfruttate da Newton, nonostante egli si fosse occupato di astronomia e dei problemi relativi al moto dei pianeti. Tuttavia, la corrispondenza tenuta con Hooke (1679-1680) riportò Newton al problema della traiettoria di un corpo soggetto a una forza di tipo centrale (la cui intensità dipende unicamente dalla distanza da un punto fisso detto centro) e nell’agosto 1684 comunicò a Edmund Halley la conclusione cui era pervenuto, inserendo le leggi di Keplero in un più ampio sistema teorico basato sulla legge di gravitazione universale. L’interesse manifestato dall’astronomo indusse Newton a dimostrare nuovamente il risultato, poi a redigere un breve trattato di meccanica, e infine i Principia, composti da tre libri.


Il primo libro getta le basi della meccanica e identifica nella gravitazione il meccanismo che controlla il moto dei corpi; il secondo espone la teoria dei fluidi e il terzo applica alla meccanica celeste la legge di gravitazione esposta nel primo. Gli studi di Newton sulla meccanica e la gravitazione vennero ampliati e approfonditi da altri studiosi; la loro validità venne limitata solo nel XX secolo con l’affermazione della teoria della relatività e la nascita della teoria quantistica.

Newton lasciò numerosi manoscritti di alchimia. Nelle queries poste in appendice a Opticks e nel saggio Sulla natura degli acidi (1710) pubblicò una teoria (incompleta) dell’affinità chimica, non rivelando le sue letture di alchimia, di cui si seppe solo un secolo dopo la sua morte.

Le lettere sull’ottica vennero stampate dal 1672 al 1676. Successivamente Newton non pubblicò più nulla prima dei Principia, usciti in latino nel 1687 e rivisti nel 1713. Seguì, nel 1704, Opticks, di cui nel 1706 apparve un’edizione rivista in latino. Gli scritti postumi comprendono: Cronologia emendata dei regni antichi (1728), Sistema del mondo (1728), la prima bozza del terzo libro dei Principia e Osservazioni sulle profezie di Daniele e dell’Apocalisse di san Giovanni (1733).