نيوتن

من هو نيوتن؟

هو عالم فيزياء ورياضيات، وفيلسوف من أبرز مؤسسي الثورة العلميّة في القرن السابع عشر.

وهو إسحاق نيوتن، عالم وفيلسوف إنجليزي من العلماء الذين أحدثوا ثورة في بنية العلوم الفيزيائيّة والرياضية من خلال قوانينه، ونظرياته، واكتشافاته التي دعمت قيام توليفة جديدة من العلوم، كما لقب بالفارس في إنجلترا، وتسبق اسمه جمله (سيدي) نظرًا لعظمته ومكانته؛ إذ إن لاكتشافاته أثرًا على تاريخ العلم، وهي المنظار الأكثر أصالة للدراسات والبحوث على مر القرون المتعاقبة.^[١]

مولد نيوتن ونشأته

ولد إسحاق نيوتن في تاريخ 25-12-1743 ميلاديًا، وكان والده مُزارعًا في مزرعته في أبرشية وولسثروب في لينكولنشاير (إنجلترا)، لكنه توفي قبل ميلاد نيوتن الذي ولد ضعيفًا ومُبكرًا قبل موعد ولاته، أما والدته حنا آيسكوف فتنتمي للطبقة المتوسطة العليا، ولديها شقيق اسمه ويليام وهو خريج جامعة كامبريدج، ومن هنا جاء دوره المؤثر في التحاق نيوتن بالجامعة نفسها، أمضى نيوتن سنوات طفولته مع جدته، والتحق بمدرستين محليتين، ثم بمدرسة جرانثام الثانوية، وتجلّت عبقريته وعقله النابغ عندما انتقل للعيش مع الصيدلي جوزيف كلارك، فكان يميل للاختراع، وصناعة الآلات والمجسمات الخشبية، كما كان شغوفًا بالكيمياء والأدوية المتوفرة في متجر كلارك، وبنى له متجرًا في جرانثام للأدوات الصناعية المختلفة.^[٢]

فكر وثقافة نيوتن ومسيرته التعليمية

التحق إسحاق نيوتن بجامعة كامبريدج عندما كان في سن الثامنة عشر، وظهرت عبقريته في العلوم، والرياضيات خلال السنوات الأولى الثلاث في الجامعة، لكن بعد انتشار الطاعون في لندن عام 1665 ميلاديًّا كان نيوتن قد حصل على درجة البكالوريوس التعليمية، واستأنف الدراسة الجامعية، وتابعها في منزله بعد إغلاق الجامعة مدّة عامين، وبعد عودته كان قد حضّر الأسس التي وضع عليها نظرياته في علوم البصريات، وفي فيزياء الجاذبية الأرضية والحركة، وعلم الفلك، وفي الرياضيات، ولكنه لم يطرح الفكرة التي هيمنت عليه وهو في مزرعة والده حول سقوط التفاحة، والتي استند عليها وبدأ فلسفته وبحثه حول قانون الجاذبية، وطرحها في كتابه الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية لاحقًا، مما أوجد جدلًا بسبب تأخيره، وحصل نيوتن على درجة الماجيستير، وأكمل بعدها بحوثه حول الجاذبية الكونية، وقوة الطرد المركزي وغيرها لتتوالى إنجازاته العلميّة ويُصبح رائدًا في مجال البحث العلمي.^[٣][٤]

إنجازات نيوتن العلميّة

ساهم نيوتن في العديد من الإنجازات العلميّة، أبرزها ما يأتي:

علوم البصريات واكتشاف طيف الألوان

أجرى نيوتن تجربته البسيطة التي ساعدت على اكتشاف طيف الألوان من خلال وضع منشور زجاجي أمام شعاع من الضوء الساقط من خلال ثقب صغير في ظل النافذة، ودرس سلوك البصر وسلوك الضوء، واكتشف وجود أشعة من الضوء تنكسر بزوايا مُختلفة ينتج عنها ظواهر ضوئية، مثل: ظاهرة قوس قزح، كما بنى أول تلسكوب عاكس مُعتقدًا أن الانحراف اللولبي وتشويه اللون يرافق دائمًا العدسات الزجاجيّة، فكانت مُلاحظاته عن بنية الضوء الأساسيّة، هي الركيزة التي بنيت عليها علوم الضوء الحديثة.^[٥][٦]

نظرية الجسيمات

كانت نظرية نيوتن للضوء قائمة على أن الضوء على خلاف الصوت ينتقل على شكل خطوط مستقيمة، فإنه يتكون من جسيمات منفصلة تتحرك في خطوط مستقيمة بطريقة الأجسام التي تعاني من القصور الذاتي، كما أن تجربته البصرية أظهرت أن خصائص الألوان المنفصلة للضوء ثابتة ولا تتغير، وبذلك بنى نظريته على أن مادة الضوء نفسها تتكون من الجسيمات.^[١]

نظرية وقانون الجاذبية الأرضية

تأثر نيوتن بالفلسفة الميكانيكية، وكان يفكر بميل القمر للانحسار، كما افترض وجود مدار دائري وعلاقة مربعة عكسية تساوي وتضاد بعض القيود الميكانيكية غير المعروفة لنظرية كبلر الثالثة، ووضع معادلة قوة الطرد المركزي التي تنص على أن " قوة الطرد المركزي على الجسم الدوار تتناسب طرديًا مع مربع سرعته وعكسيًا مع نصف قطر مداره"، وأظهر العلاقة بين الجذب العكسي للمربع والمدارات، وصاغ قانون الجاذبية العام الذي ينص على أن "الأجسام ذات الكتلة تجتذب بعضها البعض بقوة تتغير بشكل مباشر كناتج لكتلتها وعكسًا لمربع المسافة بينهما "، وبفضل الجاذبية تمكن من شرح حركة الكواكب وأقمارها، ومبدأ عمل المد والجزر، وحركة المذنبات، وغيرها.^[١][٧]

قوانين الحركة الثلاثة

صاغ إسحاق نيوتن قوانين الحركة الثلاثة التي تمكنت من إعطاء حسابات فيزيائيّة دقيقة مع الطبيعية، والتي بدورها مكنت البشرية من استخدام صيغ الرياضيات في تطورات لاحقة في الفيزياء، وانطبقت وحاكت حوادث العالم الحقيقي، وردود الأفعال الجسدية للبشر في مختلف أنشطتهم اليومية،^[٦] وقوانينه للحركة، هي:^[٨][٩]

• قانون القصور الذاتي: الجسم الساكن يبقى ساكنًا ما لم تؤثر عليه قوة خارجيّة تُغير من سكونه.
• قانون النسبة بين الكتلة والقوة والتسارع: تسارع الجسم يتناسب طرديًا مع القوة الكلية المؤثرة عليه، ويتناسب عكسيًا مع كتلة الجسم نفسه وهو في اتجاه القوة الكلية، ورياضيَا ينص على أن القوة تساوي كتلة الجسم مضروبةً في التسارع، وصيغته الرياضيّة (f = m*t). ^[٨][٩]
• قانون حفظ الزخم: لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومُعاكس في الاتجاه، أي أنه عندما يمارس جسم واحد قوة على جسم آخر، فإن الجسم الثاني يبذل قوة مساوية وقوة معاكسة على الأول.^[٨][٩]

اختراع الحساب والتفاضل والتكامل

يُعد نيوتن هو المطور الأصلي لفرع حساب التفاضل والتكامل المُتقدم في الرياضيات، والذي يتعامل مع معدلات التغيير، ويُمثل طريقة لمعالجة الكميات المتغيرة، مثل؛ المسافة، أو المنطقة، أو حساب الأحجام، والمساحات داخل الأسطح والخطوط المنحنية، وذلك تبعًا لطريقة نيوتن المباشرة والعكسية في حساب التدفق، كما أنه قدم مساهمات أساسية في الهندسة التحليلية، والجبر، وحساب التفاضل والتكامل من خلال اكتشافه نظرية ذات الحدين، وطرق جديدة لتوسيع السلاسل اللانهائية، ثم تبعه العالم الألماني جوتفريد فيلهلم ليبنيز، وطوّر بشكل مستقل فكرة حساب التفاضل والتكامل، وتجدر الإشارة إلى أن حساب التفاضل والتكامل يُعد نقطة الدخول الأساسية لطلاب العلوم المختلفة؛ كالفيزياء، والكيمياء، وعلم الأحياء، والتمويل، والاقتصاد.^[٦][١٠]

التكريمات التي حصل عليها نيوتن

حصد إسحاق نيوتن العديد من التكريمات والمناصب، ومنها:^[١١]

• عُيّن رئيسًا للجمعية الملكية في عام 1703 ميلاديًا نظرًا لمساهمته البارزة في العلوم والرياضيات.
• عُيّن نائباً في البرلمان عام 1689 ميلاديًّا.
• شغل منصب رئيس دار سك النقود الملكية في عام 1700 ميلاديًّا.
• منحته الملكة آن لقب فارس بتاريخ 16-4-1705 ميلاديًّا تقديرًا لإنجازاته في السياسة والعلوم.

أشهر مؤلفات نيوتن

من أشهر مؤلفات نيوتن ما يأتي:

• كتاب طريقة التدفق: يشمل الكتاب طريقة التدفقات والسلسلة اللانهائية مع تطبيقه على هندسة خطوط المنحنيات، وحساب التفاضل والتكامل.^[١٢]
• كتاب الحساب العالمي: يُغطي الكتاب أساسيات الجبر؛ كالجمع، والطرح، والضرب، والقسمة، واستخراج الجذور، واختزال الكسور، واختزال الأسئلة الهندسية إلى المعادلات وحلها، كما وسع نيوتن قاعدة ديكارت للإشارات إلى جذور خيالية، وصاغ قاعدة لتحديد عدد الجذور التخيلية لأي معادلة.^[١٣]

كتاب المبادئ الرئيسية للفلسفة الطبيعية

يُعد هذا الكتاب من الأعمال المهمة التي ساعدت في تطوّر الفيزياء الحديثة وعلم الفلك، ويوضح فيه استنتاج نيوتن حول قوة الجاذبية الأرضية التي تحتفظ بالكواكب في مداراتها، ليُنهي بنظريته وجهة النظر الفيلسوف أرسطو التي تزعم أن العالم السماوي يدعو إلى علم وعالم ما دون القمر، وساهم النجاح النهائي لنظرية الجاذبية في صياغة مفهوم جديد للعلم الدقيق يعبر عن التناقض المنهجي بين الملاحظة والنظرية، كما دعمت هذه النظرية تحديد القوى الأساسية للطبيعة وتوظيفها في القوانين، فوفرت وسيلة أكثر فاعلية من الملاحظة تشرح الحركات المدارية المعقدة بدقة، واقترح نيوتن في كتابه هذا حالة مدار القمر، كما ضمّنه قوانين الحركة الثلاث له.^[١٤][١٥]

أشهر أقوال نيوتن

من أشهر أقوال نيوتن ما يأتي:^[١٦]

• إذا كنت قد رأيت المزيد، فهذا من خلال الوقوف على أكتاف العمالقة.
• يمكنني حساب حركة الأجرام السماوية ولكن ليس جنون الناس.
• اللباقة هي براعة تحديد نقطة دون تكوين عدو.
• ما نعرفه هو قطرة، ما لا نعرفه هو المحيط.

وفاة نيوتن

توفي إسحاق نيوتن في تاريخ 27-3-1721 ميلاديًّا عن عمر يناهز 84 عامًا، بعد صراع مع المرض وبحضور طبيبه ريتشارد ميد، ونُظم له حفل تأبين، كما دُفن في في دير ويستمنستر آبي في إنجلترا.^[١٧]