„Newton jest jak Herkules z bajki,

któremu nieucy przypisują czyny

wszystkich innych bohaterów”

Wolter

ŚLADAMI NEWTONA

Józef Wojnarowski

Izaak Newton urodził się 25 grudnia 1642 r. w Woolsthorpe. Dorastał w domu swego ojca, który zmarł przed jego narodzeniem. Dom ten stoi w Woolsthorpe niedaleko Grantham. Matka Newtona, Hannach, wyszła ponownie za mąż i pozostawiła swojego 3-letniego syna pod opieką babki staruszki. Jego ojczym, Reverend Barnabas Smith umarł w 1653 r. i matka powróciła do Woolsthorpe z trojgiem dzieci: z synem i dwiema córkami.

Rodowód Newtona ujmuje drzewo genealogiczne (rys. 1).

Oprócz tego drzewa, zachował się w Teksańskim Uniwersytecie własnoręcznie prze Newtona nakreśony jego rodowód (rys. 2).

Na osobowość Newtona wpłynął niewątpliwie fakt, że nigdy nie znał swojego ojca, co odbiło się na późniejszym obcowaniu z ludźmi, zwłaszcza gdy został prezesem Royal Society. Natomiast do swojej matki odczuwa niewymowny żal, że drugi raz wyszła za mąż, a zazdrość, jaką czół do je drugiego męża, może być udokumentowana przez jedną z ostatnich pozycji w młodzieńczym pamiętniku, napisanym w stenografii w 1662 r. To też być może wyrobiło w nim nieprzezwyciężone zwątpienie o sensie małżeństwa i spowodowało, że ten geniusz samoistny nigdy go nie zawarł nie żałując tego wcale.

Swoją edukację Newton rozpoczął w wieku 5 lat, w szkole Stoke i Skillington. Następnie uczęszczał do do King`s School w Grantham, gdzie na parapecie okna wyryty jest jego podpis. Matka po powrocie do Woolsthorpe wycofała go z tej szkoły, w zamiarze zrobienia go farmerem.

Po szkole Henry Stokesa i Williama Ayscougha, jego wuja, został 5.6.1661 r. członkiem Trinty College w Cambridge i w styczniu 1665 r. uzyskuje dyplom bakałarza (Bachelor of Arts). Mało znane jest jego życie w czasie studiów z wyjątkiem fenomenalnego rozwoju jego umysłu. I już kiedy był egzaminowany przez Barrowa znalazł braki w geometrii Euklidesa.

Niewiele wiadomo o przyjaciołach Newtona z czasów studiów. Nie wiadomo z kim zajmował pokój, a także nic nie wiadomo o temacie jego pracy dyplomowej. Po 18 miesiącach Newton rzekomo był w Lincolnshire, w czasie, gdy Uniwersytet był zamknięty z powodu zarazy. W tym czasie znalazł sponsorów na swoje prace z matematyki, optyki i astronomii.

Niektórzy twierdzą, że wszystkie jego odkrycia zostały zrobione właśnie w czasie odosobnienia Newtona w Woolsthorpe (1665-66) w latach panującej zarazy.

Wiele lat później Newton odwołuje się do tego annus mirabilis, bo powiedział: „w tych dniach byłem w kwiecie wieku dla odkryć matematyki i filozofii bardziej niż kiedykolwiek później”.

W 1667 r. Newton został wybrany wykładowcą w Trinity, a po rezygnacji Barrowa z katedry Lucasa w 1669 r. Newton zostaje jej profesorem. I odtąd już jego geniusz polatywał coraz to wyżej, by stanąć w skończonej postaci w dziełach:

Philosophiae naturalis pricnipia mathematica

(wyd. I 1687 , II 1713 , III 1726),

i Opticks (wyd. I 1704, wyd. II 1717, wyd. III 1721) (rys. 3).

I tak jak każdy wódz musi mieć swego herolda, który go objawi, takim był Wolter dla Newtona. On też pierwszy unieśmiertelnił wielkość Newtona, wytłumaczył, na czym ona polega, wprowadził do światowego panteonu uczonych ludzkości, uczynił ją tak bliską i tak niezbędną w wolnej rzeczy pospolitej ducha nauk ścisłych. A mógł to uczynić dlatego, że po zapoznaniu się z racjonalistyczną filozofią Looke`a wraz z margrabią du Chatelet, zapamiętałą fizyczką i tłumaczką dzieł Newtona, gruntownie zgłębiał nauki przyrodnicze.

Wolter w listach filozoficznych wydanych w języku angielskim w 1734 r. pisał:

„Niedawno temu rozbierano w pewnym znakomitym towarzystwie błahe i oklepane zagadnienie, kto był największym człowiekiem: Cezar, Aleksander, Tamerlan, Cromwell czy kto inny. Ktoś odpowiedział, że był nim bez wątpienia Izaak Newton. Osoba ta miała rację, gdyż jeśli prawdziwa wielkość polega na tym, że ktoś obdarzony przez niebo potężnym geniuszem używa go do oświecenia siebie i innych, taki człowiek jak Pan Newton - a ludzie jemu podobni rodzą się zaledwie raz na tysiąc lat - był naprawdę wielkim człowiekiem”.

Czy Newton zasłużył na to uznanie w wieku wielkiego pochodu myśli ludzkiej, w wieku procesu wytwarzania się scjentystycznej postawy i rozliczania się ze scholastyką? Odpowiedź jest pozytywna. Nie tylko bowiem zasłużył, ale był w tej szczęśliwej sytuacji, że mimo iż wielu znaczących filozofów atakowało jego teorię ciążenia i jego system chronologii, zyskał uznanie wśród współczesnych, którzy obdarzyli go zarówno szacunkiem jak i naukowymi zaszczytami.

Stanął w pierwszym szeregu filozofów przyrody głośnych nazwisk, którzy stworzyli nowożytną naukę fizyki z Kopernikiem, Kartezjuszem, Keplerem, Galileuszem, Huygensem, Bernoullim, Hookiem i Leibnizem.

Geniusz Newtona nie mógł wybrać sobie piękniejszego miejsca i pożyteczniejszego jak między przyrodą a filozofią, odkrywając nowy świat nauk ścisłych tak bliskich boskiej prawdy, w których nie ma już miejsca dla religijnych prawd. Jego geniusz i oryginalność twórcza doprowadziły do stworzenia dzieł o nieprzemijającym znaczeniu dla ogólnoludzkiej nauki i kultury jak: sformułowanie prawa ciążenia i zasad dynamiki, rozłożenie białego światła, współodkrycie rachunku różniczkowego i rachunku całkowego nazwanych „rachunkiem Fluksji”. Sklasyfikowanie krzywych 3 stopnia, opracowanie teorii wzorów wielomianowych, skonstruowanie lunety ziemskiej i termometru, dowiedzenie, że ciężar ciał jest proporcjonalny do ich bezwładności niezależnie od kształtu i składu ciała.

Tak, że w słowach niewypowiedzianego zachwytu Robert Coates w przedmowie do : ”Principiów” mógł skonstatować:

„Ukazał on naszym oczom tak doskonały system świata, że nawet Król Alfons*, gdyby żył zachwyciłby się jego wdziękiem, prostotą i harmonią”.

Gdy się jeszcze doda myśl Lagrange`a o Newtonie, którego nazwał:

„największym geniuszem jaki kiedykolwiek istniał i najszczęśliwszym, gdyż system świata można ustalić tyko jeden raz”.

To wielkość i sława Newtona staje się jeszcze większa i jeszcze piękniejsza.

*Alfons x Mądry (1221-1284) król Kastylii, popierał naukę i sztukę, utworzył kolegium uczonych.

W roku 1689 i 1701 Newton reprezentował w parlamencie uniwersytet Cambridge, a w roku 1699 został dyrektorem mennicy, gdzie całe jego laboratorium spłonęło z papierami.

W 1705 r. królowa Anna nadaje mu szlachectwo. W ostatnich latach życia popadł w mistykę, zajmował się alchemią i głównie zagadnieniami teologicznymi, w szczególności proroctwami (np. Daniela) oraz stawianiem takich miedzy innymi pytań jak: „Czy Chrystus mógł wysłać swych apostołów dla wygłaszania kazań metafizycznych do nieuczonych wspólnot ludzkich, do ich żon i dzieci?”.

Ostatnią pracą Newtona była rozprawa o brachistochronie.

Żył osiemdziesiąt pięć lat, w spokoju, szczęściu, otoczony szacunkiem rodaków. Krotko przed śmiercią ujawnił swój pogląd na swoje osiągnięcia: „Nie wiem, czym jestem dla świata, sam jednak uważam się za chłopca bawiącego się nad brzegiem morza, zaciekawionego tym, że od czasu do czasu znajduję kamyczek bardziej kolorowy niż inne, lub czerwona muszlę, podczas gdy przede mną rozpościera się wielki niezbadany ocean prawdy”.

Zmarł jako wybitny syn narodu angielskiego i do tej pory należy do najwybitniejszych Anglików, choć trzeba zdać sprawę, że była to epoka, która wydała w tym kraju całą plejadę wybitnych umysłów, wymińmy kilka z nich: Francis Bacon (1561-1626), Willliam Shakespare (1564-1616), John Locke (1632-17040, Robert Hooke (1635-1703), David Hume (1711-1776), Christopher Wren (1632-1723), Edmund Halley (1656-1742), John Dryden (1631-1700), Thomas Hobbes (1588-1679).

Można powiedzieć, że w Anglii Izaak Newton, obok Williama Shekespeare`a i Francisa Bacona, cieszy się największą, atencją. Nie chodzi tu być może o poszanowanie tradycji, ale można zaryzykować twierdzenie, że te trzy nazwiska wyznaczają najwybitniejsze osiągnięcia w trzech dziedzinach: literaturze, szeroko pojętej filozofii i nauce.

W Opactwie Westminsterskim wśród królewskich grobowców, pomników bohaterów narodowych i poetów znajduje się w centralnym miejscu pomnik Izaaka Newtona*.

*Newton zostawił znaczną sumę 32 000 funtów swoim krewnym, którzy odłożyli z tego 500 funtów na wzniesienie jego pomnika w Westminster Abbey.

Na płycie nagrobnej czytamy:

H.S.E.*

ISSAACUS NEWTON, Eques Auratus

Qui animi vi prope divinia

Planetarium Motus, Figuras,

Cometarum Semitas Oceanique Aestus

Sua Mathesi facem praeferente,

Primus demonstravit:

Radiorum Lucis Dissimilitudines

Colorumqua in de nascentium proprietates

Quas nemo antea vel suspiatus erat, pervestigavit

Naturae Antiquitatis, S. Scriptuarae

Sedulu, Sagax, Fidus Interpres

Dei O.M. Maiestatem Philosophia asseruit

Evangelii Simplicitatem Moribus expressit

Sibi gratulentur Mortales.

Tale tantumgue exstisse

HUMANI GENERIS DECUS

Nat.XXV DEC.A.D. MDCXLII, OBIIT XX MAR MDCCXXVI sic**

Gul. KENT Pict. Mich: Rysbrack

Et Archit: Inveni Sculpfit

H.S.E. Izaak Newton Eques Auratus (tyt. Szlachecki) - który prawie boską siłą ducha, pochodnią swojej wspaniałej matematyki, pierwszy wyjaśnił ruchy planet, kształty dróg komet, przypływy oceanów, zbadał różnorodność świetnych promieni i pochodzące z niej własności barw. Pilny, mądry i wierny interpretator przyrody, czasów starożytnych i Pisma Św., przy pomocy filozofii Majestat Wszechmogącego Boga oświetlił, Ewangelię prostotą obyczajów w życiu wyraził. Niech sobie śmiertelni gratulują, że coś takiego zaistniało. OZDIBA RODZAJU LUDZKIEGO ur. 25 grudnia Roku Pańskiego 1642, zmarł 20 marca 1726.

W Woolsthorpe Manor w domu rodzinnym Newtona znajduje się jego maska pośmiertna podobnie jak w bibliotece Wrena w Cambridge. Nad kominkiem epitafium napisane przez poetę A. Pope`a, a wpracowni popiersie Newtona dłuta Edwarda Hodgesa Baily`ego, globus, teleskop i trzecie wydanie „Principiów”. W bibliotece Wrena wszystkie wydania dzieł Newtona, a także laska przez niego wykonana.

Co złożyło się na uznanie i wielość autora „Principiów”, uczonego, którego geniusz matematyczny zabłysnął już w 21 wiośnie życia?

*Hic Situs Est - tu leży pochowany

**Taka jest data na płycie nagrobnej. W rzeczywistości zmarł w 1727 roku.

Niezależnie od twórczej intuicji i pracowitości Newtona , złożyło się chyba to, że urodził się we właściwym czasie i kraju, w którym rozprawiając się ze scholastyczną metodą uznano metodologiczne zasady badań empirycznych F. Bacona niepodległe żadnym autorytetom. W Anglii w. XVII, przeżywającej potężny ferment społeczno-intelektualny, nierozdzielność badań naukowych i nauczania była utrwalona tradycją uniwersytetów, a powołanie w 1662 r. z inicjatywy Bacona Królewskie Towarzystwo (Naukowe) - Royal Society z hasłem: „Nullus in verba” (nic przez słowa) stao się uznane w świecie płaszczyzną spotkań i konfrontacji odkryć naukowych, Newton był jego członkiem od śmierci, rządząc tym Królewskim Stowarzyszeniem z wielką powagą. Piastowana przezeń godność w parze z naukową sławą, jedna drugiej basku przydając, a dwie razem wzięte stwarzały wielkość człowieka i nieśmiertelne imię, któremu na imię: Newton.

Z głównych zainteresowań Royal Society wieku XVII, z ducha filozofii tych czasów, z dokonań myślicieli innych dyscyplin tworzyły się mocne fundamenta naukowych poglądów Newtona, na przyrodę i prawa mechaniki, które z czasem dostępują zaszczytu tak wielkiego znaczenia i tak niezwykłej oryginalności, że stanowią one w dziejach nauki epokę. Każdy uczony zajmujący się filozofią przyrody, pomijając poprzedników musiał zaczynać od Newtona.

Jego zaś droga do nieprzemijającej sławy wiodła tymczasem przez zapoznanie przez Niego: „De reolutionibus...” M. Kopernika (1473-1543), zjawiska krążenia krwi odkryte przez anatoma W. Harveya (15781657), zasady ruchu planet J. Keplara (1571-1630), odkryć astronomicznych i zasad mechaniki Galileusza (1554-1642), opisu ruchu ciał niebieskich Borellego, podstaw geometrii analitycznej Kartezjusza (1596-1650) rozwiniętych przez Pierre`a Fermata (1601-1656), falowej teorii światła C. Huygensa (1629-1695) i wzoru na siłę odśrodkową, zarysu teorii ciążenia i wyników badań sprężystości R. Hooke`a (1635-1703), podstaw rachunku całkowego i wariacyjnego Jakoba (1654-1705) i Johana (1667-1748) Bernoullich, prawa R. Boyle`a (1627-1691), czy wreszcie prac I. Barrowa i Johna Wallisa (1616-1703).

Nie sposób też nie wspomnieć tych, których Newton czytał w latach studiów w Cambridge i w czasie, gdy po Izaaku Barrowie objął katedrę Lucasa. Z dostępnych źródeł wiemy, że przeczytał bądź zapoznał się między innymi z takimi dziełami i ich autorami jak:

„Organon” (Narzędzie) i „Ethics” (Etyka) - Arystotelesa (384-322), „Geometrie” i „Principia philosophiae” Descartesa z komentarzami Fransa an Shootena.

„Dioptrices” (1611) Joahennesa Keplara (1571-1630),

„Dialogi”, „Discorsi” i „Sidereus muncis” Galileusza,

„Logarithmotechnica” (1669) Nicolausa Mercatora

„Miscellanies” Fransa van Schootena,

„Horologium oscilatorium” C. Huygensa (1629-1645),

„Arithmetica infinitorum” Wallisa,

„Elements and Data” I. Barrowa

„Micrographia” R. Hooke`a,

„History of the Royal Society” Sprata,

„Philosophical Transactions” of the Royal Society,

„Two Esseays” Digby`ego

Z pracami Pierre`a Fermata (1601-1665) z zakresu rachunku r…różniczkowego i optyki'

Optyką (Perspectiva), Witela (1230-1280), Polaka,

Z pracami teologicznymi Henry`ego More`a (1614-1687).

Ponadto Newton korespondował z uczonymi Anglii i Kontynentu.

Między innymi z:

Robertem Boylem - wielkim przyrodnikiem angielskim, Davidem Gregorym - prof. z Edynburga, Edmundem Halleyem - astronomem, Robertem Hookiem - fizykiem i matematykiem, członkiem Royal Society, Christianem Huygensem - członkiem Royal Society, Gottfriedem W. Leibnizem (1646-1716) filozofem i matematykiem niemieckim, Johnem Locke`em (1632-1704) - filozofem angielskim, Nicolasem Fatio de Duillierem - szwajcarem, przyjacielem Newtona i jego „adwokatem” mechanicznych wyjaśnień grawitacji, Johnem Wallisem - matematykiem, Samuelem Pepysem (1633-1703) pamiętnikarzem angielskim, który jako prezes Royal Society, w dniu 5 lipca 1686r. Podpisał imprimatur „Principiów” Newtona.

Matematyczne zasady filozofii przyrody wydane w 1687r. ujmowały naukę o przestrzeni, czasie, masie i siłach, formułowały trzy zasady mechaniki i prawo powszechnego ciążenia, teorie ruchu planet, księżyców i komet, wyjaśniły zjawisko precesji i wiele innych. Jest interesujące, że mimo iż Newton musiał odkryć zasady dynamiki przy użyciu nowego formalizmu różniczkowego, to w „Principiach” przedstawił je przy użyciu klasycznych, rozwlekłych metod geometrycznych. Newtonowską mechanikę rozwinęli później Euler (1707-1783), Laplace (1736-1813), Lagrange (1736-1813) i inni.

W pięć lat po ogłoszeniu przez Newtona prawa ciążenia powszechnego, Bentley, późniejszy rektor Trinity Coleeg w Camridge, napisał do niego list, w którym stawia pytanie czy nowo odkryta siła grawitacji nie mogła by wytłumaczyć skupienia się materii w gwiazdy? Newton odpowiedział listem, datowanym 10 grudnia 1692r.

„Wydaje mi się, że gdyby materia, z której zbudowane jest nasze Słońce i planety oraz w ogóle wszelka materia Wszechświata, była równomiernie rozproszona w przestrzeni nieba, gdyby, dalej, każda cząstka posiadała naturalne ciążenie ku wszystkim pozostałym i gdyby wreszcie przestrzeń zajęta przez tę rozproszoną materię była ograniczona, to w częściach zewnętrznych owej przestrzeni materia dążyła by, dzięki ciążeniu, w kierunku wnętrza spadając ku środkowi i tworząc tam jedna wielką masę kulistą. Jeśli by jednak materia była równomiernie rozmieszczona w przestrzeni nieskończonej, to nie mogła by nigdy zebrać się w jedną masę pewna jej część utworzyła by jedno skupienie, inna część - inne, tak, iż powstała by nieskończona mnogość dużych mas rozproszonych na wielkich odległościach wzajemnych po całej nieskończonej przestrzeni. W ten sposób mogły powstać Słońce i gwiazdy stałe, jeśli przypuścić, że materia owa miała naturę świetlną”.

Podkreślmy, że badania matematyczne potwierdzają w zasadzie te przypuszczenia Newtona. I więcej z przytoczonego tekstu można obecnie mniemać, że hipoteza autora „Principiów” jakby wyprzedzała współcześnie opisywane zjawisko kolabsu grawitacyjnego.

To wiekopomne dzieło uzyskało kolejne wydanie w Cambridge w 1713r., w Amsterdamie w 1714 i 1721r. i Londynie w 1726r. oraz w wersji angielskiej pt. „Treatise of the System of the World” 1728r.

„Principia” ponadto ukazały się w językach; duńskim, francuskim, niemieckim, japońskim, włoskim, rumuńskim, rosyjskim i szwedzkim, lecz nigdy w polskim.

Poprzez samodzielne, gruntowne badania oparte na fachowej i rozległej literaturze oraz wymianie naukowych poglądów z największymi umysłami swoich czasów, zapaliła się wielka gwiazda Newtona. Mechanika wkraczała na nowe tory. Świat zachowywał mniej tajemnic, życie postępowało wyżej, Newton stawał się drogowskazem nowych czasów i autorytetem dla wszystkich uczonych, których stawał się wodzem i przewodnikiem w myśl powiedzenia Woltera* w czasie pogrzebu Newtona 28.III.1727r.

„Gdyby zebrać wszystkich geniuszy świata w jedno zgromadzenie, on powinien jemu dowodzić”.

I tak też istotnie było aż do końca wieku dziewiętnastego.

Stwierdzi należy, że Newton odznaczył się jako przyrodnik, uniezależniając przyrodę od filozofii, dla której ta przyroda może być wzorem i podstawą. On też zainaugurował rozkwit matematyki i matematycznego przyrodoznawstwa. Było to osiągnięcie, które zachwyciło współczesnych Newtona, a jemu samemu dało wiekopomną sławę. Astronomia wieku XVIII i XIX była nieprzerwanym triumfem jego teorii ciążenia i doświadczała, że prawo ciążenia Newtona można stosować dla odległości obejmujących cały układ słoneczny.

*w oryginale czytamy: „If all the geniuses of the World assembled, he schould lead the band”.

W ten sposób zostało usunięte rozróżnienie między boskimi ruchami niebieskimi i zwykłymi ruchami spotykanymi na ziemi. Trudno uwierzyć, by inspiracją teorii Newtona buło to spadające jabłko, choć okazuje się, że sam Newton o tym wspomina, a także czyni następujące porównanie:

„skoro Księżyc jest 60 razy dalej od jądra Ziemi niż jabłko, zatem w myśl relacji odwrotności kwadratów odległości powinien mieć przyspieszenie równe 1/3600 przyspieszenia spadku swobodnego jabłka”*, a dalej wnioskuje, że: „siła oddziaływania grawitacyjnego musi być proporcjonalna do odwrotności kwadratu odległości”.

Wciąż jednak teoria ta wzbudzała kontrowersje i już nie sam Newton stwierdził, że „nie jest on zdolny odkryć przyczyny tych głównych własności grawitacji poprzez zjawiska”. To spowodowało dwudziestoletnią zwłokę w ogłoszeniu tego odkrycia. Wtedy rozpoczął się rozdział filozofii Newtona zwany „Hypothesis non fingo” (hipotez nie wymyślam). W swoich książkach Newton dostrzegł par excellence różnice pomiędzy spekulacjami, wynikami swoich eksperymentów i obserwacji. Wyraził przy tym przestrogę: „fizyko, strzeż się metafizyki”.

Newton używał matematycznych modeli w fizycznej rzeczywistości, które poprzez jego eksperymenty jasne i dostateczne znalazły w niej potwierdzenie. Podkreślmy, że matematykę Newton włącza za pośrednictwem fizyki do formalnego ujęcia rzeczywistości. I dzisiaj zarzut Gethego, że: „Newton osłonił tajemnicami matematyki swoje rozważania”, wydaje się co najmniej krótkowzroczne, choćby w aspekcie teorii Einsteina i Diraca.

W liście do Coatesa Newton napisał, że pierwsza „Principria” i „Aksjomaty” są wyprowadzone z występujących zjawisk i uściślone na drodze indukcji.

*dla uczczenia trzechsetlecia wydania „Principiów” Newtona zasadzono przed wydziałem Mechanicznym Technologicznym Politechniki Śląskiej 2 jabłonie.

W listowej dyskusji z Leibnizem czytamy: „Korzystanie z niepewnych jest czystym zmyślaniem. Jest to odrzucanie argumentów poprawnej indukcji i przekształcenie filozofii w kupę bezwartościowych i zagadkowych hipotez”. Mówił: „Argumenty indukcji nie powinny obyć się bez zjawisk”.

Nie od rzeczy jest przypomnieć stwierdzenie wypowiedziane w 1871r. przez E. Macha.

„Teoria ciążenia zaniepokoiła prawie wszystkich badaczy przyrody, gdyż bazowała na niezwykłych i niezrozumiałych pojęciach, obecnie zaś ciążenie już nikogo nie niepokoi, gdyż stało się ono zwykłą niezrozumiałą rzeczą”.

Dodajmy, że grawitacja jako zjawisko fizyczne zawiera w sobie mieszaninę oczywistości i nieznanego. Nieznane do chwili obecnej wewnętrznego mechanizmu tego zjawiska. Teoria ciążenia jest „nie sterowna” i wciąż nie poddaje się kwantowemu opisowi. Ogólną teorię względności można traktować jako taką modyfikację teorii grawitacji Newtona, która jest zgodną z zasadą względności oraz zasada równoważności i ustala więź między pojęciem przyspieszenia i natężeniem pola grawitacyjnego. Zasadnicza różnica między ogólną teorią względności jako teorią ciążenia a klasyczną Newtonowską teorią grawitacji polega zarówno na odmiennym sposobie traktowania pojęcia pola fizycznego, jak też własności przestrzeni i czasu.

Pojęcia fizyczne będące u podstaw przedstawionej przez Einsteina teorii grawitacji są wyrazem odmiennego od Newtonowskiego ciążenia, przestrzeni i czasu.

Einstein definiuje pole ciążenia jako pole fizyczne, podlegające prawu oddziaływania z bliska, a dalej przestrzeń i czas uzależnia od pola, a nawet utożsamia z polem. W teorii tej nie potrzebne jest pojecie siły, ponieważ ruch wszystkich ciał jest przez rozmieszczenie ciał. W przeciwieństwie do teorii Newtona mówimy teraz, że grawitacyjne odchylenia toru od linii prostej nie są wywołane siłami, lecz wynikają z własności samej przestrzeni. Krótko, w mechanice klasycznej absolutna przestrzeń to płaska euklidesowa, zaś czas, to jednowymiarowa rozmaitość. W ogólnej teorii względność, przestrzeń i czas tworzą czterowymiarowe continuum, będące riemanowską rozmaitością V4.

Z filozoficznego pkt. widzenia podstawowym pytaniem jest czy pole grawitacyjne jest szczególną postacią materii?! Czy przejawem geometrycznych właściwości przestrzeni i czasu. Natomiast problemy: równań ruchu ciał w polu grawitacji, kosmologii i astrofizyki relatywistycznej oraz pół grawitacyjnych są najbardziej aktualne we współczesnej teorii ciążenia.

Mimo że Newtonowska mechanika, niezależnie od teorii grawitacji, odegrała w dziejach nowoczesnej nauki wyjątkową rolę i odniosła sukcesy, to jednak jej podstawy są przedmiotem ożywionych sporów, począwszy od momentu sformułowania przez Newtona aksjomatów ruchu.

Sam Newton zajął stanowisko odnośnie do samej relacji mechaniki do geometrii. We wstępie do pierwszego wydania „Principiów” napisał:

„Mechanika tym różni się od geometrii, że to co jest doskonale ścisłe nazywa się geometrycznym, a to co jest mniej dokładne nazywa się mechanicznym”.

Dodajmy, że nadal istnieją duże różnice przekonań, co do tego, o orzekają aksjomaty Newtona i jaki jest ich charakter logiczny: czy są to prawdy aprioryczne, czy są uogólnieniami empirycznymi uzyskanymi przez indukcje z obserwacji zjawisk, czy są ogólnymi hipotezami, które nasunęły wyniki obserwacji, czy też ukrytymi definicjami lub konwencjami nie posiadającymi empirycznego sensu.

Najtrafniej aktualność mechaniki Newtona precyzuje Werner Heisenberg w swojej rozprawie z 1948r. pisząc: „Mechanika klasyczna jest to zamknięta sama w sobie teoria naukowa. Jest ona ścisłym i całkowicie wiernym opisem przyrody, do którego mogą by zastosowane pojęcia tej teorii. Przyznajemy mechanice Newtona także i dzisiaj zgodność z prawdą, a nawet ścisłość i ogólność, wskazujemy jedynie dodatkowo na te zjawiska, do których nie można zastosować pojęć taj mechaniki, co oznacza pewne ograniczenia stosowalności teorii Newtona”.

Trzeba nam powiedzieć, że teoria Newtona jest bowiem jedyną w swoim rodzaju i podobna teoria nie pojawiła się nigdy ani w fizyce ani w żadnej innej dziedzinie nauki. Najważniejsze pojęcie wprowadzeia przez Newtona stanowią wciąż obowiązującą część językowej terminologii dzisiejszej fizyki. Przy podejśiu Newtonowskim lub odmiennym - Machowskim równania ruchu są inwariantne w klasie wszystkich tak zwanych Galileuszowskich układów odniesienia.

Dodajemy jeszcze, że o ile pierwotność pojęcia siły stanowiła istotny wkład Newtona do nauki, to w jego pracach pojęcie to jest zobrazowane niż jasno zdefiniowane. Dopiero d`Alembert w swym dziele „Traite de dynamique” (1743) wyraził pogląd, że to, o nazywamy siłą, jest jedynie przejawem ruchu. Ledwie co w 1960 r. W. Noll podjął próbę sformułowania matematycznych własności układu sił.

Drugim znaczącym dziełem Newtona jest „O p t y k a” („Opticks”), a znią związane odkrycia nowego typu teleskopu i sekstansu. W dziele tym Newton przedstawił zasady optyki geometrycznej, dyspersje i interferencje światła, dyfrakcje i polaryzacje. Opisał zależność między kolorem a stopniem załamania i sformułował korpuskularną teorię światła.

Jak jemu współcześni, Newton wierzył, że nad filozofią przyrody powinny dostarczyć oczywistych dowodów na istnienie Boga Stwórcy jako przyczyny harmonii i ładu we Wszechświecie.

By wprowadzić przyrodę w ruch, potrzebna była według Newtona jakaś siła z zewnątrz*. A przynajmniej jakiś pierwszy impuls. Ten pogląd Newtona zaokrąglony w system filozoficzny znalazł szereg przeciwników, którzy zgodnie z Kantem przyjmowali bez zastrzeżeń jego naukowe poglądy, a potępiali metafizyczne. Uważali, że rządzące rozwojem świata prawa mechaniki są właściwością natury, a nawet materii.

Newton poprzez swoja oryginalną koncepcję relacji Boga i Świata przyjętą przez deistów, najsilniej też przez nich oddziaływał na kulturę umysłową Oświecenia. Zwłaszcza gdy Wolter swoimi pismami zapewnił mu najszersze wzięcie w kołach inteligencji.

Jakkolwiek poglądy naukowe Newtona nie były wolne od hipotez, wykraczały jednak poza fakty empiryczne. Widać to chociażby przy sformułowaniu zasad mechaniki, gdzie wnosi, że przestrzeń absolutna jest natury duchowej, gdy Kartezjusz utożsamił z nią materię. Stąd ich stosunek w dziedzinie metafizyki ma się tak, jak stosunek Platona do Demokryta: jest więc idealny i materialistyczny.

Wolter o tej relacji Kartezjańsko - Newtonowskiej wyraża się następująco: „Kartezjańska jest szkicem, a Newtonowska arcydziełem”. Angielska opinia głosi, pisze Wolter, że pierwszy z tych filozofów był myślicielem, a drugi mędrcem.

„Osobliwa różnica, która istnieje między Newtonem a Kartezjuszem polega - pisze on dalej - przede wszystkim na tym, iż Newton przez całe życie nie dotknął kobiety ani nie uległ żadnej słabości czy namiętności. Zapewnili mnie o tym chirurg i lekarz, obecni przy śmierci uczonego. Można za to podziwiać Newtona, nie należy jednak potępiać Kartezjusza”.

Trudno dyskutować na temat powyższego przypuszczenia Woltera, nie sposób jednak nie przytoczyć znanego aforyzmu Newtona:

„Nauka jest jak kłótliwa i piękna kobieta. Jeśli chcesz mieć z nią do czynienia, musisz prowadzić wieczny proces sądowy”.

Z perspektywy czasu można twierdzić, że jeśli Newton chciał rozwinąć swój geniusz, a tak się stało to mógł tylko prowadzić jeden proces sądowy i tylko z mechaniką.

Osobowość i charakter Newtona można- expressis verbis- pozanać na tle jego sporu o pierwszeństwo w problemacie rachunku różniczkowego z Leibnizem. Dość powiedzieć, że był człowiekiem kłótliwym, niezgodnym, bezwzględnym w dążeniu do celu przy zachowaniu pozorów dostojnej powagi.

Newton posiadał wiele cennych zalet, które w jakiś sposób niwelowały jego kłótliwe dyspozycje. Wiadomym jest ponadto, że był hojny w datkach i niemożliwie skromny.

Co do istoty sporu, pięknie i trafnie wypowiedział się na ten temat A. N. Whitehead (1881-1947) mówiąc, że „chociaż Piotr Fermat (zmarły w 1665r.) opracował podstawowe idee rachunku różniczkowego, zanim ogłosił swoje prace Newton (w 1665r.) i Leibniz (1676r.), nie umniejsza to naszego podziwu ani dla Newtona ani da Leibniza. Jeden był matematykiem i fizykiem, drugi zaś matematykiem i filozofem, a obaj - każdy w zakresie swojej wiedzy - należał do największych geniuszów świata”.

Lord Brougham w przemówieniu z okazji odsłonięcia pomnika Newtona w Grantham we wrześniu 1858r. powiedział, że:

„Jego geniusz przyćmił ludzkość tak daleko, jak słonce południa gwiazdy nocą”*.

Składają hołd w trzechsetlecie wydania „Pricipiów” wielkiemu uczonemu chciał bym podkreślić, że Newton jest z tych wielkich duchów ludzkości i tytanów pracy, którym dane było znieść na ziemie z wysokości te osłonięte tajemnice, które to dopiero dostąpiły godności uczynienia ich widzialnymi i zrozumiałymi. Przez niego i w nim jak przez pryzmat wnikał i załamywał się świat filozofii przyrody, a wyłaniał się nowy świat naukowy rzeczywistości, w którym na „scenie” czasu i przestrzeni, masy i siły zaczęły odgrywać główną rolę. Można się więc o tym Newtonowskim świecie wyrazić podobnie jak wielki poeta Asnyk wyraził był w swym wierszu przemianę nieśmiertelności w śmiertelność:

„Musisz być innym, choć będziesz taki sam”.

*w oryginale czytamy „Whose genius dimned all other men`s as far

As does the midday sun the midnight Star”.

Dlatego mógł o sobie, jak niegdyś Platon przed wiekami, ad peretuam rei memoriam, powiedzieć:

„Jeśli widziałem dalej niż inni, to tyko dlatego, że stałem na ramionach olbrzymów”,

a następnie poeta Aleksander Pope (1688-1741) dumnie w epitafium napisał*:

„Gdy przyroda i jej prawa nie znały jeszcze jasności, Bóg rzekł: „Niech się stanie Newton!” On to rozproszy ciemności”.

Zaś w sławnym opactwie westminsterskim na posadzce w „Poets` Corner” czytamy:

„Quid Iacet Quod Humani Isaaci Newtoni”

„Tu spoczywa to, co ludzkim było, z Izaaka Newtona”

ale w swych dziełach Newton jest nieśmiertelny i tak będzie po wsze czsy.

Podziękowanie

Dzięki British Council Autor mógł bezpośrednio zapoznać się z miejscami związanymi z urodzeniem, edukacją, pracami i odkryciami I. Newtona. Zwiedził też wystawę w Grantham zorganizowaną z okazji trzechsetlecia wydania „Principów”. Za to tą drogą pragnie wyrazić podziękowanie.

LITERATURA

Isaako Newtono Philosophiae naturalis principia matchematica. Edito tertio.

Londini Apud Guil&Jon Ennys, Regix Societatis typographos MDCCXXXVI.

Isaac Newton: Opticks, or a Treaties of the Reflexions Refractions, Inflexions and Colours of Light also two Treatise of the Species and Magnitude of Curvilinear Figures. London, Printed for S. Smith and B. Walfod, Printers to the Royal Society, at the Prince`s Arms. in St. Paul`s Churchyard. MDCCIV.

J. Allen: The Grantham Connection. Grantham Book Centre 1986.

I. B. Cohen: Newton Isaak. London.

W. R. Fuhs: Matematyka popularna. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1972.

J. H. Jeans: Wszechświat, gwiazdy, mgławice - atomy. Warszawa: Czytelnik, 1947.

R. H. March: Fizyka dla poetów. Warszawa: PWN, 1947.

A. Pietrow: Grawitacja a czasoprzestrzeń w: Przestrzeń - czas, ruch. Warszawa: PWN, 1976.

W. Tatarkiewicz: Historia filozofii. T. 2. Warszawa: Czytelnik, 1949.

Wolter: Listy o Anglikach albo listy filozoficzne. Warszawa: Czytenik, 1949.

Wyd. 2. Warszawa: PIW, 1954 (tyt. oryg. „Lettres Pkiosophiques de M. De Voltaire” 1834).

*Narure and Nature`s laws lay in night, God said, „Let Newton be!” and all was light.

---