Download CAPÍTULO VIII NEWTON Vida y Obra Isaac Newton (1642

CAPÍTULO VIII
NEWTON
Vida y Obra
Isaac Newton (1642-1727) nació en Inglaterra, el mismo año en
que murió Galileo. De modesta familia campesina, mostró desde
muy joven una inteligencia excepcional y gran habilidad para la
mecánica.
Sus convicciones religiosas, de base cristiana, eran muy fuertes.
Perteneció a la secta protestante llamada "unitarista".
Newton construyó, con sus propias manos, el primer telescopio
de reflexión (con espejos en vez de lentes), con lo que esquivó el
difícil problema de la aberración cromática, que plagaba a los de
lentes. Sólo por este hecho ya merecería pasar a la historia de la
ciencia. Pero sus contribuciones, en mecánica y en óptica, fueron
mucho mayores. Es uno de los personajes más importantes de la
ciencia.
56
RAFAEL ESTARTÚS TOBELLA
En su obra capital, "Philosophiae Naturalis Principia
Mathematica" (Principios matemáticos de la filosofía natural),
publicada en 1685, fundamenta la mecánica en varios axiomas, de
forma análoga a como había hecho Euclides con la geometría. Da
por supuestas reglas de correspondencia entre sus entidades ideales
(masa, distancia, velocidad, aceleración) y magnitudes (que se
puedan medir), suponiendo, que las entidades ideales, susceptibles
de tratamiento matemático, tendrán buena correlación con las
magnitudes reales.
Sus cuatro axiomas básicos son:
1. Todo cuerpo tiende a conservar su estado de movimiento
rectilíneo uniforme, si no intervienen fuerzas exteriores que lo
cambian (Principio de inercia).
2. La fuerza que se aplica a un cuerpo, produce una aceleración
proporcional a dicha fuerza e inversamente proporcional a la
masa del cuerpo, así: f = m x a
(fuerza = masa x aceleración)
3. Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre otro B, B ejerce
necesariamente una fuerza igual y contraria sobre A (principio
de acción y reacción).
4. Dos cuerpos se atraen con una fuerza proporcional a sus
masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la
distancia que los separa (ley de la Gravitación Universal).
Con estos 4 principios, y un tratamiento matemático que es la
obra de un genio, Newton consiguió, entre otras cosas, deducir las 3
leyes de Kepler, con lo cual rehabilitó a Kepler al mismo tiempo
que confirmó brillantemente su teoría. Otros logros importantes,
conseguidos por la aplicación de su método, son, por ejemplo: la
explicación de la caída de una piedra o de un proyectil, la
predicción de los movimientos de las órbitas de los planetas en el
transcurso del tiempo, el diseño de máquinas muy variadas.
NEWTON
57
Newton tuvo que inventar el cálculo diferencial e integral, al que
llamó teoría de fluxiones. Pero no se atrevió a presentar las
demostraciones en ese cálculo, con el que las había obtenido, de
modo que tuvo que buscar demostraciones por métodos clásicos,
que más parecen magia que ciencia por lo rebuscadas e ingeniosas.
Por las mismas fechas, Leibnitz inventó también,
independientemente de Newton, el cálculo diferencial e integral.
Con tal motivo se suscitó una agria discusión entre los dos, que
pensaban que el otro le había plagiado o que le podría arrebatar la
gloria de la prioridad.
Como Newton no conseguía demostrar la estabilidad del sistema
solar por efecto de las perturbaciones de unos planetas sobre otros,
pensó que cada vez que la estabilidad estuviera a punto de perderse,
Dios, con una intervención especial, volvería los astros a sus órbitas
anteriores. Este punto de vista fue desmentido por Laplace, años
después, quien demostró que las leyes de Newton aseguraban la
estabilidad del sistema solar, pues las pequeñas desviaciones
producidas se compensaban unas a otras con el paso del tiempo.
Rastreo de los cuatro principios
El principio de inercia se remonta a Buridan y Oresme.
Copérnico hace uso de él, sin hacerse problema, lo que induce a
pensar que en su época era ya comúnmente aceptado. Descartes lo
había enunciado ya con claridad.
El segundo principio está en germen en los trabajos de Galileo
sobre la caída de los cuerpos: una fuerza constante, el peso del
cuerpo, produce una aceleración constante al producirse la caída. Al
aumentar el peso (un cuerpo más pesado), la aceleración se
mantiene la misma. Newton lo generalizó.
El tercer principio, de acción y reacción, es original de
Newton.
58
RAFAEL ESTARTÚS TOBELLA
La ley de atracción de los cuerpos, en parte generalización del
segundo principio, había sido preparada por Kepler y enunciada
antes por Hooke, quien sostuvo un pleito con Newton reclamando
la prioridad. De todas formas, Newton la pulió y la integró en su
mecánica de modo impecable (1).
Vigencia Perenne de la Mecánica Newtoniana
Aunque Einstein, en el siglo XX, encontró unas leyes más
completas para la mecánica (la teoría de la Relatividad), las leyes
de Newton siguen siendo verdaderas, válidas y muy usadas para
distancias no muy grandes (digamos, para distancias del orden del
tamaño del sistema solar) y para velocidades muy inferiores a la
velocidad de la luz. Es decir, las leyes de Newton tienen su rango
de aplicación, en el que siguen siendo muy usadas. Son también
más sencillas que las de Einstein. Hoy día, la obra de Newton está
perfectamente al alcance de un estudiante aplicado de Física o
Ingeniería, que conozca ecuaciones diferenciales. Sin embargo, el
descubrimiento de Newton fue algo muy difícil (aunque preparado
por un ambiente).
Cuando la velocidad de los cuerpos es mucho menor que la de la
luz y las distancias no son muy grandes, las leyes de Einstein se
convierten en las de Newton (su límite son las de Newton).
Los Predecesores de Newton
Newton dice que se ha "apoyado sobre los hombros de gigantes".
y dice bien. Uno de esos gigantes es, indudablemente, Kepler, al
que Newton conocía muy bien a través de la obra de un admirador
inglés de Kepler llamado Jeremías Horrocks. Fue una buena suerte
que Horrocks pudiese redactar las leyes de Kepler en una forma tal
(1) Jaki, The Savior..., pp. 48 y 90.
NEWTON
59
que facilitaba el descubrimiento de la ley de la gravitación
universal. Otro de los gigantes fue Galileo (2).
Pero, en general, Newton tampoco hizo justicia a sus
predecesores, y no dio muchas pistas para poder conocer los
gigantes, sobre cuyos hombros se había levantado.
Lo podemos comprender y disculpar, pero tenemos que hacerlo
notar, en servicio a la verdad, para deshacer algunos mitos
difundidos tendenciosamente sobre el nacimiento de la ciencia
moderna.
(2) Jaki, The Savior..., p. 90