A Hét 1983/1 (28. évfolyam, 1-26. szám)
1983-01-08 / 2. szám
Tndománytechniha ISAAC NEWTON (1643-1727) A XVII. századi természettudomány nagy lángelméinek sorában vitathatatlanul az egyik legelőkelőbb hely illeti meg Isaac Newtont. Sokan öt tartják minden idők legnagyobb természettudósának, A természet filozófiájának matematikai elvei c. munkáját pedig (amelyet egyszerűen csak Principia-kénX szoktak emlegetni) a legjelentősebb természettudományi könyvnek, amit valaha is írtak. Alakját — ahogy az már lenni szokott — legendák övezik, s különösen gyermekkoráról tudunk kevés megbízhatót. 340 éve, 1643. január 4-én látta meg a napvilágot (Angliában akkor még 1642. december 25-ét írtak, mivel ott a naptárreformról nem voltak hajlandók tudomást venni), egy Woolsthorpe nevű településen, Londontól északnyugati irányban vagy 200 kilométernyire. Apja néhány hónappal az ö születése előtt meghalt, anyja meg hamarosan újból férjhez ment — egy tiszteleteshez — és átköltözött a szomszéd faluba, így a fiút a nagyanyja nevelte. A kis Isaac a közeli kisvárosban, Granthamben járt iskolába, s egy patikus házában lakott. Ezt csak azért említem, mert minden bizonnyal itt kapott rá a kémiai kísérletekre, amelyek a későbbiekben annyi örömet és bosszúságot okoztak neki. Stokes iskolamesternek köszönhető, hogy Newton továbbtanulhatott; az anyja ugyanis — megözvegyülvén — haza költözött Woolsthorpe-ba és azt tervezte, hogy Newtonra bízza a kis gazdaság irányítását. A fiúnak azonban ehhez semmi hajlama nem volt, szívesebben fabrikált kis szélmalmokat meg egyéb masinákat, amelyeknek a környékbeliek csodájára jártak, s ha tehette elszökött hazulról a granthami patikába, hogy kísérletezzen. Örök rejtély marad, hogyan sikerült Stokes iskolamesternek rábeszélnie Newton anyját, hogy engedje tovább tanulni a fiát, tény, hogy 1661 nyarán már Cambridge-ben van és a Trinity College növendéke. Azt még nem döntötte el, mit akar csinálni a továbbiakban, hiszen elvben lehetett volna pap vagy rektor, vagy akár egyetemi professzor is. mindenesetre alaposan belemélyedt a tudományokba, kivált a matematikába, amelyhez leginkább vonzódott. John Wilkins Matematikai mágiá\á\ forgatta szívesen, meg a régi görög szerzőket, a kortárs matematikusok müveiről pedig először Isaac Barrowtói (1630—1677), matematikaprofesszorától (későbbi barátjától) hallott, aki több esztendőt töltött a kontinensen, s ott ismerkedett meg a legújabb eredményekkel. Newton, mai szóhasználattal élve, afféle asszisztensi teendőket látott el Barrow mellett, s csakhamar abban a megtiszteltetésben lehetett része, hogy korrigálhatta Barrow nevezetes Optikai előadásai-1. Tulajdonképpen így került a fényelméleti problémák sűrűjébe is, s ezek után már nem volt kétséges többé, hogyan alakul a pályája a továbbiakban. Newton a Trinity College tanára lett, s 1669-ben Barrow nagyvonalúan átengedte neki saját katedráját is. így anyagi helyzete is rendeződött. De Barrow ennél még többet is tett: beajánlotta Newtont a nemrégiben alapított Royal Society (Királyi Társaság) első titkárának, Collinsnak a figyelmébe, s közben arra buzdította a magának élő fiatalembert, hogy ne késlekedjen tudományos eredményeit a nyilvánosság elé tárni. Newton azonban nem szerette elhamarkodni a dolgot, s emiatt később még sok kellemetlensége adódott. A tudománytörténészek még ma is vitatkoznak azon, vajon mikor születtek meg Newton korszakalkotó felfedezései? 1665 táján nagy pestis-járvány dühöngött Londonban és környékén, amely később más vidékeket is elért. így Newton jobbnak látta, ha átmenetileg haza költözik Cambridge-ből Woolsthorpe-ba. A szülői ház csendje úgy látszik termékenyítőleg hatott, mert 1667- ben már egy „új" Newton kezdte el a munkát a Trinity College-ban. Sajnos a diákok nem sokat érthettek meg ebből a metamorfózisból, mert Newton meglehetősen bonyolultan közölte felfedezéseit, ráadásul az előadásokat nem szokták kísérletekkel tarkítani, így csak szóban mondta el azt, amit sokszor még a demonstrációval is nehéz volt elhitetni. A berendezéseket az akkori tudósoknak maguknak kellett beszerezniük vagy megszerkeszteniük; Newtonnak ez nem okozott különösebb gondot, annál többet a rossz szeme. Egy optikai kísérietnél minden apróság fontos lehet, ráadásul a megfigyeléseket elsötétített szobában kell végezni, ahová csak egy pontszerű nyíláson hatol be a fény, s ilyen körülmények között megbízható szemre van szükség. Newton a vékony fénysugarat különböző prizmákon és lencséken vezette keresztül, a fény színes alkotórészeire bomlott, ilyenkor szögeket, távolságokat kellett mérni, de váratlan jelenségek is adódhattak közben, s ha az embernek baj volt a látásával, az akár fatális félreértésekhez is vezethetett. Néhányan lehetségesnek tartják, hogy ha Newtonnak nem gyenge a látása, akkor ma öt tekinthetnénk a színképelemzés fölfedezőjének is. Persze az sem kevés, amit a fénytan területén megalkotott. Először is tisztázta, hogy a fehér fény színes alkotóelemekből tevődik össze, s amikor a vékony fénysugarat a prizmán átvezetjük, akkor az egyes színes komponensek különböző mértékben (a prizma anyagától és a beesés szögétől függően) megtörnek, létrejön a színkép. Newton szerint a fény parányi részecskékből áll, más kortársai, elsősorban Huygens (1629—1695) és Robert Hooke (1635—1703) viszont a fény hullámszerűsége mellett törtek lándzsát. Legalábbis Így él ez a köztudatban. Az igazság viszont az, hogy Newton nem vetette el teljesen a fény hullámtermészetének lehetőségét, inkább egyfajta „dualista" álláspontra helyezkedett, akárcsak napjaink fizikusai. Ez azonban nem óvta meg a támadásoktól; különösen Robert Hooke érezte fontosnak, hogy „helyreigazítsa" a cambridge-i professzort, aki valahogy mindig az útjába tévedt, noha személyesen sokáig nem is találkoztak egymással. Robert Hooke a Királyi Társaság megbízásából — de a saját pénzén — rendszeresen végzett kísérleteket; érdeklődése sok mindenre kiterjedt, kezdve a mikroszkóptól egészen a kémiai berendezésekig. Természetesen a színek problémája is izgatta őt, de neki egészen más magyarázata volt az egészre mint Newtonnak. A két tudós között odáig fajult az ellentét, hogy Newton csak Hooke halála után. 1704-ben adta ki fénytani vizsgálódásainak összefoglalását, az angol nyelven írt Optikát (Optics), noha akkor már több mint egy évtizede semmiféle fénytani kísérletet nem végzett. Newton egyébként 1672-ben lett a Royal Society tagja, miután fél London megcsodálta újszerű csillagászati távcsövét, amelyben lencsék helyett domború tükröket használt, főleg azért, hogy a lencsék ún. színhibáját kiiktassa. A reflektoros teleszkópok, jóllehet már Newton idejében jóminöségű képet adtak, csak igen lassan hódítottak teret, s tulajdonképpen csak századunkban váltak igazán népszerűekké és nélkülözhetetlenekké. A Royal Society újdonsült tagja nem szívesen mozdult ki Cambridge-ből, igy a társaság tagjai ritkán találkozhattak vele személyesen, ennek ellenére gyakran beszélgettek róla, hiszen az Oldenburg címére küldött levelekben mindig akadt valami figyelemre méltó vagy rendkívüli. Henry Oldenburg Németországból került Angliába, s bár a tudományokhoz nem értett különösebben, ő lett a Királyi Társaság egyik legbefolyásosabb embere, mert mint titkár, ő intézte a levelezést. Külföldi tudósok is neki címezték küldeményeiket, s Oldenburg tiszte volt a levelek tartalmát hetente a tudós gyülekezet elé tárni. Newton is vele levelezett, s tőle tudta meg. mi újság a nagyvilágban. Elképzelhető, hogy Oldenburgnak „köszönhetően" romlott meg a viszony Hooke és Newton között, de ismervén Hooke, illetve Newton másokkal folytatott vitáit, azt hiszem Oldenburgnak nem is kellett különösebben intrikálnia. Newton az 1680-as évek végén, amikor megjelent fő műve, a Principia ismét hajba kapott Hooke-kal. Mint ismeretes. Newton dolgozta ki a testek mozgásának általános elméletét és a tömegvonzás törvényszerűségeit leíró egyenleteket. Itt szerepel egyebek között az az összefüggés is, hogy a két test között fellépő vonzóerő nagysága fordítva arányos a testek közötti távolság négyzetével. Hooke sérelmezte, hogy Newton nem említette meg az ö nevét ezzel kapcsolatban, jóllehet az összefüggésről először ő beszélt Newtonnak. Newton azonban elutasította Hooke követelését, mondván, hogy ő csak Kepler törvényeit értelmezte a maga módján, kiegészítette azzal, amivel ki kellett azokat egészíteni, s így kapta meg a bolygók mozgását leíró egyenleteket. Különben is, az egész formába öntéséhez szükség volt egy újfajta matematikai módszerre — Newton ezt „a fluxiók módszerének" nevezte —, amit saját maga dolgozott ki, s amit rajta kívül senki sem ismert, főleg nem Hooke, aki matematikai kérdésekben meglehetősen tájékozatlan volt. A fluxiók módszere tulajdonképpen az integrál- és differenciálszámítást foglalja magába, s bár néhány XVII. századi matematikus már közel járt a problémához többek között Pascal, Fermat, Huygens, Newton sokáig joggal hihette, hogy egyedül birtokosa a nagy titoknak. Az alapokat már az 1660-as évek derekán lefektette, gyakorlati számításoknál eredményesen fel is használta az új módszert, de részletesebben senkinek sem beszélt róla. A Principia az új matematika nélkül nem születhetett volna meg, a mai olvasó azonban hiába keresné a matematikai analízis alkalmazását ebben a könyvben; Newton a közérthetőség kedvéért egy hagyományos, bár sokkal körülményesebben kezelhető módszert választott. 1687-ben még valóban senki nem érthette volna meg az új nyelvet. Pontosabban egy valaki már igen, Gottfried Leibniz (1646— 1716), aki Newtontól függetlenül kidolgozta az integrál- és differenciálszámítást, s akinek csak a jelölésmódja tért el a Newtonétól. (Mind a mai napig a leibnizi szimbolikát használjuk.) Tán mondanom sem kellene, hogy ebből is vita lett, igaz, jóval később, az 1710-es években. Newton mentségére legyen mondva, a prioritási vitát elsősorban néhány tanítványa kezdeményezte és korbácsolta fel, ő csupán „nem iparkodott lecsillapítani őket". A kontinensen inkább Leibniz pártját fogták, erre a ködös Albionban még jobban feldühödtek, olyannyira, hogy a Leibniz-féle jelöléseket több mint száz éven át nem hogy alkalmazni, de még szóba hozni sem volt szabad. Ha jól belegondolunk, erre az egészre semmi szükség nem volt; mindenütt Európában jól tudták, hogy az integrálás differenciálszámításhoz Newton ért a legjobban ; amivel mások napokig kínlódtak, azt ö néhány óra alatt megoldotta. Csak sajnálhatjuk, hogy nem szakitott több időt matematikájának formába öntésére és részletesebb kidolgozására. Newton 45 éves korára minden fontosat, amit lényegesnek tartunk életművében, fölfedezett. Ezután már inkább csak a saját korábbi sikereinek fényében sütkérezett. Volt életében — 1693—1696 között — három rejtélyes év, amikor szinte úgy tűnt fel, mintha megörült volna. Zavaros tartalmú leveleket küldözgetett ismerőseinek, nagyon levédnek látszott. Sokan a megfeszített szellemi munka következményének tadják a dolgot, mások összefüggést látnak Newton lelkiállapotának átmeneti romlása és a laboratóriumában keletkezett tűz között (állítólag fontos kéziratok váltak a lángok madalékává), sőt nem kizád a vegyszer-mérgezés lehetősége sem. 1697 után aztán teljesen helyreállt Newton egészsége, kinevezték a pénzverde őrévé, majd pedig igazgatójává, s ebben a minőségében rendkívüli tettrekészségröl tett tanúbizonyságot: több évig tadó, mesterdetektíveket is megszégyenítő munkával sikerült felgöngyölítenie egy pénzhamisító bandát, amelynek vezére magasrangú személyek támogatását élvezve hosszú ideig zavadalanul szervezte a különböző akciókat. Newtont Robed Hooke halála után a Royal Society elnökévé választják. Az alatt a 24 év alatt, amig ö irányítja a társaságot rendeződnek az intézmény zilált pénzügyei, új épületbe költözik, fontos szerephez jut a Royal Society. De ugyanakkor meg is csontosodik kissé. Ez viszont már egy másik tödénet, és semmi köze Newton szellemi örökségéhez, amely évszázadokon át világítótoronyként jelezte a sötétben botorkálóknak a helyes iránVt- LACZA TIHAMÉR 18
