VRIJESCHOOL- Vertelstof – biografieën – Newton

EXPLORER VAN HET HEELAL

NewtonOp de ochtend van Eerste Kerstdag 1642 aanschouwde een te vroeg geboren en zielig zwak jongetje het levenslicht in een stenen boerenhuisje in het Engelse graafschap Lincolnshire. De beide vroedvrouwen die bij de bevalling hadden geholpen, voorspelden meewarig dat het knaapje de avond wel niet zou halen. Maar de baby leefde nog 84 jaar en het “arme zwakke hoofdje”, dat in de eerste levensjaren door een speciale lederen kraag moest worden ondersteund, bleek een schitterend stel hersens te bevatten, een van de machtigste wetenschappelijke breinen die de wereld ooit heeft gekend. De bezitter van dit brein, geridderd en met eerbewijzen overladen, heette Isaac Newton.

Er was in het voorgeslacht van dit tere kind niets dat op genialiteit duidde. Zijn vader was een nietsnut, die al op 37-jarige leeftijd stierf, enige weken voor de geboorte van Isaac. Zijn moe­der onderscheidde zich in geen enkel opzicht van de andere platte­landsvrouwen uit het dorpje Woolsthorpe. Genetici hebben in latere jaren meer dan drie generaties van Newtons voorgeslacht tevergeefs nagesnuffeld naar enigerlei indicatie voor zijn uitzon­derlijke begaafdheid.

Van deze begaafdheid viel aanvankelijk nog niet veel te be­speuren. Op school was Newton dikwijls de laatste of een van de laatsten van zijn klas — tot op de dag dat hij een grotere jongen een pak slaag toediende. Deze jongen nam op de klassenlijst een hogere plaats in dan hij en Newton besloot zijn overwinning
vol­ledig te maken door zich nu ook een betere leerling te tonen. Een oom, aan wie zijn grotere ijver niet was ontgaan, vond dat hij verder moest studeren en wist te bereiken dat de jonge Isaac op zijn 18de jaar werd toegelaten tot Trinity College in Cambridge.

De Grote Pestepidemie van 1665 – ’66 brak uit in het jaar waarin Newton promoveerde en zou merkwaardigerwijs van grote invloed op zijn loopbaan blijken. In een afschuwelijke drie maan­den sleepte de ziekte een tiende deel van de bevolking van Londen ten grave. De universiteit van Cambridge moest tijdelijk worden gesloten en Newton, inmiddels 23 geworden, keerde naar Woolsthorpe terug om er te “peinzen”. Deze volle anderhalfjaar duren­de periode van overpeinzing legde de grondslag voor al zijn latere prestaties. Als jongen had Newton de naam gehad een “dromer” te zijn. De ware aard van deze “verstrooidheid” trad aan den dag tijdens zijn gedwongen verblijf op het platteland. De jonge­man bezat kennelijk een bijna beangstigend concentratievermo­gen, dat hem in staat stelde zich urenlang te verdiepen in de meest ingewikkelde problemen. En daar hing een andere grote gave ten nauwste mee samen — het intuïtief weten door te stoten naar de kern van een probleem zonder de draad te verliezen.

Van de oudste tijden af hadden geleerde mannen veronder­steld dat de zon, de sterren en de planeten bijzonder hemelse eigenschappen bezaten, totaal verschillend van welke krachten ook op aarde. Iets anders aan te nemen was ondenkbaar — totdat Newton zich aanmeldde. Het kan best waar zijn wat Voltaire later heeft beweerd: dat Newton een appel van de boom zag vallen en dit er hem toe bracht zich af te vragen of de kracht, die de appel op de grond deed neerkomen, niet dezelfde kracht kon zijn die de maan in haar baan hield. Deze gedachte leek Newton aannemelijker dan de algemeen aanvaarde theorie van Descartes, volgens welke de maan en de planeten in hun baan worden ge­houden door “wervelingen” in een onzichtbare, niet te voelen en niet aan te tonen substantie, die “aether” genoemd werd. Hij zette zich aan de uitwerking van dit probleem en had, ofschoon zijn resultaten eerst twintig jaar later werden gepubliceerd, nog voor de voltooiing van zijn 24ste levensjaar zowel de wet der beweging als de wet van de universele zwaartekracht ontdekt. Hij vond ook een nieuw wiskundig systeem uit om zijn theorieën te bewijzen: de infinitesimaalrekening.

In deze achttien maanden hield Newton zich nog met een ver­bazingwekkende verscheidenheid van andere onderzoekingen bezig. Hij ontdekte de wetten die eb en vloed beheersen. In een reeks schitterende proeven met prisma’s, voor enkele stuivers ge­kocht op een jaarmarkt, toonde hij aan dat het witte licht is
sa­mengesteld uit al de kleuren van het spectrum en dat iedere kleur zijn eigen typische brekingshoek vertoont wanneer het licht door een glazen prisma valt. Hij sleep lenzen en spiegels en maakte een nieuw type telescoop. Toen hij eens op zijn oude dag werd ge­prezen om de grote bijdragen die hij had geleverd tot ‘s mensen kennis van het heelal, zei hij: “Ik bezat geen speciale knobbel — slechts het vermogen tot geduldig doordenken.” Zijn ontdek­kingen, voegde hij er aan toe, had hij kunnen doen “door zich onafgebroken op een onderwerp te concentreren, net zolang totdat de eerste vage vermoedens tot volle klaarheid waren gekomen”.

Newton repte voorlopig met geen woord over de ontdekkingen die hij tijdens zijn verblijf in Woolsthorpe had gedaan. Deze ge­woonte om niets los te laten zou hem later in een weinig verheffen­de polemiek verwikkelen. In 1667 keerde hij naar Cambridge terug, met een toelage om zijn onderzoekingen aan Trinity College voort te zetten. Isaac Barrow, professor in de wiskunde, zag in hem “een man van buitengewoon talent en zeldzame be­kwaamheid”. Toen Barrow in 1669 zijn professoraat neerlegde zorgde hij ervoor dat Newton, eerst 26 jaar oud, tot zijn opvolger werd benoemd, waarmee Newton een functie aanvaardde die hij 32 jaar zou bekleden. Kort na zijn benoeming kreeg het Konink­lijk Genootschap van Londen ter Bevordering van de Natuur­wetenschap Newtons nieuwe spiegeltelescoop te zien en bood hem onmiddellijk het lidmaatschap aan. Verrast door het enthousiasme van het genootschap stuurde Newton een verslag in van de proe­ven met licht die tot zijn uitvinding hadden geleid.

De verhandeling ontketende een storm — niet omdat de be­schreven proeven niet met de uiterste nauwkeurigheid zouden zijn genomen of de daaruit getrokken conclusies aanvechtbaar waren, maar omdat zijn resultaten niet klopten met bepaalde toen aan­gehangen theorieën. Zoveel stemmen verhieven zich beschuldi­gend tegen hem dat Newton ten slotte geërgerd uitriep: “Ik zie wel dat een man er óf maar van moet afzien met iets nieuws te komen óf de slaaf moet worden van de noodzaak het te verdedi­gen.” Van dat ogenblik af werd hij er nog huiveriger voor zijn ontdekkingen bekend te maken.

Newton had reeds in zijn eerste studententijd de ontwikkeling van de infinitesimaalrekening ter hand genomen, maar er met niemand behalve Barrow over gesproken. Enkele jaren later kwam Gottfried Wilhelm von Leibnitz, de grote Duitse wiskundige, met een in grote trekken overeenkomstig systeem voor de dag. Aan­vankelijk gaf Leibnitz toe dat hij en Newton gelijktijdig aan het­zelfde systeem werkten. Nochtans ontbrandde er een strijd over de prioriteitsvraag, waarin de aanhangers van Leibnitz zeiden dat Newton bij Leibnitz leentjebuur had gespeeld.

Om dit te bewijzen publiceerde Jean Bernoulli, een beroemde Zwitserse wiskundige, twee problemen en daagde iedereen uit ze binnen een jaar op te lossen. Leibnitz loste er een van op en zwoeg­de nog op het tweede toen het jaar al bijna om was. Toen Newton de problemen zag loste hij ze prompt allebei binnen 24 uur op. Hij stuurde zijn antwoorden naar het Koninklijk Genootschap. Nadat het genootschap ze, zonder te vermelden wie de auteur was, had gepubliceerd en Bernoulli ze had gezien moest hij spijtig erkennen: “Men herkent de leeuw aan zijn klauw.” Het “examen” toonde onweerlegbaar aan dat Newton inderdaad de infinite­simaalrekening had uitgevonden, want anders zou hij de proble­men niet hebben kunnen oplossen.

Tot de publicatie van de Principia, Newtons belangrijkste werk, kwam het grotendeels door een toeval. In een poging de banen der planeten te berekenen was de uitzonderlijk begaafde jonge Edmund Halley, die later koninklijk astronoom zou worden, vastgelopen. Toen hij zich tot Newton om hulp wendde vernam hij tot zijn verbazing dat Newton de banen reeds had berekend. Maar de berekeningen konden niet zo één-twee-drie uit de chaos op Newtons lessenaar worden opgevist — weshalve Isaac New­ton ze vlug allemaal nog maar eens uitvoerde.

Halley had zich intussen gerealiseerd van hoe grote waarde de onderzoekingen waren waarvan de nooit gepubliceerde uitkomsten achteloos verspreid lagen in allerlei laatjes en vakjes van Newtons lessenaar, en hij bood aan het werk voor eigen rekening uit te geven. Newton ging ermee akkoord en zo zagen dan de Principia, begroet als het grootste wetenschappelijke boek dat ooit van de persen was gekomen, het licht. Eerst in de twintigste eeuw, waarin Albert Einstein zijn relativiteitstheorie lanceerde, kon één enkele wetenschappelijke verhandeling weer van een zo be­slissende betekenis worden voor de ontwikkeling van het menselijk denken. Newton ontcijferde de mechanica van het heelal; Ein­stein maakte de atoomkracht vrij en stelde de identiteit van energie en materie vast.

In de Principia heeft Newton alles wat hij over de bewegingen van de planeten en hun satellieten had ontdekt, bijgeschaafd en gepreciseerd. In de maanden waarin hij het boek persklaar maakte zat hij dikwijls uren aan één stuk onbeweeglijk na te denken, om dan naar zijn lessenaar te stuiven en nog weer eens uren achtereen het overdachte neer te pennen, zonder zelfs de moeite te nemen een stoel bij te schuiven. Zijn secretaris heeft verteld dat hij zelden vóór twee uur ‘s nachts — en soms eerst om vijf of zes uur — naar bed ging en dikwijls vergat te eten. Newton heeft zijn boek een soort ondertitel meegegeven: “Het geraamte van het wereld­stelsel”. Zelfs wiskundigen vonden het moeilijke lectuur, niet slechts vanwege de ingewikkelde problemen die het behandelde, maar omdat Newton het met opzet moeilijk had gemaakt — opdat de “kleine beunhazen in de wiskunde” hem niet aan het hoofd konden komen zeuren. De in het Latijn, de universele taal der wetenschap van die dagen, geschrevenPrincipiabestaan voor een groot deel uit wiskundige formules en vergelijkingen. Gedurende twee eeuwen heeft het voor de gehele beschaafde wereld de richting aangegeven van het wetenschappelijke denken.

Alle vroegere denkers hadden aangenomen dat er een voort­durend werkzame kracht moest zijn die de planeten in hun baan voortstuwde. In de Principia zei Newton dat een bewegend lichaam zich ten eeuwigen dage in een rechte lijn blijft voortbewegen, tenzij een of andere kracht optreedt die het tot stilstand brengt. De planeten bewegen zich in gesloten banen omdat de aantrek­kingskracht van de zon precies gelijk is aan de middelpuntvlie­dende kracht van hun beweging door de ruimte. Daar er in de ruimte geen wrijving bestaat is er geen speciale kracht nodig om ze hun omwentelingen te laten volbrengen met een constante snelheid en door aeonen van tijd.

Newton ontwikkelde en formuleerde zijn wet van de universele zwaartekracht: elk lichaam trekt ieder ander lichaam aan met een kracht, recht evenredig met het product van hun massa’s en omgekeerd evenredig met het kwadraat van hun onderlinge af­stand. Hij toonde aan hoe de massa van de zon en van de planeten kan worden bepaald. Hij stelde de regels op voor de berekening van de banen der kometen. Hij bewees dat de aantrekkingskracht van de maan en van de zon de getijden veroorzaakt in de oceanen van de aarde, dat springtij optreedt wanneer maan en zon in conjunctie, doodtij wanneer ze in oppositie staan. Zo’n
wonder­bare eenheid als hij in het planetenstelsel had ontdekt moest, zei Newton, “wel worden toegeschreven aan de beschikking” van een Opperste Schepper.

Een van Newtons grootste triomfen werd ruim een eeuw na zijn dood behaald. Zijn zwaartekrachtwet was zo onvoorwaardelijk aanvaard dat, toen astronomen bij de planeet Uranus een kleine afwijking van de op grond van de berekeningen te verwachten positie vaststelden, het niet in hen opkwam een foutje in de theorie te veronderstellen. In plaats daarvan concludeerden zij dat Ura­nus de ‘invloed moest ondergaan van de aantrekkingskracht van een nog niet ontdekte planeet. Aan de hand van Newtons wet bepaalden U. J. J. Leverrier in Frankrijk en J. C. Adams in Enge­land onafhankelijk van elkaar de positie van deze onbekende pla­neet. Leverrier stuurde zijn berekeningen naar de astronoom Galle in Duitsland. Galle ontving ze op 23 september 1846, stelde zich nog diezelfde nacht achter zijn telescoop op en ontdekte de nieuwe planeet precies op de aangegeven plaats. Ze werd Neptunus gedoopt.

Newton is nooit gehuwd geweest. Zijn gerieflijke Londense huis werd bestierd door zijn mooie en levenslustige nicht, Catherine Barton. In uiterlijke verschijning was Newton van middelbare lengte, met niet onknappe, nogal scherp getekende gelaatstrekken, een frisse, gezonde kleur en sprankelende ogen. In zijn levens­gewoonten was hij matig. Toen hem eens werd gevraagd waarom hij niet rookte, antwoordde hij : “Omdat ik geen nieuwe behoeften wens aan te kweken.” Hij verstond de kunst geld te verdienen en speculeerde zo gelukkig dat hij een vermogen van bijna een half miljoen gulden naliet, een kapitaal bedrag voor die dagen. In 1705 werd Newton bij een speciale plechtigheid in Cambridge door koningin Anna tot ridder geslagen, de eerste wetenschapsman aan wie deze eer te beurt viel.

In zijn 85ste jaar werd Isaac Newton, betreurd door Engeland en de wereld, naar zijn laatste rustplaats gedragen in de West­minster Abdij, waar zijn gebeente nog heden ten dage rust en zijn naam prijkt als die van een der grootsten onder de groten. Met betrekking tot zijn levenswerk heeft hij geschreven: “Ik weet niet welke indruk de wereld van mij heeft gekregen, maar in mijn eigen ogen was ik als een jongen die aan het strand speelt, mij ermee vermakend af en toe een gladdere kiezelsteen of een mooiere schelp dan gewoonlijk te vinden terwijl de grote oceaan der waar­heid met al zijn geheimenissen onontdekt vóór mij lag.”

alle biografieën

 669

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google photo

Je reageert onder je Google account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s

Deze site gebruikt Akismet om spam te bestrijden. Ontdek hoe de data van je reactie verwerkt wordt.