La revolución científica iniciada en el Renacimiento por
Copérnico y continuada en el siglo XVII por Galileo y Kepler tuvo su
culminación en la obra del científico británico Isaac Newton (1642-1727), a
quien no cabe juzgar sino como uno de los más grandes genios de la historia de
la ciencia. Sin olvidar sus importantes aportaciones a las matemáticas, la
astronomía y la óptica, lo más brillante de su contribución pertenece al campo
de la física, hasta el punto de que física clásica y física newtoniana son hoy
expresiones sinónimas.
Isaac Newton
Conocedor de los estudios sobre el movimiento de Galileo y de
las leyes de Kepler sobre las órbitas de los planetas, Newton estableció las
leyes fundamentales de la dinámica (ley de inercia, proporcionalidad de fuerza
y aceleración y principio de acción y reacción) y dedujo de ellas la ley de
gravitación universal. Los hallazgos de Newton deslumbraron a la comunidad
científica: la clarificación y formulación matemática de la relación entre
fuerza y movimiento permitía explicar y predecir tanto la trayectoria de un
flecha como la órbita de Marte, unificando la mecánica terrestre y la celeste.
Con su magistral sistematización de las leyes del movimiento, Newton liquidó el
aristotelismo, imperante durante casi dos mil años, y creó un nuevo paradigma
(la física clásica) que se mantendría vigente hasta principios del siglo XX,
cuando otro genio de su misma magnitud, Albert Einstein, formuló la teoría de
la relatividad.
Una infancia difícil
Isaac Newton nació en las primeras horas del 25 de diciembre
de 1642 (4 de enero de 1643, según el calendario gregoriano), en la pequeña
aldea de Woolsthorpe, en el condado de Lincolnshire. Su padre, un pequeño
terrateniente, acababa de fallecer a comienzos de octubre, tras haber contraído
matrimonio en abril del mismo año con Hannah Ayscough, procedente de una
familia en otro tiempo acomodada.
Cuando el pequeño Isaac acababa de cumplir tres años, su
madre contrajo de nuevo matrimonio con el reverendo Barnabas Smith, rector de
North Witham, lo que tuvo como consecuencia un hecho que influiría
decisivamente en el desarrollo del carácter de Newton: Hannah se trasladó a la
casa de su nuevo marido y su hijo quedó en Woolsthorpe, al cuidado de su abuela
materna.
Del odio que ello le hizo concebir a Newton contra su madre y
el reverendo Smith da buena cuenta el hecho de que, en una lista de «pecados»
de los que se autoinculpó a los diecinueve años, el número trece fuera el haber
deseado incendiarles la casa con ellos dentro. Cuando Newton contaba doce años,
su madre, otra vez viuda, regresó a Woolsthorpe, trayendo consigo la
sustanciosa herencia que le había legado el segundo marido (y de la que Newton
se beneficiaría a la muerte de ella en 1679), además de tres hermanastros para
Isaac, dos niñas y un niño.
Isaac Newton (recreación de un retrato Godfrey Kneller, 1689)
Un año más tarde el joven Newton fue inscrito en la King's
School de la cercana población de Grantham. Hay testimonios de que, en los años
que allí pasó alojado en la casa del farmacéutico, se desarrolló su poco usual
habilidad mecánica, que ejercitó en la construcción de diversos mecanismos (el
más citado es un reloj de agua) y juguetes (las famosas cometas, a cuya cola
ataba linternas que por las noches asustaban a sus convecinos).
También se produjo un importante cambio en su carácter: su
inicial indiferencia por los estudios, surgida probablemente de la timidez y el
retraimiento, se trocó en un feroz espíritu competitivo que le llevó a ser el
primero de la clase, a raíz de una pelea con un compañero de la que salió
vencedor. Newton fue un muchacho «sobrio, silencioso, meditativo», que prefirió
construir utensilios para que las niñas jugaran con sus muñecas a compartir las
diversiones de los demás muchachos, según el testimonio de una de sus
compañeras femeninas infantiles, la cual, cuando ya era una anciana, se
atribuyó una relación sentimental adolescente con Newton, la única que se le
conoce con una mujer.
Cumplidos los dieciséis años, su madre lo hizo regresar a
casa para que empezara a ocuparse de los asuntos de la heredad. Sin embargo,
Newton no se mostró en absoluto interesado por asumir sus responsabilidades
como terrateniente; su madre, aconsejada por el maestro de Newton y por su
propio hermano, accedió a que regresara a la escuela para preparar su ingreso
en la universidad.
En Cambridge
Finalmente, en junio de 1661, Newton fue admitido en el
Trinity College de Cambridge, y se matriculó como fámulo, ganando su
manutención a cambio de servicios domésticos, pese a que su situación económica
no parece que lo exigiera así. Allí empezó a recibir una educación convencional
en los principios de la filosofía aristotélica (por aquel entonces, los centros
que destacaban en materia de estudios científicos se hallaban en Oxford y
Londres), pero en 1663 se despertó su interés por las cuestiones relativas a la
investigación experimental de la naturaleza, que estudió por su cuenta.
Fruto de esos esfuerzos independientes fueron sus primeras
notas acerca de lo que luego sería su cálculo de fluxiones, estimuladas quizá
por algunas de las clases del matemático y teólogo Isaac Barrow; sin embargo,
Newton hubo de ser examinado por Barrow en 1664 al aspirar a una beca, y no
consiguió entonces inspirarle ninguna opinión especialmente favorable.
Busto de Newton
Al declararse en Londres la gran epidemia de peste de 1665,
Cambridge cerró sus puertas y Newton regresó a Woolsthorpe. En marzo de 1666 se
reincorporó al Trinity, que de nuevo interrumpió sus actividades en junio al
reaparecer la peste, y no reemprendió definitivamente sus estudios hasta abril
de 1667. En una carta publicada póstumamente, el propio Newton describió los
años de 1665 y 1666 como su «época más fecunda de invención», durante la cual
«pensaba en las matemáticas y en la filosofía mucho más que en ningún otro
tiempo desde entonces».
El método de fluxiones, la teoría de los colores y las
primeras ideas sobre la atracción gravitatoria, relacionadas con la permanencia
de la Luna en su órbita en torno a la Tierra, fueron los logros que Newton
mencionó como fechados en esos años, y él mismo se encargó de propagar, también
hacia el final de su vida, la anécdota que relaciona sus primeros pensamientos
sobre la ley de la gravedad con la observación casual de una manzana cayendo de
alguno de los frutales de su jardín. Voltaire fue el encargado de divulgar en
letra impresa la historia, que conocía por la sobrina de Newton.
Docencia e investigaciones matemáticas
A su regreso definitivo a Cambridge, Newton fue elegido
miembro becario del Trinity College en octubre de 1667, y dos años más tarde
sucedió a Barrow en su cátedra. Durante sus primeros años de docencia no parece
que las actividades lectivas supusieran ninguna carga para él, ya que tanto la
complejidad del tema como el sistema docente tutorial favorecían el absentismo
a las clases.
Isaac Newton
Por esa época, Newton redactó sus primeras exposiciones
sistemáticas del cálculo infinitesimal, que no se publicaron hasta más tarde.
En 1664 o 1665 había hallado la famosa fórmula para el desarrollo de la potencia
de un binomio con un exponente cualquiera, entero o fraccionario, aunque no dio
noticia escrita del descubrimiento hasta 1676, en dos cartas dirigidas a Henry
Oldenburg, secretario de la Royal Society; el teorema lo publicó por vez
primera en 1685 John Wallis, el más importante de los matemáticos ingleses
inmediatamente anteriores a Newton, reconociendo debidamente la prioridad de
este último en el hallazgo.
El procedimiento seguido por Newton para establecer la
fórmula binomial tuvo la virtud de hacerle ver el interés de las series
infinitas para el cálculo infinitesimal, legitimando así la intervención de los
procesos infinitos en los razonamientos matemáticos y poniendo fin al rechazo
tradicional de los mismos impuesto por la matemática griega. La primera
exposición sustancial de su método de análisis matemático por medio de series
infinitas la escribió Newton en 1669; Barrow conoció e hizo conocer el texto, y
Newton recibió presiones encaminadas a que permitiera su publicación, pese a lo
cual (o quizá precisamente por ello) el escrito no llegó a imprimirse hasta
1711.
Las controversias de la óptica
Tampoco en las aulas divulgó Newton sus resultados
matemáticos, que parece haber considerado más como una herramienta para el
estudio de la naturaleza que como un tema merecedor de atención en sí; el
capítulo de la ciencia que eligió tratar en sus clases fue la óptica, a la que
venía dedicando su atención desde que en 1666 tuviera la idea que hubo de
llevarle a su descubrimiento de la naturaleza compuesta de la luz.
En febrero de 1672 presentó a la Royal Society su primera
comunicación sobre el tema, pocos días después de que dicha sociedad lo hubiera
elegido como uno de sus miembros en reconocimiento de su construcción de un
telescopio reflector. La comunicación de Newton aportaba la indiscutible
evidencia experimental de que la luz blanca era una mezcla de rayos de
diferentes colores, caracterizado cada uno por su distinta refrangibilidad al
atravesar un prisma óptico.
Réplica del telescopio de Newton
Newton consideró, con justicia, que su descubrimiento era «el
más singular, cuando no el más importante, de los que se han hecho hasta ahora
relativos al funcionamiento de la naturaleza». Pero sus consecuencias
inmediatas fueron las de marcar el inicio de un periodo de cuatro años
(1672-1676) durante los que, como él mismo le escribió a Leibniz en diciembre
de 1675, «me vi tan acosado por las discusiones suscitadas a raíz de la
publicación de mi teoría sobre la luz, que maldije mi imprudencia por apartarme
de las considerables ventajas de mi silencio para correr tras una sombra».
El contraste entre la obstinación con que Newton defendió su
primacía intelectual allí donde correspondía que le fuese reconocida
(admitiendo sólo a regañadientes que otros pudieran habérsele anticipado), y su
retraimiento innato que siempre le hizo ver con desconfianza la posibilidad de
haberse de mezclar con el común de los mortales, es uno de los rasgos de su
biografía que mejor parecen justificar la caracterización de su temperamento
como neurótico; un diagnóstico que la constatación de sus traumas infantiles no
ha hecho más que abonar, y que ha encontrado su confirmación en otras
componentes de su personalidad como la hipocondría o la misoginia.
El primero en oponerse a sus ideas en materia de óptica fue
Robert Hooke, a quien la Royal Society encargó que informara acerca de la
teoría presentada por Newton. Hooke defendía una concepción ondulatoria de la
luz, frente a las ideas de Newton, precisadas en una nueva comunicación de 1675
que hacían de la luz un fenómeno resultante de la emisión de corpúsculos
luminosos por parte de determinados cuerpos. La acritud de la polémica
determinó que Newton renunciara a publicar un tratado que contuviera los resultados
de sus investigaciones hasta después de la muerte de Hooke y, en efecto, su
Óptica no se publicó hasta 1704. La obra máxima de Newton, Principios
matemáticos de la filosofía natural, vería la luz mucho antes.
En 1676 Newton renunció a proseguir la polémica acerca de su
teoría de los colores y, por unos años, se refugió de nuevo en la intimidad de
sus trabajos sobre el cálculo diferencial y en su interés (no por privado menos
intenso) por dos temas aparentemente alejados del mundo sobrio de sus investigaciones
sobre la naturaleza: la alquimia y los estudios bíblicos. La afición de Newton
por la alquimia (John Maynard Keynes lo llamó «el último de los magos») estaba
en sintonía con su empeño por trascender el mecanicismo de observancia
estrictamente cartesiana que todo lo reducía a materia y movimiento y llegar a
establecer la presencia efectiva de lo espiritual en las operaciones de la
naturaleza.
Newton no concebía el cosmos como la creación de un Dios que
se había limitado a legislarlo para luego ausentarse de él, sino como el ámbito
donde la voluntad divina habitaba y se hacía presente, imbuyendo en los átomos
que integraban el mundo un espíritu que era el mismo para todas las cosas y que
hacía posible pensar en la existencia de un único principio general de orden
cósmico. Esa búsqueda de la unidad en la naturaleza por parte de Newton fue
paralela a su investigación de la verdad originaria a través de las Sagradas
Escrituras, rastreo que hizo de él un convencido antitrinitario y que
seguramente influyó en sus esfuerzos por conseguir la dispensa real de la
obligación de recibir las órdenes sagradas para mantener su posición en el
Trinity College.
Hacia los Principios matemáticos de la filosofía natural
En 1679 Newton se ausentó de Cambridge durante varios meses
con motivo de la muerte de su madre; a su regreso; en el mes de noviembre,
recibió una carta de Robert Hooke, por entonces secretario de la Royal Society,
en la que intentaba persuadirle de que restableciera su contacto con la
institución y le sugería la posibilidad de hacerlo comentando las teorías del
propio Hooke acerca del movimiento de los planetas.
Como resultado, Newton reemprendió una correspondencia sobre
el tema que, con el tiempo, habría de desembocar en las reclamaciones de
prioridad de Hooke respecto a la formulación de la ley de la atracción
gravitatoria. Por el momento, su efecto fue el de devolverle a Newton su
interés por la dinámica y hacerle ver que la trayectoria seguida por un cuerpo
que se moviera bajo el efecto de una fuerza inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia tendría forma elíptica (y no sería una espiral, como
Newton creyó en principio, dando pie a ser corregido por Hooke).
Newton según el visionario pintor William Blake
Cuando cinco años más tarde Edmond Halley, quien por entonces
había ya observado el cometa que luego llevó su nombre, visitó a Newton en
Cambridge y le preguntó cuál sería la órbita de un planeta si la gravedad
disminuyese con el cuadrado de la distancia, su respuesta fue inmediata: una
elipse. Maravillado por la rapidez con que Newton consideraba resuelto un
asunto en cuyo esclarecimiento andaban compitiendo desde hacía varios meses
Robert Hooke y el propio Halley, el astrónomo inquirió cómo podía conocer
Newton la forma de la curva y obtuvo una contestación tajante: «La he
calculado». La distancia que iba entre el atisbo de una verdad y su
demostración por el cálculo marcaba la diferencia fundamental entre Hooke y
Newton, a la par que iluminaba sobre el sentido que este último daría a su
insistente afirmación de «no fingir hipótesis».
Sin embargo, en aquel día del verano de 1684 Newton no pudo
encontrar sus cálculos para mostrárselos a Halley, y éste tuvo que conformarse
con la promesa de que le serían enviados una vez rehechos. La reconstrucción,
empero, chocó con un obstáculo: demostrar que la fuerza de atracción entre dos
esferas es igual a la que existiría si las masas de cada una de ellas
estuviesen concentradas en los centros respectivos. Newton resolvió ese
problema en febrero de 1685, tras comprobar la validez de su ley de la
atracción gravitatoria mediante su aplicación al caso de la Luna; la idea,
nacida veinte años antes, quedó confirmada entonces merced a la medición
precisa del radio de la Tierra realizada por el astrónomo francés Jean Picard.
El camino quedaba abierto para reunir todos los resultados en
un tratado sobre la ciencia del movimiento: Philosophiae naturalis principia
mathematica (Principios matemáticos de la filosofía natural). La intervención
de Halley en la publicación de la obra no se limitó a haber sabido convencer a
su autor de consentir en ella, algo ya muy meritorio tratándose de Newton;
Halley supo capear el temporal de la polémica con Hooke, se encargó de que el
manuscrito fuese presentado en abril de 1686 ante la Royal Society y de que
ésta asumiera su edición, y acabó corriendo personalmente con los gastos de la
impresión, terminada en julio de 1687.
Tercera edición de los Principios matemáticos de la filosofía
natural
Los Principios matemáticos de la filosofía natural contenían
la primera exposición impresa del cálculo infinitesimal creado por Newton,
aunque el autor prefirió que, en general, la obra presentara los fundamentos de
la física y la astronomía formulados en el lenguaje sintético de la geometría.
Newton no fue el primero en servirse de aquel tipo de cálculo; de hecho, la
primera edición de su obra contenía el reconocimiento de que Leibniz estaba en
posesión de un método análogo. Sin embargo, la disputa de prioridades en que se
enzarzaron los partidarios de uno y otro determinó que Newton suprimiera la
referencia a Leibniz en la tercera edición de 1726. El detonante de la polémica
(orquestada por el propio Newton entre bastidores) lo constituyó la insinuación
de que Leibniz podía haber cometido plagio, expresada en 1699 por Nicolas Fatio
de Duillier, un matemático suizo admirador de Newton, con el que mantuvo una
íntima amistad de 1689 a 1693.
Ese año Newton atravesó por una crisis paranoica de la que se
ha tratado de dar diversas explicaciones, entre las que no ha faltado, desde
luego, la consistente en atribuirla a la ruptura de su relación con el joven
Fatio, relación que, por otra parte, no parece que llevara a Newton a traspasar
las férreas barreras de su código moral puritano. Los contemporáneos de Newton
popularizaron la improbable explicación de su trastorno como consecuencia de
que algunos de sus manuscritos resultaran destruidos en un incendio; más
recientemente se ha hablado de una lenta y progresiva intoxicación derivada de
sus experimentos alquímicos con mercurio y plomo. Por fin, no pueden olvidarse
como causa plausible de la depresión las dificultades que Newton encontró para
conseguir un reconocimiento público más allá del estricto ámbito de la ciencia,
reconocimiento que su soberbia exigía y cuya ausencia no podía interpretar sino
como resultado de una conspiración de la historia.
Últimos años
Pese a la dificultad de su lectura, los Principios
matemáticos de la filosofía natural le habían hecho famoso en la comunidad
científica. En 1687, Newton había formado parte de la comisión que la
Universidad de Cambridge envió a Londres para oponerse a las medidas de
catolización del rey Jacobo II. Aunque quizá su intervención se debió más a su
condición de laico que a su fama, ello le valió ser elegido por la universidad
como representante suyo en el parlamento formado como consecuencia del
desembarco de Guillermo de Orange y el exilio de Jacobo II a finales de 1688.
Isaac Newton (detalle de un retrato de James Thornhill, c.
1710)
Su actividad parlamentaria, que duró hasta febrero de 1690,
se desarrolló en estrecha colaboración con Charles Montagu, más tarde lord
Halifax, a quien había conocido pocos años antes como alumno en Cambridge y que
fue el encargado de dar cumplimiento a los deseos de Newton de cambiar su
retiro académico en Cambridge por la vida pública en Londres. Montagu fue
nombrado canciller de la hacienda real en abril de 1694; cuando su ley de
reacuñación fue aprobada en 1695, le otorgó a Newton el cargo de inspector de
la Casa de la Moneda, siendo ascendido al de director en 1699. Lord Halifax
acabó por convertirse en el amante de la sobrina de Newton, aunque los cargos
obtenidos por éste, pese a las acusaciones lanzadas por Voltaire, no tuvieron
que ver con el asunto.
A fines de 1701, Newton fue elegido de nuevo miembro del
parlamento como representante de su universidad, pero poco después renunció
definitivamente a su cátedra y a su condición de fellow del Trinity College,
confirmando así un alejamiento de la actividad científica que se remontaba, de
hecho, a su llegada a Londres. En 1703, tras la muerte de Hooke y cuando el
final de la reacuñación había convertido la dirección de la Casa de la Moneda
en una tranquila sinecura, Newton fue elegido presidente de la Royal Society,
cargo que conservó hasta su muerte. En 1705 se le otorgó el título de sir.
Pese a su hipocondría, alimentada desde la infancia por su
condición de niño prematuro, Newton gozó de buena salud hasta los últimos años
de su vida; a principios de 1722 una afección renal lo tuvo seriamente enfermo
durante varios meses, y en 1724 se produjo un nuevo cólico nefrítico. En los
primeros días de marzo de 1727, el alojamiento de otro cálculo en la vejiga
marcó el comienzo de su agonía: Newton murió en la madrugada del 20 de marzo,
tras haberse negado a recibir los auxilios finales de la Iglesia, consecuente
con su aborrecimiento del dogma de la Trinidad.
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