Isak Njutn (1643 - 1727) bio je engleski fizičar, matematičar,
astronom, alhemičar i filozof prirode, koji je danas za većinu ljudi
jedna od najvećih ličnosti u istoriji nauke.
Njegova studija Matematički principi prirodne filozofije (Philosophiae
Naturalis Principia Mathematica), objavljena 1687, koja opisuje
univerzalnu gravitaciju i tri zakona kretanja, postavila je temelje
klasične mehanike i poslužila kao primjer za nastanak i razvoj drugih
modernih fizičkih teorija. Izvodeći iz ovog svog sistema Keplerove
zakone kretanja planeta, on je bio prvi koji je pokazao da se kretanja
tijela na Zemlji i kretanja nebeskih tela potčinjavaju istim fizičkim
zakonima. Ujedinjujuća i deterministička moć njegovih zakona dovela je
do revolucije u nauci i do daljeg napretka i uzdizanja heliocentrizma.
U mehanici, Njutn je takođe ukazao na jedan novi, veliki,
značaj
principa održanja impulsa i momenta impulsa. U optici, on je napravio
prvi praktični refleksioni (ogledalski) teleskop i otkrio da se
propuštanjem bijele svjetlosti kroz staklenu prizmu ona razlaže u
spektar svih boja. Njutn se snažno zalagao u prilog čestične prirode
svjetlosti. On je takođe formulisao empirijski zakon hlađenja, proučavao
brzinu zvuka i predložio teoriju o poreklu zvijezda. U matematici, Njutn
dijeli zasluge sa Gotfridom Lajbnicom za otkriće infinitezimalnog
računa. On je takođe izložio i uopštenu binomsku teoremu, razvijajući na
taj način tzv. „Njutnov metod“ za aproksimacije nula funkcije i
doprinoseći proučavanjima razlaganja funkcija u redove.
Zakon gravitacije i zakoni kretanja
Njutn je predano i potpuno posvećeno radio na daljem uopštavanju i
proširivanju svog djela pod privremenim nazivom „O kretanju“ da
bi, konačno, 1687. godine, njegov trud urodio stvaranjem kapitalnog dela
„Matematički principi prirodne filozofije“,(Philosophiae Naturalis
Principia Mathematica), koje se danas često popularno naziva kratkim
imenom “Principi”. Njutnovi „Principi“ predstavljaju njegovo
kapitalno djelo, zato što je njima obuhvaćen Njutnov cjelokupan doprinos
fizičkoj mehanici. Centralno mjesto ove knjige
pripada Njutnovom zakonu
gravitacije i njegovim zakonima kretanja (I, II i III Njutnov zakon),
što predstavlja trijumf njegovog „deduktivnog metoda“. Osim toga, on na
taj način dokazuje da je mehanička kretanja svih tijela u prirodi moguće
svesti na svega tri prosta fizička zakona, što samo po sebi svjedoči o
univerzalnosti ovog njegovog djela i iniverzalnosti fizike kao nauke.
Veliki doprinos Njutnovih „Principa“ sastoji se, takođe, i u tome što
oni otvaraju vrata za široku primenu matematike u fizici, odnosno
doprinose zasnivanju moderne fizike, kao pre svega matematičke nauke.
Međutim, prilikom pisanja ove knjige Njutn izbjegava da koristi u
dokazima svoje glavno matematičko otkriće, infinitezimalni račun,
smatrajući da će tako samu knjigu učiniti razumljivijom i pristupačnijom
za čitaoce. Ova činjenica kasnije će postati jedan od glavnih uzroka
sporenja oko prioriteta otkrića infinitezimalnog računa, i postati
glavni uzrok Njutnovog sukoba sa Gotfridom Lajbnicom, pored drugih
zamerki koje je Lajbnic imao na Njutnov zakon gravitacije i zamisao
praznog prostora vakuuma, koje proističe iz ovog kao i ostalih Njutnovih
zakona.
Njutnova jabuka
Postoji popularna priča o tome kako je jedna
jabuka koja je pala sa
drveta inspirisala Njutna da formuliše njegovu teoriju gravitacije.
Sugeriše se da je jabuka u stvari pala Njutnu na glavu i da ga je taj
udarac na neki način učinio svjesnim gravitacione sile. Džon Konduit ,
Njutnov pomoćnik,opisao je ovaj događaj na sledeći način:
Godine 1666. on je opet napustio Kembridž i odmarao se kod svoje majke u
Linkolnširu. Dok se zamišljeno šetao po bašti krivudajući tamo i onamo,
pala mu je na pamet misao da sila gravitacije (koja prenosi jabuku sa
drveta na zemlju) nije ograničena na neku određenu udaljenost od Zemlje,
nego da ta sila dopire mnogo dalje nego što mi obično mislimo. Zašto ne
toliko daleko kao što je Mesec udaljen i, ako je to tako, ona mora
uticati na njegovo kretanje, recimo zadržavati Mjesec na njegovoj
orbiti, poslije čega se bacio na proračunavanje efekata ove njegove
pretpostavke.
Pitanje nije bilo da li gravitacija postoji, nego da li njeno djelovanje
dopire tako daleko od Zemlje da bi mogla da bude takođe i sila koja
zadržava Mjesec na njegovoj orbiti. Njutn je pokazao da, ako sila
gravitacije opada (obrnuto je srazmerna) sa kvadratom rastojanja, na
osnovu toga može se izračunati period Mjesečeve orbite, i to u
dobroj saglasnosti sa izmejrenim podacima. On je dalje pretpostavio da
je ista sila odgovorna i za kretanja planeta po njihovim orbitama, kao i
druga orbitalna kretanja i, u skladu s time, nazvao je ovu silu
„univerzalna gravitacija“.