إسحاق نيوتن: مكتشف الجاذبية وقوانين الحركة

يعدّ إسحاق نيوتن من أعظم علماء الفيزياء والرياضيات في التاريخ. فهو مكتشف الجاذبية ومؤسس قوانين الحركة التي غيّرت مسار العلم الحديث. استطاع بنظرياته أن يضع أسس الفيزياء الكلاسيكية، ويمنح البشرية فهمًا أعمق لظواهر الكون. لقد تجاوز تأثيره حدود الفيزياء، إذ امتد إلى الرياضيات. حيث أسّس علم التفاضل والتكامل. بعبقريته الفذّة، لم يكتفِ نيوتن بتفسير حركة الأجسام على الأرض. بل وحّدها مع حركة الأجرام السماوية، مقدّماً بذلك رؤية كونية متكاملة لم يسبق لها مثيل.

من هو نيوتن وماذا اخترع؟

ولد إسحاق نيوتن في 25 ديسمبر من عام 1642م، وكان فيزيائيًا وعالم رياضيات، ويعد من أبرز رواد الثورة العلمية في القرن السابع عشر، إذ أسهم في عدة ابتكارات في مجال البصريات والميكانيكا. كما نشر مؤلفه «المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية» عام 1687م، ويعد من أهم الأعمال الفردية في تاريخ العلوم الحديثة.

تعرف أيضًا على: الفرعون الأنثى حتشبسوت: المرأة التي حكمت مصر كفرعون

حياة نيوتن ودراسته

ولد إسحاق نيوتن في وولستهورب بإنجلترا بعد وفاة غاليليو. وقد توفي والده قبل ثلاثة أشهر من ولادته. تزوجت والدته لاحقًا واتركته مع جدته، ثم التحق بمدرسة القواعد في غرانثام حيث أقام مع صيدلي محلي وكان مهتمًا بالمواد الكيميائية. بعد ذلك تمكن من الالتحاق بكلية ترينيتي في كامبريدج، وفي عام 1664 م تم اختياره باحثًا، لكن انتشار وباء الطاعون في أوروبا أدار إغلاق الجامعة وعاد إلى منزله وقضى عامين يركز على مسائل الرياضيات والفيزياء. في وقت لاحق كتب أول نظرية له في الجاذبية ونظرية في البصريات والعديد من النظريات في الرياضيات

لقد قدم إسحاق نيوتن. مجموعة واسعة من الاكتشافات في مجالات البصريات والحركة والرياضيات، فكان يعتقد أن الضوء الأبيض مكوَّن من جميع ألوان الطيف وأنه يتألف من جسيمات. كما أن مؤلفه في الفيزياء احتوى على شروحات عديدة للمفاهيم الأساسية للفيزياء، باستثناء مفهوم الطاقة. إضافةً إلى ذلك ينسب إليه الفضل في صياغة أسس حساب التفاضل والتكامل. يعتبر أول إنجاز علمي له هو اختراع تلسكوب عاكس عام 1668م، استخدمه لتأكيد نظريته في الضوء واللون ولدراسة البصريات، كما استطاع نيوتن اكتشاف مفهوم جديد للطبيعة وفرَّ إطًارًا للثورة العلمية، وتفوق في إتقان أعمال ديكارت والفيلسوف بيار غاسندي الذي أعاد إحياء الذكاء، إلى جانب ميوله لتطوير فلسفة أكثر إقناعا من الفلسفة الطبيعية الديكارتية التي رفضت وجود جسيمات غير قابلة للتجزئة. [1]

تعرف أيضًا على: أبو الريحان البيروني: موسوعة علمية

ما هي قصة نيوتن والتفاحة؟

في أحد الأيام جلس إسحاق نيوتن. تحت شجرة تفاح كعادته حين ينعزل عن العالم، فلاحظ تفاحة سقطت من فرعها دون سبب واضح  ربما تجاوزت مرحلة نضجها  فأضطر لتساؤل حول سبب سقوطها، فهمس في نفسه: ما الذي أسقط هذه التفاحة إلى الأرض؟ ثم انغمس تفكيره في استكشاف قانون طبيعي يلزم الأجسام بالتحرّك حول نقطة مركزية، وبما أنه يحب الرياضة بالفطرة ومتمكن في الحساب منذ صغره، سعى إلى صياغة معادلة موحدة لهذه القوة. لا بد من وجود طريقة حسابية واحدة تنطبق على جميع الأجسام مهما اختلفت أحجامها أو تباعدت مسافات بينها أو اختلفت الفترات الزمنية. الغاية الأساسية من هذا الكتاب هي تبسيط مفهوم الجاذبية كما صاغه الفيلسوف العظيم نيوتن في كل ظروفها وشروطها. ومع ذلك فإن الوصول إلى هذه الغاية يستلزم الغوص في سيرة حياة نيوتن ذاته.

تعرف أيضًا على: أهم أعمال ابن رشد في الفلسفة والطب والشريعة

نيوتن والتفاحة من الحكاية إلى قانون الجاذبية

يقول البعض إنّ حكاية التفاحة أسطورة، بينما يرى آخرون أنها رواية رمزية لا يمكن أن تولد فكرة الجاذبية في لحظةٍ واحدة، على الرغم من أن نيوتن نفسه صرح بأن الإلهام جاءه عندما رأى تفاحة تسقط من شجرة.  والجدير بالذكر أن بعض المقربين من نيوتن مثل ويليام ستوكلي أقرّوا بحدوث الحادثة، غير أن القصة الشائعة التي تقول إن التفاحة سقطت على رأسه غير دقيقة.

وقد دوّن ويليام ستوكلي في كتابه «حياة السير إسحاق نيوتن. حديثاً جرى بينه وبين نيوتن في كنسينغتون بلندن في 15 أبريل 1726، وكان كالتالي: تجوّلنا إلى الحديقة لنشرب الشاي تحت ظلال بعض أشجار التفاح، وكان الحوار مقتصراً بيننا فقط، وخلاله أخبرني أنه في لحظة كهذه توقّعت فكرة الجاذبية، مسألًا: لماذا تسقط التفاحة دائماً عموديًا نحو الأرض؟ ثم سأل نفسه: لماذا لا تسقط جانبًا أو ترتفع إلى الأعلى؟ لا بد أنها تتجه إلى مركز الأرض، وبالتالي فإن الأرض هي التي جذبتها. إذاً لا بد من وجود قوى تجاذب في هذه المسألة. ويجب أن تكون مجموعة هذه القوى موجهة نحو مركز الأرض وليس نحو أي اتجاه آخر، لذا تسقط التفاحة عموديًا أو نحو المركز. وإن كان للأجسام أن تجذب بعضها البعض، فلابد أن تتناسب هذه الجاذبية مع حجم كل جسم، فيصبح من المنطقي أن التفاحة تجذب الأرض كما تجذبها الأرض».

المسألة الطريفة هي أن هناك من يزعم امتلاكه لشجرة التفاح التي ألهمت نيوتن. فقد ادعت مدرسة الملك في غرانتهام أنها اشترت الشجرة، ثم قطفتها ونقلت إلى حديقة المدرسة بعد بضع سنوات. وفي الوقت نفسه، يصرّ موظفو مؤسسة التراث القومي التي تملك مزرعة وولسثورب على أن الشجرة موجودة في حدائقهم. بالإضافة إلى ذلك، توجد شجرة من نسل الشجرة الأصلية خارج البوابة الرئيسية لكلية الثالوث في كامبريدج، تحت الغرفة التي كان نيوتن يقيم فيها أثناء دراسته.

تعرف أيضًا على: رائدة الإشعاع ماري كوري أول امرأة تفوز بجائزة نوبل

إنجازات نيوتن

حقق إسحاق نيوتن مجموعة من الاكتشافات التي كان لها أثر واضح في تطور العلوم وتقدمها، ومن أبرز اكتشافات نيوتن ما يلي:

• قوانين الحركة

صاغ إسحاق نيوتن ثلاثة مبادئ أساسية في علم الحركة سميت باسمه. حيث تناولت هذه القوانين سلوك الأجسام الساكنة والمتحركة، وتأثير القوى الخارجية عليها، والعوامل المساهمة من كتلة وتسارع. القانون الأول يتناول القصور الذاتي وينص أن الجسم الساكن يظل ساكنًا ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تدفعه للحركة، وأن الجسم المتحرك يظل متحركًا ما لم تطبق قوة توقفه والقانون الثاني يحدد العلاقة بين القوة والكتلة والتسارع. حيث تعطى القوة بضرب كتلة الجسم في تسارعه، كما يعبر عن وزن الأجسام بمضاعفة كتلتها في تسارع الجاذبية،و القانون الثالث ينص على مبدأ الفعل ورد الفعل. أي أن كل تأثير يولد رد فعل مساويًا له في القوة ومضادًا له في الاتجاه.

• قوة الجاذبية

كان إسحاق نيوتن أول من صاغ مفهوم الجاذبية، مدركًا وجود جذب بين كل جسمين يتناسب مع كتلة كل منهما. فالجسم ذو الكتلة الأكبر يجذب الأصغر، ما يفسر سقوط التفاحة باتجاه الأرض بسبب كتلة الأرض الضخمة . رأى نيوتن أن الجاذبية ليست محصورة في الكرة الأرضية بل تمتد لتشمل جميع الأجسام في الكون، مما دفعه لحساب القوة اللازمة لإبقاء القمر في مداره ومقارنتها بالقوة. التي تجعل تفاحة تسقط على الأرض، مع الأخذ في الاعتبار الفارق الكبير في الكتلة والمسافة بين القمر والأرض، فوجد أن القوتين متساويتان وأن القمر يدور بسبب الجاذبية الأرضية.

• شكل الأرض

افترض إسحاق نيوتن أن الأرض ليست كرةً مثاليةً بل مسطحة قليلاً عند قطبيها، واعتمد في ذلك على حسابات رياضية وهندسية تأخذ في الاعتبار الجاذبية والقوة الطردية. تم تأكيد هذا الاعتقاد من خلال بعثات بيرو (1735م) ولابلاند (1736م) التي أظهرت أن القطر الاستوائي للأرض يبلغ 12755.66 كم، بينما القطر القطبي يساوي 12713.82 كم .

• تحليل الضوء الأبيض واختراع التلسكوب

اكتشف نيوتن طريقة لتفكيك الضوء الأبيض إلى ألوانه، ما أسهم في تقدم علم الألوان وتأسيس أسس البصريات في الفيزياء الحديثة. كما صمم تلسكوبًا عاكسًا أصبح فيما بعد أساسًا لتطور هذه الأداة . إلى جانب إنجازاته الشهيرة، وقع لنيوتن إسهامات أقل شهرة مثل صياغة قانون تجريبي للتبريد، ودراسة سرعة الصوت. وتقديم مفهوم «المائع النيوتوني» الذي يربط بين القوة والالتواء بخطية زمنية. إضافة إلى اهتمامه بالكيمياء. ومع ذلك ظلّ معظم أعماله في هذه المجالات غير منشورة لسنوات طويلة بعد وفاته.[2]

تعرف أيضًا على: سقراط: أبو الفلسفة الغربية

وفاه إسحاق نيوتن

سنوات نيوتن الأخيرة ووفاته السنوات الأخيرة من حياة إسحاق نيوتن. لم تكن مثالية ولا خالية من العيوب. فقد عاش دون زواج ولا روابط صداقة قوية. وفي سنواته الأخيرة، أشار عدد قليل من أصدقائه إلى أن ذهنه كان يغمره تساؤلات علمية غريبة أثارت قلقهم على استقراره العقلي. أمضى نيوتن أيامه الأخيرة في منطقة كرانبري بارك قرب وينشستر مع ابنة أخته كاثرين وزوجها جون كوندويت. مع بلوغه الثمانين من العمر تفاقمت مشاكله الهضمية، مما اضطره لتغيير نظامه الغذائي وصعوبة بالغة في الحركة. في عام 1727 أصابته نوبة شديدة في البطن أدت إلى فقدان الوعي، وفارق نيوتن الحياة في 31 مارس 1727م. وهو في الثامنة والثمانين من عمره. بعد رحيله ارتفعت شهرته بصورة ملحوظة؛ فأعلن معاصروه أنه أعظم عبقرية عرفها التاريخ، وجعلت مقارنته بأفلاطون وأرسطو وغاليليو بفضل اكتشافاته التي تركت بصمة عميقة في الفكر الغربي.

تعرف أيضًا على: أرسطو: فيلسوف اليونان والمعلم الأول

في الختام، لقد ترك إسحاق نيوتن. إرثًا علميًا خالدًا جعل اسمه مرتبطًا بالاكتشافات الكبرى في الفيزياء والرياضيات. فكان بحق رائدًا غير مسار العلم وألهم أجيالًا من العلماء بعده. ولم يقتصر إرثه على نظرياته وقوانينه فحسب، بل امتد ليشمل منهجيته العلمية القائمة على الملاحظة الدقيقة والتجربة والاستنتاج المنطقي، وهي المنهجية التي أصبحت حجر الزاويةعلماء. في البحث العلمي الحديث. بفضل عبقريته. لم يعد الكون مجرد مجموعة من الظواهر الغامضة، بل أصبح نظامًا متكاملًا تحكمه قوانين قابلة للفهم والدراسة. وهكذا، سيظل اسم إسحاق نيوتن. رمزًا للعقل البشري الذي يسعى دائمًا لكشف أسرار الكون.

• Newton Isaac Newtons Life- بتصرف
• Ipl What Are Isaac Newton's Achievements _بتصرف

مشاركة المقال

وسوم