Geniet Isaac Newton

Han var långt ifrån den förste som såg ett äpple falla från trädet. Men han var den förste att koppla ihop äpplets fall med planeternas rörelser runt solen. I en, som han själv beskrev det, gudomlig ingivelse förstod han att det var samma osynliga kraft som påverkade äpplet och planeterna.

Isaac Newton (1642-1727) är antagligen historiens mest betydelsefulle vetenskapsman. Med några få enkla teorier och matematiska formler revolutionerade han sin samtids förståelse av de krafter som styr universums rörelser.

Trots en häpnadsväckande karriär och geniförklaring långt före sin död var Newton periodvis helt ointresserad av vetenskap och mer begiven på religiösa grubblerier, alkemi och mysticism. Han var stingslig och lättstött, rädd för kritik och periodvis plågad av en förföljelsemani som gjorde honom till ovän med allt och alla.

På flykt undan pesten

När böldpesten kopplade sitt grepp om Cambridge stängde universitetet och studenterna skickades hem till säkrare trakter. Alla som kunde flydde den förödande farsoten vilken kulminerade 1665 och enbart det året dräpte 75 000 londonbor.

Newton som var en av de studenter vid Trinity College i Cambridge pesten tvingade till en 18 månader lång ledighet utnyttjade tiden väl. Han hade mycket att fundera över och det gjorde han bäst när inte inkompetenta lärare och dumma studenter störde honom.

Det var hemma i byn Woolsthorpe i Lincolnshire som äpplet föll från trädet och Newton upptäckte gravitationen eller tyngdkraften. Det var där han beskrev de tre grundläggande lagarna för hur kroppar i rörelse beter sig.

FÅ POPULÄR HISTORIAS NYHETSBREV!

Det var också där han hittade på och definierade begreppet massa och skilde det från begreppet tyngd vilket öppnade nya insikter och möjligheter att beräkna världen. Och det var i Woolsthorpe som Newton utvecklade den helt nya grenen inom matematiken som bygger på hans differential- och integrationskalkyler.

Även många av samtidens mysterier kring färger och ljus skingrades av Newtons optiska studier under karantänledigheten. Med hjälp av slipade glaslinser kunde han visa att vanligt solljus innehåller alla färger, att färger är ljus och att ljus är färger. Den gåtfulla regnbågen fick sin logiska förklaring: regndropparna delar upp ljuset i dess grundfärger.

Lantbrukarson

Det var alltså i hembyn på flykt undan pesten som Newton skrev vetenskapshistoria, och där han gjorde de iakttagelser vilka hela den moderna fysiken och astronomin byggde på ända fram till Albert Einsteins dagar, 250 år senare.

”Allt detta skedde under de två peståren 1665 och 1666, ty på den tiden var jag i min krafts dagar och som mest uppfinningsrik, och jag var mer intresserad av matematik och filosofi än någon gång senare i livet”, summerade Newton på sin ålders höst den produktiva perioden.

Det var långt ifrån självklart att Newton skulle bli vetenskapsman och långa perioder av sitt liv såg han inte heller sig själv som en sådan. Han dröjde också i tjugo år med att publicera de många och vittgående upptäckter han hade gjort i sin ungdom.

Lille Isaacs framtid var från början stakad i en annan bana. Woolsthorpe var en obetydlig by med några få hus, alla invånare, inklusive familjen Newton, var lantbrukare och som den förstfödde sonen var det självklart att Isaac skulle ta över gården.

Tre månader innan Isaac föddes dog hans far vilket antagligen var till stor lycka för vetenskapen och för Isaac. När pojken var tre år gifte hans mamma Hannah Newton om sig med Barnabus Smith, pastor i den lilla staden North Witham ett par kilometer från Woolsthorpe. Av någon anledning lämnades Isaac kvar i mormodern Margerys och en morbrors vård.

Sviken av modern

Newton skulle hela sitt liv plågas av moderns svek. Han berättade som vuxen att han många gånger haft lust att ”hota min mor och styvfar att bränna upp både dem och huset”.

Nåväl, även den förhatlige Barnabus Smith dog. Modern återvände till Woolsthorpe med tre halvsyskon till Isaac – två flickor och en pojke. Isaac var tio år, ensam, olycklig och full av religiösa skuldkänslor för begångna synder som han omsorgsfullt plitade ned i sin dagbok, till exempel ”orena tankar” eller ”stöld ur sockerskålen”.

Mamma Hannah insåg snart Isaacs uppenbara tillkortakommanden som jordbrukare. Han kunde inte koncentrera sig på skötseln av gårdens djur. Vid ett tillfälle, berättar historien, kom han hem med ett tomt betsel i ena handen och en bok i den andra. Han hade inte märkt att hästen som han hade gått för att hämta snirklat sig ur grimman.

Hannah Newton tvingades inse att hennes son inte var skapt till bonde och när Isaac var tolv skickades han till Kings’s School i Grantham, drygt en mil hemifrån. Möjligen kunde gossen gå i styvfaderns fotspår och bli präst, resonerade man. Det var också den förhatlige Barnabus Smiths kvarlåtenskap som gjorde det möjligt för familjen att sätta den världsfrånvände gossen i skola.

Skolan i Grantham var inte direkt av den sort som danar blivande vetenskapliga megastjärnor men den lärde den läraktige Isaac grunderna i matematik, grekiska och latin. Newton var inte särskilt road av eller framgångsrik i sina studier. Hans läggning låg mer åt det praktiska hållet och redan som tolvåring hade han konstruerat sinnrika mekaniska apparater och skalenliga, fungerande modeller av väderkvarnar, vattenhjul och vattendrivna klockor vilka gick så exakt att det fåtal grannar som hade mekaniska urverk tittade in till Newtons för att ställa klockan.

Fallenhet för studier

Fyra år senare skrevs Isaac Newton in på Trinity College i Cambridge och mötte matematikern Isaac Barrow som skulle få ett stort inflytande över honom. Barrow såg snabbt Newtons stora fallenhet för logik och fick honom intresserad för matematik och optik.

Barrow hade inte sett fel. Newton hade en naturlig begåvning för teoretiska studier och undersökte tidigt om det var möjligt att bekräfta och tillämpa teorierna med praktiska experiment.

Utbildningen vid Trinity College var fyraårig men Newton blev snart varse att han kunde lära mer på egen hand än under de mässande, långa och tråkiga föreläsningarna på latin. På schemat stod filosofi, retorik, logik, astronomi och matematik. Newton kompletterade på eget initiativ med kemi, geometri och – på Barrows inrådan – matematik, som på den tiden var ett lågstatusämne de lärda mest såg som ett tidsfördriv och vanligt folk betraktade med den största skepsis.

Newton hade precis tagit sin examen när pesten stängde universitetet, han åkte hem och såg äpplet falla från trädet.

Varför faller äpplet rakt ned? Varför inte åt sidan? Eller uppåt? Vad är det för kraft som styr äpplets fall? I dag är frågorna banala därför att vi, tack vare Newton, vet svaret. Vi vet att äpplet fallet rakt ned på grund av gravitationen men vi vet fortfarande egentligen inte vad tyngdkraft är mer än att den finns där, är osynlig och påverkar alla kroppars rörelser såväl i makro- som mikrokosmos. Gravitationen håller planeterna på plats. Solens och jordens dragkamp håller månen i sin bana: solen hindrar den från att störta till jorden och jorden hindrar den från att fortsätta rakt ut i rymden. Samma lagar gäller i mikrokosmos. Salt som består av stora molekyler utövar dragningskraft på vätskor, därför blir vi törstiga när vi äter salt.

Newton inte bara förklarade gravitationens mysterier. Han visade också hur man räknar ut den. En kropps attraktionskraft beror på avstånd och massa. Ju större massa, desto större gravitationskraft. Ju längre avstånd, desto svagare attraktion. Matematiskt heter det att dragningskraften är omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet.

Drog sig för publicitet

Tanken att en osynlig kraft på avstånd verkar på materian var djärv, unge Newton insåg farorna och drog sig för att ge publicitet åt sina iakttagelser. Han hade redan och skulle resten av sitt liv ha ett närmast neurotiskt kontrollbehov vilket höll honom tillbaka. Alltid fanns det någon detalj som krävde ytterligare belägg, någon uträkning som borde göras ännu en gång.

Vissa beräkningar fick Newton heller inte att stämma, insåg han och självklart hade han rätt i att han hade fel. Anledningen var att han utgick från tidens allmänna – men felaktiga – uppfattning om jordens diameter.

Tvehågsenheten gjorde att Newton stoppade undan sina anteckningar på ett ställe där de alltså blev liggande i tjugo år.

Ljuset och färgerna

Istället kastade han sig över optiken och en livlig korrespondens med andra vetenskapsmän. Breven handlade dels om ljuset och färgerna som fenomen, ett område som på den tiden var höljt i mystik, dels om praktiska frågor rörande linsernas antal och slipning i kikare och teleskop.

Pestepidemin i Cambridge bedarrade och Newton återvände till universitetet. Några få visste något lite om Newtons arbete i Woolsthorpe. Ingen insåg vidden av vad den 24-årige studenten hade gjort.

1667 avgick Isaac Barrow som professor i matematik och såg till att efterträdaren blev gunstlingen Newton. Denne trivdes dock inte särskilt bra med sitt nya arbete. Undervisningen var en tung plikt han skydde, han hade redan tillräckligt med arrogans för att förakta de trögtänkta studenterna och det föråldrade undervisningssystemet.

Föraktfull, grubblande och arrogant

Newtons fina titel gjorde emellertid att han fick tillfälle att träffa andra framstående vetenskapsmän som intresserade sig för ljuset och dess egenskaper. Merparten av dem skulle förr eller senare föraktfullt avspisas av Newton som i det mesta såg verkliga eller inbillade oförrätter. Raden av fiender blev med tiden allt längre, i många fall också allt mer absurd.

Professorsplikterna skötte Newton pliktskyldigast och långt ifrån med den energi han ägnade den egna forskningen om ljuset. Han förstod att tidens teleskop förvrängde bilden och gav suddiga konturer därför att ljusets olika färger bröts på olika sätt i glaslinsen och byggde därför själv ett teleskop med metallspeglar som samlade ljuset utan förvrängning.

1672 sände han en ritning över sitt spegelteleskop till den nybildade vetenskapsakademin Royal Society i London vilken blev så imponerad att den på stående fot valde in Newton i det illustra sällskapet.

I samband med detta publicerade akademin också Newtons ljusteori där han hävdade att färger är ljus och att ljus är färger. Många gick emot hans ljuslära – bland dem ordföranden i Royal Society, professor Robert Hooke – vilket blev prologen till en livslång bitter fiendskap.

Ännu kände ingen till Newtons ungdomsarbete med tyngdkraften och lagarna för kroppars rörelse och det var mer av en händelse, under ett samtal med astronomen Edmund Halley 1784 då de båda herrarna talade om grundläggande fysiska iakttagelser, som Newton nämnde sitt arbete under peståren. Halley insåg genast betydelsen av Newtons beräkningar av gravitationskraften och övertalade honom att låta publicera det gamla arbetet.

Först kunde Newton inte hitta sina anteckningar. Sedan var han tvungen att gå igenom allt en gång till och ordna materialet till en komplett teori med obestridliga matematiska bevis. Arbetet drog ut på tiden och Halley som sökte ekonomiskt stöd av Royal Society för en publicering fick nej. Halley beslutade då att själv stå för kostnaderna.

Avslaget från Royal Society gav Newtons förakt för Hooke ny näring så till den milda grad att när Newton många år senare blev föreslagen att efterträda honom som ordförande i vetenskapsakademin vägrade han acceptera den prestigefyllda posten så länge Hooke var i livet.

En ny världsbild – Principia

Men allt var nog inte bara sjuklig misstänksamhet och snarstuckenhet. Slutet av 1600-talet var en tid när kontrasten mellan gammalt och nytt var skarp. Bara några generationer tidigare var det självklart att jorden var platt och att solen cirkulerade runt jorden. Nu hade Kopernikus, Galilei, Kepler och andra vetenskapsmän störtat den gamla världsbilden. Osäkerhet och misstänksamhet bredde ut sig bland de lärda. Det fanns många ungtuppar med alltför revolutionerande idéer. Många ropade på ordning i leden. Den arrogante Newton ställde sig dock aldrig i någon annans led.

Den 5 juli 1687 kom Newtons Philosophiae Naturalis Principia Mathematica äntligen ut. Boken är uppdelad i tre delar och skriven på latin. I den första delen lägger Newton grunden för den del av fysiken som kallas för mekanik, där han förklarar varför kroppar rör sig som de gör i vakuum. I den andra delen redogör han för kroppars rörelse i omgivningar som bjuder motstånd, till exempel vatten eller luft. I den tredje delen avhandlar Newton planeternas och månarnas rörelser. Han förklarar vidare att ebb och flod beror på månens respektive solens gravitationskraft och visar hur man med hjälp av jordens massa kan beräkna solens och de andra planeternas massa. Newtons matematiska beräkningar är så exakta att det dröjde tvåhundra år innan någon kunde göra smärre justeringar.

Världsberömd

Principia gjorde i ett slag Newton berömd och ärad. Hyllningarna var legio: ”…den mest perfekta avhandling om mekanik som går att tänka sig”, skrev en fransk tidskrift. Newton är ”samtidens främste matematiker”, konstaterade en tysk vetenskaplig publikation.

Det var framför allt de fristående vetenskapsakademierna som insåg Principias storhet. Många universitet vägrade eller saknade kompetens att göra samma sak. Till och med i Newtons eget lärosäte i Cambridge dröjde det femtio år innan hans korrekta fysik ersatte den gamla felaktiga som byggde på Descartes från mitten av 1600-talet. Newton själv konstaterade bittert: ”Jag inser att man antingen måste avstå från att upptäcka något nytt eller bli en slav för att försvara det.”

Efter Principia tappade Newton intresset för vetenskap. Han skrev och grubblade mycket över profetior i Bibeln, tackade nej till offentlighet och socialt umgänge och samlade i sin ensamhet på inbillade oförrätter.

Två år efter Principia, 1689, valdes han in i parlamentet där han satt ett år. Under denna tid träffade Newton den store filosofen John Locke som först kom att få stort inflytande på honom men senare skulle avvisas med ogrundade anklagelser om falsk ryktesspridning.

År 1696 utlyste matematikern Johann Bernoulli en tävling som Newton frestades att delta i. Bernoulli gav deltagarna sex månader för att lösa ett svårt matematiskt problem. Newton gjorde det under en enda natts tankemödor och publicerade det korrekta svaret anonymt i en tidskrift.

Bernoulli lät sig dock inte luras. ”Jag känner igen lejonet på klon”, sade han när han såg Newtons eleganta lösningar. Samma år lyckades Newton efter flera fruktlösa försök att få en hög post i statsförvaltningen. Med stöd av politikern Charles Montague blev Newton utsedd till tillsyningsman i Myntverket. Tre år senare, även då med Montagues stöd, blev Newton Master of the Mint, myndighetens mycket välavlönade direktör.

Även på detta område visade sig Newton vara en mästare väl värd sin lön. I rask takt förändrade han Myntverkets stela byråkrati till en med tidens mått modern effektiv myndighet. Newton ägnade också mycket kraft åt att spåra upp falskmyntare och få dem ställda inför rätta. Falskmynteriet var så utbrett att hela penningsystemet i Storbritannien hotades av kollaps. Men med Newtons förbättrade metallegeringar och präglingstekniker försvårades och drevs verksamheten på reträtt.

Varför maktmänniskan Montague stödde den otillgänglige Newton är oklart och spekulationerna har varit många. Voltaire visste som vanligt elakt besked när han skrev: ”Jag trodde i min ungdom att Newton skapat sin förmögenhet genom sin egen förtjänst. Jag antog att hovet och staden London utnämnt honom till Master of the Mint med acklamation. Nej, intet sådant. Isaac Newton har en mycket charmerande systerdotter, Madame Conduitt, som erövrat ministern Montague. Fluxioner och gravitation skulle varit utan värde utan en förtjusande systerdotter.”

När Robert Hooke dog 1703 accepterade Newton till sist posten som ordförande i Royal Society. Diskussionerna i sällskapet gjorde att han under en tid åter blev intresserad av vetenskap.

Adlades på grund av sitt arbete

1704 kom nästa mästerverk. Boken Optics: or a Treatise on the Reflexions, Refractions, Inflexion and Colours of Light spädde på Newtons berömmelse och ära, bland annat förlänades han adelstitel. ”Sir Isaac Newton” blev den förste vetenskapsman som adlats på grund av sitt arbete. Även teserna i Optics vilade i huvudsak på Newtons ungdomsarbete i Woolsthorpe och trots de ovedersägliga framgångarna, trots geniförklaringen och hyllningarna, blev hans återuppvaknade intresse för vetenskap inte mer än tillfälligt. Långa perioder upptogs hela hans tid av arbetet på Myntverket, vilket han behöll fram till sin död, liksom hans tyranniska ordförandeskap i Royal Society.

Vid sidan om fördjupade sig Newton i gåtfulla alkemiska experiment och bibeltolkningar. För Newton fanns det ingen motsättning mellan naturvetenskap, mysticism och religion. De naturlagar han avslöjat bara bekräftade guds storhet, menade han.

Dog i ensamhet

De få vänner, nästan uteslutande kolleger, han hade blev antingen hans ovänner eller avled efter hand, eftersom Newton själv blev mycket gammal. Några kvinnliga bekanta, förutom systerdottern Madame Conduitt, verkade aldrig ha funnits i Newtons liv. Sina sista år levde han som en mycket ensam man.

Tidigt på morgonen den 20 mars 1727 dog Isaac Newton, 85 år gammal. Hans begravning blev en officiell praktfull ceremoni där han lades till den sista vilan i Westminster Abbey i London.

Kort före sin död skrev Newton ett slags mänskligt och vetenskapligt testamente och han formulerade sig så ödmjukt att få hade känt igen honom om det inte varit undertecknat.

Publicerad i Populär Historia 5/2001