ریاضیات زبان طبیعت

	ریاضیات زبان طبیعت

نیوتون

(1)نیوتن

نیوتن

ایزاک نیوتن که در روز 25 دسامبر 1642 یعنی سال مرگ گالیله متولد شد از خانواده ای است که افراد آن کشاورز مستقل بودند و مجاور دریا در قریه وولستورپ می زیستند نیوتن قبل از موعد متولد شد و زودرس به دنیا آمد و چنان ضعیف بود که مادر گمان برد او حتی روز اول زندگی را نتواند به پایان برد پدرش نیز در عین حال اسحق نام داشت و در 30 سالگی و قبل از تولد فرزندش در گذشت. پدرش مرد ضعیف، با رفتار غیر عادی زودرنج و عصبی مزاج بود مادرش هانا آیسکاف زن خانه داری بود صاحب کفایت و صنعتگری با لیاقت ، آیزاک در دوره کودکی شادی نداشت او سه ساله بود که مادرش با کشیش مرفهی با سنی دو برابر سن خود ازدواج کرد جدایی از مادر ظاهراٌ سخت بر شخصیت او اثر گذاشت و تقریباٌ مسلم است که رفتار بعدی وی نسبت به زنان را نیز شکل داد نیوتن هیچگاه ازدواج نکرد اما یک یا دو بار نامزد کرد به نظر می آمد که تمرکز او منحصراٌ روی کارش بود نه سالی که نیوتن در وولستورپ جدا از مادر گذرانید برای وی سالهای دردناکی بود داستانهایی بر سر زبان است که نیوتن جوان از قبه کلیسا بالا می رفت تا نورث ویتام ده مجاور را که مادرش اینک در آن زندگی می کرد، از دور ببیند

آموزش ابتدایی رسمی را نیوتن در دو مدرسه کوچک گذراند که هر دو برای رفت و آمد روزانه به خانه او نزدیک بودند چنین به نظر می رسد که اول بار دایی او متوجه شد که در نیوتن استعدادی مافوق کودکان عادی وجود دارد.

بدین ترتیب دایی او مادر را مجاب کرد که کودک را به دانشگاه کمبریجکه خودش نیز از شاگردان قدیمی این دانشگاه بود بفرستد مادر نیوتن قصد داشت وی را در خانه نگهدارد تا در کارهای مزرعه به او کمک کند در این هنگام نیوتن 15 ساله بود کمبریج در آن زمان دیگر آکسفورد را از مقام اولی که داشت خلع کرده به قلب پیوریتانیسم انگلیس و کانون زندگی روشنفکری آن کشور بدل شده بود. نیوتن در آنجا مانند هزاران دانشجوی دیگر دوره کارشناسی، خود را غرق مطالعه آثار ارسطو و افلاطون می کرد نیوتن در یکی از روزهای سال 1663 یا 1664 شعار زیر را در کتابچه یادداشت خود وارد کرد. افلاطون دوست من و ارسطو هم دوست من است، اما بهترین دوست من حقیقت است او از کارهای دکارت در هندسه تحلیلی شروع کرده سریعاٌ تا مبحث روشهای جبری پیش آمده بود در آوریل 1665 که نیوتن درجه کارشناسی خود را گرفت، دوره آموزشی او که می توانست چشمگیرترین دوره در کل تاریخ دانشگاه باشد بدون هیچگونه شناسایی رسمی به اتمام رسید.

در حدود سال 1665 مرض طاعون شیوع یافت و دانشگاه دانشجویان خود را مرخص کرد نیوتن به زادگاه خود مراجعت کرد همین موقع بود که هوش و استعداد نابغه بزرگ آشکار گشت زیرا تمام کتابها و جزوه های خود را در دانشگاه جا گذاشته بود فکر خود را آزاد گذاشت که به تنهایی از منابع خاص خود استفاده نماید در این هنگام نیوتن بیش از 22 سال نداشت ولی بیش از ارشمیدس و دکارت در باره معرفت ساختمان جهان دقیق شده بود نیوتن ضمن دو سالی که در وولستورپ بود حساب عناصر بی نهایت کوچک قانون جاذبه عمومی را کشف کرد و تئوری نور را بنیان گذاشت این داستان که سقوط سیبی از درخت نیوتن را به فکر کشف جاذبه عمومی انداخته است به نظر درست می آید او از آن لحظه این پرسشها را برای خود مطرح کرد: چرا سیب به پایین و نه بالا سقوط می کند؟ و چرا ماه بر زمین نمی افتد؟ این اندیشه ها بعدها او را به کشف قانون نیروی گرانش رهنمون شدند هنگامی که نیوتن چندین سال بعد پاسخ این پرسش را توانست بیابد در واقع یکی از قانونهای فیزیک راکشف کرده بود که بر تمام عالم حکمفرماست قانون نیروی گرانش او پس از شیوع طاعون و بازگشت به ملک مزروعی مادرش، طی 18 ماه به آگاهیها و کشفهایی بیش از آنچه که دانشمندان دیگر در طول عمر خود دست می یابند، دست یافت او در این مدت ساخت و ساز قانون نیروی گرانش را آغاز کرد او در باره نور و رنگهای آن پژوهش کرد دلیل جزر و مد را کشف کرد قوانین و حرکات بخصوصی را به درستی تشخیص دادو معادله هایی برای آن نوشت که بعدها اساس و بنیان دانش مکانیک شد در مورد نیروی گرانش نیوتن معتقد بود که نه تنها زمین چنین نیروی گرانشی دارد بلکه تمام اجسام و اجرام چنین خصوصیتی دارند روزی که او منشوری را در دست گرفت واجازه داد تا پرتو نور خورشید از میان آن بتابد او با این کار کشف کرد که نور سفید به هنگام ورود به منشور شیشه ای منحرف می شود و به 7 پرتو نور اصلی با رنگهای گوناگون تجزیه می شود آنها رنگهای رنگین کمان هستند که طیف یا بیناب نامیده می شوند و عبارتند از: سرخ، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش او تمام این کشفیات را در یک دوره زمانی 18 ماهه به انجام رسانید بالاخره طاعون ریشه کن شد و او به لندن برگشت تا تحصیلات خود را به پایان برساند او 3 سال پس از آن را صرف کاوش و پژوهش در ماهیت و طبیعت نور کرد او همچنین نخستین دوربین نجومی آیینه ای را ساخت تلسکوپ آیینه ای رصد خانه مونت پالومار در کالیفرنیا نیز، که آیینه آن 5 متر قطر دارد بر اساس اصول و قواعد نیوتن بنا شده است.

نیوتن در اثر مطالعات فراوان مبتلا به ناراحتی عصبی شد از دو ناراحتی عصبی مه نیوتن پیدا کرد اولی ظاهراٌ در سال 1678 و دومی در سال بعد از فوت مادر او بود در این دره وی مدت 6 سال از هر گونه مکاتبه مربوط به تلاشهای ذهنی دست کشید به هر صورت عالم کیهانی بود. دوران مابین 1684 و 1686از نظر تاریخ فکری بشر مقام ارجمندی دارد در این دوران هالی توانست با تدبیر بسیار نیوتن را وادارد که اکتشافات خویش را در نجوم و علم حرکات به منظور انتشار تدوین کند و نیوتن نیز به این کار رضایت داد در سال 1686 در 45 سالگی قانون جاذبه زمین و سه قانون در باره حرکت را در کتابش مه به زبان لاتین نوشته شده بود با خرج هالی منتشر کرد نیوتن به مطالعات عظیم دیگری پرداخت که حتی امروزه نیز کامل نشده است و آن اینکه با به کار بردن قوانین علم الحرکات و قانون جاذبه عمومی فرورفتگی زمین را در دوقطب آن که نتیجه دوران روزانه زمین به دور محورش می باشد محاسبه کرد و به کمک این محاسبه درصدد برآمد سیر تکامل تدریجی سیاره را مورد مطالعه قرار دهد. نیوتن تغییرات وزن اجسام را برحسب تغییر عرض جغرافیایی مکان به دست آورد و نیز ثابت کرد که هر جسم تو خالی که به سطوح مروی متحدالمرکز و متجانس محدود شده باشد نمی تواند هیچگونه نیرویی بر اجسام با ابعاد کوچک که در نقطه غیر مشخصی در داخل آن قرار داشته باشند اعمال کند نیوتن در پاییز سال 1692 هنگامیکه به 50 سالگی رسید نزدیک می شد به سختی مریض و بستری شد به طوریکه از هر گونه قوت و غذایی بیزار شد و دجار بی خوابی مفرط گردید که به تدریج به بی خوابی کامل تبدیل شد خبر کسالت شدید نیوتن در قاره اروپا انتشار یافت. لیکن بعد از آنکه خبر بهبودی او را دادند دوستانش شادمان گردیدند. حکمت بریتانیا به منظور قدردانی از خدمات این دانشمند برگ یک منصب بسیار بالای دولتی به وی اعطاء کرد و او در سال 1700 میلادی به عنوان خزانه دار کل سلطنتی منصوب شد منصبی که تا آخر عمرش آن را حفظ کرد در همان سال به عضویت آکادمی علمی فرانسه نیز اتنخاب شد در سال 1705 علیا حضرت ملکه (ملکه انگلستان) به وی عنوان سر اعطاء کرد و به احتمال قوی اعطای این افتخار بیشتر به مناسبت خدمات او در ضرب مسکوکات بوده است تا به علت تقدم فضل او در معبد عقل و کمال.

وی چندی پیش از وفاتش با نگاهی به زندگی علمی طولانی گذشته اش از آن این خلاصه را بدست داد: من نمی دانم به چشم مردم دنیا چگونه می آیم اما در چشم خود به کودکی می مانم که در کنار دریا بازی می کند و توجه خود را هر زمان به یافتن ریگی صافتر یا صدفی زیباتر منعطف می کند در حالیکه اقیانوس بزرگ حقیقت همچنان نامکشوف مانده در جلوی او گسترده است آخرین روزهای زندگی وی تاثر برانگیز و از جنبه انسانی قوی و عمیق بوده است اگر چه نیوتن نیز مانند سایر افراد بشر از رنج فراوان بی بهره نماند لیکن بردباری بسیاری که در مقابل درد و شکنجه دائمی دو سه سال اخیر زندگانی خویش نشان داد شکوفه های دیگری بر تاج گلی که بر فرق او قرار دارد می افزاید. در آخرین روزهای زندگی از درد جانگداز آسوده بود در نهایت آرامش در 20 مارس 1727در 84 سالگی در لندن در گذشت و با عزت و شرف بسیار در وستمینستر آبی به خاک سپرده شد برای قدردانی از این دانشمند بزرگ واحد نیرو را نیوتن نامیده اند بدون تردید می توان گفت در تاریخ بشریت نامی از مافوق نیوتن وجود نداشته و هیچ اثری از لحاظ عظمت و بزرگی مانند کتاب(اصول) او نخواهد بود

(2)خانواده و دوران کودکي
ايزاک نيوتن که در روز 25 دسامبر 1642 يعني سال مرگ گاليله متولد شد از خانواده‌اي است که افراد آن کشاورز مستقل و متوسط الحال بودند و مجاور دريا در قريه وولستورپ مي‌زيستند. نيوتن قبل از موعد متولد شد و زودرس به دنيا آمد و چنان ضعيف بود که مادر گمان برد او حتي روز اول زندگي را نتواند به پايان برد. پدرش نيز در عين حال اسحق نام داشت و در 30 سالگي و قبل از تولد فرزندش در گذشت. پدرش مردي بوده است ضعيف ، با رفتار غير عادي ، زودرنج و عصبي مزاج مادرش هانا آيسکاف زني بود مقتصد ، خانه داري بود صاحب کفايت و صنعتگري با لياقت آيزاک دوره کودکي شادي نداشت.

او سه ساله بود که مادرش با بارناباس الميت کشيش مرفه با سني دو برابر سن خود ازدواج کرد. جدايي از مادر ظاهرا سخت بر شخصيت او اثر گذاشت و تقريبا مسلم است که رفتار بعدي وي نسبت به زنان را نيز شکل داد. نيوتن هيچگاه ازدواج نکرد اما يکبار (شايد هم دو بار) نامزد کرد به نظر مي‌آمد که تمرکز او منحصرا روي کارش بود نه سالي که نيوتن در وولستورپ جدا از مادر گذرانيد. براي وي سالهاي دردناکي بود، داستانهايي بر سر زبان است که نيوتن جوان از قبه کليسا بالا مي رفت تا نورث ويتام ده مجاور را که مادرش اينک در آن زندگي مي‌کرد، از دور ببيند. آموزش ابتدايي رسمي نيوتن در دو مدرسه کوچک دهکده‌هاي اسکلينگتن و راچفورد صورت گرفته بود که هر دو براي رفت و آمد روزانه به خانه او نزديک بودند.

کشف استعداد
چنين به نظر مي‌رسد که اول بار دايي او که کشيشي به نام ويليام آيسکاف بوده است متوجه شد که در نيوتن استعدادي مافوق کودکان عادي وجود دارد. بدين ترتيب ويليام آيسکاف مادر را مجاب کرد که کودک را به دانشگاه کمبريج (که خودش نيز از شاگردان قديمي اين دانشگاه بود) بفرستد. زيا مادر نيوتن قصد داشت وي را در خانه نگهدارد تا در کارهاي مزرعه به او کمک کند، در اين هنگام نيوتن 15 ساله بود. کمبريج در آن زمان ديگر آکسفورد را از مقام اولي که داشت خلع کرده ، به قلب پيوريتانيسم انگليس و کانون زندگي روشنفکري آن کشور بدل شده بود.

نيوتن در آنجا مانند هزاران دانشجوي ديگر دوره کارشناسي ، خود را غرق مطالعه آثار ارسطو و افلاطون مي‌کرد. نيوتن در يکي از روزهاي سال 1663 يا 1664 شعار زير را در کتابچه يادداشت خود وارد کرد. افلاطون دوست من و ارسطو هم دوست من است، اما بهترين دوست من حقيقت است او از کارهاي دکارت در هندسه تحليلي شردوع کرده سريعا تا مبحث روشهاي جبري پيش آمده بود، در آوريل 1665 که نيوتن درجه کارشناسي خود را گرفت، دوره آموزشي او که مي‌توانست چشمگيرترين دوره در کل تاريخ دانشگاه باشد بدون هيچگونه شناسايي رسمي به اتمام رسيد.

در حدود سال 1665 مرض طاعون شيوع يافت و دانشگاه دانشجويان خود را مرخص کرد. نيوتن به زادگاه خود مراجعت کرد همين موقع بود که هوش و استعداد نابغه بزرگ آشکار گشت، زيرا تمام کتابها و جزوه‌هاي خود را در دانشگاه جا گذاشته بود فکر خود را آزاد گذاشت که به تنهايي از منابع خاص خود استفاده نمايد. در اين هنگام نيوتن بيش از 22 سال نداشت ولي بيش از ارشميدس و دکارت درباره معرفت ساختمان جهان دقيق شده بود، نيوتن ضمن دو سالي که در وولستورپ بود حساب عناصر بي نهايت کوچک قانون جاذبه عمومي را کشف کرد و تئوري نور را بنيان گذاشت.

داستان سيب نيوتن
اين داستان که سقوط سيبي از درخت نيوتن را به فکر کشف جاذبه عمومي انداخته است به نظر درست مي‌آيد او از آن لحظه اين پرسشها را براي خود مطرح کرد: چرا سيب به پايين و نه بالا سقوط مي‌کند؟ و چرا ماه بر زمين نمي‌افتد؟ اين انديشه‌ها بعدها او را به کشف قانون نيروي گرانش رهنمون شدند، هنگامي که نيوتن چندين سال بعد پاسخ اين پرسش را توانست بيابد، در واقع يکي از قانونهاي فيزيک را کشف کرده بود که بر تمام عالم حکمفرماست.

کشفيات نيوتن
قانون نيروي گرانش او پس از شيوع طاعون و بازگشت به ملک مزروعي مادرش ، طي 18 ماه به آگاهيها و کشفهايي بيش از آنچه که دانشمندان ديگر در طول عمر خود دست مي‌يابند، دست يافت. او در اين مدت ساخت و ساز قانون نيروي گرانش را آغاز کرد. او در باره نور و رنگهاي آن پژوهش کرد، دليل جزر و مد را کشف کرد، قوانين و حرکات بخصوصي را به درستي تشخيص داد و معادله‌هايي براي آن نوشت که بعدها اساس و بنيان دانش مکانيک شد. در مورد نيروي گرانش نيوتن معتقد بود که نه تنها زمين چنين نيروي گرانشي دارد، بلکه تمام اجسام و اجرام چنين خصوصيتي دارند.

روزي که او منشوري را در دست گرفت و اجازه داد تا پرتو نور خورشيد از ميان آن بتابد. او با اين کار کشف کرد که نور سفيد به هنگام ورود به منشور شيشه‌اي منحرف مي‌شود و به 7 پرتو نور اصلي با رنگهاي گوناگون تجزيه مي‌شود، آنها رنگهاي رنگين کمان هستند که طيف يا بيناب ناميده مي‌شوند و عبارتند از: سرخ ، نارنجي ، زرد ، سبز ، آبي ، نيلي و بنفش.

او تمام اين کشفيات را در يک دوره زماني 18 ماهه به انجام رسانيد بالاخره طاعون ريشه کن شد و او به لندن برگشت تا تحصيلات خود را به پايان برساند و 3 سال پس از آن را صرف کاوش و پژوهش در ماهيت و طبيعت نور کرد. او همچنين نخستين دوربين نجومي آينه‌اي را ساخت تلسکوپ آينه‌اي رصدخانه مونت پالومار در کاليفرنيا نيز ، که آينه آن 5 متر قطر دارد بر اساس اصول و قواعد نيوتن بنا شده است.

دوران ميان سالي و بيماري نيوتن
نيوتن در اثر مطالعات فراوان مبتلا به ناراحتي عصبي شد. از دو ناراحتي عصبي که نيوتن پيدا کرد، اولي ظاهرا در سال 1678 و دومي در سال بعد از فوت مادر او بود. در اين دره وي مدت 6 سال از هر گونه مکاتبه مربوط به تلاشهاي ذهني دست کشيد، به هر صورت عالم کيهاني بود. دوران مابين 1684 و 1686 از نظر تاريخ فکري بشر مقام ارجمندي دارد، در اين دوران هالي توانست با تدبير بسيار نيوتن را وا دارد که اکتشافات خويش را در نجوم و علم حرکات به منظور انتشار تدوين کند و نيوتن نيز به اين کار رضايت داد.

در سال 1687 در 45 سالگي قانون جاذبه زمين و سه قانون در باره حرکت را در کتابش که به زبان لاتين نوشته شده بود با خرج هالي منتشر کرد. نيوتن به مطالعات عظيم ديگري پرداخت که حتي امروزه نيز کامل نشده است و آن اينکه با بکار بردن قوانين علم الحرکات و قانون جاذبه عمومي فرو رفتگي زمين را در دو قطب آنکه نتيجه دوران روزانه زمين به دور محورش مي‌باشد محاسبه کرد و به کمک اين محاسبه در صدد برآمد سير تکامل تدريجي سياره را مورد مطالعه قرار دهد. نيوتن تغييرات وزن اجسام را برحسب تغيير عرض جغرافيايي مکان بدست آورد و نيز ثابت کرد که هر جسم تو خالي که به سطوح مروي متحدالمرکز و متجانس محدود شده باشد، نمي‌تواند هيچگونه نيرويي بر اجسام با ابعاد کوچک که در نقطه غير مشخصي در داخل آن قرار داشته باشند اعمال کند.

نيوتن در پاييز سال 1692 هنگامي که به 50 سالگي رسيد نزديک مي‌شد به سختي مريض و بستري شد، بطوري که از هر گونه قوت و غذايي بيزار شد و دچار بي‌خوابي مفرط گرديد که به تدريج به بي‌خوابي کامل تبديل شد. خبر کسالت شديد نيوتن در قاره اروپا انتشار يافت. ليکن بعد از آنکه خبر بهبودي او را دادند دوستانش شادمان گرديدند. حکومت بريتانيا به منظور قدر داني از خدمات اين دانشمند بزرگ يک منصب بسيار بالاي دولتي به وي اعطاء کرد و او در سال 1700 ميلادي به عنوان خزانه دار کل سلطنتي منصوب شد، منصبي که تا آخر عمرش آن را حفظ کرد.

در همان سال به عضويت آکادمي علمي فرانسه نيز انتخاب شد، در سال 1705 اعلي حضرت ملکه آن (ملکه انگلستان) به وي عنوان سر اعطاء کرد و به احتمال قوي اعطاي اين افتخار بيشتر به مناسبت خدمات او در ضرب مسکوکات بوده است تا به علت تقدم فضل او در معبد عقل و کمال.

نيوتن از نگاه خودش
وي چندي پيش از وفاتش با نگاهي به زندگي علمي طولاني گذشته‌اش از آن اين خلاصه را بدست داد: من نمي‌دانم به چشم مردم دنيا چگونه مي‌آيم، اما در چشم خود به کودکي مي‌مانم که در کنار دريا بازي مي‌کند و توجه خود را هر زمان به يافتن ريگي صافتر يا صدفي زيباتر منعطف مي‌کند. در حالي که اقيانوس بزرگ حقيقت همچنان نامکشوف مانده در جلوي او گسترده است، آخرين روزهاي زندگي وي تأثر برانگيز و از جنبه انساني قوي و عميق بوده است. اگر چه نيوتن نيز مانند ساير افراد بشر از رنج فراوان بي‌بهره نماند ليکن بردباري بسياري که در مقابل درد و شکنجه دائمي دو سه سال اخير زندگاني خويش نشان داد شکوفه‌هاي ديگري بر تاج گلي که بر فرق او قرار دارد مي‌افزايد.

وداع با دنيا
در آخرين روزهاي زندگي از درد جانگداز آسوده بود در نهايت آرامش در 20 مارس 1727 در 84 سالگي در لندن در گذشت و با عزت و شرف بسيار در وستمينستر آبي به خاک سپرده شد. براي قدرداني از اين دانشمند بزرگ واحد نيرو را نيوتن ناميده‌اند. بدون ترديد مي‌توان گفت در تاريخ بشريت نامي از مافوق نيوتن وجود نداشته و هيچ اثري از لحاظ عظمت و بزرگي مانند کتاب(اصول) او نخواهد بود.

نظريات لاپلاس و لاگرانژ در مورد نيوتن
لاپلاس بزرگترين ادامه دهنده اکتشافات او درباره‌اش چنين مي‌گويد: کتاب اصول بناي معظمي است که تا ابد عمق دانش نابغه بزرگي را که کاشف مهمترين قوانين طبيعت بوده است به جهانيان ملل خوهد داشت. لاگرانژ درباره او چنين مي‌گويد: نيوتن خوشبخت بود که توانست دستگاه جهان را توصيف کند. افسوس که در عالم بيش از يک آسمان وجود ندارد. ولتر از مشهورترين ستايندگان او چنين نوشته است: اي رازدار آسمانها و اي جوهر ابدي راست بگو تو نسبت به نيوتن حسادت نمي‌ورزي

محقق خانم توشقانیان

صفحه نخست
پست الکترونیک
آرشیو

درباره وبلاگ

گامی به سمت پیشرفت زندگی نو فقط با ریاضیات امیدوارم مطالب وبلاگ برای شما سودمند واقع شود.