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Sir Isaac Newton

Nascido 4 de janeiro de 1643, em Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra

Falecido 31 de março de 1727, em Londres, Inglaterra

Demócrito

460-370 AC

Eudoxo

408-355 AC

Arquimedes

287-212 AC

Al-Haitham

965-1040 DC

Oresme

1323-1382 DC

Fermat

1601-1665 DC

Newton

1643-1727 DC

Leibniz

1646-1716 DC

Cauchy

1789-1857 DC

A vida de Isaac Newton pode ser dividida em três períodos distintos:

O primeiro vai de sua infância, em 1643, até ser indicado para uma cátedra em 1669.

O segundo período vai de 1669 a 1687, e foi seu período mais produtivo (era professor Lucasiano em Cambridge).

O terceiro e último período (quase tão longo quanto os dois anteriores combinados) mostra um Newton oficial bem pago do governo, com pouco interesse em Matemática.

Isaac Newton veio de uma família de fazendeiros, mas nunca conheceu seu pai - também Isaac Newton - que morreu três meses antes de seu nascimento. Embora Isaac Newton Senior possuísse propriedades e animais que o classificavam como um homem bem-posto, ele não tinha estudo nenhum e nem sabia assinar o próprio nome.

A mãe de Isaac, Hannah Ayscough, casou-se novamente com Barnabas Smith quando Isaac tinha apenas dois anos. Ele foi então deixado aos cuidados de sua avó, Margery Ayscough. Basicamente tratado como um orfão, Isaac não teve uma infância feliz.

Após a morte de seu padrasto em 1653, Newton viveu em uma família estendida consistindo de sua mãe, avó, um meio-irmão e duas meio-irmãs. Logo após esta época, Newton começou a freqüentar a Escola Livre de Gramática em Grantham. Contudo, ele mostrou não ter um futuro acadêmico muito promissor. Na escola era descrito como "preguiçoso" e "desatento". Sua mãe, agora uma mulher razoavelmente estável no sentido financeiro, imaginou que seu filho mais velho seria a pessoa ideal para gerenciar seus negócios. Isaac foi tirado da escola, mas logo demonstrou não ter nenhum talento - ou interesse - em negócios.

Um tio de Isaac, William Ayscough, decidiu que ele deveria preparar-se para entrar na Universidade, e persuadiu sua mãe a deixá-lo voltar a escola. Desta vez Newton morou com Stokes, que era o diretor da escola. Apesar dos acontecimentos anteriores, Newton parece ter convencido as pessoas a sua volta de que sim, ele era uma boa aposta no mundo acadêmico.

Nada se sabe acerca do que Isaac estudou para se preparar para a Universidade, mas Stokes era muito habilidoso e certamente treinou Newton e deu-lhe uma boa base.

Newton entrou no Trinity College Cambridge, em 5 de junho de 1661. Ele era mais velho que a maioria de seus colegas e, apesar de sua mãe ser uma mulher de posses, ele entrou como monitor. Um monitor em Cambrigde era um aluno que recebia uma bolsa da escola para servir aos outros estudantes. Este fato é controverso, pois ele parece ter se associado mais com estudantes de "melhor posição" do que com outros monitores. Há também a hipótese de Newton ter sido financiado por Humphrey Babington, um parente distante.

O objetivo de Newton em Cambridge era formar-se advogado. Em Cambridge, a instrução era dominada pela filosofia de Aristóteles, mas algum grau de liberdade era permitido a partir do terceiro ano de curso. Newton estudou a filosofia de Descartes, Gassendi, Hobbes e em particular Boyle. A mecânica da astronomia Copernicana de Galileu o atraiu, e ele também estudou a Óptica de Kepler. Ele registrou seus pensamentos em um livro intitulado Quaestiones Quaedam Philosophicae (Certas Questões Filosóficas). É fascinante notar como Newton já formava suas idéias por volta de 1664. Ele começou o texto com uma frase em latim significando "Platão é meu amigo, Aristóteles é meu amigo, mas meu melhor amigo é a verdade", mostrando-se como um pensador livre desde este estágio.

Como Newton chegou aos mais avançados textos de Matemática em sua época é um pouco menos claro. De acordo com de Moivre, o interesse de Newton em Matemática começou no outono de 1663, quando comprou um livro de astrologia em uma feira em Cambridge e descobriu que não podia entender a Matemática nele. Sendo um livro eminentemente de trigonometria, descobriu que sua falha era em Geometria, e decidiu então ler a edição de Barrow para os Elementos, de Euclides. Os primeiros resultados foram tão simples que ele quase desisitiu, mas mudou de idéia quando leu que

... paralelogramos de mesma base e entre paralelas são iguais.

Voltando ao começo, Newton leu o livro todo com renovado respeito. Depois leu Clavis Mathematica de Oughtred e La Géométrie de Descartes. As novas Álgebra e Geometria Analítica de Viète foram lidas por Newton da edição de Frans van Schooten. Outros grandes trabalhos em Matemática que ele estudou foram Geometria a Renato Des Cartes de van Schooten e Algebra, de Wallis. Newton fez anotações sobre o tratamento dado por Wallis às séries, mas também criou suas próprias provas dos teoremas, escrevendo:

Assim fez Wallis, mas pode ser feito assim ...

A despeito de algumas evidências mostrarem que seu progresso não foi particularmente bom, Newton recebeu o grau de acadêmico em abril de 1664 e o de bacharelado em abril de 1665. Aparentemente seu gênio científico ainda não havia se manifestado, mas o fez quando a Universidade foi repentinamente fechada por causa da peste e ele teve de voltar a Lincolnshire. Lá, em um período de menos de dois anos, enquanto Newton tinha ainda 25 anos, ele começou avanços revolucionários em Matemática, Óptica, Física e Astronomia.

Enquanto Newton ficou em casa, ele lançou as fundações do Cálculo Diferencial e Integral, vários anos antes da descoberta (independente) de Leibniz. O Método das Fluxões, como ele o denominou, foi baseado na idéia crucial de que a integração de uma função era meramente o procedimento inverso da diferenciação. Tomando a diferenciação como operação básica, Newton criou métodos analíticos simples, que unificaram diversas técnicas anteriormente desenvolvidas para resolver problemas aparentemente não relacionados, como achar áreas, tangentes, comprimentos de curvas e máximos e mínimos de funções. De Methodis Serierum et Fluxionum foi escrito por Newton em 1671 mas não foi publicado até que uma tradução para o Inglês foi feita por John Colson em 1736.

Quando a Universidade de Cambridge reabriu após a peste em 1667, Newton apresentou-se como candidato a uma cadeira. Em outubro ele foi eleito para uma cadeira menor no Trinity College mas, após obter seu título de Mestre ele foi eleito para uma cadeira plena em julho de 1668. Em 1669 Barrow tentou garantir que as conquistas matemáticas de Newton se tornassem públicas. Ele mandou o texto de Newton De Analysis para Collins em Londres escrevendo:

[Newton] trouxe-me outro dia alguns artigos, onde ele estabelece os métodos para calcular as dimensões de magnitudes como as de Mr Mercator a respeito da hipérbola, mas mais geral; também na solução de equações; suponho que você se surpreenderá; mandarei a você em breve.

Collins mantinha contato com os matemáticos mais proeminentes da epóca, o que poderia levar o trabalho de Newton a um rápido reconhecimento. Collins mostrou a Brouncker, Presidente da Royal Society, os resultados de Newton, mas depois disso Newton pediu que seu manuscrito fosse devolvido. Barrow deixou sua cadeira de Lucasiano em 1669 para devotar-se a divindade, recomendando Newton (com apenas 27 anos) como seu sucessor.

O primeiro trabalho de Newton como professor Lucasiano foi em óptica e este foi o tópico de sua primeira aula, em janeiro de 1670. Ele concluiu, durante os dois anos de peste, que a luz não era uma entidade simples. Todo cientista desde Aristóteles acreditava que a luz era um entidade simples e básica, mas a aberração cromática na lente de um telescópio convenceu Newton do contrário. Quando ele passou um raio de luz através de um prisma, notou o espectro de luz que se formava. Ele sustentava que a luz branca era na realidade uma mistura de vários tipos de raios refratados em ângulos ligeiramente diferentes, e cada tipo de raio produzia uma cor diferente. Graças a esta idéia, Newton concluiu erroneamente que todo telescópio refrativo sofreria aberração cromática. Ele então propôs e construiu um telescópio refletivo.

Em 1672 Newton foi eleito membro da Royal Society, após doar um telescópio refletivo. Também em 1672 Newton publicou seu primeiro trabalho científico sobre cor e luz na Philosophical Transactions da Royal Society. O trabalho foi bem aceito em geral, mas Hooke e Huygens fizeram objeções à tentativa de Newton de provar, apenas experimentalmente, que a luz consiste de pequenas partículas em movimento e não de ondas.

A recepção à sua publicação não melhorou em nada a atitude de Newton de tornar seus trabalhos conhecidos. Ele sempre se dividia em duas direções: algo em sua natureza desejava fama e reconhecimento, enquanto um outro lado tinha medo de críticas, e o melhor jeito de não ser criticado era não publicar. Certamente pode-se dizer que sua reação às críticas era irracional, e seu esforço em humilhar Hooke em público era anormal. Contudo, talvez pela sua reputação, sua teoria corpuscular reinou até que a teoria de ondas fosse revivida no século 19.

Newton publicou em 1704, logo após a morte de Hooke, o trabalho Optiks, relacionado à teoria de luz e cor e com

Investigações de cores de folhas delgadas.

Anéis de Newton.

Difração da luz.

Para explicar algumas de suas observações ele teve de usar teoria de ondas em conjunção com sua teoria corpuscular.

Outra discussão, desta vez com os jesuítas ingleses em Liège sobre sua teoria de cores, levou a uma agressiva troca de cartas, até que em 1678 Newton sofre um colapso nervoso. Sua mãe morre no ano seguinte, resultando em um isolamento ainda maior de sua parte.

A maior conquista de Newton foi seu trabalho em Física e Mecânica Celestial, que culminou na teoria da Gravitação Universal. Em 1666 Newton já tinha as primeiras versões de suas três leis do movimento. Ele também descobriu a lei que dá a força centrífuga de uma corpo em movimento circular uniforme. Contudo, ele não tinha ainda um bom entendimento do movimento circular.

A novidade da idéia de Newton era imaginar que a gravidade da Terra influenciava a Lua, contrabalançando sua força centrífuga. Desta lei e da terceira lei de Kepler do movimento planetário, Newton deduziu a lei do inversos dos quadrados.

Halley persuadiu Newton a escrever um tratado de sua nova Física e suas aplicações a Astronomia. Um ano depois (1687) Newton publicou Philosophiae naturalis principia mathematica ou Principia como é conhecido.

Principia é tido como um dos maiores livros científicos já escritos. Newton analisou o movimento de corpos em meios com e sem resistência soba a ação de forças centrípetas. Os resultados foram aplicados a corpos em órbita, projéteis, pêndulos e quedas livres próximas à Terra. Ele também demonstrou que planetas são atraídos na direção do Sol por uma força que varia com o inverso dos quadrado da distância e generalizou que corpos pesados atraem uns aos outros mutuamente.

Mais generalização levou-o à lei da Gravitação Universal:

... toda matéria atrai outra matéria com uma força proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

Newton foi capaz de explicar um grande número de fenômenos aparentemente não relacionados: a excentricidade da órbita dos cometas, as marés, a precessão do eixo terrestre e os movimentos da Lua perturbados pelo Sol.

Depois de um segundo colapso nervoso em 1693, Newton aposentou-se da pesquisa. Várias razões para este colapso foram propostas: envenenamento químico por causa de seus experimentos, frustração com as pesquisas ou problemas relativos a sua crença religiosa. Provavelmente seu problema era não outro senão uma depressão severa, que parece ter-lhe acompanhado por boa parte da vida.

Newton foi ainda Mestre da Casa da Moeda, onde, ao contrário do que se possa imaginar, fez grandes contribuições ao processo de cunhagem de moedas.

Em 1703 foi eleito presidente da Royal Society e foi re-eleito cada ano subseqüente até sua morte. Também foi sagrado cavaleiro em 1705 pela rainha Anne, sendo o primeiro cientista a ser assim tão condecorado por seu trabalho. Contudo, o final de sua vida não foi fácil, em particular por causa da controvérsia com Leibniz a respeito da invenção do Cálculo. (Ele chegou a nomear um comissão "imparcial" para julgar quem era o inventor do Cálculo, mas os textos da comissão eram na verdade anonimamente escritos por ele mesmo.

Esta página foi baseada, com a permissão dos autores, no The MacTutor History of Mathematics archive, página de história da Matemática.