Το μήλο του Νεύτωνα

«Σχεδόν είκοσι έτη ταύτα εστίν αφ ου σε ουδέν άλλο ποιούντα εώρακα, ή παρά τους διδασκάλους φοιτώντα.»
– Λουκιανού, Περί αιρέσεων, 741

Μιχάλης Λάμπρου – Περιοδικό QUANTUM, Μάιος / Ιούνιος 2001, τόμος 8/ Τεύχος 3

Η ιστορία ότι ο Ισαάκ Νεύτων (1642 – 1727) συνέλαβε την ιδέα της βαρύτητας παρατηρώντας την πτώση ενός μήλου είναι πολύ γνωστή. Σε όσα ακολουθούν θα ασχοληθούμε με το πώς διασώθηκε ως τις μέρες μας αυτή η ιστορία, στη μια ή την άλλη εκδοχή της – ανατρέχοντας στα κείμενα που την πρωτοδημοσίευσαν …

Όσον αφορά τη σύλληψη του νόμου της βαρύτητας από την πτώση ενός μήλου ή όποια άλλη κι αν ήταν η αφορμή, ένα είναι βέβαιο: η συστηματοποίηση της αρχικής ιδέας είχε ως αποτέλεσμα τη συγγραφή ενός από τα σημαντικότερα βιβλία στην ιστορία της επιστήμης, το περίφημο Principia Mathematica (Μαθηματικές αρχές) (1687).
Το έργο αυτό, που δίκαια θεωρείται θεμέλιο της φυσικής επιστήμης, αποτέλεσε τον καρπό πολυετούς έρευνας και μελέτης, και μόνο ένας επιστήμονας σαν τον Νεύτωνα – προικισμένος με διανοητικά χαρίσματα, βαθιά παιδεία, επινοητικότητα, περιέργεια, επιμονή, αυταπάρνηση και αφοσίωση θα μπορούσε να το ολοκληρώσει.

Ο ίδιος ο Νεύτων, όταν κάποτε ρωτήθηκε να σχολιάσει πως έφτασε στις μεγάλες του ανακαλύψεις, δήλωσε: «Κρατώ το θέμα διαρκώς στο νου μου, μέχρι που το αρχικό απαύγασμα, βήμα βήμα, ανάβει για να γίνει ένα λαμπερό δυνατό φως». (από την αλληλογραφία του με τον μαθηματικό Roger Cotes (1682 – 1716), σελ. xlii-xliii της έκδοσης του J. Edleston, Λονδίνο 1850).
Είναι γνωστό πως ο Νεύτων επεξεργαζόταν το Principia Mathematica πάνω από είκοσι χρόνια: Στο διάλογο του Λουκιανού που παραθέσαμε στην αρχή του άρθρου, ο ένας συνομιλητής, ο Λύκινος, λέει στον Ερμότιμο ότι τον παρατηρούσε είκοσι χρόνια να μελετά προσεκτικά τους δασκάλους του. Αντίθετα, ο Νεύτων όχι μόνο μελέτησε τους προκατόχους του, αλλά τους συμπλήρωσε ή και τους αμφισβήτησε.

Ας πάρουμε τα πράγματα από την αρχή. Το 1665, έτος αποφοίτησής του από το Trinity College, ο Νεύτων ζούσε στο Καίμπριτζ. Την ίδια χρονιά, στο Λονδίνο ξέσπασε επιδημία βουβωνικής πανώλης, η οποία αποδεκάτισε τον πληθυσμό του. Και αυτό συνέβη σε μια ήδη ταραγμένη εποχή, καθώς ήταν ακόμη νωπές οι μνήμες του Μεγάλου Εμφυλίου. Όταν, μάλιστα, η επιδημία συνέχισε να σκοτώνει κατά το έτος 1666, λόγω της ομοιότητας της χρονολογίας αυτής με τον «αριθμό του θηρίου» της Αποκάλυψης, ο πανικός του πληθυσμού έφτασε στο αποκορύφωμα, και πολλοί ήταν εκείνοι που ερμήνευαν τα γεγονότα ως εκπλήρωση των προφητειών για τις αμαρτίες της ανθρωπότητας.
Χαρακτηριστική είναι η εξιστόρηση των συμβάντων λίγο αργότερα, από τον πολυγραφότατο Daniel Defoe (1660 – 1731), τον συγγραφέα του Ροβινσώνα Κρούσου, ο οποίος αναφέρει σχετικά με τη υστερία που κατέλαβε τον πληθυσμό ότι «πολλοί νόμιζαν πως άκουγαν φωνές που τους παρότρυναν να φύγουν […] γιατί οι ζωντανοί δεν θα έφταναν να θάψουν τους νεκρούς».
Οι αρχές των αστικών κέντρων, προσπαθώντας να περιορίσουν την εξάπλωση της ασθένειας, υιοθέτησαν μια σειρά μέτρων: για παράδειγμα, απαγόρευσαν να επισκέπτονται τις πόλεις τους οι ταξιδιώτες και υπέβαλαν σε αυστηρή καραντίνα τους φορείς. Το ίδιο το Καίμπριτζ ακύρωσε το ετήσιο πανηγύρι του κατά τα έτη 1665 και 1666, έκλεισε το πανεπιστήμιο και διευκόλυνε τα μέλη της πανεπιστημιακής κοινότητας να φύγουν για την επαρχία, μακριά από την ασθένεια.

Υπό την πίεση αυτών των γεγονότων, ο Νεύτων αναχώρησε τον Ιούνιο του 1665 για το πατρικό του σπίτι στο Γούλσθροπ όπου έμεινε συνεχώς – εκτός από ένα μικρό διάλειμμα το 1666 – για δυο περίπου χρόνια.
Εκεί, στην ηρεμία της επαρχίας και αναμένοντας τη λήξη της επιδημίας, επιδόθηκε απερίσπαστος στις μελέτες του. Συχνά περνούσε τις ώρες του σκεπτόμενος στον κήπο με τις μηλιές, δίπλα στο σπίτι του.

Ας δούμε πως περιγράφουν κάποια περιστατικά οι σύγχρονοι βιογράφοι του.
Ο πρώτος βιογράφος ήταν ο William Stukeley, γνωστός για τις μελέτες του για την αρχαία μυθολογία και τους Δρυίδες. Ο Stukeley διέθετε άμεσες πληροφορίες για τον Νεύτωνα, αφού τον συναναστρεφόταν στα τελευταία δέκα χρόνια της ζωής του.

Τις κατέγραψε στο Memoirs of Sir Isaac Newton’s Life (*), το οποίο θεωρείται περισσότερο εξιδανικευμένη παρά αντικειμενική βιογραφία του μεγάλου επιστήμονα.

Γράφει λοιπόν ο Stakeley ότι την άνοιξη του 1726, δηλαδή ένα χρόνο πριν από το θάνατο του Νεύτωνα, τον επισκέφθηκε στο σπίτι του στο Λονδίνο.

Εκεί, καθώς περπατούσαν στον κήπο, ο Νεύτων του ανέφερε ότι σε μια μεγάλη ανάλογη περίσταση είχε συλλάβει την ιδέα της βαρύτητας. Ο Stakeley ότι την άνοιξη του 1726, δηλαδή ένα χρόνο πριν από το θάνατο του Νεύτωνα, τον επισκέφθηκε στο σπίτι του στο Λονδίνο.

Εκεί, καθώς περπατούσαν στον κήπο, ο Νεύτων του ανέφερε ότι σε μια ανάλογη περίσταση είχε συλλάβει την ιδέα της βαρύτητας.

O Stakeley, όπως γράφει ο ίδιος, εντυπωσιάστηκε από αυτό το γεγονός ώστε συνέχισε τη συζήτηση «στη σκιά μερικών μηλιών, μόνο αυτός (ο Νεύτων) και εγώ». Ιδού τι αναφέρει: «Μεταξύ άλλων συζητήσεων, μου είπε πως ο περίπατός μας στον κήπο του θύμισε τη στιγμή που συνέλαβε την έννοια της βαρύτητας. Αφορμή ήταν η πτώση ενός μήλου, καθώς καθόταν σκεπτόμενος».

Υπάρχει και άλλη σύγχρoνη μαρτυρία, πιο αντικειμενική, από τον Henry Pembeρton, στον οποίο ο Νεύτων είχε εμπιστευθεί την επιμέλεια της τρίτης έκδοσης των Principia, το 1726.
Ο Pemberton εξέδωσε το 1728, ένα χρόνο μετά το θάνατο του Νεύτωνα, το βιβλίο του A view of Sir Isaac Newton’s Philosophy.

Στον πρόλογο του βιβλίου αναφέρει: «Συνέλαβε τις πρώτες ιδέες, που τον οδήγησαν στην συγγραφή των Principia, όταν επέστρεψε από το Καίμπριτζ, το 1666, λόγω της πανώλης. Ενώ καθόταν μόνος στον κήπο, άρχισε να στοχάζεται για τη δύναμη της βαρύτητας».

Επίσης την ιστορία με το μήλο αναφέρει και ο μέγας θαυμαστής του Νεύτωνα, ο Βολταίρος (1694 – 1778).

Ο Βολταίρος ουδέποτε συνάντησε τον Νεύτωνα, αλλά διέθετε την πληροφορία από έμμεση πηγή. Του την είπε η ανιψιά του Νεύτωνα, η Catherine Barton, και κατόπιν την κατέγραψε στο έργο του Elements de la philosophie de Newton (1736).

H Catherine, για την οποία ο Νεύτων έτρεφε παθολογική αγάπη, ήταν κόρη της αμφιπάτριας αδελφής του, της Hannath Barton. (Ο πατέρας του Νεύτωνα πέθανε πριν ακόμα γεννηθεί αυτός, και η μητέρα του παντρεύτηκε για δεύτερη φορά, κάποιον Barnabas Smith).
O Βολταίρος συζήτησε με την Catherine, αργότερα κυρία Conduit, και ιδού πως κατέγραψε το περιστατικό με το μήλο: «Μια μέρα, κατά το 1666, ο Νεύτων – που τότε βρισκόταν στην επαρχία – είδε να πέφτουν τα φρούτα ενός δένδρου και περιήλθε – κατά την ανιψιά του, την κυρία Conduit – σε βαθιά αυτοσυγκέντρωση για να προσδιορίσει την αιτία στην οποία οφείλεται η έλξη των σωμάτων κατά μήκος μιας γραμμής η οποία προεκτεινόμενη διέρχεται πολύ κοντά από το κέντρο της Γης». 

Έτσι περιγράφουν οι σύγχρονοι του Νεύτωνα την ιστορία με το μήλο.

(*) Το γνήσιο χειρόγραφο του William Stukeley, που περιγράφει το πως ο Νεύτωνας εμπνεύστηκε τη θεωρία του είναι διαθέσιμο σε ψηφιακή μορφή στο διαδίκτυο από την Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου

Για να διαβάσετε το χειρόγραφο του William Stukeley, που αναφέρεται στον Newton, πατήστε ΕΔΩ: http://ttp.royalsociety.org

Γράφει ο Stukeley στο χειρόγραφό του: «Μετά το δείπνο, αφού ο καιρός ήταν ζεστός πήγαμε στον κήπο και ήπιαμε τσάι κάτω από τη σκιά κάποιας μηλιάς. Μόνον εκείνος κι εγώ. Μεταξύ άλλων, μου είπε ότι ήταν περίπου στην ίδια κατάσταση, όπως όταν του ήρθε στο μυαλό η ιδέα της βαρύτητας.
Γιατί το μήλο πέφτει πάντα κατακόρυφα; είχε αναρωτηθεί.

Γιατί δεν πάει στο πλάι, ή προς τα πάνω; Γιατί πηγαίνει συνέχεια προς το κέντρο της Γης;
Σίγουρα, η αιτία είναι ότι η Γη το έλκει. Πρέπει να υπάρχει μια δύναμη έλξης στην ύλη. Και το σύνολο της ελκτικής δύναμης στην ύλη της Γης πρέπει να είναι προς το κέντρο της Γης, κι όχι προς κάποια πλευρά της. Έτσι, αυτό το μήλο πέφτει κατακόρυφα ή με κατεύθυνση προς το κέντρο; Αν η ύλη έλκει έτσι ύλη, πρέπει (η δύναμη) να είναι ανάλογη της ποσότητάς της. Έτσι, το μήλο έλκει τη Γη, όπως η Γη έλκει το μήλο». 

http://www.independent.co.uk

physicsgg.me