إسحاق نيوتن : مكتشف الجاذبية

نيوتن
هي وحدة القوة في نظام المتر كيلوغرام ثانية وهي القوة التي لو أثرت على
كتلة كيلوغرام واحد لأكسبتها تعجيل مقداره متر في ثانية

سميت هذه الوحدة بالنيوتن تخليدا للعالم إسحق نيوتن العالم الفيزيائي و الرياضي الانكليزي .



نشأته وحياته



إسحاق نيوتن (Sir Isaac Newton)عالم
إنجليزي، فيزيائي، وفيلسوف . عاش ما بين 25 ديسمبر 1642 - 20 مارس 1727,
بالتقويم القيصري آنذاك أو 4 يناير 1643 - 31 مارس 1727 بالتقويم
الغريغوري. . قدّم نيوتن ورقة علمية وصف فيها قوة الجاذبية الكونية ومهد
الطريق لعلم الميكانيكا الكلاسيكية عن طريق قوانين الحركة. يشارك نيوتن
ليبنيز الحق في تطوير علم الحسبان التفاضلي والمتفرع من الرياضيات.

وقد
ولد بعد وفاة والده بعدة أشهر هزيلا معتل الصحة ولكن استطاع البقاء على
قيد الحياة و لم تكن طفولته سعيدة حيث تزوجت أمه بعد سنوات قليلة من وفاة
أبيه وعاش عند جده لامه ولم تكن علاقة نيوتن جيدة بجده حيث لم يذكره أبدا
في سنواته اللاحقة وكان ينتمي إلى أسرة ثرية زراعية الأصول لم يظهر عليه
في المراحل الأولى من تعليمه إي نبوغ بل على العكس كان يوصف بأنه كسول كما
انه كان غير مهتم بدروسه كثير الشرود والتأمل كان يحب الانعزال عن أقرانه
وكان يتمتع بمزاج عصبي لكن كانت له مهارة بحركة يديه واعتقدت أمه أنه
سيصبح بحارا أو نجارا أو فلاحا ولذا أخرجته أمه من المدرسة لكي يشرف على
إدارة ممتلكاتها ولكنه سرعان ما أثبت فشله في ذلك المضمار واجتمعت العائلة
لترى مخرجا مناسبا من ورطتها مع هذا الصبي الكسول

في
ظل تلك الظروف لم يكن من خيار سوى عودة الفتى إلى المدرسة بدأ نهمه
للقراءة يظهر في سن الثانية عشر ورأى خاله أن من الأفضل له أن يتهيأ
للالتحاق بالجامعة ولعل لتأثير خاله وإقامته في منزل مدير المدرسة دورا في
فتح شهية نيوتن للدراسة ولذا فإنه تمكن من الالتحاق بجامعة كامبردج في عام
1661م وكان عمره حينئذ أكبر من أعمار زملائه في الدراسة



كانت
رغبة نيوتن هي الالتحاق بدراسة القانون ولكن أعمال جاليليو في الفيزياء
ونظرية كوبرنيكس الفلكية جذبت اهتمامه بشكل خاص ولقد سجل نيوتن أفكاره في
تلك الفترة في دفتر سماه أسئلة فلسفية محددة وكانت جامعة كمبردج في ذلك
الوقت مثل غيرها من الجامعات لا تزال غارقة في تعاليم أرسطو ومذهبه فكان
على نيوتن وزملائه في الدراسة أن يتلقوا دروسا ً عن أعمال أرسطو وأفلاطون
وعن النظرة الشائعة آنذاك وهي أن الأرض مركز الكون لكن في نفس الوقت
اجتذبته أعمال فلاسفة الفيزياء أمثال رينيه ديكارت كما تأثر بالرياضي
إسحاق بارو الذي شجعه على الاهتمام بالرياضيات ووجهه إلى دراسة البصريات
فعمل خلال سنتيه الأخيرتين في كمبردج على تقوية مهاراته الرياضية ودراسة
أعمال علماء وفلاسفة النهضة فأهمل دراسته الأكاديمية وحصل على شهادة
البكالوريوس في نيسان عام 1665 دون أن تثير قدراته اهتمام أحد

ومن
الواضح أن عبقريته لم تبرز في تلك الآونة ولكنها تدفقت فجأة مع حدث أصاب
بريطانيا وهو انتشار وباء الطاعون فاضطرت الجامعة إلى إغلاق أبوابها مما
دفع بنيوتن إلى العودة إلى قريته ليمضي فيها حوالي عامين

لقد
وضع نيوتن في تلك الفترة أسس علم التفاضل والتكامل في الرياضيات وذلك
بسنوات عدة قبل الاكتشاف المستقل لها من قبل عالم الرياضيات الألماني
ليبنيتز والتي نجم عنها فيما بعد اتهامات متعددة غير مثبتة ضد العالم
الألماني بأنه سرق أفكار نيوتن

قام
كل من نيوتن و ليبنيز على حدة بتطوير نظرية المعادلات التفاضلية واستعمل
الرجلان رموز مختلفة في وصف المعادلات التفاضلية ولكن تبقى الطريقة التي
إتّبعها ليبنيز أفضل من الحلول المقدّمة من نيوتن ومع هذا، يبقى اسم نيوتن
مقرون بأحد رموز العلم[/color][/color]

وفي
تلك المرحلة قام نيوتن بعمله الجبار في توحيد قوانين الحركة في الفيزياء
فلقد كان الفلكي الألماني يوهانا كبلر قد اكتشف ثلاثة قوانين تحكم حركة
الكواكب حول الشمس ولكن لم تكن لتلك القوانين أية علاقة أو ارتباط بأية
حركة أخرى في الكون وماهو أهم من ذلك أنها كانت قوانين عملية بحتة مستنتجة
من البيانات الفلكية الجمة التي جمعها أستاذه الفلكي الدنماركي تايخو
براها كما اكتشف في هذه المرحلة قانون الجاذبية العامة والتثاقل الكوني
كما اكتشف أيضا ً نظرية ذي الحدين ودرس خلال هذه المدة أيضا ً الحركة
الدائرية واستنبط من تطبيق تحليله على القمر والكواكب علاقة التربيع
العكسي حيث انه اكتشف ان القوة المركزية التي تؤثر في الكوكب تتناقص
متناسبة عكسا ً مع بعده عن الشمس وهي العلاقة التي غدت بعد ذلك قانونا ً
حاسما ً للتثاقل الكوني



وفي
هذين العامين وحد نيوتن ميكانيك كبلر و غاليلو وأوصل أعمالهما إلى
استنتاجاتهما المنطقية وبيـّن أن حركات العالم الديناميكية يمكن أن توصف
بعلاقات رياضية أساسية تصلح في أي مكان في هذا الكون حتى أعطت الرياضيات
للفيزياء أساسا ً نظريا ًً لم يكن لها مثله من قبل قط

ولما
فتحت جامعة كامبردج أبوابها في عام 1667م بعد القضاء على وباء الطاعون
تقدم نيوتن للعمل بها على وظيفة أكاديمية والغريب أنه أخفى اكتشافاته فيما
يتعلق بقوانين الحركة وقانون الجاذبية الكونية ولكن نتيجة لاطلاع
الأكادميين على أعماله في مجال الرياضيات أصبح نيوتن بروفيسورا في الجامعة
في عام 1669م لتبدأ لمرحلة ثانية من حياته بكل ما تميزت به من عطاء متدفق
وإسهامات خالدة

درُس
نيوتن البصريات من العام 1670-1672، في هذه الفترة، تحقّق من انكسار الضوء
وبرهن على أن الضوء الأبيض ممكن أن ينقسم إلى عدة ألوان عند مروره خلال
المنشور ومن الممكن بالتالي تجميع حزمة الألوان تلك من خلال عدسة منشور
آخر ليتكون الضوء الأبيض من جديد. باستنتاجه هذا، تمكن نيوتن من اختراع
المقراب العاكس ليتغلب على مشكلة الألوان التي تظهر في التلسكوبات
المعتمدة على الضوء المنكسر.

عاد
نيوتن لعمله البحثي في الجاذبية وتأثيرها على مدار الكواكب مستندا على
القواعد التي أرساها كيبلر في قوانين الحركة، وبعد التشاور مع هوك و
فلامستيد، نشر نيوتن استنتاجاته في العام 1684 والتي تناولت قوانين الحركة.

نشر
نيوتن الورقة "برينسيبيا" في العام 1687 بتشجيع ودعم مالي من إيدموند
هالي. في هذه الورقة، سطّر نيوتن القوانين الكونية الثلاثة والمتعلقة
بالحركة ولم يستطع أحد أن يعدل على هذه القوانين لـ 300 سنة أخرى!

بعد
إصدار نيوتن لنظرية برينسيبيا، أصبح الرجل مشهورا على المستوى العالمي
واستدار من حولة المعجبون وكان من ضمن هذه الدائرة الرياضي السويسري
نيكولاس فاتيو دي دويلير والذي كوّن مع نيوتن علاقة متينة استمرت حتى
العام 1693 وأدّت نهاية هذه العلاقة إلى إصابة نيوتن بالإنهيار العصبي.

تمكن
نيوتن من أن يصبح عضوا في البرلمان في الأعوام 1689-1690 وكذلك في العام
1671 ولكن لم تذكر سجلات الجلسات أي شيء يذكر عن نيوتن باستثناء أن قاعة
الجلسة كانت باردة وأنه طلب أن يُغلق الشبّاك ليعمّ الدفء!

في
العام 1703 أصبح نيوتن رئيسا للأكاديمية الملكية وتمكن من خلق عداوة مع
الفلكي جون فلامستيد بمحاولته سرقة كاتالوج الملاحظات الفلكية التابع
لفلامستيد. منحته الملكة آن لقب فارس في العام 1705. لم يتزوج نيوتن قط
ولم يكن له أطفال مسجّلون وقد مات في مدينة لندن ودفن في مقبرة ويست
مينيستر آبي.

إختلف
"هووك " و " نيوتن" كثيرا على مر السنين و كانت لهما مناقشات حامية عمن
اكتشف حساب التفاضل و التكامل اهو " نيوتن " ام عالم الرياضيات الالماني "
لينتز" و لكن الحقيقة ان كثيرا من اكتشافات نيوتن كانت شائعة في ذلك الوقت
الذي كان قد توصل علماء اخرون للاساسيات و لكن مهارة نيوتن و عبقريته تكمن
في ربط هذه الخيوط مع بعضها البعض فتؤدي إلى النتائج النهائية له و لقد
نشر كتاب المبادئ الأساسية الذي يصف التطبيقات العلمية للديناميكا و التي
تلخص في قوانين نيوتن للحركة و الجاذبية في عام 1684 و كتاب البصريات في
عام 1704



أهم الانجازات



نيوتن
كان الأول في برهنة أن الحركة الأرضية وحركة الأجرام السماوية تُحكم من
قبل القوانين الطبيعية ويرتبط اسم العالم نيوتن بالثورة العلمية. يرجع
الفضل لنيوتن بتزويد القوانين الرياضية لإثبات نظريات كيبلر والمتعلقة
بحركة الكواكب.

قام بالتوسع في إثباتاته وتطرّق إلى أن مدار المذنّبات ليس بالضرورة بيضاويا!

ويرجع الفضل لنيوتن في إثباته أن الضوء الأبيض هو مزيج من أضواء متعددة وأن الضوء يتكون من جسيمات صغيرة.



مؤلفاته واكتشافاته



عام
1668 صنع نيوتن أول تلسكوب عاكس ومن مميزات هذا التلسكوب أنه يستخدم
المرايا بدلا من العدسات ويتميز أيضا بصغر كتلته رغم كبر حجمه فيسهل
تحريكه يستخدم فى رصد الأجرام السماوية البعيدة ذات الإضاءة الضعيفة وقد
اطلق عملية تحزيز اطراف العملة المعدنية لمنع تاّكلها خلال فترة عمله
كمدير لدار صك النقود في لندن



قانون الجذب العام



فيما
بين عامي 1664و 1666 اكتشف نيوتن الجاذبية وقانون الجذب العام حيث أنه
يحكى أنه كان جالسا فى أحد الأيام تحت شجرة تفاح مسترخيا وفجأة وفى لحظة
صفاء سقطت فوق رأس نيوتن تفاحة وبدأ يفكر نيوتن فى هذه الحالة التى مرت
عليه ومرت على الملايين من غيره دون أن يلتفتوا إليها وبدأ يقول لماذا
سقطت التفاحة إلى أسفل ولم تسقط إلى أعلى وهنا ظهر الإلهام الذى قادة إلى
حقيقة الجاذبية التى توجد فى كل الأجسام وتجذب إليها الأجسام الأخرى بقوة
ثم صاغ لنا نيوتن قانون الجذب العام رغم أن بعض يقول عن هذه الحادثة انها
اسطورة وغير مثبته علميا إلا ان الثابت ان تيوتن اهتم بحركة الأجسام

ققد أثبت نيوتن أن هناك قوة جذب متبادلة بين الشمس والكواكب تجعل الكواكب تدور حول الشمس فى مدارات بيضاوية

ينص
قانون الجذب العام الجاذبية على أن أى جسمين كرويين فى الوجود يجذب كل
منهما الأخر بقوة جذب تتناسب هذه القوة طرديا مع حاصل ضرب كتلة الجسمين
وعكسيا مع مربع المسافة بينهما من أعظم فوائد قانون الجذب العام هو
مساعدته فى اكتشاف بعض الكواكب فبسببه اكتشف هرشل كوكب أورانوس ثم كوكب
نبتون وبلوتو بعد ذلك بواسطة آخرين





قوانين الحركة



شرح نيوتن قوانين الحركة الثلاث فى كتابه الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية

والقوانين هي

القانون الأول لنيوتن

و
هو ينص على انه الجسم الساكن يبقى ساكنا والحسم المتحرك يبقى متحركا فى خط
مستقيم بسرعة منتظمة ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تؤثر على حالته

القانون الثانى لنيوتن

وهو
ينص على انه القوة المحصلة المؤثرة على جسم ما تساوى المعدل الزمنى للتغير
فى كمية تحرك الجسم واتجاه هذه القوة هو اتجاه كمية التحرك

القانون الثالث لنيوتن

وهو ينص على انه لكل فعل رد فعل مساو له فى المقدار ومضاد له فى الاتجاه



نظريته بالضوء

وينص
تصور نيوتن لطبيعة الضوء على أن الضوء مكون من جسيمات أو عبارة عن جسيمات
صغيرة جدا تنطلق من الأجسام المضيئة بسرعة فائقة وتسير فى

خطوط مستقيمة والدليل على ذلك تكون الصور خلال الثقوب تكزن الظلال رؤية الأجسام التى على خط البصر فقط



مؤلفات نيوتن

مؤلفاته
كثيرة منها كتاب الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية الذى نشره عام 1687 م
والذى شرح به علم الميكانيكا وقوانين الحركة وميكانيكا السوائل وظاهرتى
المد والجزر وحركة الأقمار والكواكب والمذنبات وكيف يفسر قانون الجذب
العام حركة الأجرام السماوية وسقوط الأجسام على الأرض وله كتاب البصريات
الذى شرح به نظرياته فى الضوء وفي عام 1663 اكتشف نيوتن حساب التفاضل
والتكامل