Isaac Newtons liv og verdensbillede | Fysik B

Side 1

Fysik [navn fjernet] & [navn fjernet] 6/1 2010

Isaac Newton
  Verdensbillede

Kan man virkelig opdage noget som altid har eksisteret? Hvis man kigger på Isaac newton, som eksempel, er svaret ja. Stupide skeptikere af Newton vil måske hævde, at tyngdekraften er logisk, da vi ikke svæver rundt i luften. Men i Newtons levetid, var man ikke bevidst om andre planeters forhold, i hvert fald ikke på samme måde som astronomer og fysiklærere er i dag. Det må derfor, uden overdrivelse, kunne kaldes en genistreg at ”opdage” noget som vi til daglig, ubevidst beskæftiger os med. Newton kan derfor med rette, kaldes for et geni. I nogen kredse er han omtalt, som menneskelighedens hidtil største begavelse. Dette er store ord, og ligeså var Newtons opdagelser og udregninger.

4. januar 1642 – 31. marts 1727*)

Sir Isaac Newton var en engelsk matematiker, fysiker og astronom. Mest af alt er han kendt for at have formuleret tyngdekraftens love, da et æble faldt ned i hovedet på ham. Newton kan derfor prise sig lykkelig for, at han ikke levede i tropisk klima med palmer.

Et tegn på at Newtons skæbne allerede var bestemt, viste sig før sædcellen overhovedet havde befrugtet ægget: En anden stor videnskabs mand, Galileo Galilei, døde samme år som Newton blev født, i 1642.

Da Newton blev født, var forventningerne til ham ikke store. En for tidlig fødsel resulterede i at han var meget lille, ”han kan være i et sylteglas” spottede folk. Det viste sig dog senere at den lille dreng var bestemt til noget stort.*

Barndom

I byen Woolsthorpe i området Lincoln blev Newton født. Faderen, Robert Newton, døde 3 måneder inden fødslen. Han var en velstående selvejerbonde, der blev beskrevet som, karakterløs og ekstravagant mand. Newtons mor, Hannah, var en beskeden og hårdt arbejdende kvinde. Hun havde en kæmpe indflydelse på Newtons identitetsdannelse, i og med at han led svigt fra hende. Allerede som 3-årig forlod enken sit barn til fordel en velhavende præst i nabolandsbyen. Dette svigt, er med med stor sandsynlighed, grunden til Newton senere i livet udviklede en del negative karaktertræk.

Deriblandt kan det nævnes at han havde en stor trang til selvhævdelse og en lejlighedsvis psykisk ustabilitet.*

Side 2

Fysik [navn fjernet] & [navn fjernet] 6/1 2010

”Fra Newtons hus kunne man se nabolandsbyens kirketårn, hvor hans mor boede. Alligevel var der en verden imellem dem. Hans biologiske far var i himlen og hans mor befandt sig i periferien af hans barndomskvarter. Tænker man på at Newton viede en stor del at sit voksenliv på at studere fjerne himmellegemers tiltrækningskraft, er det ikke overraskende at senere psykologer har set et oplagt sammenfald af omstændighederne.” *

Newton boede nu sammen med bedstemoren, som moderen ubetinget havde overladt alt ansvar til.

7 år efter vendte moderen hjem til Woolsthorpe igen. Hendes mand døde. Med sig havde moderen tre halvsøskende til Isaac, og moderen var tilmed blevet en relativt velstående kvinde. På trods af moderens svigt var, forholdet imellem dem godt. Af hende blev han, i en tidlig alder, betragtet som manden i huset. Anerkendelsen fra hans mor, har muligvis resulteret i hans enorme tro på egne evner. Dette har selvfølgelig smittet af på hans udforskninger.

2 år efter morens hjemkomst, kom han på latinskole. Det betød at han måtte flytte hjemmefra i en alder af kun 12 år. Undervisningen i skolen, fangede dog ikke Isaacs interesse. Derfor blev han hurtigt en af de dårligste i klassen. På skolen skulle der, ifølge Newton selv, udspille sig en af de mest betydningsrige begivenheder i hans liv. Newtons store intellekt lå på dette tidspunkt i dvale, og som i bedste ”Den grimme ælling”, stil blev det vækket til live. Det skete ved at skolens tyran giver Isaac et spark i maven. Konsekvenserne af dette spark, havde tyrannen aldrig forudset. Deres mellemværende bliver afgjort på en kirkegård. Isaacs erindring beskriver han følgende:

”Isaac var ikke så fysisk stærk som sin modstander, [men] hans vilje og beslutsomhed gjorde, at han alligevel gennembankede sin fjende i en grad, der fik ham til at love at han aldrig ville slås mere.” *

Isaac havde nu fundet sin syndebuk, for al sin indespærrede vrede. Hans ambition var fra den dag at overgå tyrannen i alt. Pludselig tog Isaac sig sammen i skolen og overgik ham (og formodentlig også resten af klassen) i intellekt.

Vrede og intellekt hænger på den måde, utroligt godt sammen for Newton. Han formåede, som få, at bruge sin vrede konstruktivt. Endvidere kan man sammenligne hans ustandselige vrede, med hans enorme intellektuelle nysgerrighed, som var ligeså ustandselig.

Som 17-årig blev han hentet hjem fra skolen; hans mor skulle bruge hjælp på gården. Det varede ikke længe før han blev sendt tilbage. Hans onkel overtalte moderen, efter han havde set hvilket intellekt Newton havde. Latinskolen skulle forbedre hans optagelse på Trinity College, som han som han kom ind på i 1661 18 år gammel.

Side 3

Fysik [navn fjernet] & [navn fjernet] 6/1 2010

Trinity College

Trinity College var en udpræget kristen skole, Newtons hovedfag var også teologi. Derudover læste han geometri, algebra matematik, fysik. I gennem hans liv brugte han ligeså lang tid på at studere kristendom som på naturvidenskab. Han var overbevist om han hans kristendoms studier var dem der ville blive husket i fremtiden. Trinity lukkede som følge af pestepidemien i 1665. Endnu engang drog Newton hjem til gården i Woolsthorp. Han fik dog tid til andet end at malke køer. I de følgende år, brugte han sin nytopnåede viden. Han formulerede han tyngdeloven, og opfandt differentialregning. Men samtidig og uafhængigt af Newton, blev denne opfundet af G.W Leibniz

() som var tysk filosof og matematiker. Dette resultere i et årelangt skænderi om hvem der havde opfundet den først.

Newtons største opdagelser inden for fysikken blev præsenteret i værket Philosophia Naturalis Principa Mathematica (også kendt som Principia) på dansk: naturfilosofiens matematiske principper (1687) Dette værk indeholdt blandt andet:

Newtons 3 love

1) Et legeme, der ikke udsættes for nogen kraft, bevæger sig med konstant hastighed langs en ret linje. Det ligger ikke nødvendigvis stille, sådan som Aristoteles ville have sagt.

2) Et legeme, der udsættes for en kraft, accelereres. Størrelsen af accelerationen er givet ved

ligningen acceleration = kraft/masse. Jo tungere et legeme er, desto større skal kraften altså være for

at bevirke en bestemt acceleration.

3) Enhver aktion medfører reaktion. Hvis man skubber til et objekt med en bestemt kraft, vil

                                                       1
objektet påvirke en med en kraft af samme størrelse i modsat retning.

Disse love/ligninger forklarer hvordan alle legemer/objekter, inklusiv planeter bevæger sig i forhold

til hinanden, hvis man kender kraften der fungere mellem dem.

Principia indeholdt også Newtons tyngdelov. Nemtons tyngdelov siger at kraften mellem to objekter

(uanset hvad disse måtte være) kan skrives som et produkt af de to objekters masser divideret med kvadratet på afstand mellem dem.

Derudover indgår en konstant G, denne kan kun bestemmes ud fra målinger. Det grundlæggende er, at den konstante G er den samme i alle tilfælde uanset sammensætningen af de to objekter. Det betyder altså at tyngdekraften alene virker ud fra objekternes masse og ikke ud fra deres specifikke sammensætning.

Den engelske fysiker Robert Hooke () påstod at han havde formuleret gravitationsloven

Side 4

Fysik [navn fjernet] & [navn fjernet] 6/1 2010

(tyngdeloven) flere år før Newton. Og Newton havde stjålet denne fra et brev han sendte ham i

1679.

Kort sagt: ud fra Newtons 3 love skulle man (hvis man kender en begyndelsestilstand tilstrækkelig godt) kunne forudsige, hvordan alting bevæger sig ud i det uendelige.

Newtons tyngdelov sagde at sammensætningen af et objekt ikke havde nogen betydning. Og

tyngdekraften gør sig gældende over hele jorden, da det er jordens kerne et objekt søger mod/bliver

tiltrukket af.

Newtons tid og rum

Isaac Newton beskæftigede sig også med tid og rum, og han var radikalt uenig i de teorier den store græske filosof Aristoteles havde. Aristoteles mente at tiden var grundet bevægelse, hvorimod Newton mente at tiden er en forudsætning for bevægelse.

Newton hævdede at både tid og rum eksistere uafhængigt af materielle ting og fysiske

begivenheder. Men eksistensen af materielle legemer/objekter og deres bevægelser er afhængig af

eksistensen af rum og tid. Tiden er nemlig nødvendig for tings forandring og varighed. Og ud fra denne synsvinkel kunne tiden også have eksisteret før verden var til. Newtons teori om, at tiden er uafhængig og selvstændig kaldes for ideen om den absolutte tid.

Tiden er absolut på to punkter.

1. Tiden eksistere i sig selv, og er uafhængig.

2. Tiden har en bestandig struktur, ved at den har en konstant varighed.

Da tid og rum kan være til uden at der er bevægelse. Kan man ikke direkte iagttage tid og rum. Vi iagttager det kun indirekte ved hjælp af forskellige ting der er placeret forskellige steder. Man kan f.eks. stå i et tårn, og iagttage afstanden til et andet tårn og dermed bestemme rummet. Vi er altså nød til at se tings udstrækning og placering, for at erkende rummet. Og vi har brug for en række begivenheder i en rækkefølge for at kunne erkende tid.

Side 5

Fysik [navn fjernet] & [navn fjernet] 6/1 2010

Kildehenvisning:

1

Dette er direkte afskrevet fra bogen: En Ny Himmel verdensbilleder fra kugleskaller til kvanteskum (side24-25)

Litteraturliste

Lars Becker-Larsen, Jan Faye, Steen Hannestad, Carl Henrik Koch, Helge Kragh, Hanne Hautop Lund, Bodil Hohwü Nielsen, Marie Vejrup Nielsen, Peter Christensen Teilmann, Ulrik Uggerhøj, Alex Wittendorff. Aarhus Universitetsforlag 2009, En Ny Himmel verdensbilleder fra kugleskaller til kvanteskum.

Isaac Newton og Tyngdekraften, Paul Strathern, 1998 Polyteknisk Forlag

Jan Faye, Aarhus Universitetsforlag 2008, Verdensbilleder fra rum og tid til rumtid.