7. ISAAC NEWTON

«Tot fou llum»

Diu la llegenda que l’any 1666, quan Isaac Newton tenia 23 anys, va veure una poma que queia d’un pomer. Ho havia vist altres vegades, i també moltes altres persones. Però aquesta vegada Newton mirà cap amunt: a la llum del dia, una mitja lluna pàl·lida treia el cap per damunt de la quintana anglesa. Newton es va demanar: I com és que la lluna no cau també sobre la Terra, igual que la poma, atreta per la força de gravetat?

Newton raonà d’aquesta manera: potser sí que hi ha una força que atrau la lluna cap a la Terra, però resta anul·lada per la velocitat del moviment del satèl·lit a través de l’espai. I encara va anar més enllà: si la força que atrau la poma a la Terra també atrau la lluna, aleshores aquesta força s’hauria d’estendre per l’espai, i com més lluny arribés, més feble esdevindria.

Newton va calcular la distància que hi havia des del centre de la Terra a la lluna. Tot seguit va calcular a quina velocitat hauria de viatjar la lluna en la seva òrbita per equilibrar la força d’atracció de la Terra a aquella distància. El resultat gairebé quadrava amb les xifres que els astrònoms havien donat per la a la velocitat de la lluna; però no era exactament igual. Newton va pensar que la seva teoria devia ser errònia, i la va deixar de banda.

En aquella època Newton ja destacava en matemàtiques, per bé que a l’escola no havia mostrat gaire aptitud. Va néixer el dia de Nadal de l’any 1642 (l’any en què morí Galileu) a Woolsthorpe, Anglaterra. El seu pare, que era pagès, havia mort el dia abans de néixer Isaac. De nen, Newton va ser un estudiant mediocre fins que (segons diu la llegenda) es va cansar que el noi més brillant de la classe li fes la guitza a tothora. Aleshores va decidir que el primer de la classe seria ell, i no va afluixar fins que no ho va haver aconseguit.

Quan va arribar a l’edat de 18 anys, l’interès de Newton en les matemàtiques va començar a cridar l’atenció. No serà pas un bon pagès, va dir el seu oncle, i va convèncer la mare de Newton perquè enviés aquell jove a la universitat de Cambridge. Nou anys més tard, Newton n’era professor de matemàtiques.

Però quins anys aquells per a Newton! Una de les primeres coses que va estudiar van ser els raigs de llum. Va deixar que un raig de sol entrés en una cambra fosca pel forat d’una cortina. Tot seguit, el va fer passar a través d’un prisma de vidre de forma triangular. Sorprenentment, la llum que es projectà a la pantalla era una banda amb els colors de l’arc de Sant Martí, i no un punt lluminós. Newton va ser el primer de descobrir que la llum blanca en realitat estava formada per diversos colors que es podien separar i recombinar.

Al mateix temps, va traçar noves fronteres en el camp de les matemàtiques. A més d’inventar el teorema del binomi per expressar certes quantitats algebraiques, va descobrir un mètode nou per calcular les àrees limitades per corbes. (El matemàtic alemany Wilheim Leibniz el descobrí independentment gairebé al mateix temps). Newton donà el nom de «fluxions» a la seva nova tècnica, que nosaltres coneixem avui dia amb el nom de «càlcul infinitesimal».

Fins i tot els errors de Newton van tenir resultats profitosos. Newton havia descobert que el vidre podia descompondre la llum blanca en els colors de l’arc de Sant Martí, i elaborà una teoria per explicar aquest fenomen. Més endavant, els científics van arribar a la conclusió que aquesta teoria era falsa, però semblava que explicava la raó per la qual els telescopis primitius, que estaven construïts amb lents que separaven o «refractaven» la llum, formaven imatges envoltades de petits halos de colors. Aquest fenomen es coneixia amb el nom d’«aberració cromàtica». La teoria errònia de Newton l’induí a creure que aquesta aberració cromàtica mai no es podria corregir.

Per aquesta raó, va decidir construir telescopis sense lents. Va dissenyar-ne uns que utilitzaven miralls parabòlics per recollir i concentrar la llum per reflexió. El primer el construí l’any 1668. Aquests «telescopis de reflexió» no produïen aberració cromàtica.

Poc després de la mort de Newton, es van construir telescopis utilitzant lents especials que no produïen aberració cromàtica. Tot i això, els telescopis millors i més grans que hi ha avui dia, es basen encara en el principi de reflexió. El gran telescopi del Mont Palomar, a Califòrnia, n’és un.

Però l’intent de Newton d’aplicar la gravetat de la Terra a la lluna continuava sent un fracàs. A mesura que van anar passant els anys, va semblar que ho havia deixat córrer definitivament.

Un dels defectes de Newton era que no acceptava cap mena de crítica i que odiava els seus adversaris. Newton i els seus seguidors, per exemple, van sostenir una llarga polèmica amb Leibniz i els seus sobre qui havia estat el primer d’inventar el càlcul infinitesimal, quan el cert és que tots dos podien atribuir-se’n el mèrit.

El gran enemic de Newton a la Royal Society de Londres (de la qual era membre), va ser Robert Hooke. Hooke era un científic competent, però molt inconstant. Començava una cosa i tot seguit la deixava de banda, i en va començar tantes al llarg de la seva vida que, quan algú feia algun descobriment, Hooke sempre podia afirmar que ell hi havia pensat primer.

L’any 1684 Hooke, juntament amb Edmund Halley, un dels millors amics de Newton, afirmà que havia calculat les lleis que explicaven la força que controlava el moviment dels cossos celestes. Com que la teoria no resultava convincent, començaren les discussions.

Halley va anar a veure Newton i li demanà que li digués com es mourien els planetes si hi hagués una força d’atracció entre cossos que disminuís segons el quadrat de la distància.

Newton contestà de seguida: «En el·lipses».

«Però com ho saps?».

«Doncs perquè ho he calculat». I Newton li explicà que ho havia intentat divuit anys abans i que havia fracassat. Halley, absolutament entusiasmat, l’encoratjà perquè ho tornés a provar.

Ara les coses eren diferents. L’any 1666, Newton havia suposat que la força d’atracció actuava a partir del centre de la Terra, però no ho havia pogut demostrar. Ara disposava del càlcul com a eina, i amb aquesta nova tècnica matemàtica, podria demostrar que la força actuava des del centre. D’altra banda, durant els darrers divuit anys s’havien fet mesuraments nous i millors del radi terrestre, de la mida de la lluna i de la seva distància a la Terra.

Aquesta vegada la teoria de Newton s’ajustava als fets d’una manera exacta. La força de gravetat de la Terra atreia la lluna i la mantenia atrapada, igual que la poma.

El 1687 Newton exposà aquesta teoria en un llibre, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. En aquest llibre també va formular les «tres lleis del moviment», la tercera de les quals afirma que per a cada acció hi ha una reacció igual i en sentit contrari. És precisament aquest principi el que explica el funcionament dels motors d’un coet.

La Royal Society intentà publicar el llibre, però no hi havia prou diners a la tresoreria. Hooke, d’altra banda, va començar a crear tants problemes com va poder, afirmant que la idea se li havia acudit a ell primer. Per tant, Halley, que era molt ric, va publicar el llibre a compte seu.

Però els grans dies de Newton van arribar a la fi, i l’any 1692 aquella ment esplèndida començà a trontollar. Newton va patir una crisi nerviosa i va haver de viure prop de dos anys retirat. Per tal de cremar les seves il·limitades energies mentals, es dedicà a la teologia i a l’alquímia, com si no tingués prou amb la ciència. D’aquesta manera, va malgastar la seva intel·ligència en la recerca d’un mètode per fabricar or.

Mai no va ser el mateix després de la crisi nerviosa, tòt i que de tant en tant mostrà llambregades del seu geni. El 1696, per exemple, un matemàtic suís desafià els erudits d’arreu d’Europa que resolguessin dos problemes. L’endemà de veure’ls, Newton li n’envià les solucions de manera anònima. El matemàtic suís va saber immediatament qui s’amagava darrera la màscara. «Reconec les urpes del lleó», va dir.

L’any 1696 Newton fou nomenat director de la Casa de la Moneda, on s’encarregà de l’encunyació i, per poder-se’n ocupar com calia, va renunciar a la seva feina com a professor de la universitat. I va dur a terme aquesta tasca amb tant de zel que es convertí en el terror dels falsificadors.

Escollit com a representant de la universitat de Cambridge, va ser membre del Parlament durant dues legislatures. Mai no hi va fer cap discurs. En una ocasió es va posar dret, i la cambra féu silenci per escoltar el gran home. Tot el que Newton va fer, va ser demanar que algú tanqués la finestra, perquè hi havia corrent d’aire.

L’any 1705, la reina Anna li atorgà el títol de Sir. Va morir el 20 de març de 1727, quaranta anys després dels seus grans descobriments. Les seves lleis sobre el moviment havien completat la tasca iniciada per Galileu, i les seves lleis de la gravitació universal explicaven el treball de Copèrnic i Kepler, i també el moviment de les marees. Aquests grans conceptes encara tenen vigència avui dia en totes les branques de la mecànica. Fundà la ciència de l’òptica, que ens ha permès d’aprendre tot el que sabem sobre la composició dels astres i gairebé tot el que sabem sobre la composició de la matèria. I el valor que, ha tingut el càlcul infinitesimal en totes les branques de la ciència és incalculable.

Tot i això, la contribució més important de Newton a l’avenç de la ciència ha estat potser de caire psicològic. Els descobriments de Galileu i Harvey havien fet trontollar de valent la reputació dels antics filòsofs i savis grecs, però els científics europeus encara patien una mena de complex d’inferioritat.

I aleshores va aparèixer Newton. Les seves teories sobre la gravitació van oferir una visió de l’univers, més gran i impressionant del que Aristòtil hagués pogut somiar mai. El seu elegant sistema de mecànica celeste posà el cel a l’abast de la intel·ligència humana, demostrant que els cossos celestes més remots estaven subjectes precisament a les mateixes lleis que els més petits objectes de la terra.

Els seus axiomes van esdevenir models del que havia de ser una teoria científica. En totes les altres ciències, i també en filosofia i política moral, hi ha hagut escriptors i pensadors que han intentat emular la senzillesa elegant de Newton, tot utilitzant fórmules rigoroses i uns quants principis bàsics.

Va ser un home tan important com qualsevol dels savis antics. Els seus contemporanis ho sabien i, mentre va viure, gairebé el van idolatrar. Quan va morir, fou enterrat a l’abadia de Westminster, al costat dels herois anglesos. Voltaire, que visitava Anglaterra en aquella època, comentà amb admiració que Anglaterra honorava un matemàtic de la mateixa manera que altres nacions honoraven un rei.

A partir de Newton, la ciència ha adquirit una confiança en si mateixa que mai més no ha trontollat.

La grandesa de Newton ha quedat expressada d’una manera insuperable en aquests versos d’Alexander Pope: