Isaac Newton

Sir Isaac Newton (Woolsthorpe-by-Colsterworth, 25 dicembre 1642 secondo il calendario giuliano, corrispondente al 4 gennaio 1643 del calendario gregoriano – Kensington, 20 marzo 1727 del calendario giuliano, corrispondente al 31 marzo 1727 del calendario gregoriano) è stato un matematico, fisico, astronomo, alchimista e teologo inglese, ampiamente considerato uno degli scienziati più influenti della storia e una figura centrale della rivoluzione scientifica. La sua opera Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Principi matematici della filosofia naturale), pubblicata per la prima volta nel 1687, gettò le fondamenta della meccanica classica mediante la formulazione delle leggi del moto e della gravitazione universale. Newton apportò inoltre contributi seminali all'ottica, condivise con Gottfried Wilhelm Leibniz il merito dello sviluppo del calcolo infinitesimale e rivestì gli incarichi di direttore della Zecca reale e di presidente della Royal Society. La sua opera unificò la fisica dei cieli e quella della Terra sotto un unico quadro matematico, stabilendo un paradigma della scienza naturale che dominò il pensiero occidentale per più di due secoli.

Primi anni di vita ed educazione

Isaac Newton nacque prematuro il giorno di Natale del 1642 presso Woolsthorpe Manor, a Woolsthorpe-by-Colsterworth, nel Lincolnshire, in Inghilterra. Suo padre, anch'egli di nome Isaac Newton, era un contadino prospero ma privo di istruzione, morto tre mesi prima della nascita del figlio. Quando Newton ebbe tre anni, la madre, Hannah Ayscough, si risposò e lo lasciò alle cure della nonna materna, un'esperienza che i biografi hanno messo in relazione con la sua tendenza, perdurata tutta la vita, all'insicurezza e all'ostilità nei rapporti personali.

Newton frequentò la King's School di Grantham, dove dimostrò notevole ingegno meccanico costruendo modelli di mulini a vento e meridiane. Nel 1659 la madre, rimasta vedova per la seconda volta, lo richiamò a Woolsthorpe per gestire la proprietà di famiglia, ma la sua manifesta inidoneità alla vita agricola — unitamente all'intervento dello zio William Ayscough e del maestro di scuola — ne determinò la riammissione in scuola. Nel 1661 fu ammesso al Trinity College di Cambridge in qualità di subsizar, uno studente che lavorava in cambio del vitto e dell'alloggio.

A Cambridge Newton venne a contatto con le opere di René Descartes, Johannes Kepler, Galileo Galilei e altri pionieri della nuova filosofia naturale. Conseguì il titolo di bachelor nel 1665. Quando quell'anno l'università chiuse a causa della grande pestilenza, Newton tornò a Woolsthorpe per due anni: un periodo in seguito celebrato come il suo annus mirabilis ("anno dei prodigi"). In quei mesi gettò le basi del calcolo differenziale e integrale (che egli chiamava "flussioni"), condusse esperimenti sulla natura della luce e dei colori e avviò l'analisi che avrebbe infine condotto alla sua teoria della gravitazione — ispirata, secondo il celebre racconto forse leggendario, dall'osservazione della caduta di una mela nel suo giardino.

Attività scientifica

Matematica

Il primo grande lavoro matematico di Newton riguardò il teorema binomiale, che egli generalizzò agli esponenti non interi e negativi. Su questa base sviluppò, intorno al 1665–1666, il metodo delle flussioni, una tecnica per calcolare i tassi di variazione istantanei e le aree sottese alle curve — sostanzialmente il calcolo differenziale e integrale. Sebbene Leibniz avesse sviluppato indipendentemente un calcolo equivalente negli anni 1670, pubblicandolo per primo e innescando la celebre disputa sulla priorità dell'invenzione del calcolo infinitesimale, il metodo di Newton venne applicato estesamente nei suoi stessi lavori di fisica. Newton contribuì inoltre alla risoluzione numerica delle equazioni (metodo di Newton), alla classificazione delle curve cubiche e alla teoria dell'interpolazione.

Ottica

Tra il 1666 e il 1672 Newton condusse una serie di sperimentazioni ottiche rivoluzionarie. Utilizzando un prisma di vetro, dimostrò che la luce bianca non è un'entità semplice, bensì una miscela eterogenea di raggi di colori diversi, ciascuno dei quali si rifrange secondo un angolo caratteristico. Questa scoperta confutò la nozione aristotelica e cartesiana allora prevalente, secondo cui il colore era una modificazione della luce bianca pura. Newton concluse che la dispersione della luce rendeva i telescopi rifrattori intrinsecamente soggetti all'aberrazione cromatica e inventò di conseguenza il telescopio riflettore, completato nel 1668, che impiegava uno specchio curvo al posto della lente. Nel 1672 comunicò alla Royal Society una memoria sulle sue teorie ottiche, suscitando aspre critiche — in particolare da parte di Robert Hooke — che ferirono profondamente la sua sensibilità e contribuirono alla sua riluttanza a pubblicare. I suoi risultati furono in seguito riuniti nell'Opticks (1704), opera notevole per l'impiego di "query" sperimentali che proponevano ulteriori linee di indagine.

Meccanica e gravitazione

Il capolavoro di Newton, i Principia Mathematica, apparve nel 1687 sotto l'incoraggiamento e il patrocinio finanziario di Edmond Halley. Nell'opera Newton stabilì le tre leggi del moto: la legge dell'inerzia, la legge secondo cui la forza è pari al prodotto della massa per l'accelerazione e la legge secondo cui a ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria. Da questi assiomi, insieme alla sua legge di gravitazione universale — la quale afferma che due corpi qualsiasi si attraggono con una forza proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra essi — Newton dedusse le leggi di Keplero del moto planetario, spiegò le maree, diede conto della precessione degli equinozi e analizzò le traiettorie delle comete. Dimostrando che un'unica legge fisica governa tanto i fenomeni celesti quanto quelli terrestri, Newton rovesciò l'antica divisione aristotelica tra i cieli e la Terra e sostituì la filosofia naturale qualitativa con una scienza matematica e quantitativa.

Ultima carriera e incarichi pubblici

Negli anni 1690 gli interessi di Newton si spostarono progressivamente verso l'amministrazione pubblica, la cronologia biblica e l'alchimia. Nel 1696 fu nominato warden (custode) della Zecca reale e promosso a master (direttore) nel 1699, trasferendosi stabilmente a Londra. In tale veste supervisionò la grande riconiazione della moneta del 1696, perseguendo i falsari con notevole zelo — anche mediante una prolungata campagna di indagini e interrogatori — e governò la Zecca con efficienza e severità fino alla morte. Nel 1703 fu eletto presidente della Royal Society, carica che conservò fino alla scomparsa, dirigendo l'istituzione con mano autorevole. La regina Anna lo insignì del titolo di cavaliere nel 1705, facendolo divenire il primo scienziato a ricevere tale onore per i suoi meriti culturali, sebbene l'onorificenza fosse legata tanto alle sue attività politiche e alla Zecca quanto alla sua scienza.

Studi privati: teologia e alchimia

Accanto all'attività scientifica, Newton dedicò un'attenzione enorme a discipline che tenne in gran parte riservate. Fu un uomo profondamente religioso, peraltro di orientamento eterodosso, che rifiutava la dottrina della Trinità — una posizione (antitrinitarismo) che, professata apertamente, gli sarebbe costata la sua posizione di fellow a Cambridge. Scrisse diffusamente sull'interpretazione biblica, sulla profezia e sulla cronologia, e studiò la teologia antica come mezzo per recuperare una prisca sapientia, una sapienza originaria che, a suo avviso, aveva un tempo contenuto verità successivamente corrotte. Newton si dedicò inoltre per decenni a ricerche alchemiche, lasciando oltre un milione di parole di appunti sperimentali sulla crisopea. Gli studi moderni hanno discusso il rapporto tra questi interessi e la sua scienza; molti storici sostengono che la sua ricerca delle forze nascoste della natura, gravitazionali o alchemiche, appartenesse a un unico e coerente programma intellettuale.

Personalità e controversie

Newton era notoriamente riservato, sensibile alle critiche e incline alle dispute di priorità. La sua polemica con Robert Hooke sull'ottica e, più tardi, sulla legge dell'inverso del quadrato della gravitazione fu aspra e di lunga durata. La controversia più celebre fu la disputa con Gottfried Wilhelm Leibniz sull'invenzione del calcolo infinitesimale, che degenerò in una faida a carattere nazionalistico tra i matematici inglesi e quelli continentali. La Royal Society, sotto la presidenza di Newton, condusse un'indagine che attribuì la priorità allo stesso Newton — sulla base di una relazione in seguito rivelata redatta dallo stesso Newton. La disputa lasciò la matematica inglese relativamente isolata dagli sviluppi continentali nel corso del XVIII secolo. Newton non si sposò mai e ebbe pochi amici intimi; i suoi più stretti compagni degli ultimi anni furono il giovane matematico svizzero Nicolas Fatio de Duillier e il marito della nipote, John Conduitt, che lo assistette alla Zecca e conservò memorie della sua vita.

Morte ed eredità

Newton morì nel sonno a Kensington, Londra, il 20 marzo 1727 secondo il calendario giuliano (31 marzo 1727 secondo il calendario gregoriano) e fu sepolto con grande cerimonia nell'abbazia di Westminster. Ai suoi funerali assistettero figure di spicco del mondo politico e della filosofia naturale, e Voltaire, osservando la cerimonia, notò che l'Inghilterra onorava un matematico come le altre nazioni onorano i re.

È difficile soprastimare l'influenza di Newton sulla scienza e sul pensiero. La sua sintesi di meccanica e gravitazione divenne il modello stesso di teoria scientifica di successo, e la "visione newtoniana del mondo" — un universo di materia che si muove nello spazio e nel tempo assoluti secondo leggi matematiche deterministiche — dominò la fisica fino alle rivoluzioni della relatività e della meccanica quantistica nel XX secolo. Anche dopo tali rivoluzioni, la meccanica newtoniana resta il quadro operativo per l'ingegneria di tutti i giorni, la balistica e la navigazione celeste. Il newton (simbolo N), unità di misura della forza nel Sistema internazionale, è intitolato in suo onore, così come numerose istituzioni scientifiche, premi e il termine fisico "fluido newtoniano". Il celebre epitaffio di Alexander Pope ha racchiuso la stima dei suoi contemporanei per la sua opera: "La natura e le leggi della natura giacevano nascoste nella notte: Dio disse: «Sia fatto Newton!» e tutto fu luce."