vrijdag 7 oktober 2011

Isaac Newton opvolglog

Pas tijdens de introductie van de spreker van die avond, Floris Cohen en het noemen van zijn boek Isaac Newton en het ware wezen begon mij wat te licht dagen;  had ik daar niet eens een logje over gemaakt. Nalezen ervan noopte tot aanvullen met de nieuwe inzichten in een opvolglog.

Newton is een soort koekoeksjong. Zijn vader overleed voor zijn geboorte en zijn moeder hertrouwde toen Isaac drie was met een dominee van een naburig dorp.  Zij liet Isaac achter bij haar moeder en zijn grootmoeder. Toen Isaac 10 was overleed ook die dominee en kwam zijn moeder weer terug met de drie kinderen uit dat huwelijk. Toen Isaac 12 was werd hij op een kostschool geplaatst.

De eerste grote scheppingsperiode van Newton was in Cambridge: 1665 - 1667: De wonderjaren, terwijl hij als student nog met zijn masters bezig was. Hij heeft toen 3 dingen ontdekt: differentiaal/integraal rekening, maar publicatie nog kwart eeuw uitgesteld; kleurschifting (1704 Optics); en de grondslag voor de universele gravitatie: overeenkomt tussen de val een voorwerp op aarde (appel) en de beweging van een lichaam om de aarde (maan).

In de tweede grote scheppingsperiode in Cambridge: 1685 - 1687 werkte hij aan Principia, het boek over de drie bewegingswetten waarin hij  de universele gravitatie vastlegt.

Newton wordt postuum door Voltaire tot een ikoon van de verlichting gebombardeerd.
Verlichting = aanval op het kerkgezag, op het aristocratisch machtsmisbruik, op het goddelijk recht van de koning, pleiten voor publieke discussie.
William Blake's Newton 1795 Man has tasted of the fruit of the tree of knowledge, and now his intellect reveals to his astonished gaze the abstract reality of creation.

Eigenlijk is Newton de laatste van de magiërs, volgens John Maynard Keynes (de beroemde econoom).  Keynes bestudeerde  de grote hoeveelheid nagelaten ongepubliceerde documenten en handschriften van Newton. Newton blijkt zich aan Alchemie en Theologie overgegeven te hebben. Uit de verhouding van zijn nagelaten documenten lijkt Newton vooral een theoloog, Alchemist en in de marge een wiskundige en natuurkundige.
Newton was bijvoorbeeld overtuigd van bedrog in de vroege eeuwen van het Christendom. Dat bepaalde Goddelijke drie-eenheid passages in de 4-e 5-e eeuw later achteraf in de teksten in het nieuwe testament zijn gesmokkeld. Antitrinitarian werd als ketterij aangemerkt in Cambridge. Newton wist dat heel goed en heeft er zijn hele leven zijn mond over gehouden. Newton heeft er wel uitgebreid over geschreven; voor zichzelf; vooral in de periode tussen de wonderjaren en de Principia.


Zijn tweede grote onderwerp, dat hem zeer intensief bezig hield in die periode, is de Alchemie. De kern van de  Alchemie bestond uit het idee dat alle metalen in wezen één substantie zijn die zich in meer of minder rijpe gedaante aan ons voordoet. Lood en Goud zijn in wezen het zelfde, alleen Lood is een metaal op zijn onrijpst en Goud een metaal op zijn rijpst. En het rijpingsproces vindt plaats in de aarde.  Voor de alchemist komt het er op neer dat hij het rijpingsproces kunstmatig moet versnellen. De fameuze steen der Wijzen (Harry Potter) is een bekend middel waarmee je het rijpingsproces kan versnellen.

Aan de Alchemie kleeft de zwendelkant van mensen die vlot rijk wilden worden. Er zit ook een wetenschapsaspect aan, om de structuur van materie op het spoor te komen. Voor Newton is zijn Alchemistisch werk de aanvulling op de leer van Decartes van deeltjes in beweging. Descartes publiceert zijn boek in 1644 over hoe de wereld in elkaar zit: alle natuurverschijnselen kun je terugbrengen tot mechanismen van deeltjes in beweging. Daarmee kun je alle verschijnselen van magnetisme tot botsing verklaren door steeds weer een mechanisme van deeltjes in beweging te 'verzinnen'. De deeltjes zijn onwaarneembaar klein. Bij magnetisme tussen een magneet en een stukje metaal, bijvoorbeeld, gaat de lucht stromen als gevolg van de ether van kleine deeltjes en creëren zo een ondruk zodat het stukje metaal naar de magneet wordt bewogen, Van aantrekkende of afstotende krachten is uitdrukkelijk geen sprake. De leer van Descartes was gericht tegen de gangbare magische gedachtegang dat door een geheimzinnige aantrekkingskracht het metaal wordt aangetrokken.

Newton heeft zich als student al zich de leer van Descartes eigen gemaakt. Na een aanvankelijk enthousiasme komt hij al gauw met kritiek. Vanuit deze kritiek en vanuit het verdiepen in verschijnselen die moeilijk te verklaren zijn met een deeltjesfilosofie (zoals chemische reactie) zet Newton een stap verder en introduceert 'vegetative spirit' of 'actieve principes' die zich geleidelijk aan -over jaren- 'verdichten' tot (toch) krachtwerkingen.
In 2.5 jaar tijd van 1685 - 1687 heeft Newton in totale bezetenheid, in staat van trance, het idee van een aantrekkende kracht tussen alle materie in het universum uitgewerkt en van bewijzen voorzien. In het boek de Principia uit 1687 legt hij de bewegingswetten neer. Het boek wordt met bewondering gelezen, maar er komt ook kritiek op. De universele gravitatie krijgt kritiek o.a. van 'onze' Huygens gebaseert op Descartes:  aantrekking is verboden, neigen van lichamen om elkaar te naderen, die heeft Huygens uitgebannen. Hij vindt dat Newton zijn aantrekkende krachten moet terug-reduceren naar een mechanisme van deeltjes in beweging. Omdat Newton dat niet heeft gedaan, deugt volgens Huygens de Principia niet. Newton antwoordt (diplomatiek) dat hij dit mechanisme nog niet heeft gevonden; in de tussentijd is het volgens Newton geen probleem om de resultaten toe te passen, omdat de zaak wiskundig en experimenteel klopt.

De reactie van Hooke is bekend anders: "houd de dief", hij beschuldigt Newton van plagiaat. Newton wordt razend, hij heeft  2,5 jaar fulltime aan dit onderwerp gewerkt om de bewijsvoering rond te krijgen en dan roept Hooke: "Ik heb het allemaal bedacht". Het voorbeeld van Hooke dient om te laten zien, 'welke afstand er ligt tussen vluchtig ontwaarde en een daadwerkelijk aangetoonde waarheid.'
Newton legt steeds nadruk op  de noodzaak en de mogelijkheid van zekere kennis. We kunnen dingen zeker weten door 2 middelen: wiskunde en door experimentele precisiemeting. "De theorie die ik naar voren bracht, heeft voor mij de doorslag gegeven; niet door een weerlegging van een daaraan tegengestelde veronderstellingen, maar door haar af te leiden uit experimenten die de zaak rechtstreeks en afdoend beslissen".  Newton stelt een strenge maatstaf aan zichzelf en aan iedereen.

Een spectaculaire bevestiging van de universele gravitatie kwam van een Frans geleerde die ging rekenen aan de afwijkende baan van de planeet Uranus. Uit deze berekeningen uit het midden van de 19-e eeuw kon precies de plaats van de planeet Neptunus worden bepaald waarna deze onbekende planeet met de telescoop kon worden gevonden.
Einstein heeft laten zien dat de universele gravitatie een uitvloeisel is van nog weer iets overkoepelends, van de kromming van de ruimtetijd, de universele gravitatie blijft geldig behalve bij extreme snelheden en hele grote massa's. Binnen ons zonnestelsel is de universele gravitatie zonder enig voorbehoud geldig en bruikbaar. Je kunt een heleboel nauwkeurig uitrekenen met de universele gravitatie, niet met de vermoedens van Hooke, maar wel met de uitgewerkte theorieën van Newton. Het werk van Newton staat daarom als een ikoon van datgene wat ideeën, tegelijkertijd briljant vernieuwend  en ook hyper nauwkeurig nagerekend en tot het eind empirisch getoetst,  in de natuurwetenschap vermogen.

Zou Newton's fascinatie voor Alchemie en Theologie hem geholpen hebben om, tegen de heersende dwangregels van Descartes in, toch een magische aantrekkingskracht te veronderstellen tussen twee massa's?
Wat opvalt, en dat zien we ook nog bij Darwin in 1860, is de grote angst om iets religieus ongepast te zeggen, de angst om als ketter gebrandmerkt te worden en je baan, positie en aanzien te verliezen. Waardoor wetenschappers als Newton maar een heel klein deel van hun gedachten en filosofieën durfden te openbaren of deze heel lang uitstelden.

Cliffhanger-Bombshell: Misschien had Descartes toch gelijk met zijn kleine deeltjestheorie: Zwaartekracht bestaat niet ??

6 opmerkingen:

  1. Ik kan me inderdaad vaag herinneren aan een theorie die de zwaartekracht als deeltjes beschrijft.

    De zwaartekracht is in zijn werking niet te onderscheiden van een zich versnellende beweging. Of nog anders: als de aarde en alles wat er omheen is continu zou groeien, dan zou je ook een zwaartekracht waarnemen.

    De zwaartekracht, wat is het eigenlijk? Een kromming in de ruimte-tijd is ook niet meer dan een passende wiskundige beschrijving.

    BeantwoordenVerwijderen
  2. Zware kost dit blogje maar zeker boeiend.
    Hoe langer ik er over denk, hoe minder ik het begrijp.
    Mrjn

    BeantwoordenVerwijderen
  3. En toch is de zwaartekracht in hoge mate verantwoordelijk voor de vorming en stabiliteit van sterren en planeten, zonnestelsels, sterrenstelsels; kortom het heelal.

    BeantwoordenVerwijderen
  4. Beetje Melancholisch en ook een beetje Wagner, vind je niet? @margreet.

    BeantwoordenVerwijderen