CAPÍTULO VIII NEWTON Vida y Obra Isaac Newton (1642-1727) nació en Inglaterra, el mismo año en que murió Galileo. De modesta familia campesina, mostró desde muy joven una inteligencia excepcional y gran habilidad para la mecánica. Sus convicciones religiosas, de base cristiana, eran muy fuertes. Perteneció a la secta protestante llamada "unitarista". Newton construyó, con sus propias manos, el primer telescopio de reflexión (con espejos en vez de lentes), con lo que esquivó el difícil problema de la aberración cromática, que plagaba a los de lentes. Sólo por este hecho ya merecería pasar a la historia de la ciencia. Pero sus contribuciones, en mecánica y en óptica, fueron mucho mayores. Es uno de los personajes más importantes de la ciencia.

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En su obra capital, "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" (Principios matemáticos de la filosofía natural), publicada en 1685, fundamenta la mecánica en varios axiomas, de forma análoga a como había hecho Euclides con la geometría. Da por supuestas reglas de correspondencia entre sus entidades ideales (masa, distancia, velocidad, aceleración) y magnitudes (que se puedan medir), suponiendo, que las entidades ideales, susceptibles de tratamiento matemático, tendrán buena correlación con las magnitudes reales. Sus cuatro axiomas básicos son: 1. Todo cuerpo tiende a conservar su estado de movimiento rectilíneo uniforme, si no intervienen fuerzas exteriores que lo cambian (Principio de inercia). 2. La fuerza que se aplica a un cuerpo, produce una aceleración proporcional a dicha fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo, así: f = m x a (fuerza = masa x aceleración) 3. Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre otro B, B ejerce necesariamente una fuerza igual y contraria sobre A (principio de acción y reacción). 4. Dos cuerpos se atraen con una fuerza proporcional a sus masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa (ley de la Gravitación Universal). Con estos 4 principios, y un tratamiento matemático que es la obra de un genio, Newton consiguió, entre otras cosas, deducir las 3 leyes de Kepler, con lo cual rehabilitó a Kepler al mismo tiempo que confirmó brillantemente su teoría. Otros logros importantes, conseguidos por la aplicación de su método, son, por ejemplo: la explicación de la caída de una piedra o de un proyectil, la predicción de los movimientos de las órbitas de los planetas en el transcurso del tiempo, el diseño de máquinas muy variadas.

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Newton tuvo que inventar el cálculo diferencial e integral, al que llamó teoría de fluxiones. Pero no se atrevió a presentar las demostraciones en ese cálculo, con el que las había obtenido, de modo que tuvo que buscar demostraciones por métodos clásicos, que más parecen magia que ciencia por lo rebuscadas e ingeniosas. Por las mismas fechas, Leibnitz inventó también, independientemente de Newton, el cálculo diferencial e integral. Con tal motivo se suscitó una agria discusión entre los dos, que pensaban que el otro le había plagiado o que le podría arrebatar la gloria de la prioridad. Como Newton no conseguía demostrar la estabilidad del sistema solar por efecto de las perturbaciones de unos planetas sobre otros, pensó que cada vez que la estabilidad estuviera a punto de perderse, Dios, con una intervención especial, volvería los astros a sus órbitas anteriores. Este punto de vista fue desmentido por Laplace, años después, quien demostró que las leyes de Newton aseguraban la estabilidad del sistema solar, pues las pequeñas desviaciones producidas se compensaban unas a otras con el paso del tiempo. Rastreo de los cuatro principios El principio de inercia se remonta a Buridan y Oresme. Copérnico hace uso de él, sin hacerse problema, lo que induce a pensar que en su época era ya comúnmente aceptado. Descartes lo había enunciado ya con claridad. El segundo principio está en germen en los trabajos de Galileo sobre la caída de los cuerpos: una fuerza constante, el peso del cuerpo, produce una aceleración constante al producirse la caída. Al aumentar el peso (un cuerpo más pesado), la aceleración se mantiene la misma. Newton lo generalizó. El tercer principio, de acción y reacción, es original de Newton.

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La ley de atracción de los cuerpos, en parte generalización del segundo principio, había sido preparada por Kepler y enunciada antes por Hooke, quien sostuvo un pleito con Newton reclamando la prioridad. De todas formas, Newton la pulió y la integró en su mecánica de modo impecable (1). Vigencia Perenne de la Mecánica Newtoniana Aunque Einstein, en el siglo XX, encontró unas leyes más completas para la mecánica (la teoría de la Relatividad), las leyes de Newton siguen siendo verdaderas, válidas y muy usadas para distancias no muy grandes (digamos, para distancias del orden del tamaño del sistema solar) y para velocidades muy inferiores a la velocidad de la luz. Es decir, las leyes de Newton tienen su rango de aplicación, en el que siguen siendo muy usadas. Son también más sencillas que las de Einstein. Hoy día, la obra de Newton está perfectamente al alcance de un estudiante aplicado de Física o Ingeniería, que conozca ecuaciones diferenciales. Sin embargo, el descubrimiento de Newton fue algo muy difícil (aunque preparado por un ambiente). Cuando la velocidad de los cuerpos es mucho menor que la de la luz y las distancias no son muy grandes, las leyes de Einstein se convierten en las de Newton (su límite son las de Newton). Los Predecesores de Newton Newton dice que se ha "apoyado sobre los hombros de gigantes". y dice bien. Uno de esos gigantes es, indudablemente, Kepler, al que Newton conocía muy bien a través de la obra de un admirador inglés de Kepler llamado Jeremías Horrocks. Fue una buena suerte que Horrocks pudiese redactar las leyes de Kepler en una forma tal

(1) Jaki, The Savior..., pp. 48 y 90.

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que facilitaba el descubrimiento de la ley de la gravitación universal. Otro de los gigantes fue Galileo (2). Pero, en general, Newton tampoco hizo justicia a sus predecesores, y no dio muchas pistas para poder conocer los gigantes, sobre cuyos hombros se había levantado. Lo podemos comprender y disculpar, pero tenemos que hacerlo notar, en servicio a la verdad, para deshacer algunos mitos difundidos tendenciosamente sobre el nacimiento de la ciencia moderna.

(2) Jaki, The Savior..., p. 90