האיש שחשב על הכול

סר אייזק ניוטון היה אחד הפיזיקאים והמתמטיקאים הגדולים בהיסטוריה. הוא ניסח את חוק הכבידה האוניברסלי ואת חוקי המכניקה הקלאסית, היה מממציאי החשבון האינפיניטיסימלי, ופתר בעיות רבות בתחומי האופטיקה, האסטרונומיה, הקול ועוד. הוא השפיע עמוקות על צורת החשיבה המדעית, היה מאבות המהפכה המדעית וכתביו ממשיכים להשפיע על חיינו עד היום.

ניוטון נולד ב-25 בדצמבר 1642 בכפר קטן במזרח אנגליה, כמה חודשים אחרי מות אביו. אף על פי שנולד פג, הוא שרד. אמו התחתנה מחדש כשהיה בן 3 ואייזק הצעיר נשאר לגדול בבית סבתו. את לימודיו בבית הספר הוא סיים בהצטיינות, ולמרות מאמציה של אמו לכוון אותו לעיסוק בחקלאות, הלך ללמוד פילוסופיה ומדעים באוניברסיטת קיימברידג'.

כשסיים את לימודי התואר הראשון נסגרה האוניברסיטה עקב מגפה, וניוטון נשאר בביתו במשך שנתיים. בתקופה הזאת הוא החל לפתח את הענף המתמטי שייקרא לימים חשבון אינפיניטיסימלי (או חדו"א: חשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי) – התחום שמתאר את קצב השינוי של דברים. למשל קצב שינוי המקום שלי הוא המהירות שאני הולך בה. כמו כן הוא עשה אז ניסויים ראשונים באופטיקה.

ב-1666 שב ניוטון לאוניברסיטה והמשיך לפתח את מחקריו. באותה שנה כבר פרסם חיבור ראשון את עקרונות החשבון האינפיניטיסימלי. הוא השתמש בתחום לפתרון בעיות מתמטיות רבות ולחישובים בפיזיקה. כמו כן הוכיח משפטים במתמטיקה ובגיאומטריה שאיש לא הצליח להוכיח לפניו ופתר בעיות שנחשבו בלתי ניתנות לפתרון. בגיל 27 כבר מונה לפרופסור למתמטיקה באוניברסיטת שבה למד.

ברבות השנים נקלע ניוטון לוויכוח עם המתמטיקאי הגרמני גוטפריד וילהלם לייבניץ (Leibniz) בשאלה מי מהם פיתח ראשון את החשבון האינפיניטיסימלי. המחלוקת הסעירה את הקהילה המדעית, אך היסטוריונים סבורים כיום ששניהם הגיעו בנפרד פחות או יותר לאותן תובנות ופיתחו כלים דומים.

אור ותנועה
בראשית שנות ה-70 של המאה ה-17 התמקד ניוטון בעיקר באופטיקה. הוא הראה בין השאר שאור לבן מורכב מצבעים שונים ואף פיתח טלסקופ הפותר את בעיית השבירה של האור הלבן. כמו כן הוא פיתח את תחום האופטיקה הגיאומטרית והגה את התיאוריה הגורסת שהאור מורכב מחלקיקים. המחלוקת אם אור הוא גל או חלקיק יושבה רק כ-250 שנה מאוחר יותר, בעזרת מכניקת הקוונטים.

אחת מגולות הכותרת בעבודתו הייתה חקר התנועה של גופים. ב-1687 הוא פרסם בחיבורו "עקרונות מתמטיים של פילוסופיית הטבע" את שלושת חוקי התנועה האוניברסליים. החוק הראשון קובע שגוף שלא פועל עליו כוח (או שהכוחות הפועלים עליו מקזזים זה את זה) יתמיד במצב תנועתו (אם הוא לא נע - הוא ישאר דומם, ואם הוא נע במהירות קבועה הוא ימשיך בה). החוק השני קובע שמהירותו של גוף תשתנה רק אם יופעל עליו כוח, ובכיוון שאליו הופעל הכוח. על פי החוק השלישי, כאשר גוף מפעיל כוח על גוף אחר, הגוף האחר מפעיל עליו כוח בעוצמה זהה אך בכיוון הנגדי.

ניוטון ניסח גם את חוק הכבידה האוניברסלי. יש עדויות לכך שהוא הגיע לחוק הזה לאחר שראה תפוח נופל מעץ, ועל פי האגדה הרווחת התפוח נפל על ראשו. על פי חוק הכבידה, בין כל שני גופים בעלי מסה פועל כוח משיכה שעוצמתו גדלה בהתאם למסה שלהם וקטנה ביחס של ריבוע המרחק ביניהם. השילוב של חוקי התנועה וכוח הכבידה אפשר לניוטון להסברי שורה ארוכה של תופעות, החל בנפילת תפוח לקרקע, דרך תנועת הפגז של תותח, סיבוב הירח סביב כדור הארץ, גאות ושפל, וכלה בעובדה שאנשים באוסטרליה לא נופלים לשמים.

גדולתה של עבודתו הייתה שהיא לא רק הסבירה תופעות, אלא גם אפשרה לחשב ולחזות במדויק שלל אירועים ותופעות. ניוטון סיפק הסברים לתצפיות אסטרונומיות רבות, ויצר את הכלים לחישוב תופעות אסטרונומיות כמו מסלוליהם של שביטים וגרמי שמיים אחרים.

ניוטון היה נוצרי מאמין וסבר שגילוייו מאדירים את שמו של האל ומסבירים איך היקום פועל כמו מכונה. למעשה כל חישוביו וכל עבודתו היו בעיניו תיאור הבריאה, ועל כן חלק חשוב בפילוסופיה. חלק ניכר מכתביו עוסקים בנושאים דתיים ותיאולוגיים שאינם נוגעים כלל במה שמכונה כיום "מדע". אך מבחינתו לא היה מדובר בתחומים נפרדים. הוא גם עשה מפעם לפעם ניסויים בתחום האלכימיה, ונראה שבריאותו נפגעה מחשיפה לחומרים רעילים.

לצד עבודתו המדעית, היה ניוטון מעורב בתחומים נוספים. הוא היה חבר פרלמנט למשך שתי קדנציות קצרות, וכן שימש מנהל המטבעה המלכותית – תפקיד מרכזי מאוד בבריטניה של זמנו, שהכניס לו הון רב. כמו כן היה נשיא החברה המלכותית – הגוף המקביל לאקדמיות למדעים של ימינו. ניוטון לא התחתן מעולם וכנראה גם לא קיים קשרים של ממש עם נשים. בערוב ימיו התגורר בבית משפחתה של אחייניתו, שם מת בשנתו ב-20 במרץ 1727, בגיל 84.

ניוטון נחשב עד היום לאחד המדענים הגדולים בהיסטוריה. תרומתו לפיזיקה ולמתמטיקה קידמה את המהפכה המדעית ושינתה מן היסוד את האופן שבו אנו מבינים את העולם הסובב אותנו. דמותו הפכה מזוהה עם מצוינות מדעית והופיע באינספור סרטים, ספרים ומחזות. מעמדו התבטא בין השאר בהספד שכתב על קברו המשורר אלכסנדר פופ: 

NATURE and Nature’s Laws lay hid in Night:

God said, "Let Newton be!" and all was light.

הַטֶּבַע וְחֻקָּיו נָחוּ בְּחֶשְׁכַת שְׁחוֹר, וַיֹּאמֶר אֱלֹהִים: יְהִי נְיוּטוֹן – וַיְהִי אוֹר.