Sir Isaac Newton (1642-1727) - Biografía

Sir Isaac Newton

Casi todo el mundo conoce en mayor o menor grado el nombre y la reputación de Isaac Newton (1642-1727), ya que su fama universal como descubridor de la ley de la gravitación se ha mantenido incólume a lo largo de los dos siglos y medio transcurridos desde su muerte. Es menos conocido, sin embargo, que en la inmensidad de sus amplísimos logros creó virtualmente la física moderna y, en consecuencia, ha ejercido en esa faceta de la civilización más influencia que el auge o el declive de las naciones. Quienes han estado en posición de juzgarle han sido unánimes al considerarle uno de los pocos intelectos supremos que la raza humana ha producido.

Newton nació en el seno de una familia campesina, en la aldea de Woolsthorpe, al norte de Inglaterra. Se sabe poco de sus primeros años, y su vida de estudiante en Cambridge no parece haber sido especialmente destacable. En 1665 una epidemia obligó a las universidades a cerrar sus puertas y Newton regresó a su casa, donde permaneció hasta 1667. Allí, en dos años de bucólica soledad, entre los 22 y los 24 años de edad, su genio creador se desbordó en un caudaloso flujo de descubrimientos sin comparación en la historia del pensamiento humano: la serie del binomio para exponentes negativos y fraccionarios, el cálculo diferencial e integral; la gravitación universal como clave del sistema solar; la resolución de la luz solar en el espectro visual por medio de un prisma, con sus implicaciones en la comprensión de los colores del arco iris y de la naturaleza de la luz en general. En su vejez recordaba así ese período milagroso de su juventud: «En aquellos días yo estaba en la flor de la edad para la invención y pensaba en las matemáticas y en la [o sea, en la ciencia] más que en cualquier época posterior».

Newton fue muy reservado e introvertido y, en su mayor parte, guardó para sí sus hallazgos. No tenía interés en publicar, y la mayoría de sus obras más importantes hubieron de serie arrancadas por sus amigos a base de halagos y tenacidad. No obstante, su capacidad inigualable era tan evidente a los ojos de su maestro, Isaac Barrow, que en 1669 este último dejó su plaza a su alumno (algo inaudito en la vida académica), y Newton se estableció en Cambridge durante los veintisiete años siguientes. A decir verdad, sus descubrimientos matemáticos jamás fueron publicados de forma conexa; se fueron conociendo de modo parcial casi por accidente, a través de conversaciones o réplicas a cuestiones que se le planteaban por correspondencia. Parece haber considerado sus matemáticas más que nada como un instrumento eficaz para el estudio de problemas científicos pero, comparativamente, de escaso interés en sí mismas. Simultáneamente Leibniz, en Alemania, había inventado también el cálculo independientemente, y por su activa correspondencia con los Bernoulli y la obra posterior de Euler, el liderazgo en el nuevo análisis pasó al continente, donde permanecería 200 años.

Se sabe poco de la vida de Newton en Cambridge en los primeros años como profesor, pero ciertamente la óptica y la construcción de telescopios figuraban entre sus principales intereses. Experimentó muchas técnicas de esmerilado de lentes (usando herramientas que él mismo hacía), y hacia 1670 construyó el primer telescopio de reflexión, el ancestro primitivo de los grandes instrumentos utilizados hoy en Monte Palomar y en todo el mundo. La pertinencia y sencillez de su análisis con prismas de la luz solar ha marcado para siempre esta obra temprana como uno de los clásicos intemporales de la ciencia experimental. Mas eso fue sólo el comienzo, ya que volvió una y otra vez a penetrar en los misterios de la luz y todos sus esfuerzos en esta dirección continuaron poniendo de manifiesto un genio experimental de primera magnitud. Publicó algunos de sus descubrimientos, pero fueron acogidos con tal estupidez por los científicos de relieve de ese momento que se retiró a su torre de marfil con renovada decisión de trabajar desde entonces para su exclusiva satisfacción. Veinte años más tarde se confesaba a Leibniz con estas palabras: «En cuanto al fenómeno del color.., creo haber descubierto la explicación más segura, pero me resisto a publicar libros por temor a las controversias y disputas que los ignorantes lanzarían contra mí».

A finales de los 1670, Newton entró en uno de sus períodos de hastío respecto de las ciencias y encauzó sus energías hacia otros campos. Hasta entonces no había publicado nada todavía sobre dinámica o gravitación y los muchos hallazgos que ya había realizado permanecían relegados al olvido en su escritorio. Finalmente, sin embargo, a instancias del astrónomo Edmund Halley (descubridor del cometa Halley), dedicó su atención de nuevo a esas materias y comenzó a escribir su máxima obra, los Principia.

Todo parece haber comenzado en 1684 con tres hombres enfrascados en una profunda conversación en una taberna de Londres: Halley y sus amigos Christopher Wren y Robert Hooke. Reflexionando acerca de la tercera ley de Kepler del movimiento de los planetas, Halley había llegado a la conclusión de que la fuerza gravitacional que mantenía a los planetas en sus órbitas era inversamente proporcional quizá al cuadrado de la distancia al sol. Sin embargo, era incapaz de hacer nada más con esa idea que formularla como conjetura. Como el propio Halley escribió más tarde (en 1686):

Me encontré con Sir Christopher Wren y Mr. Hooke, y conversando sobre ello, Mr. Hooke afirmó que todas las leyes de los movimientos celestes debían fundarse sobre ese principio, y que él mismo lo había hecho. Yo confesé el fracaso de mis intentos; y Sir Christopher, para animar la investigación, dijo que nos daría dos meses de plazo para que Mr. Hooke o yo le expusiéramos una demostración convincente de ese hecho y, aparte del honor, aquel de nosotros que lo lograra recibiría un obsequio de 40 chelines. Mr. Hooke dijo que ya la tenía, pero que la ocultaría durante algún tiempo, con el fin de que los demás, tras probar y fracasar, la apreciaran en su justo valor cuando la hiciera pública.

Parece claro que Halley y Wren consideraron las afirmaciones de Hooke como simples baladronadas. Unos meses después, Hooke tuvo ocasión de visitar a Newton en Cambridge y le planteó la cuestión: «¿Cuál sería la curva descrita por los planetas en el supuesto de que la gravedad disminuya como el cuadrado de la distancia?». A lo que Newton respondió inmediatamente: «Una elipse». Estupefacto de alegría y de asombro, Halley le preguntó por qué lo sabía. «¿Por qué?», dijo Newton, «lo he calculado». No intuido o adivinado o conjeturado, sino calculado. Halley quiso ver los cálculos pero Newton no encontró los papeles. Es interesante especular sobre las emociones de Halley al ser consciente de que el antiguo problema de cómo funciona el sistema solar había sido resuelto por fin, pero que la persona que lo había resuelto no se había molestado en comunicarlo a nadie y había perdido sus apuntes. Newton prometió escribir los teoremas y sus demostraciones de nuevo y enviárselos a Halley, y así lo hizo. En el transcurso del cumplimiento de su promesa, renació su interés por el tema, se dedicó a él y amplió enormemente el alcance de sus investigaciones.

En sus esfuerzos científicos, Newton parecía un volcán en activo, con largos períodos de quietud salpicados por erupciones masivas de actividad casi sobrehumana. Los Principia fueron escritos en dieciocho increíbles meses de total concentración, y cuando se publicaron en 1687 fueron inmediatamente reconocidos como una de las realizaciones supremas de la mente humana. Está universalmente considerada aún hoy como la mayor contribución individual a la ciencia. En esa obra estableció los principios fundamentales de la mecánica teórica y de la dinámica de fluidos: dio el primer tratamiento matemático del movimiento ondulatorio: dedujo las leyes de Kepler de la ley gravitacional del cuadrado inverso, y explicó las órbitas de los cometas: calculó las masas de la tierra, el sol y los planetas con satélites; explicó la forma achatada de la tierra y la utilizó para dar cuenta de la precesión de los equinoccios, y fundó la teoría de las mareas. Estos no son sino algunos de los esplendores de esa prodigiosa obra. Los Principia ha sido siempre una obra de lectura ardua, porque el estilo posee una calidad inhumana de gélido distanciamiento, que quizá realza la grandeza del tema. Además, las matemáticas, densamente presentadas, consisten casi por completo en geometría clásica, poco cultivada entonces y mucho menos ahora. En su dinámica y mecánica celeste. Newton alcanzó la meta hacia la que Copérnico, Kepler y Galileo habían pavimentado el camino. Su victoria fue tan completa que el trabajo de los científicos más destacados en esos campos fueron, durante los siguientes dos siglos, poco más que notas a pie de página a su síntesis colosal. Conviene recordar también que la ciencia de la espectroscopia, responsable más que ninguna otra de la ampliación del conocimiento astronómico más allá de los confines del sistema solar, tuvo su origen en el análisis espectral que Newton efectuó de la luz solar.

Tras el poderoso resurgir de su genio en la creación de los Principia, Newton se volvió a alejar de la ciencia. No obstante, en una famosa carta a Bentley en 1692, comenta la primera especulación sólida de cómo puede haberse desarrollado el universo de estrellas a partir de una informe nube de polvo cósmico:

Creo que si la materia de nuestro sol y nuestros planetas y la materia toda del universo fue uniformemente dispersada por todo el cielo, y toda partícula tiene una gravedad innata hacia todo el resto...algo de ella pudo reunirse en una masa y otra porción en otra, y así hasta formar un número infinito de grandes masas dispersas a grandes distancias unas de las otras por el espacio infinito. Y así pudieron quizá formarse el sol y las estrellas fijas, supuesto que la materia fuera de naturaleza lúcida.

Ese fue el comienzo de la cosmología científica, conducida después, a través de las ideas de Thomas Wright, Kant, Herschel, y sus sucesores, a la elaborada y convincente teoría de la naturaleza y origen del universo ofrecida por la astronomía del siglo XX.

En 1693 Newton sufrió una seria enfermedad mental acompañada de delirios, profunda melancolía y manía persecutoria. Se quejaba de no poder conciliar el sueño y decía que le faltaba su «anterior consistencia mental». Injurió con salvajes acusaciones en impactantes escritos a sus amigos Samuel Pepys y John Locke. Pepys fue informado de que su amistad había terminado y de que Newton no le yerra nunca más; Locke fue acusado de querer enmarañarle con mujeres y de ser un «Hobbista» (seguidor de Hobbes, es decir, ateo y materialista) Ambos temieron por la salud de Newton. Le respondieron con tacto exquisito y generosa humanidad, y la crisis pasó.

En 1696 Newton dejó Cambridge y marchó a Londres como Director de la Casa de la Moneda, y durante el resto de su vida hizo algo de vida de sociedad e incluso comenzó a saborear su posición única en el pináculo de la fama Científica. Estos cambios en sus intereses y entorno no disminuyeron en nada su poder intelectual sin rival. Por ejemplo, un atardecer, al final de una dura jornada de trabajo en la Casa de la Moneda, se enteró de un problema, hoy célebre, planteado por el científico suizo John Bernoulli como reto «a los más agudos matemáticos del mundo». El problema era el siguiente: Supongamos que se clavan al azar dos clavos en una pared y se conectan con un hilo en forma de curva. ¿Cuál es la forma del hilo que hará mínimo el tiempo empleado por un abalorio que desliza desde el punto superior hasta el interior sin rozamiento a lo largo de él? Es el problema de la braquistócrona («tiempo mínimo») de Bernoulli. Newton lo reconoció inmediatamente como un reto de los matemáticos continentales dirigido a él y, a pesar de estar alejado del hábito del pensamiento científico, hizo acopio de todos sus recursos y lo resolvió ese mismo día antes de acostarse. Su solución se publicó anónima, pero en cuanto Bernoulli la vio, comento con ironía: «Reconozco al león por sus garras».

De mucha mayor trascendencia para la ciencia fue la publicación de su Opticks en 1704. En este libro recopiló y extendió sus investigaciones anteriores sobre la luz y el color. Como apéndice añadió sus famosas «Queries» (cuestiones), especulaciones más allá de su comprensión cara al futuro. En parte están relacionadas con su imperecedera preocupación por la química (o alquimia, como se llamaba entonces). Formuló muchas conclusiones tentativas pero extremadamente cuidadosas, siempre basadas en la experimentación, acerca de la posible naturaleza de la materia; y aunque la verificación de sus especulaciones sobre los átomos (e incluso sobre los núcleos) habría de esperar al refinado trabajo experimental de finales del siglo XIX y comienzos del XX, las líneas principales de sus ideas resultaron ser correctas. Así, en este terreno como en tantos otros, sobrepasó ampliamente, por el alcance prodigioso y la precisión de su imaginación científica, no ya sólo a sus contemporáneos, sino a muchas generaciones de sus sucesores. Añadiremos dos observaciones sorprendentes de las Cuestiones 1 y 30, respectivamente: «¿No actúan los cuerpos a distancia sobre la luz y curvan sus rayos por esa acción?» y «¿No son los cuerpos masivos y la luz convertibles entre sí?». Parece claro, todo lo claro que las palabras pueden ser, que Newton estaba conjeturando ahí la curvatura gravitacional de la luz y la equivalencia entre masa y energía, consecuencias de la teoría de la relatividad. El primer fenómeno fue observado durante el eclipse total de sol de mayo de 1919, mientras se sabe hoy que el segundo subyace a la energía generada por el sol y las estrellas. En otras ocasiones da la impresión de saber, por alguna misteriosa intuición, mucho más de cuanto quería o podía justificar, como en esta críptica afirmación en carta dirigida a un amigo: «Es evidente para mi por la fuente de donde lo infiero pero no pretendo demostrarlo para los demás» Cualquiera que haya podido ser la naturaleza de esa «fuente», él se basaba en su extraordinario poder de concentración. Preguntado sobre cómo realizaba sus descubrimientos, respondió: «Mantengo el asunto continuamente ante mi y espero a que los primeros rayos del amanecer se abran poco a poco hacia una completa claridad». Esto parece muy sencillo, pero todo el que tenga experiencia científica o matemática sabe lo difícil que resulta mantener un problema de forma continua en la mente durante más de unos segundos o a lo sumo minutos. La atención raquea, el problema se desvanece una y otra vez, y ha de ser vuelto a escena mediante un esfuerzo de voluntad. A juzgar por lo que afirman los testigos, Newton parece haber sido capaz de sostener su concentración, casi sin esfuerzo, sobre sin problemas durante horas, días y semanas, en un estado permanente de presión mental apenas interrumpido por la necesidad ocasional de alimentarse o dormir.

En 1695 Newton recibió una carta de su amigo John Wallis, matemático de Oxford, que contenía noticias que habrían de cubrir de espesos nubarrones el resto de su vida. Escribiendo con respecto a los primeros hallazgos mate- máticos de Newton, Wallis le daba cuenta de que en Holanda «tus conceptos» son conocidos como «Calculus Differentialis de Leibniz», y urgía a Newton a emprender los pasos pertinentes para defender su reputación. En ese tiempo, la relación entre Newton y Leibniz era aún cordial y de respeto mutuo. Sin embargo, la carta de Wallis pronto enturbió la atmósfera e inició la más prolongada, agria y dañina de las disputas científicas: la famosa (o infame) controversia Newton-Leibniz sobre la prioridad en la invención del cálculo.

Hoy se sabe a ciencia cierta que cada uno de ellos desarrolló su propia versión del cálculo independientemente del otro, que Newton se adelantó en unos ocho o diez años pero no publicó sus ideas, y que los artículos de Leibniz de 1684 y 1686 fueron las primeras publicaciones al respecto. Ahora bien, lo que en la actualidad se percibe como meros hechos no estaba tan claro en aquel entonces. Retumbaron durante años los ecos ominosos de aquella carta de Wallis:

Lo que comenzó con ligeras insinuaciones escaló con rapidez hacia graves acusaciones de plagio por ambos lados. Encorajinado por seguidores ansiosos de labrarse una reputación bajo sus auspicios, Newton permitió verse colocado en el centro de la refriega; y una vez que su temperamento se caldeó por las acusaciones de falta de honestidad, su rabia no conoció límites. La conducta de Leibniz en la controversia no fue loable, ciertamente, pero queda empalidecida por la de Newton. Aunque nunca apareció en público, fue él quien redactó la mayor parte de las notas que salían en su defensa, publicándolas bajo los nombres de sus jóvenes discípulos, quienes en ningún momento objetaron. Como Presidente de la Royal Society, nombró un comité «imparcial» para investigar el asunto, escribió en secreto el informe que luego publicó oficialmente esa entidad [en 1712] y lo censó anónimamente par las Philosophical Transactions. Ni tan siquiera la muerte de Leibniz aplacó su ira, y continuó persiguiendo a su enemigo más allá de la tumba. La batalla con Leibniz, la irrefrenable necesidad de borrar la acusación de deshonestidad, dominaron los últimos veinticinco años de su existencia. Casi cualquier escrito sobre cualquier tema en esa época era susceptible de interrupción mediante un furioso párrafo contra el filósofo alemán, pues blandía los instrumentos de su furia con mayor acritud si cabe.

Todo esto ya era de por sí bastante nefasto, pero el efecto desastroso que tuvo sobre la ciencia y las matemáticas británicas fue todavía más serio. Utilizar los métodos geométricos de Newton y sus farragosas notaciones de cálculo, así como no mirar más allá de las narices en cuanto tuviese relación con el trabajo creador que se hacía en el continente, se convirtió en una cuestión de lealtad patriótica. Sin embargo, los métodos analíticos de Leibniz demostraron ser más útiles y efectivos, y fueron sus seguidores quienes culminaron el período más enriquecedor de la historia de las matemáticas. Para los británicos, la obra de los Bemoulli, Euler, Lagrange, Laplace, Gauss y Riemann fue como un libro cerrado, y los matemáticos ingleses se sumieron en un coma de impotencia e irrelevancia que se prolongó a lo largo de los siglos XVIII y XIX casi por completo.

Se ha descrito y juzgado a Newton frecuentemente como el último racionalista, como la encarnación de la Era de la Razón. Su imagen convencional es la de un profesor absorto, ilustre pero deslucido. Pero nada más lejos de la realidad. No es este el lugar para intentar analizar sus llamaradas de furia psicótica, o sus monstruosos deseos de venganza, que ni la desaparición de sus enemigos logró extinguir, continuando en plena efervescencia hasta el final de su propia vida; o los cincuenta y ocho pecados que recogía en su confesión escrita de 1662; o su encogida y reservada inseguridad; o sus peculiares relaciones con las mujeres, en especial con su madre, de quien pensaba que le había abandonado a los tres años de edad. ¿Y qué decir de los montones de manuscritos sin publicar (¡millones de palabras y miles de horas de reflexión!) que son fiel reflejo de estudios secretos, a lo largo de toda su vida, de cronología antigua, de la primitiva doctrina cristiana, y de las profecías de Daniel y de San Juan? El ansia de saber de Newton tenía poco que ver con el atildado racionalismo del siglo XVIII. Bien al contrario, era una forma de autodefensa desesperada contra las fuerzas del obscurantismo, cuya presión sentía en derredor. Como científico y matemático, fue un genio colosal cuyo impacto sobre el mundo cualquiera puede percibir. Como hombre, empero, fue tan extraño en todas sus facetas que difícilmente puede ser comprendido por la gente normal. Es tal vez más acertado pensar en él en términos medievales, como un místico intuitivo, solitario, consagrado, para quien la ciencia y las matemáticas fueron instrumentos para escudriñar el enigma del universo.

Tomado de Simmons, "Ecuaciones diferenciales parciales", McGrawHill, Segunda edición.

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