با شیوع طاعون خیارکی در سال 1665 آیزاک نیوتن در طول یک سال قرنطینه، مفاهیم مختلف فیزیک را جستجو کرد و کشفیات چشمگیری انجام داد.
به گزارش بیگ بنگ، ریاضیدان و فیزیکدان برجسته سر آیزاک نیوتن اکتشافات و ابداعات شگفت‌انگیزی را در طول زندگی‌اش انجام داد. او به خاطر کشفیاتش که دنیا را تغییر داد به عنوان یکی از تأثیرگذارترین افرادِ زمان خود شناخته شده است. نیوتن بیشتر به خاطر فرمولبندی قوانین حرکت و گرانش جهانی معروف شده است که او را به یک شخصیت کلیدی در انقلاب علمی تبدیل کرد.
اگرچه نیوتن نقش زیادی در رشته فیزیک ایفا کرده است، کشفیات برجسته و پیشگامانه‌ی او در دوران قرنطینه‌ی طاعون بزرگ ارائه شدند. در این دوران، او کشفیات برجسته‌ای را در رشته حسابان، حرکت، اپتیک و گرانش انجام داد.
آیزاک نیوتن برای یک سال کامل در قرنطینه باقی ماند که این یک سال بعداً به عنوان سال سرشار از شگفتی یا سالنامه فیزیک نیوتن نامیده شد. او یک سال کامل از عمر خود را به کشفیات علمی و قضیه‌های جدید اختصاص داد.
چشم‌اندازی عمیقتر به یک سالِ شگفت‌انگیز نیوتن
آیزاک نیوتن فقط 23 سال داشت که طاعون بزرگ لندن در این کشور فراگیر شد. او در آن زمان فقط یک دانشجو در کالج ترینیتی، کمبریج بود. از آنجایی که تمام ملت فاصله‌گذاری اجتماعی را رعایت می‌کردند، از دانشجویان کالج ترینیتی خواسته شد به خانه بروند تا از شیوع طاعون جلوگیری کنند.
به دلیل اینکه “طاعون خیارکی” بزرگ یکی از بدترین بیماری‌های مسری در تاریخ انگلیس بود، نیوتن مجبور شد دو بازدید طولانی دیگر به وول استورپ داشته باشد تا از آلوده شدن جلوگیری کند. وقتی نیوتن از چشمان اساتید خود دور بود، مغزش همچنان در حال تلاش بود. هدف اصلی او در حین قرنطینه این بود که ذهنش را درگیرِ کار کند. در دوران قرنطینه، نیوتن به نظریاتی دست یافت که دنیای علم را تغییر داد.
وی گفته: «در آن روزها، من بیش از هر زمان دیگری مشغول اختراعات بودم و به ریاضیات و فلسفه می‌پرداختم.» او همچنین تأکید کرد که این غیبت‌های اجباری از لحاظ ذهنی برای زندگی‌اش مثمرثمر بودند. نیوتن بیان کرد که ذهنش را آزادانه رها کرده و مجبور نبود طبق برنامه‌های درسی دانشگاهش عمل کند، در نتیجه توانست هر نوع تحقیقاتی را انجام دهد. نیوتن در دوران قرنطینه تصمیم گرفت رشته‌های اپتیک، حسابان، قوانین حرکت و گرانش را مطالعه کند.
آزمایشات نیوتن با منشور
یکی از اولین چیزهایی که نیوتن بر روی آن کار کرد درک بهترِ خواص نور بود. او در ابتدا یک منشور تهیه کرد که غالباً در دهه 1660 به عنوان یک چیز نو و تازه فروخته می‌شد. او سوراخ‌های کوچکی را در پشت درِ اتاقش ایجاد کرد و منشور را در موقعیتی قرار داد که فقط یک نوار باریک از نور بتواند از آن عبور کند. این آزمایش نشان داد که نور سفید از هفت رنگ مختلف تشکیل شده که با چشم غیرمسلح قابل رویت است. این پدیده‌ها به نیوتن کمک کردند تا طرح اولیه‌ی تلسکوپ نیوتنی را توسعه دهد.
پیشرفت‌های نیوتن در ریاضیات
نیوتن که از آزمایشات اپتیک با منشورها فاصله گرفته بود تصمیم گرفت بر روی مسائل ریاضیاتی که در کمبریج با آنها مواجه شده بود کار کند. او بعداً یک رشته جدید از ریاضیات را توسعه داد که امروزه حسابان نامیده می‌شود. اگرچه مشخص نیست که چه کسی اول به ایدۀ حسابان رسید – آیزاک نیوتن یا گوتفرید لایب‌نیتس – حدس می‌زنیم که هر دوی آنها به طور مستقل در دهه 1660 به این ایده رسیدند. حسابان نیوتن شامل مفاهیم ریاضیاتی منحصربفردی بود که غالباً آن را به شکل هندسی و بر اساس مقادیر محدود کنندۀ نسبت‌های کوچک به کار بود.
قوانین حرکت و گرانش جهانی
نیوتن در دوران قرنطینه عمدتاً دربارۀ نحوه کارکرد جهان نیز فکر می‌کرد. در دوران قرنطینه بود که رویداد معروف سیب رخ داد. نیوتن همچنان که از پنجرۀ اتاقش به باغ خیره شده بود یک سیب را دید که از روی درخت به پایین افتاد و این سوال برایش مطرح شد که چرا مستقیماً به روی زمین می‌افتد. او در حالی که مشغول بررسی این پدیده بود به مفهوم گرانش پی برد. او همچنین مشاهده کرد که همه چیز در دنیا به طرف همه چیز جذب می‌شود.
“جان کاندیت”، دستیار نیوتن و همسر خواهرزاده‌اش این رویداد را به صورت زیر توصیف کردند: «… در حالی که نیوتن مشغول تماشای یک باغ بود، به این ایده رسید که قدرت گرانش زمین (که باعث شد یک سیب از درخت به زمین بیفتد) محدود به یک فاصله‌ی معین از زمین نیست بلکه باید بسیار دورتر از آن چیزی که معمولاً تصور می‌شد باشد. او به خودش گفت که چرا نباید این قدرت گرانش تا ماه نیز امتداد داشته باشد؟ …»
او پس از کشف مفهوم گرانش به فرمول‌های ریاضیاتی برای قوانین حرکت رسید که رابطه‌ی بین بدن و نیروهای خارجی بر روی آن را توضیح می‌داد. او پس از سپری کردن یک سال در قرنطینه سه مقاله را در زمینه‌ی اپتیک، حسابان و پدیده‌های علمی دیگر نوشت و منتشر کرد. او از این دوران نهایت استفاده را برد تا گام‌های بلندی در دنیای علم بردارد.
نیوتن باید الهامبخش تمام دانشجویانی باشد که در حال حاضر از دنیای دانشگاه دور شده‌اند. آنها باید یاد بگیرند که از این زمان برای تمرکز بر خودشان و تقویت مهارت‌های خود در حیطه‌های مورد علاقه‌شان استفاده کنند و حتی دربارۀ موضوعاتِ بررسی نشده تحقیق کنند تا دانش ما را گسترش دهند.
منبع: سایت علمی بیگ بنگ