Merry Christm…ehm Newtonmas!

Oggi, 25 dicembre, si celebra, oltre al Natale, anche l’anniversario di nascita di Sir Isaac Newton, uno dei più celebri matematici e fisici del Seicento inglese. Ho deciso di rendergli omaggio parlando di tre scoperte che hanno cambiato la scienza, anche se sceglierne così poche è stato molto difficile.

1. I principi della dinamica

Pubblicati nei Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, costituiscono la base della dinamica classica e descrivono il moto dei corpi mettendolo in relazione con le cause che lo modificano. In termini moderni, il primo principio (noto come principio di inerzia) asserisce che “un corpo permane in quiete o in stato di moto rettilineo uniforme finché una forza non agisce su di esso”. Il secondo, invece, stabilisce che l’accelerazione che un corpo ha è direttamente proporzionale alla forza risultante che agisce su di esso e inversamente proporzionale alla sua massa; ovvero che esiste un legame semplice tra forza, massa e accelerazione. Il terzo, noto come principio di azione e reazione, afferma che, quando due corpi interagiscono, la forza che il primo esercita sul secondo è uguale e opposta alla forza che il secondo esercita sul primo, cioè che ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria.

2. La legge di gravitazione universale

Secondo la tradizione, Newton cominciò a porsi il problema del perché una mela potesse cadere sulla Terra mentre la Luna no dopo essere stato colpito da uno di questi frutti mentre riposava sotto un albero nella sua tenuta. In realtà, questa leggenda è un falso, anche se non del tutto: ad ispirare il fisico fu veramente la caduta di un pomo, ma sul suolo che si vedeva da una finestra della sua proprietà. In termini moderni, questa legge dice che, prese due masse puntiformi, ciascuna di esse attrae l’altra con una forza diretta lungo la linea che unisce le due masse e che ha intensità direttamente proporzionale al prodotto delle due e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. Questo enunciato è alla base, ad esempio, dell’interazione fra Terra e Sole.

3. Contributi alla matematica

A Newton però non vanno riconosciuti solo meriti fisici. Infatti, con il suo metodo delle flussioni e delle serie infinite, egli apportò significative novità all’analisi matematica. Egli chiamava fluenti le grandezze, considerate come variabili rispetto al tempo, e flussioni i loro tassi di variazione. Il problema chiave diventava quindi quello di capire che legame c’era tra questi e di invertirlo. Tale questione aprì la strada del calcolo differenziale e integrale ai matematici successivi. Al fisico inglese si devono anche metodi numerici che sono applicati ancora oggi per calcolare approssimazioni per numeri irrazionali e anche la scoperta di relazioni algebriche utili sia in altri ambiti matematici sia per teorie fisiche successive.

A cura di Marco Ravenna, il Pesce Chirurgo

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