Historias de la ciencia: Isaac Newton (II)

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El annus mirabilis de Newton fue 1666, el año en el que concibió el cálculo infinitesimal y la ley de gravitación universal. Sin embargo, su obra maestra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica se publicó en 1687, unos veinte años más tarde. ¿Por qué tardó tanto en publicar su logro? La causa no fue el ostracismo del autor. Los historiadores achacan el retraso a las dificultades de Newton en 1667 para demostrar la validez de su ley de la gravitación universal [1].

Newton siempre afirmó que concibió la gravitación universal antes de 1667 y que en dicha época ya había realizado los cálculos que se publicaron en los Principia. Sin embargo, muchos historiadores dudan de que Newton calculara que la aceleración de la gravedad en la superficie de la Luna es 1/3600 veces más pequeña que en la Tierra antes de 1671. Ese año el astrónomo francés Jean Picard (1620–1682) calculó de forma fiable el radio de la Tierra [2].

Todo parece indicar que Newton gestó la gravitación universal alrededor de 1680 y que en 1684 ya la había completado [3]. La correspondencia que se conserva entre Newton y Robert Hooke (1635–1703) entre 1679 y 1680 indica que aún no había dado el salto conceptual de concebir la gravedad como una ley universal, aplicable tanto a la caída de una manzana como a la caída de la Luna hacia la Tierra. Se duda de que antes de 1680 Newton hubiera deducido a partir de la tercera ley de Kepler que la fuerza de la gravedad es proporcional a la inverso del cuadrado de la distancia, ni que hubiera concebido el concepto de fuerza centrípeta.

¿Influyó Hooke en las ideas de Newton? Él siempre afirmó que no, que sus ideas y descubrimientos eran anteriores a 1679. Pero no se ha conservado ningún documento manuscrito que lo atestigue. Lo poco que se ha conservado implica serias dudas al respecto. ¿Y por qué Newton no publicó sus ideas alrededor de 1680? Parece que mantuvo ocultos en su escritorio estos trabajos hasta que Edmond Halley (c. 1687–1656) le pinchó en agosto de 1684. En octubre de 1684 Newton envió a Halley un resumen de los principios de su teoría de la gravedad (De Motu Corporum en Gyrum, en español Sobre el movimiento de los cuerpos en órbita). Dicho trabajo enuncia, pero no demuestra, todos los teoremas que presenta. Se conserva una carta que envió a Halley en la que confiesa que no demostró los teoremas sobre la gravedad de un casquete esférico hasta 1685; este resultado, que la gravedad fuera de un casquete esférico de cierta masa es igual a la producida si dicha masa se concentra en su centro, aparece en los Principia en 1687.

Los Principia de Newton son una obra colosal. Juan Meléndez Sánchez, físico de la Universidad Carlos III de Madrid, nos cuenta en su libro De Tales a Newton: Ciencia para personas inteligentes, Ellago Ediciones (2013), que “si Newton hubiera publicado poco a poco sus resultados se habría expuesto sin duda a un debate feroz. Cuando por fin se decidió a hacerlo, espoleado por Halley, fue cuando tenía ya la impresionante masa de resultados que presentó en los Principia, y tal masa desactivó en buena medida a los críticos. Newton resolvió casi todos los problemas abiertos por aquel entonces en las ciencias físicas. Científicos y filósofos tuvieron que aceptar que, si esa era la recompensa por aceptar la acción a distancia, habría que aceptarla”.

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La marquesa

Los Principia Mathematica de Newton encontraron bastante resistencia en la vieja escuela científica del continente europeo, que no quería aceptar la misteriosa acción a distancia de la ley de la gravitación universal. La marquesa de Châtelet (1706–1749), cuyo nombre completo era Gabrielle Émilie Le Tonnelier de Breteuil, se propuso traducir al francés los Principia. Una empresa ambiciosa para la cual estaba muy bien preparada, gracias a sus excelentes conocimientos de latín y geometría. Con ello esperaba familiarizar a sus compatriotas científicos con la obra del gran genio inglés [4].

Embarazada a sus 42 años de edad sabía que no podría sobrevivir al parto. Por ello se concentró en la traducción día y noche. Cuentan que no solía dormir más de dos horas al día. En agosto de 1749, la marquesa dio a luz una niña, contrajo una fiebre puerperal y murió el 10 de septiembre. Ese mismo día, por la mañana, Émilie había terminado la traducción de los Principia.

La versión en francés de los Principia fue publicada como obra póstuma en 1759 y es, hasta la fecha, la única traducción aceptada en ese idioma. Sirvió de fuente de inspiración para los físicos y matemáticos franceses de la segunda mitad del siglo XVIII. La edición original está precedida de un prefacio del gran literato francés Voltaire (amante de la marquesa) que empieza así: “Esta traducción, que los más sabios hombres de Francia deberían haber hecho y los demás tienen que estudiar, una mujer la emprendió y la concluyó para asombro y gloria de su país”. Y termina diciendo: “Así como debemos maravillarnos de que una mujer haya sido capaz de una empresa que demandaba tantas luces y un trabajo tan obstinado, así debemos lamentar su pérdida prematura”.

Émilie nació el 17 de diciembre de 1706, recibió clases de matemáticas y física, y fue casada por su padre con el Marqués du Châtelet, en 1725. El marqués pasaba largas temporadas en el frente de batalla, mientras su esposa disfrutaba en la Corte de Versalles. En 1733, mientras la marquesa du Châtelet tomaba clases de matemáticas con Pierre Louis Maupertuis (1698–1759), sabio renombrado y galán de la corte de Versalles, se reencontró con Voltaire, al que conoció de niña. Tras una estancia de 3 años en Inglaterra, Voltaire había asistido al funeral de Newton. Voltaire, que no entendía de matemáticas, se propuso divulgar los Principia en Francia con la ayuda de sus amigos científicos y en contra de los cartesianos de la vieja guardia.

Voltaire publicó sin permiso oficial la versión en francés de sus Cartas inglesas en 1734. Bajo orden de arresto, Émilie le ofreció refugio en el castillo que su esposo poseía en Cirey, en la provincia de Lorena, en el norte de Francia; allí podría huir hacia Inglaterra en caso necesario. Además, el marqués du Châtelet, no tenía inconveniente en compartir su residencia con tan distinguido amigo de su esposa. Allí Voltaire escribió los Elementos de la filosofía de Newton con el propósito de divulgar la nueva ciencia en Francia; la obra fue publicada bajo su nombre, pero en el prefacio reconocía que había sido escrita en colaboración con la marquesa du Châtelet, a quien llamaba Madame Newton-Pompon.

La traducción de Émilie de los Principia incluye un apéndice, escrito en colaboración con el matemático Alexis C. Clairaut (1713–1765), uno de sus tutores científicos, en el que atacaba diversos problemas de física, como la forma de los cuerpos rotantes, el origen de las mareas y la refracción de la luz. La traducción de los Principia al francés fue clave para la propagación de las ideas de Newton en todo el viejo continente. En Francia, la física de Newton fue reescrita en el lenguaje del cálculo diferencial, que culminó en la magistral Mecánica analítica de Lagrange y la Mecánica celeste de su discípulo Laplace.

Por cierto, la marquesa también escribió obras científicas propias como Disertación sobre la naturaleza y la propagación del fuego (1739), Instituciones de Física (1740) y su famoso Discurso sobre la Felicidad (1779).

Quizás te preguntes si fue Voltaire quien dejó embarazada a Émilie. Pues resulta que no fue él. Voltaire se enamoró de una sobrina suya que acababa de quedarse viuda en plena juventud y se mudó a París. Su relación con Émilie pasó por una grave crisis. Ella decidió trasladarse a Lorena, donde volvió a enamorarse, quizás por despecho, de un mediocre galán de corte, un tal Saint-Lambert. Su nuevo amor fue quien propició la tragedia: quedó encinta a los cuarenta y dos años.

14 Comentarios

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Juan Francisco

Estimado Sr Villatoro:
Magnífica entrada como las que usted siempre escribe (aunque yo en muchas de ellas me pierdo).
La aceleración de la gravedad en la Luna es 1/6 de la Tierra y no 1/3600 según recuerdo de los cálculos que hacemos en clase.
Aprovecho para felicitarle también por los podcast que hace.
Un saludo afectuoso
Juan Francisco

danieldaniel

La aceleración en la Luna es seis veces más pequeña que en la Tierra, entiendo que así es como tenía que estar redactado.

danieldaniel

O lo que es lo mismo, la aceleración de la gravedad en la superficie de la Luna es 1/16 veces más pequeña que en la Tierra.

MarcoMarco

Gracias por el post, me ha encantado su lectura. ¿Hay parte (I)? ¿o la parte (I) no es de Newton?

Recomiendo la biografía escrita por Westfall “Never at Rest”, lástima que no haya traducción al español (que yo sepa).

JUANMAJUANMA

Gracias Francis . Siempre queda coja la Ciencia sin la historia que hay detra’s.

wachovskywachovsky

21 años tardó Newton, de 1666 a 1687 y 23 años tardó Maxwell de 1850 a 1873.
Si Stephen Hawking tuviera en ciernes la 4ta Unificación que es como la 1ra newtoniana (una unificación de teorías y no de fuerzas como son los casos Maxwell y el cuarteto de la electrodébil) tendríamos TGR unificada con gravedad cuántica en 2035. Solo faltarían unos 19 añitos para poder avanzar luego a GUT y espacio-tiempo cuánticos ¿la carga eléctrica vía monopolos, Kaluza-Klein o Calabi-Yau antes en 2020-23? Oj allah (es grande).

Pedro Mascarós

Voltaire pensaba erróneamente que Newton era un hombre racional y ateo, y que en cambio, el gran Leibniz, era teísta…justo al revés; me pregunto si la inteligente marquesa de Chatelet pensaba igual, supongo que sí, y de ahí su apoyo. Es curioso, porque de lo contrario, dudo que Voltaire o Gabrielle Émilie hubieran tragado con lo de la acción a distancia.

“Así como debemos maravillarnos de que una mujer haya sido capaz de una empresa que demandaba tantas luces y un trabajo tan obstinado” Esta mentalidad que hoy nos hace sonrojarnos demuestran una terrible circularidad, la mujer se tomaba por tonta, por lo tanto no valía la pena que estudiara, como no estudiaba, parecía tonta…etc

wachovskywachovsky

pero Leibniz también era teísta, mientras que Voltaire enmascaraba su escepticismo agnóstico cuasiateo en esa vertiente llamada deísta, los panteístas lo son, son deístas pseudopaganos cuasiateos. Newton era el genio creyente, beato, cabalista, alquimista y calculador del fin del mundo para no antes de 2060, desde 1727 que no tiene como realizar sus nuevas visiones creyentes y todos nosotros entendemos e intuimos que no se le puede dar una segunda oportunidad para predecir mejor ¿Los límites de la ciencia? pues nuestra primitiva aunque sofisticada biología.

Enrique MorenoEnrique Moreno

¡Menuda entrada tan buena! Es oro puro. Muchas gracias por tu trabajo, Francis.

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