Son université avait été fermée en raison de l'épidémie de peste. Même alors, des mesures de distanciation sociale ont été adoptées pour endiguer la contagion. Nous sommes à Londres dans le '600, là Isaac Newton pendant la quarantaine a élaboré certaines de ses principales théories dont celles sur la gravité.
Londres était la veille de Noël 1664 lorsqu'une femme nommée Goodwoman Phillips fut retrouvée morte dans le quartier de St. Giles-in-the-Fields. Ce que son corps révélait ne laissait aucun doute: elle avait été frappée par la peste bubonique. Au Noël suivant, l'agent pathogène qui a tué Goodwoman Phillips tuerait près de 100 000 personnes vivant à Londres et dans ses environs.
En 18 mois, la grande peste de Londres, comme on l'appelait l'épidémie, aurait tué un quart de la population de la ville. À l'époque comme aujourd'hui, la distanciation sociale était une réponse importante. Les habitants qui pouvaient se le permettre ont fui vers la campagne. L'un des établissements fermés à cette époque était l'Université de Cambridge, et parmi ceux qui sont restés chez eux en quarantaine ou en auto-isolement, il y avait un étudiant en mathématiques de 23 ans, Isaac Newton.
Pendant un an et demi qui suivit, Newton resta dans la ferme de sa famille dans le Lincolnshire, lisant et étudiant. A l'abri de la peste, le jeune Isaac a pris le temps de réfléchir et a commencé à travailler sur ce qu'il décrira plus tard comme la période la plus productive intellectuellement de sa vie et celle qui révolutionnera le monde de la science jusqu'à nos jours.
En fait, pendant sa quarantaine, il a découvert le théorème binomial, les identités de Newton, la méthode de Newton, a approché la série harmonique en utilisant des logarithmes et a commencé à développer le calcul infinitésimal. Mais pas seulement.
Un sujet auquel Newton s'était toujours intéressé était la lumière. Deux ans plus tôt, alors qu'il visitait la foire annuelle de Sturbridge près de l'université, il avait acheté un petit prismede verre. Il avait été fasciné par la façon dont il semblait changer la lumière blanche en un spectre de couleurs comme des arcs-en-ciel. Personne n'a compris d'où venaient ces couleurs. Newton a donc décidé d'utiliser son absence forcée de Cambridge pour tenter de résoudre le mystère. Plaçant son prisme dans différentes positions alors que le soleil entrait par sa fenêtre orientée au sud, il observa attentivement où les couleurs apparaissaient sur le mur de la pièce. Après une série d'observations et de mesures détaillées, il s'est rendu compte que le prisme se réfractait, c'est-à-dire se courbait, la lumière du soleil et dans le processus révélait les couleurs qui le composaient. En fait, il a découvert que la lumière blanche est un mélange de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel, mais que ces couleurs ne deviennent visibles que lorsque les rayons lumineux sont réfractés sous différents angles.
Toute l'optique moderne est basée sur cette découverte, même s'il faudrait encore 7 ans avant que le scientifique ne partage ses découvertes et près de 40 ans avant de les publier dans un livre.
Toujours pendant la quarantaine, Newton s'est intéressé au mouvement et à l'inertie en se concentrant sur la façon de mesurer le changement de vitesse et de direction d'un objet en vol. En tirant une flèche vers le haut, il ralentit progressivement, puis change de direction et retombe. Mais qu'est-ce qui cause de tels changements de vitesse et de direction? Un mystère restait jusqu'alors non résolu. Peu à peu, il élabore les trois lois essentielles qui rendent le mouvement compréhensible:
- Le corps au repos restera au repos et un corps en mouvement restera en mouvement à moins qu'il ne soit entraîné par une force extérieure.
- La force agissant sur un objet est égale à la masse de cet objet en raison de son accélération, ou en notation mathématique, F = ma.
- Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée.
Les lois de Newton ont jeté les bases de la mécanique classique. En d'autres termes, il a inventé une toute nouvelle discipline mathématique, la soi-disant «méthode Fluxion», bien qu'avec le temps elle deviendrait connue sous le nom de calcul différentiel.
Probabilmente questa è la scoperta più nota. Un giorno, nel suo giardino, Newton osservò una mela cadere dall’albero. Il giovane studente rifletté sulla forza che aveva trascinato il frutto a terra, una forza che sembrava operare anche a grandi distanze: una mela che cadeva dall’albero più alto che si potesse immaginare avrebbe continuato a colpire il suolo. Fino a che punto poteva arrivare questa forza? Fino alla luna? E allora perché essa non “cadeva” sulla terra, ma orbitava attorno ad essa? Tutti interrogativi rimasti senza risposta.
Ma durante la sua quarantena nel Lincolnshire Newton risolse anche quest’enigma e scoprì la legge di gravità: la stessa forza che attira a terra una mela tiene lontani i pianeti. Era questo il legame, la “catena” che collegava la luna alla terra e i pianeti al sole. La gravità non poteva essere vista o toccata, ma poteva essere testata con la matematica. Così fece Newton riempiendo i suoi fogli di calcoli complessi.
Un modo incredibilmente proficuo di trascorrere la quarantena…
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