Principia: el llibre més important de la història de la física
Quan Newton va posar ordre a l’univers amb matemàtiques
Hi ha llibres que expliquen el món... i llibres que el canvien. El Principia de Isaac Newton forma part d'aquest segon grup.
Publicat el 1687, aquest llibre va fer una cosa que fins aleshores semblava impossible: demostrar que l'univers no és un caos, sinó que segueix unes lleis precises que es poden escriure amb matemàtiques. Gràcies a això, el mateix principi que fa caure una poma a terra és el que manté la Lluna orbitant al voltant de la Terra.
No és només un llibre de física. És el moment en què la humanitat comença a entendre que el món —i fins i tot el cel— es pot explicar, predir i calcular.
I tot això comença amb unes pàgines escrites en llatí fa més de 300 anys.
Què és exactament el Principia?
El Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica és un tractat científic publicat el 1687 on Newton estableix les bases de la física clàssica.
L'objectiu del llibre és clar: descriure com es mouen els cossos, tant a la Terra com al cel, utilitzant matemàtiques. Per primera vegada, es proposa una explicació unificada de l'univers.
Les tres lleis del moviment
Newton defineix tres principis fonamentals que encara avui s'estudien, les lleis de Newton:
- La Primera Llei del Moviment de Newton (Llei d'Inèrcia) estableix que els cossos no varien el seu moviment tret que se'ls apliqui una força. Un cos en repòs roman en repòs. Un cos en moviment continua desplaçant-se amb la mateixa trajectòria i velocitat a no ser que se li imprimeixi una nova força.
- Segons la Segona Llei del Moviment de Newton (llei fonamental de la dinàmica), quan una força actua sobre un objecte, el canvi en el moment lineal o quantitat de moviment (massa × velocitat) és proporcional de força aplicada.
- La Tercera Llei del Moviment de Newton (llei acció i reacció), cada cop que un cos exerceix una força sobre un altre, aquest exerceix una força sobre el primer d'igual magnitud i sentit contrari. Per exemple, la força cap avall que exerceix una cullera sobre la taula és igual de força cap amunt que exerceix la taula sobre la cullera.
Aquestes lleis permeten descriure des del moviment d'un cotxe fins a la trajectòria d'un coet.
Les llei més famosa de la física
La llei de la gravitació universal ha estat una de les aportacions més revolucionàries del llibre. Es tracte de la idea que tots els cossos s'atreuen entre si en base a la fórmula:
éssent:
- G : constant gravitacional: 6,674 × 10exp(−11)
- m1 i m2 :les masses de dos cosos
- d : distància que els separa
Aquesta llei explica alhora:
- per què cauen els objectes a la Terra
- per què la Lluna gira al nostre voltant
- per què els planetes orbiten el Sol
Newton uneix així el cel i la Terra sota una mateixa regla. Gràcies a aquesta llei, podem explicar tant la caiguda d'una poma com el moviment dels planetes al voltant del Sol.
De Kepler a Newton
Abans de Newton, Johannes Kepler ja havia descrit com es mouen els planetes, però no sabia per què.
El Principia aporta la resposta: aquestes òrbites són conseqüència de la gravetat. És a dir, Newton no només descriu el moviment, sinó que en troba la causa.
Un llibre difícil... però decisiu
El Principia no és una obra divulgativa:
- està escrit en llatí
- utilitza geometria complexa
- no fa servir la notació moderna
Tot i això, el seu impacte va ser enorme. Durant més de dos segles, la física de Newton va ser la millor descripció del món disponible, fins a l'arribada d'Einstein.
Curiositats
- L'obra va ser publicada gràcies a Edmond Halley
- Newton hi presenta el concepte de "força" de manera rigorosa
- És considerat un dels llibres més importants mai escrits
Les coses d'Isaac Newton
La figura de Isaac Newton està envoltada de descobriments... però també de detalls sorprenents i, en alguns casos, desconcertants.
"Déu ho va crear tot segons el nombre, el pes i la mesura."
Newton no només va formular les lleis del moviment i la gravitació universal. També va demostrar que la llum blanca es descompon en colors, va explicar l'arc de Sant Martí, va construir el primer telescopi reflector i va desenvolupar eines matemàtiques com el càlcul o el teorema del binomi. A més, va introduir conceptes com les coordenades polars i va unificar el moviment dels objectes a la Terra amb el dels astres.
Però la seva vida personal i els seus interessos van molt més enllà de la física:
- No tot era ciència: Newton va dedicar més temps a l'estudi de la Bíblia, la teologia i l'alquímia que no pas a la física. De fet, va escriure més sobre religió que sobre ciència natural.
- Una vida molt solitària: mai es va casar ni va tenir fills, i tenia fama de ser reservat i poc sociable.
- Conflictes amb altres científics: va mantenir disputes importants, especialment amb Gottfried Wilhelm Leibniz pel descobriment del càlcul.
- Una poma... amb matisos: la famosa història de la poma és probablement real, però no li va caure al cap; va ser una observació que el va fer reflexionar sobre la gravetat.
- Un caràcter difícil: es creu que va patir episodis d'inestabilitat emocional i tenia una relació complicada amb la seva família.
Malgrat tot, Newton pot ser considerat el científic més influent de la història. Amb el Principia, va establir una manera d'entendre el món basada en lleis matemàtiques que encara avui utilitzem.
Conclusió
El Principia no és només un llibre de física: és el punt de partida de la ciència moderna. Gràcies a Newton, l'univers deixa de ser un misteri i passa a ser un sistema que podem entendre, calcular i predir.
Recursos i enllaços
Edició digital
- Biblioteca Virtual del Patrimonio Bibliográfico
- Versió amb comentaris moderns (Project Gutenberg)
- Isaac Newton's Principia – Summary & Preface
Vídeos
- Newton i el Principia explicat (documental)
- Les lleis de Newton explicades fàcilment
- El oscuro secreto que ocultaba Isaac Newton
- Documental | Isaac NEWTON y la Gravedad
Podcasts
El Principia de Newton, publicat el 1687, va establir les bases de la física moderna amb lleis que encara avui descriuen el moviment i la gravetat.
Antic logo original d'Apple. Representa la famosa poma abans de caure al cap de Newton ...
Retrat de Sir. Isaac Newton Segons Vanderbank, frontispici de la seva obra "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica". LLicència Creative Comons. Imatge original aquí.