نیوتن در کیمبریج

هیچ چیز چشمگیری در پیشینه یا کودکی آیزک نیوتن از عظمت بعدی وی خبر نمی داد. والدینش روستاییان معمولی و متوسطی بودند که در مزرعه ای در وولستراپ(1) ، نزدیکی گرانتهام(2) ، انگلستان، می زیستند و از زمینی که کشت می کردند گذران متوسطی عایدشان می شد. پدر آیزک چند ماه پس از زاده شدن دانشمند آتی درگذشت. در ایام عید میلاد مسیح سال 1642، دوستان به مناسبت وضع حمل به یاری بیوه جوان شتافتند.
آیزک نیوتن پیش از موقع و نارس به دنیا آمد. در افسانه ها آمده است که پیکر وی چندان نحیف بود که می بایست طوقی به دور گردنش ببندند تا بتواند آن را راست و استوار نگاه دارد. نیوتن در سالهای بعد، بخصوص از بازگویی مکرر ماجرای کودکیش که آن را از زبان مادرش شنیده بود لذت می برد. ماجرا هم حکایت از آن داشت که وی ظاهراً چندان ریزنقش بوده که مادرش می توانسته است او را در یک ظرف آبخوری یک لیتری جای دهد.
در هر صورت وی در طی کودکیش کوچک اندام باقی ماند و به همین جهت نمی توانست در بازیهای خشن تری مشارکت جوید که پسر بچه های هم سن و سال او از آنها لذت می بردند. اما به نظر نمی رسید که وی لذت مصاحبت با دوستان و همبازیهایش را از دست داده باشد. وی تنهایی بازی کردن را بیشتر دوست داشت. خیلی مطالعه می کرد؛ بازیهایی ابداع می کرد که به او امکان می داد بدون نیاز به همبازی یا حریف، با خودش سرگرم شود. در ساختن بازیچه های مکانیکی نیز مهارت چشمگیری کسب کرده بود. شادمانیهای زندگی خانوادگی را به عنوان کودک، هرگز تجربه نکرده بود. وقتی مادر نیوتن پس از ازدواج مجدد زندگی با ناپدری وی را آغاز کرد، او را نزد مادر بزرگش فرستادند تا با وی زندگی کند. او را ابتدا به مدارس روزانه همان دور و بر بعداً به مدرسه سلطنتی گرانتهام فرستادند. در آنجا، کم و بیش به حال خود رها شد و در نزد خانواده ای که در شهر می زیستند به طور شبانه روزی زندگی می کرد.
نیوتن هم از خصایص گالیله که مهارت در کارهای دستی و عشق به ابداع باشد برخوردار بود، اما این دو نفر در موارد دیگر تفاوتهای نمایانی با هم داشتند. گالیله پیکارجویی تندخو بود که به زندگی عشقی شورانگیز داشت، نیوتن گوشه نشینی کم حرف بود که ترجیح می داد به جای جنگیدن برای دفاع از رازهایش، درباره آنها سکوت پیشه کند. حتی وقتی به عنوان دانشمند شناخته شد، نتایج آزمایشهایش را به زحمت از وی به دست می آوردند، و هرگز نمی شد پی برد که اکتشافاتش دقیقاً چه موقع صورت گرفته است.
اما، نیوتن علی رغم تلاشهایش همیشه هم توفیق نمی یافت از درگیری و کشمکش دوری جوید. نکته طنزآمیز این که، در نتیجه منازعه ای که در هنگام نامنویسی در مدرسه گرانتهام پیش آمد، پیشرفتهای سریع تحصیلی اش آغاز شد. جان کندریت(3) ، خواهرزاده نیوتن، بعدها شرح این رویداد را که از زبان خود او شنیده بود، چنین به یاد آورد:
وقتی او [نیوتن] در پایین ترین کلاس نفر ماقبل آخر بود، پسری که بلافاصله بالا دست او بود، در حال رفتن به مدرسه، لگدی به شکمش کوفت که بسیار دردناک بود و او را آزار داد. وقتی مدرسه تعطیل شد، نیوتن آن پسرک را به مبارزه دعوت کرد، هر دو به گورستان جنب کلیسا رفتند. در حین دعوا، پسر یکی از معلمان به صحنه آمد و با دست نهادن به پشت یکی و چشمک زدن به دیگری، به تشویق آنها پرداخت. آیزک نیوتن که شهامت بیشتری داشت و اراده اش نیز قوی تر بود حریف خود را همچنان کتک می زد تا آنکه سرانجام دست از مبارزه برداشت. آن آتش بیار معرکه[ پسر معلم] به نیوتن گفت که با حریفش مانند یک بُزدل رفتار کند و بینی اش را به دیوار بمالد، و نیوتن گوشهای او را به دو طرف کشید و صورتش را به دیوار کلیسا فشار داد. نیوتن همان جا مصمم شد که در زمینه تحصیلی هم او را مغلوب کند و سرانجام با کار سخت به موفقیت نایل شد و آنگاه به تدریج تا رتبه اوّل در مدرسه ارتقا یافت.
اما نیوتن وقتی به اوج رسیده بود، تقریباً بلافاصله از کارکردن دست کشید و به فعالیتی روی آورد که از آن بسی لذت می برد: ساخت بازیچه های مکانیکی پیچیده، در میان این اسباب بازیها می توان از نوعی آسیای بادی نام برد که آن را روی سقف خانه ای که در آنجا پانسیون بود برپا ساخت. یک ساعت آبی هم ساخت که سالیان سال در همان خانه باقی ماند و همپای بهترین ساعتهای آن روز کار می کرد.
وی این فعالیتها را اقداماتی جدی تلقی می کرد، حال آنکه دیگران این طور فکر نمی کردند. برای سرگرمی تصمیم گرفت بادبادک بسازد و به پرواز درآورد. در ضمن، پی برد که هرگاه شمعی را داخل فانوسی روشن کند و به بادبادک وصل کند و آن را در شب به پرواز درآورد، بسیار جالب و سرگرم کننده است. محرز بود که رویت نور نوسان کننده ای که در آسمان تاریک چشمک می زد، اهالی شهر گرانتهام را متوحش می کند. آنان مطمئن بودند که این نور نوعی ستاره دنباله دار است که در آن روزها آن را رویدادی فراطبیعی، توضیح ناپذیر- و هولناک- تلقی می کردند.
نیوتن فقط وقتی بازیچه ها و دستگاههای عجیب و غریبش را کنار نهاد که رتبه اولیش در مدرسه مورد تهدید قرار گرفت. این طرز کار سرسری و دلبخواه معلمان او را عصبی کرد، اما حتی مدیر دروس او نیز اذعان داشت جوانی که چنان سهل و ساده مطالب را فرا می گیرد باید فوق العاده تیزهوش باشد.
نیوتن پس از چهار سال درس خواندن در مدرسه سلطنتی، به وولستراپ بازگشت. ناپدریش درگذشته بود، و مادرش که به مزرعه برگشته بود خواهان آن بود که نیوتن امور خانوادگی را سرپرستی کند. نیوتن اکنون شانزده ساله بود، و سن و سالش برای عهده دار شدن مسئولیت مزرعه کفایت می کرد. اما او ثابت کرد که استعداد انجام دادن این کار را ندارد. بازیگوش و خیالپرداز بود. به حیوانات اجازه می داد به هر سو پرسه بزنند. به هیچ نوع حرفه دیگری هم علاقه نشان نمی داد. بی گمان نه استعداد رقابت طلبانه اهل داد و ستد را داشت و نه آن قدرت بدنی را که به خدمت نظام درآید.
برای مادری که سعی می کرد آینده پسر تیزهوشش را برنامه ریزی کند، روزگار دشواری بود. سرتاسر اروپا بر اثر ناآرامیهای سیاسی در آتش هیجان می تافت، و در خود انگلستان نخستین جنگ از دو جنگ فلج کننده داخلی در همان سال تولد نیوتن آغاز شده بود. سربازی به نام آلیور کرامول(4) قیامی را علیه شاه چارلز اول رهبری کرده بود، و در سال 1649، بعد از آنکه این پادشاه را از تخت به زیر کشیدند، کشورهای مشترک المنافع انگلستان تاسیس شد. کرامول به صورت سرپرست کل این کشورها درآمد، و تا هنگام مرگش در 1658، همچون فرمانروایی خودکامه عمل می کرد. با سپری شدن سالهای نوجوانی نیوتن، نظام سلطنتی دوباره برقرار شد، و چارلز دوم تاج پادشاهی انگلستان را بر سر نهاد. پریشانی اوضاع به سر رسید اما با همه اینها، فرقه های مذهبی مخالف کشمکش های نهفته را ادامه دادند.
مادر نیوتن، به انتظار آنکه پسرش شغلی بیابد که به دردش بخورد، به او اجازه داد به مدرسه برگردد و خود را برای ورود به دانشگاه کمبریج مهیا کند. وقتی وی سرانجام به ترینیتی کالج، کیمبریج، وارد شد، آماده سازی خود را به پایان برده بود، اما شور و حرارتی برای کسب کمک هزینه تحصیلی از خود نشان نمی داد. عدم اشتیاق وی به تحصیلات دانشگاهی کاملاً قابل فهم است: در سال 1661، آنگاه که نیوتن وارد کمبریج شد، آن نوع آموزش و تعلیم که سالها پیش گالیله را آزرده و دلسرد کرده بود، همچنان در انگلستان رواج داشت. نظریه های خلاق کوپرنیکوس و کپلر همچنان نادیده گرفته می شد، و کارهای گالیله ناشناخته باقی مانده بود. اکثر مردم هنوز هم معتقد بودند که خورشید به دور زمین می گردد.
اما اکراه نهادهای رسمی انگلستان و کشورهای قاره اروپا از پذیرش نظریه های علمی جدید یک اثر مطلوب ایجاد کرده بود. تعدادی انجمن علمی بنیاد نهاده شده بود که خارج از مجامع آموزش سنتی، آزادانه فعالیت می کردند. این انجمنها را استادان و دانشمندان غیرحرفه ای که خواهان تبادل نظر میان خودشان و افرادی با همان استعداد و علاقه در داخل و خارج بودند، تشکیل دادند. این انجمنها که نخست «مدارس عالی نامرئی» تلقی می شدند، بزودی در سطح بین المللی به عنوان موسسات مخصوص مبادلات پایاپای در زمینه کشفیات و اختراعات جدید، شناخته شدند. مثلا، در فرانسه فرهنگستان علوم پاریس دایر بود. در انگلستان انجمن سلطنتی، که رسما با عنوان انجمن سلطنتی لندن برای ارتقاء علوم طبیعی شناخته می شد، برپا بود. این انجمن رسما در سال 1660، یک سال پیش از ورود نیوتن به کیمبریج، بنیاد نهاده شد؛ اما، اعضایش از سالها قبل مرتبا همدیگر را ملاقات می کردند و با یکدیگر مکاتبه داشتند. این انجمن می رفت که برای قسمت اعظم تحقیقات و اکتشاف علمی آینده انگلستان انگیزه ساز باشد. نیوتن، نخست به عنوان صحنه مطلوبی برای ارائه نظریه هایش، و سپس به عنوان دیوار مقاوم نفوذناپذیری، با این انجمن سروکار پیدا کرد.
نیوتن، در کیمبریج بیشتر اوقات گوشه گیر و فاقد هر گونه ارتباطی با دیگران بود، احتمالا به سختی گرفتار درد غربت بود. وی جوانی شهرستانی بود که الگوی معمول زندگی دانشجویی- اسب سواری و بحثهای سیاسی و دستی در فعالیتهای اجتماعی داشتن- برای او بیگانه و ناخوشایند بود. یکبار نیوتن، هنگامی که هم اتاقش با شور تمام داشت از مهمانانشان پذیرایی می کرد، در میان قهقهه حاضران از اتاق گریخت. وی در هر فرصتی به خانه پدریش در ولستراپ می رفت. با گذشت زمان، سکوتش کامل تر، و درونگرایی اش بارزتر می شد.
نیوتن در خلال سه سالی که در کمبریج به سر برد، تحصیلات خود را طبق برنامه مرسوم، و ازجمله دروس جبر، هندسه، و مثلثات، به پایان برد. وی زبان لاتین و یونانی را هم فرا گرفت، و تحت نظر استاد راهنمایش، دکتر آیزک بارو(5) ، به فراگیری فیزیک و «نورشناسی» پرداخت. ماهیت متناقض نور بسیاری از دانشمندان را مبهوت کرده بود. بعضی از آنها معتقد بودند که نور مانند مایع جاری می شود و برخی هم اعتقاد داشتند که رفتار نور شبیه بخار است. نیوتن تقریبا تمامی مطالبی را که درباره این موضوع نوشته شده بود خواند. سرانجام، در علم نور چنان مهارت یافت که دکتر بارو از وی خواست مقاله ای را که خود او نوشته بود بخواند و درباره آن نظر بدهد.
دکتر بارو دانشمندی بود پرآوازه که به کیمبریج فرا خوانده شده بود تا کرسی لوکاسی ریاضیات را که مقامی پراهمیت بود، اشغال کند. وی نخستین کسی بود که به نبوغ نیوتن پی برد، و در واقع، عامل اصلی کاربرد این نبوغ بود. زیرا وقتی نیوتن از طریق دکتر بارو با تلسکوپ ها و نظریه های تناقض آمیز موجود در مبحث نور آشنا شد، نیروی ذهنی خارق العاده او ناگهان به تحرک درآمد.
نیوتن تلسکوپ ها را بررسی کرد و چگونگی ساختار آنها را فرا گرفت. خیلی پیش از اینها وی تراش عدسی و ساختن تلسکوپ را آغاز کرده بود. او به مطالعه موضوعاتی که می توانستند دانش وی را در زمینه بسیاری از موضوعاتی علمی، از جمله ریاضیات، گسترش دهند، رغبت زیادی نشان می داد. و هنگامی که تمامی دانش ریاضی زمانه خود را فرا گرفت، ابداع دستگاههای جدید و پیشرفته تر خود را آغاز کرد.
معدودی از یادداشتهای نیوتن تا امروز باقی مانده اند. این یادداشتها حاکی از وسعت چشمگیر علایق اوست، اما چندان که باید عمق تفکر، جویندگی، و توانایی او را درحل کردن مسائل منعکس نمی کند. یکبار از وی پرسیدند چگونه به حل مسائلی که به طور اتفاقی به او داده می شود مبادرت می ورزد و او بسادگی پاسخ داد که آنقدر درباره آن مسئله فکر می کند تا جوابی برای آن پیدا کند. قدرت تمرکز او چندان بود که غالبا تمام شب را یکسره کار می کرد و هرگز اجازه نمی داد که خستگی یا مشغولیتهای بیهوده و وقت گیر، از فعالیت ذهنی پردامنه او بکاهد.
نیوتن در حالیکه هنوز هم دانشجو بود، ستارگان را با تلسکوپ های ساخت خودش رصد می کرد، و این تلسکوپ ها را با عدسیهای گوناگون به کار می برد، و آنگاه یادداشتهایی را شروع کرد که بعداً آنها را مبنای نظریه نور و رنگ خود قرار داد. در اوت 1665، که نیوتن در کیمبریج اقامت داشت و عمیقاً با این آزمایشها درگیر بود، طاعون خیارکی در لندن شیوع پیدا کرد. این رویداد در انگلستان و نیز سراسر قاره اروپا فراوان پیش می آمد، زیرا موشهای حامل میکروب طاعون در شهرهای آلوده و پرازدحام اروپایی پناهگاه مناسب و آماده ای می یافتند. در طی یکی از موارد بروز طاعون در قرن دوازدهم، یک چهارم جمعیت اروپا تلف شده بود. در تابستان سال 1665 در لندن سی و یکهزار نفر از قربانیان طاعون هلاک شدند.
وقتی پیشروی بیماری به فراسوی محدوده لندن آغاز شد، دانشگاه کیمبریج تعطیل شد و تمام دانشجویان و استادان را مرخصی کردند. نیوتن، که درجه لیسانس خود را به تازگی دریافت کرده بود، تلسکوپ ها و دفترچه های یادداشت خود را بسته بندی کرد و به وولستراپ برگشت. از اوت 1665 تا مارس 1667، طاعون به تناوب شدت می یافت و فروکش می کرد. در قسمت اعظم این مدت نیوتن در وولستراپ اقامت داشت، و چنان سخت کار می کرد که گویی هنوز در کمبریج است. فعالیتهایش حوزه گسترده ای را در برمی گرفت، و نتایج آزمایشهایش شالوده قسمت عمده ای از دستاوردهای علمی آینده او را فراهم می ساخت.
دباره کاری که داشت انجام می داد، یا درباره پیشرفتی که در کارها نصیبش می شد، به هیچیک از همکارانش سخنی نمی گفت. افشای نظریه هایش پیش از آنکه دلیل انکارناپذیر صدق آنها ثابت نشده باشد، به نظرش بی معنی می آمد. همچنین تبلیغات برای کارهایش را در خور شخصیت خود نمی دانست. حتی به عنوان جوان نیز از آن گونه اشخاص نبود که در گفت و گو با دیگران موضوعی را بزرگ کند.
یکی از تعریفهای نبوغ عبارت است از ظرفیت نامحدود برای جزئیات مشقت بار. مطالعات دقیق نیوتن در قلمرو نور، که در دوران واگیری طاعون آغاز شد، تایید اصیلی بر این نظر است. ابزارش ساده، و بعضی از آنها ابتدایی بودند. وی از منشور، پرده های بازتابنده، و پرده های پنجره ای با یک یا دو شکاف باریک استفاده کرد، که عبور پرتوهای باریک نور خورشید را به نحوی قابل کنترل میسر می کردند.
نیوتن، صرفنظر از علاقه اولیه اش به پدیده نور به سبب ناکامیها و آزردگیهایی که برایش پیش می آمد تحقیق در این زمینه را همچنان ادامه می داد. عدسیهایی را با دقت فوق العاده تراشیده بود اما نمی توانست تصویر اشیاء را به دقت در کانون آنها قرار دهد؛ دست کم نه به آن دقتی که مایل بود. و رفته رفته به این فکر می افتاد که حاشیه های رنگی مه آلودی که در اطراف تصویرهای تلسکوپی اش می دید، نه معلول نقص در تراش عدسی هاست و نه ناشی از کیفیت نامناسب شیشه هایی که برای تراشیدن عدسی ها به کار گرفته بود. وی استدلال می کرد که این نقص نوری مزاحم را نمی توان اصلاح کرد، زیرا ناشی از ماهیت خود نور است.
وی، به طرزی آرام و روش مند، آزمایشها را انجام می داد و نتایج آن را ثبت می کرد. از تک منشورها و منشورهای مرکب استفاده می کرد. وی زاویه انکسار رنگهای مختلف را در خروج از منشورها اندازه می گرفت. زاویه تابش تصویر روی پرده های بازتابیده را نیز اندازه می گرفت و از همه این داده ها نتایج خود را استخراج می کرد.
در نتیجه یک آزمایش مهم وی متقاعد شد که نور خورشید خالص خودش حاوی رنگین کمان کاملی از رنگهاست. او با بهره گیری از یک منشور، باریکه ای از نور خورشید را به طیفی از رنگها که آنها را روی پرده ای به دام انداخته بود، تجزیه کرد. آنگاه منشور دومی را بر سر راه نوری که از منشور اولی خارج می شد، قرار داد. با چرخاندن منشور دوم، تا وقتی که تمامی پرتوهای رنگی به یک وجه آن وارد شدند، مشاهده کرد نوری که از منشور بیرون می آید، دوباره نور سفید خالص است. بدینسان وی نشان داد که نور خورشید حاوی تمامی رنگهای مرئی است؛ و از این گذشته، می توان با ترکیب کردن نورهای حاصل از رنگهای مختلف مجدداً نور سفید را به وجود آورد.
نیوتن همچنین دریافت که یک بخش از نوری که از عدسی عبور می کند. به زاویه خاصی شکسته می شود، و بخش دیگر به زاویه دیگری می شکند. بدینسان، عدسی منفرد احتمالاً نمی تواند تمامی رنگهای موجود در نور سفید خورشید را در یک نقطه متمرکز کند. امروزه این اثر را انحراف نور رنگی می گویند، و در واقع می توان آن را تصحیح کرد. بیشتر علاقه مندان دوربین عکاسی می دانند که یک وسیله جبران کننده به نام عدسی نافام( بی رنگ) وجود دارد، که در آن با بهره گیری از دو نوع شیشه مختلف برای تشکیل دادن یک عدسی، این مشکل برطرف می شود.
اما نیوتن این موضوع را نمی دانست. او فقط می دانست که چه چیزی عامل انحراف رنگی است که تصویر تلسکوپی او را از شکل می اندازد و وامی پیچاند. و برای پایان دادن به آزردگیهای ناشی از آزمایشهای طولانیش یک تلسکوپ بازتابی ساخت. در این وسیله، که در سال 1668 ساختن آن را به پایان رساند، برای متمرکز کردن دقیق نور ستارگان دور دست در کانون و ایجاد وضوح کامل، به جای عدسی از نوعی آینه خمیده بهره گرفت.
وقتی او سرانجام به ضرورت مطلع کردن انجمن سلطنتی از تلسکوپ بازتابیش پی برد، خودش هم از میزان شور و هیجانی که این تلسکوپ آفرید مبهوت شد، و در ابتدا کاملاً خرسند به نظر می رسید. قبلا، نور سفید خورشید را، مانند فلکهای ارسطویی، بسیط و کامل می پنداشتند. این نظریه که نور خورشید از چند رنگ مختلف تشکیل می شود عجیب و گیج کننده بود. انجمن پیشنهاد کرد که نیوتن می تواند با توضیح جزئیات اکتشافش و با ثبت مقالات خود در سوابق انجمن، مدعیان کاذب را از دست اندازی به این کشف باز دارد. همچنین، وی را فوراً نامزد عضویت در انجمن سلطنتی کردند.
قدردانی و تملقی که از جانب این گروه از دانشمندان سرشناس ابراز گردید از سوی نیوتن با واکنش سریع و گرمی مواجه شد. وی را مدتها یک بیگانه صرف و عضو بسیار کوچکتر انجمن اخوت علمی دانسته بودند و او به دشواری می توانست باور کند که به عنوان یک دانشمند مشهور ملی از او سپاسگزاری می شود. نیوتن قدردانی عمیق خود را به مناسبت نامزد شدنش برای عضویت در انجمن سلطنتی به دبیر انجمن ابراز داشت و گفت که اگر نهایتاً به عضویت انجمن انتخاب شود، « جهد خواهم کرد قدردانیم را با تقدیم کوششهای ناچیز و منفردی که به اعتلا و پیشبرد طرحهای فلسفی شما بینجامد، بیان کنم. »
نیوتن به جد و جهدهای ناچیز منفرد، خود ادامه داد و یک تلسکوپ بازتابی دیگر هم ساخت که آن را در دسامبر سال 1671، کوتاه زمانی پیش از انتخاب شدنش به عنوان عضو انجمن سلطنتی، برای آن تشکیلات ارسال کرد. در این هنگام، آیزک باروکرسی ریاضیات لوکاسی در کیمبریج را که همه آرزومندش بودند به شاگرد نامی خود واگذار کرده بود، و نیوتن تا آن موقع سه دوره در آن دانشگاه مبحث نور شناسی درس داده بود. شدیدترین کار دانشمند جوان در همین دوران انجام گرفت. اما با آنکه برای استاد راهنمای خود حرمت زیادی قایل بود، انزواطلبی و درونگرایی او هرگز به پرفسور بارو امکان نداد که حتی از روی قرائن و امارات پی ببرد وی در چه زمینه ای مشغول به کار است.
تنها حاصل انتخاب نیوتن به عنوان عضو انجمن سلطنتی، و شور و اشتیاق انجمن نسبت به تلسکوپ بازتابیش، این بود که خویشتن داری او را تحت تاثیر قرار داد. این تشویقها وی را علی رغم خصلتهای ذاتیش ترغیب کرد که اخبار مربوط به کشفهایش را برای هنری اولدنبورگ(6) در لندن بفرستد. واضح است که او هنوز هم انتظار نداشت نظریه هایش بدون هیچگونه ایرادی از جانب انجمن پذیرفته شوند. او مسلماً می دانست که چون تازه به سی سالگی رسیده است، برخی از اعضا وی را تازه به دوران رسیده می دانند. اما نیوتن نمی توانست پیش بینی کند که مقاله اش با توفانی از مخالفت رو به رو می شود. قسمت اعظم این مخالفتها از جانب یک عضو خاص، یعنی رابرت هوکِ(7) سرکش، ابراز می شد.
هوک فقط هفت سال از نیوتن بزرگتر بود و تقریباً به همان میزان هم تیزهوش بود. مانند نیوتن نارس و رشد نیافته متولد شد، و علاوه بر آن از نظر جسمانی هم غیرعادی بود. وی آدمی آتشین مزاج و تندخود، بدگمان، و نسبت به کارش متعصب بود. برخلاف نیوتن، توجه خود را به بعضی از زمینه های محدود علمی معطوف نکرد، بلکه در یک حوزه پژوهشی خاص غرق می شد- و اغلب هم به برخی اکتشافهای شگفت انگیز دست می یافت- آنگاه آن را به خاطر پروژه دیگری کنار می گذاشت.
از هوک درخواست شده بود که دبیری انجمن سلطنتی را بر عهده گیرد: یکی از وظایف او طراحی و هدایت انواع مختلف آزمایشها پیش از هرگرد همایی هفتگی بود. هر چند که این کار مناسب ذهن پرتحرک وی بود، اما این نحوه اشتغال موجب شده بود که هوک دیگر نتواند حتی در یک مسیر تحقیقی معین نیز به مدت کافی پشتکار بخرج دهد تا مشارکت بیشتری در علوم طبیعی به عمل بیاورد. به ندرت پیش می آمد که طرح تحقیقاتی خاصی را که آغاز کرده بود، تکمیل کند، اما در مطالعه نور بیش از دلبستگی چند روزه ابراز علاقه می کرد. در کتابش تحت عنوان خُردنگاری(8)(1665) درباره آزمایشهایی که انجام داده به تفصیل گزارش داده است. مطالعات نیوتن در زمینه نور پیش از خُرد منتشر شده با این حال هوک نظریه او را درباره نور به منزله ابطال نظریه خودش در نظر می گرفت. رو در رویی این دو دانشمند جوان اجتناب ناپذیر می نمود.
در هشتم فوریه 1672، رساله نیوتن، نظریه جدید درباره نور و رنگها(9) در برابر اعضای انجمن سلطنتی قرائت شد. در پاسخ، انجمن بیانیه ای با این مضمون صادر کرد:
«انجمن به سبب این رساله بسیار خلاق رسماً از مولف قدردانی به عمل می آورد و به استحضار ایشان می رساند که انجمن با محتوای رساله کاملاً موافق است، و چاپ فوری آن را مناسب می شمارد. در ضمن مولف می تواند از پشتیبانی کامل اعضای انجمن سلطنتی در برابر یاوه گوییهای دیگران اطمینان داشته باشد. » همچنین در این بیانیه درخواست شده بود که «این خطابه در بایگانی انجمن به ثبت برسد» و از سه نفر از افراد سرشناس، از جمله رابرت هوک، خواسته شود که « آن را به دقت بخوانند و بررسی کنند » .
نیوتن در ابتدا از بابت استقبال انجمن از مقاله اش خرسند شد- مقاله اش بی گمان ارزش این طرز برخورد ویژه را هم داشت، اما چند روز بعد، وقتی گزارش هوک ارائه شد، نیوتن عمیقاً آزرده شد. ظاهراً هوک نیوتن را از این بابت سرزنش می کرد که وی از دانشمندان سنتی آن روز درخواست می کرد که روشهای علمیشان را تغییر دهند و آنها با روشهای وی همساز کنند، خاصه آنکه نیوتن در مقاله خود تمامی نظریه های موجود را نادیده گرفته بود و نتیجه گیریهای خود را منحصراً از آزمایشهای شخصی خویش استنتاج کرده بود.
سالها قبل، گالیله در موارد متعدد همین کار را انجام داده بود و طبعاً پیروان رهیافت نظری ارسطو به علم را به همین طریق خشمگین کرده بود. در زمانی که نیوتن شروع به انتشار نظریه های خود کرد، همین رهیافت ارسطویی هنوز تغییر زیادی نیافته بود. افرادی چون هوک همچنان الگوی سنتی مشاهدات سطحی پدیده ها را ادامه می دادند و به این صورت می کوشیدند آنها را با فرضیه های پذیرفته شده جدید همساز کنند. حتی رنه دکارت، فیلسوف طبیعی بزرگ فرانسوی نیز که نیم قرن قبل از نیوتن تولد یافته بود، وقتی رای کاملاً پذیرفته شده خود را در خصوص ماهیت نور عرضه کرد، خویشتن را هوادار رهیافت سنتی ارسطو نشان می داد.
پس از آنکه رابرت هوک مقاله نیوتن را بررسی کرد، گزارشی نوشت که آن را در برابر انجمن قرائت کرد. در قسمتی از گزارش او آمده است: « من رساله آقای نیوتن درباره رنگ و انکسار نور را به دقت خوانده ام، و از موشکافی و مشاهدات کنجکاوانه ایشان کم محظوظ نشدم. اما... درباره فرضیه ایشان برای حل مسئله رنگ نورها، اعتراف می کنم که هنوز هم نمی توانم استدلالی غیرقابل انکار بیابم که مرا نسبت به قطعیت آن متقاعد کند. »
کلمات کلیدی در این گفته ها عبارت بودند از «فرضیه» و « استدلال» . چون هوک هنوز هم میل نداشت این واقعیت را بپذیرد که نیوتن فرضیه ای عرضه نمی کند، بلکه صرفاً نتایج آزمایشهای خود را بیان می کند و توضیح می دهد که این آزمایشها چه چیزی را ثابت کرده اند. از نظر هوک، و از دیده بسیاری از اعضای انجمن سلطنتی، این استقلال رای با چنان خونسردی و آرامشی توام بود که آنان به طور غریزی از آن کنار کشیدند. روشن نیوتن و نظریه توضیح گرانه او چیزهایی نبودند که به آسانی مورد تایید قرار گیرند.
انجمن سلطنتی به طور رسمی فقط می توانست نسبت به مضمون رساله نیوتن و نسبت به رویه هوک ابراز نگرانی کند. گزارش هوک پذیرفته شد و در اسناد انجمن به ثبت رسید و یک نسخه از آن را نیز برای نیوتن فرستادند. در ضمن، انجمن نظر داد که «اگر آقای نیوتن مخالفتی نداشته باشد، متن گزارش کشف ایشان به چاپ خواهد رسید و گزارش آقای هوک را می توان بعد از آن به چاپ رساند، چون به نظر نمی رسد که چاپ آنها به طور همزمان صلاح باشد، زیرا ممکن است آقای نیوتن این امر را نوعی بی احترامی به خویش تلقی نماید که ردیه رساله اش که فقط چند روز پیشتر در انجمن سلطنتی با آنهمه تحسین روبه رو شده بود با چنین سرعتی به چاپ برسد.
وقتی نیوتن نسخه ای از گزارش هوک را دریافت کرد، یکه خورد. زیرا وی اطمینان داشت که نتایج تحقیقاتش درباره ماهیت نور دقیقاً از آزمایشهایش استخراج شده است. وی حدس می زد که مقاله اش باید یک گام دیگر به سوی پذیرش و تایید علمی پیش رفته باشد. با همه اینها، پسر از بازخوانی ردیه هوک، برخود تسلط یافت و پاسخی ملایم برای هنری اولدنبورگ نوشت:
نامه هجدهم فوریه شما را دریافت کردم، و اظهارنظر آقای هوک درباره رساله ام را از نظر گذراندم. خوشحالم که پژوهنده ای چنین موشکاف چیزی نگفته است که بتواند هیچ بخشی از گزارش مرا سست کند، و من هنوز هم بر همان نظر خود پابرجایم و تردیدی ندارم که با بررسیهای دقیق تر معلوم خواهد شد که حقیقت امر به همان ترتیبی که توضیح داده ام، قطعی است.
طبق معمول، انجمن سلطنتی نسخه هایی از گزارش نیوتن را برای دانشمندان مهم قاره اروپا ارسال کرد. در میان آنها می توان از کریستیان هویگنس(10) دانشمند بزرگ هلندی و پدر روحانی ایگناتیوس پاردی(11) ، استاد مدرسه عالی کلرمون(12) در پاریس یاد کرد. این هر دو نفر نامه های تحسین آمیزی به انجمن نوشتند، اما هر یک از آنها قید و شرطهایی درباره نظریه نیوتن ابراز کردند. نیوتن اندک اندک به جر و بحثی کشیده می شد که قلباً امیدوار بود از آن اجتناب ورزد. وی فقط آرزو می کرد که تنهایش بگذارند تا به کارهایش ادامه دهد. اما برخی از استدلالهایی که بر ضد نظریه اش ابراز شده بود، او را خشمگین ساخت. وی بین خشم درونی و توضیح و تشریح صبورانه در نوسان بود.
فقط معدودی از دانشمندان همروزگارش، مانند پدر روحانی پاردی، توضیح بیشتری خواستند و مؤدبانه به جر و بحث پرداختند. دیگران، مانند هوک و هویگنس، بسیار بی ملاحظه رفتار کردند. نیوتن برحسب سرشت شخصی خود با پاردی صمیمانه برخورد کرد و در برابر انتقاد خشن و تند و غیرمنطقی افراد دیگر سکوت اختیار کرد.
وی تعریف خود را از روش علمی راستین به اطلاع پدر روحانی پاردی رساند. این تعریف همان بود که خودش به کار می برد، تعریفی که امروزه هم از آن استفاده می کنند، ولی فقط معدودی از معاصرانش آن را فهمیدند. آنچه او نوشت، به عنوان بنیان پژوهش علمی جدید باقی مانده است: «... به نظر می رسد که بهترین و مطمئن ترین روش پرداختن به فلسفه قبل از هر چیز عبارت است از جستجوی پیگرانه خواص چیزها و اثبات این خواص به کمک آزمایش، و آنگاه پیشروی محتاطانه به سوی فرضیه هایی برای توضیح آنها. »
نیوتن امیدوار بود که بتواند همکاران خود در انگلستان را قانع کند که این اعتقاد را کنار بگذارند که حقایق طبیعی را می توان صرفاً از طریق تفکر درباره آنها کشف کرد. نیوتن پی برد که علم واقعی با آزمایش و نتیجه گیریهای صحیح از آزمایش آغاز می گردد و با آن خاتمه می یابد. به همین علت بود که رهیافت وی را انقلابی می پنداشتند و افراد زیادی با سرسختی علیه وی به مجادله برخاستند.
هر چه برخشم آنان افزوده می شد نامه های اعتراض آمیز بیشتری برای انجمن سلطنتی می فرستادند. هنری اولدنبورگ نیوتن را ترغیب کرد که به همه آنها پاسخ دهد، اما نیوتن دریافت که سرخوردگیش دارد به بیزاری و انزجار مبدل می شود؛ و از پاسخگویی امتناع کرد. جر و بحث و مناقشه به مدت سه سال تمام بعد از نخستین باری که مقاله نیوتن درباره نورشناسی در انجمن سلطنتی قرائت شده بود با جوش و خروش ادامه یافت.
حالا دیگر نیوتن تردید داشت که فرستادن نتایج کارش به انجمن برای انتشار، عاقلانه باشد. وی نه فقط در برابر حمله های سخت عقب می نشست، بلکه از اینکه وقت زیادی را در پاسخ گفتن به منتقدانش صرف کند، ابراز انزجار می کرد. دوباره در خود فرو رفت- و از کار در انزوا و تعمق و آزمایش احساس خشنودی می کرد- و حاصل این کار برای علم تقریبا مصیبت بار بود. البته، وی از هر کاری که انجام می داد یادداشت برمی داشت، اما این یادداشتها که فقط برای خودش نوشته می شد آنقدر واضح و کامل نبود که برای دیگران هم قابل فهم باشد. ذهنش اهداف محرمانه او را در چند حوزه مختلف علم دنبال می کرد، بدون آنکه هیچگونه ارتباطی با دیگران داشته باشد. وی از یک سو شیفته یافتن پاسخهایی بود برای پرسشهای مبهمی که در متون توراتی مطرح می شد و از سوی دیگر، خواندن فرمول های عجیب کیمیاگران مبهوتش می کرد و با آزمایش کردن این فرمول ها به دنبال روشی برای تبدیل فلزات به طلا و یافتن نوعی درمان عمومی برای بیماریها می گشت.
اوقاتش را به مطالعه ریاضیات و شیمی، که همواره کنجکاویش را برمی انگیخت، اختصاص داد. و همواره هم روی مسئله ای کار می کرد که سالها قبل، در دوره طاعون پس از بازگشتش از کیمبریج، در خاطرش لانه کرده بود. مدتها پس از آن تاریخ وی از خود می پرسید که علت حرکت خورشید، ماه، و سیارات چیست. گالیله و کپلر توفیق یافته بودند چگونگی حرکت این اجسام را توضیح دهند، اما نیوتن مشتاق بود که بداند چرا این حرکت صورت می گیرد.
این پرسش هفته های متمادی ذهن او را به خلجان وا داشته بود. آنگاه در شبی مهتابی در سال 1666، در حالی که زیردرختی در محوطه باغ میوه مزرعه اش در وولستراپ نشسته بود، رشته افکارش از صدای فرو افتادن سیبی از درخت روی زمین گسسته شد. رویدادی پیش پا افتاده بود، اما در لحظه ای که اتفاق افتاد، افکاری را پدید آورد که نیوتن را توانایی بخشید تا سرانجام به تمامی پرسشهای باقی مانده در خصوص حرکت سیارات و ستارگان پاسخ دهد.

پی نوشت ها :

1- Woolsthorpe.
2- Grantham.
3- John Conduitt.
4- Oliver Cronwell.
5- Isaac Barrow.
6- Henry oldenburg.
7- Robert Hook.
8- Micrographia.
9- New Theory about light and colours.
10- Christian Huggens.
11- Ignatius Pardies.
12- College of Clermont.

منبع: بیکسبی، ویلیام، (1379) ، جهان گالیله و نیوتون، بهرام معلمی، تهران، شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ دوم 1386.