Principia Isaaca Newtona – najważniejszy nowożytny traktat naukowy w księgozbiorze Leopolda Jana Szersznika

Strona tytułowa amsterdamskiej edycji Philosophiae naturalis principia mathematica (1714)

W kolekcji starych druków biblioteki ks. Leopolda Jana Szersznika na szczególną uwagę zasługuje najważniejszy i najbardziej wpływowy spośród nowożytnych traktatów naukowych. Mowa tu o słynnym dziele Principia autorstwa sir Isaaca Newtona, którego pełen tytuł brzmi Philosophiae naturalis principia mathematica (Matematyczne podstawy filozofii naturalnej). To właśnie w nim Newton wyłożył i udowodnił eksperymentalnie prawo powszechnego ciążenia (grawitacji) oraz sformułował szereg praw ruchu, które stały się podstawą mechaniki klasycznej. Prezentowane tu amsterdamskie wydanie opus magnum Newtona, opublikowane przez holenderskie Towarzystwo Naukowe w 1714 roku, oparte jest na drugiej, poprawionej i rozszerzonej wersji traktatu wydanego rok wcześniej w Wielkiej Brytanii. Egzemplarz przełomowej rozprawy angielskiego naukowca, który Leopold Jan Szersznik nabył i włączył do swej kolekcji, oprawiony jest w XVIII-wieczny półpergamin i zachował się w idealnym stanie. Omawiane tu dzieło Newtona jawi się jako wyjątkowo cenne, ponieważ bez wątpienia należy do ścisłego grona najważniejszych prac w całej bogatej historii nauki europejskiej, o czym dobitnie świadczyć mogą słowa XVIII-wiecznego francuskiego matematyka oraz fizyka, Alexisa Clairauta, który w następujący sposób podkreślał znaczenie rozprawy Newtona dla rozwoju nauk ścisłych: „jego słynna książka zapoczątkowała epokę wielkiej rewolucji w fizyce. Metody stosowane przez znakomitego autora sir Newtona rozszerzyły światło matematyki na nauki, które dotąd pogrążone były w domysłach i hipotezach”.

 

Sir Isaac Newton (1642-1727) – fizyk, matematyk, astronom, filozof, biblista i historyk brytyjskiego pochodzenia – był najbardziej wpływowym naukowcem w historii oraz kluczową postacią w nowożytnej rewolucji naukowej. Przyszedł na świat w Woolstorphe nieopodal Colsterworth (hrabstwo Lincolnshire). Jego ojciec, również noszący imię Isaac Newton, zmarł trzy miesiące przed urodzinami syna, zaś jego matka wkrótce wyszła ponownie za mąż zostawiając małego Isaaca pod opieką babki. Mając dwanaście lat rozpoczął naukę w królewskiej szkole Grantham Grammar School, gdzie uczył się języka łacińskiego, starożytnej greki oraz hebrajskiego, zaś w wieku dziewiętnastu lat podjął edukację w prestiżowej placówce badawczej Trinity College w Cambridge. Już wówczas dał się poznać jako niezwykle samodzielny i utalentowany student, który kwestionował zasadność nauczania fizyki opartej na Arystotelesie i scholastycznych komentatorach, a cały swój wolny czas spędzał na samodzielnym studiowaniu nowożytnych autorytetów naukowych (Kopernik, Toricelli, Galileusz, Kepler oraz Kartezjusz). Jeszcze w trakcie studiów – równolegle z G. W. Leibnizem, lecz całkiem niezależnie od niego – rozpoczął pierwsze prace nad rachunkiem całkowym i różniczkowym, a także sformułował słynny dwumian Newtona. W 1665 r. otrzymał stopień naukowy, lecz jego kariera badawcza została wstrzymana wskutek zamknięcia uniwersytetu w Cambridge z powodu panującej zarazy, w związku z czym przez dwa kolejne lata pracował w domu nad wypracowaniem nowej teorii matematycznej, jak również nad problemem grawitacji oraz zagadnieniami z zakresu optyki. Wówczas to, zgodnie ze znaną legendą przekazaną Wolterowi przez siostrzenicę Newtona, Catherine Barton, a następnie opisaną przezeń w Eseju o poezji epickiej (1772), Newton podczas przechadzki po ogrodzie, widząc jabłko spadające z jabłoni na ziemię, miał odkryć prawo powszechnego ciążenia. W kwietniu 1667 r., już po wygaśnięciu epidemii, Newton powrócił do Cambridge i został przyjęty do Trinity College jako honorowy członek i wykładowca optyki. W 1671 r. na prośbę brytyjskiego Royal Society Newton zaprezentował skonstruowany przez siebie prototyp teleskopu zwierciadlanego, który zgodnie uznany został za przełomowy wynalazek. W tym czasie zajmował się głównie badaniami optycznymi, których rezultaty opublikował później w znanej rozprawie o tytule Opticks (1704). Od początku lat 80. XVII w. skoncentrował się na pogłębionych badaniach nad grawitacją, które zaowocowały powstaniem pracy De motu corporum (1684) stanowiącej podstawę prezentowanej tu najważniejszej rozprawy naukowej Newtona – Principia (1687). W 1696 r. Newton przeniósł się na stałe do Londynu, gdzie objął urząd najpierw Nadzorcy (1696), a następnie Kuratora Mennicy Królewskiej (1700), który pełnił do końca życia. Jego naukowa sława i autorytet sięgnęły w tym czasie zenitu, czego dowodem było powierzenie mu stanowiska pierwszego prezesa brytyjskiego Royal Society (1703) oraz honorowego zagranicznego członka Francuskiej Akademii Nauk, natomiast zwieńczeniem jego olbrzymich zasług było nadanie mu przez królową Anglii, Katarzynę, tytułu szlacheckiego (sir) w 1705 r. U schyłku życia Newtona zaobserwować można stopniowy zanik pracy badawczej na polu nauk ścisłych na rzecz wzrastającej koncentracji na szczegółowym badaniu Pisma św., które Newton interpretował zarówno dosłownie, jak i alegorycznie, zajmując się głównie chronologią biblijną traktowaną jako podstawa periodyzacji dziejów powszechnych, a także – rzadko podkreślane w opracowaniach naukowych – intensyfikujące się u niego z biegiem lat zainteresowanie alchemią. Newton zmarł 20 marca 1727 roku i został pochowany na cmentarzu należącym do opactwa Westminsterskiego.

Prezentowane tu Philosophiae naturalis principia mathematica ogłosił Newton 5 lipca 1697 r. dzięki zachęcie oraz finansowemu wsparciu wybitnego astronoma brytyjskiego, Edmonda Halleya, a następnie do końca życia udoskonalał, rozszerzał i przerabiał (kolejne dwa wydania jego przełomowej pracy ukazały się w 1713 oraz w 1726 r.). Publikacja tego dzieła natychmiast ugruntowała jego międzynarodową sławę i przysporzyła mu szerokie grono wielbicieli oraz naśladowców we wszystkich państwach Europy. Newton wyłożył w nim swą koncepcję nauki powszechnej (mathesis universalis) opartej na fundamentach matematyki, zgodnie z którą za naczelne zadanie eksperymentalnych badań naukowych uznane zostało ograniczenie horyzontu badawczego do rozpatrywania samych jedynie, obserwowalnych i weryfikowanych empirycznie, zjawisk, zaś podstawowym celem nauk ścisłych stało się dążenie do wykrywania powszechnych i obiektywnych praw przyczynowych łączących różnorodne zjawiska w jeden wspólny system wiedzy. W myśl tego założenia Newton całkowicie abstrahował od wszelkich transcendentnych, czyli metafizycznych, fizykalnych bądź religijnych hipotez mających wyjaśniać fenomeny dane w doświadczeniu, co znalazło wyraz w jego znanym stwierdzeniu z końcowej partii II księgi prezentowanej tu rozprawy: hypotheses non fingo („nie wymyślam hipotez”). Publikacja Principiów przyczyniła się w najwyższym stopniu do ugruntowania nowożytnej fizyki jako nauki eksperymentalnej dzięki sformułowaniu oraz naukowemu udowodnieniu przez Newtona szeregu fundamentalnych praw: trzech uniwersalnych zasad dynamiki, prawa powszechnej grawitacji (od łac. gravitas – ciężar) czy praw ruchu, które niepodzielnie obowiązywały w dyskursie naukowym aż do czasu odkrycia teorii względności przez Einsteina. Principia złożone były z III ksiąg, z których dwie pierwsze stanowiły teoretyczne rozwinięcie tez zawartych w rozprawie De motu corporis (1884) i – nosząc dokładnie taki sam tytuł jak wzmiankowane dzieło – poświęcone były zagadnieniu ruchu ciał, trzecia zaś, o tytule De mundi systemate (O systemie świata) traktowała o ogólnej budowie wszechświata, a zawarte w niej konkluzje przyczyniły się do ostatecznego i niepodważalnego ugruntowania heliocentrycznej teorii uniwersum. W dwóch pierwszych częściach swej rozprawy Newton udowodnił, że ruch ciał niebieskich i ruch ciał na Ziemi podlega identycznym i uniwersalnym prawom mechaniki, z kolei w trzeciej części swego traktatu Newton zebrał i ujednolicił w powszechnym systemie wiedzy rozproszone dotąd obserwacje Kopernika, Galileusza i Keplera formułując ich nowatorskie, czysto matematyczne uzasadnienie, dzięki czemu prezentowane tu dzieło Philosophiae naturalis principia mathematica postrzegać należy jako kulminacyjne i szczytowe osiągnięcie rozwoju nowożytnej fizyki i astronomii podsumowujące i ugruntowujące tezy najważniejszych rozpraw w tej dziedzinie: De revolutionibus orbis coelestium (1543) Mikołaja Kopernika, Astronomia nova (1609) Johannesa Keplera oraz Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo Galileusza (1632). Ponadto, w prezentowanym tu opus vitae Isaaca Newtona położone zostały podstawy pod nowy (fizyko-teologiczny) dowód istnienia Boga, zgodnie z którym Bóg pojęty został jako pierwsza przyczyna ruchu w świecie, nie ingerująca w dalszy bieg doskonałego mechanizmu uniwersum, zaś sam wszechświat wyobrażony został na podobieństwo idealnego mechanizmu działającego analogicznie do nakręconego zegara puszczonego w miarowy i jednostajny ruch, dzięki czemu Newton położył również naukowe podstawy pod rozwijający się bujnie w epoce Oświecenia nurt deizmu. Nie sposób wymienić w tym miejscu wszystkich istotnych tez zawartych w Principiach ani przedstawić wyczerpująco całokształtu przełomowych osiągnięć naukowych Newtona, lecz nawet tak skromny zarys jego dokonań, jak zaprezentowany powyżej, wystarczy, by dostrzec w nim jednego z największych umysłów naukowych w dziejach ludzkości.

Oprac.: Artur Lewandowski