ไอแซก นิวตัน : Sir Isac Newton

เกิด        วันที่ 25 ธันวาคม ค.ศ. 1642 เมืองลินคอร์นเชียร์ (Lincohnshire) ประเทศอังกฤษ (England)
เสียชีวิต วันที่ 20 มีนาคม ค.ศ. 1727 กรุงลอนดอน (London) ประเทศอังกฤษ (England)
ผลงาน   - ตั้งกฎแรงดึงดูดของโลก
             - ตั้งกฎเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ
             - ตั้งทฤษฎีแคลคูลัส (Calculus)
             - ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ชนิดหักเหแสง
             - ค้นพบสมบัติของแสงที่ว่า แสงสีขาวประกอบขึ้นจากแสงสีรุ้ง

         ในบรรดานักวิทยาศาสตร์ทั้งหมดที่กล่าวมาแล้วและจะกล่าวต่อไป นิวตันเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการยกย่องว่าเป็นอัจฉริยะ
คนหนึ่งเลยทีเดียว แม้แต่นักวิทยาศาสตร์ผู้มีความสามารถอย่างไอน์สไตน์ก็ได้รับการยกย่องให้ฉลาดเท่ากับนิวตัน นั่นคือการแสดง
ให้เห็นว่าเขาคืออัจฉริยะคนหนึ่งของโลก

         การที่เขาได้รับการยกย่องเช่นนี้ เนื่องจากเขาได้ค้นพบและตั้งกฎอันยิ่งใหญ่ไว้หลายกฎ การค้นพบที่ได้รับการยกย่องและทำให้
คนรู้จักเขามากที่สุดก็คือกฎแรงดึงดูดของโลก ซึ่งเขาค้นพบในขณะที่มีอายุเพียง 20 ปีกว่า เท่านั้น

         นิวตันเกิดเมื่อวันที่ 25 ธันวาคม ค.ศ. 1642 ที่หมู่บ้านวูลสธอร์พ (Woolsthorpe) เมืองลินคอร์นเชียร์ ประเทศอังกฤษ
บิดาของเขาเป็นเจ้าของที่ดินเล็ก ๆ แปลงหนึ่ง ซึ่งเสียชีวิตก่อนเขาเกิดประมาณ 3 เดือน ทำให้เขาเป็นกำพร้าบิดาตั้งแต่ก่อนลืมตา
มองโลกเสียอีก โชคร้ายของนิวตันไม่หมดเพียงเท่านั้นเนื่องจากเขาคลอดก่อนกำหนด ทำให้สุขภาพอ่อนแอ อีกทั้งตัวก็เล็กมาก และ
อาจจะเสียชีวิตได้ แต่ถึงอย่างนั้นนิวตันก็รอดชีวิตมาสร้างคุณประโยชน์อย่างมหาศาลให้กับวงการวิทยาศาสตร์และมนุษยชาติ
เมื่อนิวตันรอดชีวิตมาได้ก็เท่ากับเป็นการเพิ่มภาระให้กับฮานนา เอสคอช นิวตัน (Hannah Ayscough Newton) มารดาของ
เขาในการเลี้ยงดู ต่อมาเมื่อเขาอายุได้ 2 ปี มารดาของเขาได้แต่งงานใหม่กับบานาบาส สมิธ (Barnabas Smith) ซึ่งมีอาชีพ
เป็นนักบวช และมีรายได้มากพอที่จะเลี้ยงมารดาและนิวตันได้อย่างสบาย อีกทั้งบานาบาสยินดีที่จะจ่ายค่าเช่าที่ดินให้กับนิวตันอีก
ถึงปีละ 50 ปอนด์ ซึ่งก่อนหน้านี้พ่อของนิวตันเก็บค่าเช่าได้เพียงปีละ 30 ปอนด์ เท่านั้น แต่ถึงอย่างนั้นญาติทางฝ่ายบิดาก็ยังเกลียด บานาบาส ทำให้มารดาของนิวตันต้องย้ายไปอยู่ที่อื่น ส่วนนิวตันก็ต้องไปอยู่ในความอุปการะของญาติทางฝ่ายบิดาของเขา

         การศึกษาของนิวตันเริ่มต้นที่บ้านเกิดของเขานั่นเอง เมื่อเขาอายุได้ 12 ปี จึงได้เดินทางไปยังเมืองแกรนแธม (Grantham)
เพื่อศึกษาต่อที่โรงเรียนคิงส์ (King's School) ในระหว่างนี้นิวตันได้ไปอาศัยอยู่กับครอบครัวคลาค ซึ่งมาดามคลาคเป็นเพื่อนสนิท
ของแม่ของนิวตัน ด้วยความที่นิวตันเป็นคนเก็บตัวไม่ชอบสุงสิงกับเพื่อนในวัยเดียวกัน เวลาว่างส่วนใหญ่เขาจึงใช้ไปกับการอ่าน
หนังสือ ค้นคว้า และประดิษฐ์สิ่งต่าง ๆ และเป็นเรื่องโชคดีของนิวตันที่มิสเตอร์คลาคเป็นนักสะสมขวดสารเคมี และหนังสือ
เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ไว้เป็นจำนวนมาก ทำให้นิวตันมีโอกาสได้ศึกษาเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ที่เขาชอบนิวตันได้เรียนอยู่ที่โรงเรียนคิงส์
4 ปี เท่านั้น ก็ต้องกลับบ้านเกิดของเขา เพราะบานาบาสพ่อเลี้ยงของเขาเสียชีวิต พร้อมกับทิ้งทรัพย์สมบัติไว้ให้กับแม่เขาจำนวนหนึ่ง
ดังนั้นแม่ของนิวตันจึงต้องการกลับไปทำฟาร์มอีกครั้งหนึ่ง และขอร้องให้นิวตันไปช่วยงานในฟาร์มด้วย แต่นิวตันไม่ชอบทำงาน
ในฟาร์ม เขาไม่เคยสนใจหรือเอาใจใส่สัตว์เลี้ยงของเขาแม้แต่น้อย เขายังใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่กับการอ่านหนังสือ และประดิษฐ์สิ่ง
ต่าง ๆ ซึ่งระหว่างนี้นิวตันได้ประดิษฐ์นาฬิกากันแดด (Sun Dial) นอกจากนี้เขายังชอบนั่งมองดูดาวบนท้องฟ้าเพื่อสังเกตการ
เคลื่อนที่ของดาวเหล่านั้น

         นิวตันทำงานในฟาร์มได้เพียง 1 ปี เท่านั้น มิสเตอร์สโตกส์ (Mr. Stokes) ซึ่งเป็นเพื่อนสนิทของแม่ และเป็นครูของเขา
ได้มาบอกกับแม่ของเขาว่านิวตันเป็นคนฉลาดและมีความสามารถ ไม่ควรจะให้ทำงานในฟาร์มนี้ต่อไป ควรส่งนิวตันไปเรียนต่อ
ที่โรงเรียนคิงส์ เพื่อเตรียมตัวสอบเข้ามหาวิทยาลัยอีกทั้งน้าของนิวตัน วิลเลี่ยม แอสคอช (William Ayscough) ซึ่งเป็น
นักบวช ก็เห็นดีในข้อนี้ เมื่อทั้งสองช่วยกันพูด แม่ของเขาจึงได้ส่งนิวตันไปเรียนต่อที่โรงเรียนคิงส์ หลังจากสำเร็จการศึกษาจาก
โรงเรียนคิงส์ นิวตันได้เข้าศึกษาต่อที่วิทยาลัยตรินิตี้ (Trinity College) ในมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (Cambridge University)

         ในปี ค.ศ. 1664 เกิดกาฬโรคระบาดในกรุงลอนดอน ซึ่งได้แพร่ระบาดเข้ามาในมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ด้วย ดังนั้นทาง
มหาวิทยาลัยจึงต้องหยุดการเรียนการสอนเป็นระยะเวลา 8 เดือน เพื่อป้องกันการติดโรค นิวตันจึงเดินทางกลับบ้าน และถือว่าเป็น
โอกาสที่ดีของนิวตันในการศึกษาค้นคว้าและทดลองวิทยาศาสตร์ ซึ่งนิวตันสามารถค้นพบทฤษฎีสำคัญ ๆ ถึง 3 ทฤษฎี ด้วยความที่
นิวตันชอบวิชาดาราศาสตร์ เขาตั้งใจจะประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์เลียนแบบของกาลิเลโอขึ้นด้วยตัวเอง เพื่อจะได้ส่องดูดวงดาว
ได้ชัดเจน ตามที่เขาต้องการ ทำให้เขาได้พบสิ่งสำคัญอย่างหนึ่งคือ ทฤษฎีเกี่ยวกับแสงซึ่งเป็นทฤษฎีบทแรกของเขา ในขณะที่นิวตัน
กำลังฝนเลนส์ เขาสังเกตเห็นว่ามีสีรุ้งปรากฏอยู่บริเวณขอบเลนส์ เขาพยายามฝนเลนส์เพื่อให้แสงสีรุ้งที่ขอบเลนส์หายไป แต่ก็ไม่
สามารถทำได้ ในที่สุดเขาจึงเปลี่ยนมาใช้กระจกเงาเว้าหรือกระจกเงารวมแสง แทนเลนส์วัตถุ ส่วนเลนส์ตายังคงใช้เลนส์นูนตามเดิม
กล้องโทรทรรศน์ของนิวตันชนิดนี้เป็นต้นแบบของกล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสงในปัจจุบัน นิวตันได้นำกล้องโทรทรรศน์ของ
เขาไปเสนอกับทางสมาคมวิทยาศาสตร์ ซึ่งทางสมาคมก็ยอมรับรองผลงานของนิวตันชิ้นนี้ และจากผลงานชิ้นนี้เองเมื่อมหาวิทยาลัย
เคมบริดจ์เปิดทำการอีกครั้งหนึ่งนิวตันได้รับเชิญเข้าเป็นอาจารย์สอนวิชาคณิตศาสตร์ ประจำมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ในปี ค.ศ.
1667 และต่อมาอีก 4 ปี นิวตันก็ได้รับการแต่งตั้งให้เป็นศาสตราจารย์วิชาคณิตศาสตร์ และปีต่อมานิวตันก็ได้รับเชิญให้ร่วมเป็น
สมาชิกของสมาคมวิทยาศาสตร์

         การประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ครั้งนี้ยังทำให้เขาค้นพบสมบัติของแสง นิวตันได้เริ่มการทดลองเกี่ยวกับแสงโดยการปิดห้อง
จนมืดสนิทให้แสงรอดผ่านเข้ามาทางช่องเล็ก แล้วใช้แท่งแก้วสามเหลี่ยม หรือที่เรียกว่าปริซึม (Prism) รับแสงให้แสงผ่านแท่ง
แก้วปริซึม ผลปรากฏว่าแสงที่ผ่านปริซึมมีถึง 7 สี ได้แก่ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง ตามลำดับ นิวตันได้ทดลองซ้ำ
อีกหลายครั้ง ซึ่งผลออกมาเหมือนกับหมดทุกครั้ง ต่อมานิวตันได้ทดลองเพิ่มเติม โดยการใช้ปริซึมเพิ่มขึ้นอีก 1 อัน ให้แสงผ่าน
ปริซึม 2 อัน ผลปรากฏว่าแสงกลายเป็นสีขาวเหมือนกับที่ผ่านเข้ามาในครั้งแรก จากผลการทดลองนิวตันสามารถสรุปได้ว่า
แสงอาทิตย์ประกอบไปด้วยแสงสี 7 สี ได้แก่ ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด และแดง ตามลำดับ และเมื่อแสงทั้ง 7 รวมกัน
ก็จะกลายเป็นแสงสีขาว

         ทฤษฎีบทต่อมาที่ทำให้เขามีชื่อเสียงมากที่สุด คือ การค้นพบกฎแรงดึงดูดของโลก (Law of Gravitation) นิวตันได้ค้น
พบทฤษฎีโดยบังเอิญ เหตุการณ์เกิดขึ้นในวันหนึ่งขณะที่นิวตันกำลังนั่งดูดวงจันทร์ แล้วก็เกิดความสงสัยว่าทำไมดวงจันทร์จึง
ต้องหมุนรอบโลก ในระหว่างที่เขากำลังนั่งมองดวงจันทร์อยู่เพลิน ๆ ก็ได้ยินเสียงแอปเปิ้ลตกลงพื้น เมื่อนิวตันเห็นเช่นนั้นก็ให้
เกิดความสงสัยมากขึ้นไปอีกว่า ทำไมวัตถุต่าง ๆ จึงต้องตกลงสู่พื้นดินเสมอทำไมไม่ลอยขึ้นฟ้าบ้าง ซึ่งนิวตันคิดว่าต้องมีแรงอะไร
สักอย่างที่ทำให้แอปเปิ้ลตกลงพื้นดิน จากความสงสัยข้อนี้เอง นิวตันจึงเริ่มการทดลองเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงของโลก การทดลองขั้น
แรกของนิวตัน คือ การนำก้อนหินมาผูกเชือก จากนั้นก็แกว่งไปรอบ ๆ นิวตันสรุปจากการทดลองครั้งนี้ว่าเชือกเป็นตัวการสำคัญที่ทำ
ให้ก้อนหินแกว่งไปมารอบ ๆ ไม่หลุดลอยไป ดังนั้นสาเหตุที่โลก ดาวเคราะห์ ต้องหมุนรอบดวงอาทิตย์ และดวงจันทร์ต้องหมุน
รอบโลกต้องเกิดจากแรงดึงดูดที่ดวงอาทิตย์ที่มีต่อโลก และดาวเคราะห์ และแรงดึงดูดของโลกที่ส่งผลต่อดวงจันทร์ รวมถึงสาเหตุ
ที่แอปเปิ้ลตกลงพื้นดินด้วยก็เกิดจากแรงดึงดูดของโลกด้วย นอกจากกฎแห่งแรงดึงดูดของโลก นิวตันยังตั้งกฎเกี่ยวกับการเคลื่อนที่
ของวัตถุ (Law of Motion) ไว้ทั้งหมด 3 ข้อ
        1. วัตถุจะอยู่ในสภาพคงที่หรือเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอ ถ้าไม่มีแรงจากภายนอกมากระทำต่อวัตถุนั้น
        2. เมื่อมีแรงลัพธ์ที่ไม่เป็นศูนย์มากระทำต่อวัตถุ จะทำให้วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งในทิศเดียวกับทิศของแรงลัพธ์และขนาด
            ของความเร่งนี้จะแปรผันตรงกับขนาดของแรงลัพธ์และแปรผกผันกับมวลของวัตถุนั้น
        3. แรงกิริยาและแรงปฏิกิริยาจะเท่ากันเสมอ หมายถึง เมื่อมีแรงมากระทำต่อวัตถุนั้นเท่าใด ก็จะเกิดแรงปฏิกิริยาโต้ตอบในทิศ
            ทางตรงกันข้ามเท่ากัน

        นิวตันได้ค้นพบกฎเกี่ยวกับแรงดึงดูดของโลกแต่ก็มิได้ตีพิมพ์เผยแพร่ จนกระทั่งวันหนึ่งเอ็ดมันต์ ฮัลเลย์ (Edmund Halley)
นักวิทยาศาสตร์ที่ทำการค้นคว้าเกี่ยวกับแรงดึงดูดเช่นกัน ได้เดินทางมาพบกับนิวตัน เพื่อซักถามข้อสงสัยเกี่ยวกับแรงดึงดูด ซึ่งนิวตัน
สามารถตอบข้อสงสัยของฮัลเลย์ได้ทั้งหมด ทำให้ฮัลเลย์รู้สึกโกรธแค้นที่นิวตันสามารถค้นพบกฎแห่งแรงดึงดูดได้ก่อนเขา ดังนั้นเขาจึง
กล่าวหานิวตันว่าขโมยความคิดของเขาไป เพื่อน ๆ และลูกศิษย์ของนิวตันจึงบอกให้นิวตันนำผลงานของเขาออกเผยแพร่ลงในหนังสือ
ชื่อว่า The Principia โดยใช้ชื่อเรื่องว่า Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ซึ่งมีทั้งหมด 3 เล่ม
เล่มแรกเป็นเรื่องเกี่ยวกับกฎการเคลื่อนที่ เล่มที่สองเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ ส่วนเล่มสุดท้ายเป็นเรื่องเกี่ยวกับแรงดึงดูดของโลก
หลังจากหนังสือ 3 เล่มนี้เผยแพร่ออกไป ข้อกล่าวหาของเอ็ดมันด์ ฮัลเลย์ ก็เป็นอันตกไป ผลงานการค้นพบกฎแห่งแรงดึงดูดทำให้
นิวตันมีชื่อเสียงโด่งดัง เป็นที่รู้จักของคนทั่วไปในฐานะของนักวิทยาศาสตร์ผู้มีผลงานยอดเยี่ยม ส่วนหนังสือของเขาก็ได้รับการ
ชื่นชมว่าเป็นหนังสือที่ดีที่สุดเล่มหนึ่งเลยทีเดียว

          นอกจากทฤษฎี 2 ข้อข้างต้นแล้ว นิวตันยังให้กำเนิดวิชาคณิตศาสตร์แขนงใหม่หลายเรื่องด้วยกัน ได้แก่ แคลคูลัส (Calculus)
แต่ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อว่าแคลคูลัสเชิงอินทิกรัล (Integral Calculus) ต่อมานิวตันได้พบการคำนวณอีกวิธีหนึ่ง ใช้สำหรับคำนวณ
หาเซตบนจุดระนาบ เรียกว่า ไฮเพอร์โบลา (Hyperbola) ซึ่งผลจากการคำนวณพบว่า ผลต่างของระยะห่างระหว่างจุดใด ๆ
ในเซตกับจุดคงที่ 2 จุด มีค่าเท่ากันเสมอ นอกจากนั้นแล้วนิวตันยังค้นพบทฤษฎีไบโนเมียล (Binomial Theorem) และวิธีการ
กระจายอนุกรม (Method of Expression) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวิชาพีชคณิต

         ผลงานของนิวตันไม่ได้มีเฉพาะเรื่องเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์เท่านั้น ในปี ค.ศ. 1695 ประเทศอังกฤษได้ประสบปัญหาเงินปลอม
ระบาด ทางรัฐบาลได้มอบหมายหน้าที่ให้กับนิวตันในการแก้ไขปัญหาเงินปลอม ซึ่งในขณะนั้นเขาดำรงตำแหน่งผู้แทนของ
มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในรัฐสภา และได้รับการแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งผู้รักษาการเจ้ากรมกษาปณ์ ทำให้นิวตันต้องเป็นผู้แก้ไข
ปัญหานี้ นิวตันแก้ปัญหาโดยการสั่งให้ทำเหรียญเงินชนิดใหม่ ซึ่งจะมีลายเส้นอยู่ที่ขอบเหรียญเล่นเดียวกับขอบเหรียญที่ปรากฏ
อยู่ในปัจจุบันนี้ ส่วนธนบัตรนิวตันได้ค้นพบวิธีการพิมพ์แบบลายน้ำลงในธนบัตร วิธีการของนิวตันใช้ได้ดีมาก และทำให้เงินปลอม
ในประเทศอังกฤษหมดไป จากผลงานนี้นิวตันได้รับการแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งเจ้ากรมกษาปณ์ ในปี ค.ศ. 1699 ต่อมาในปี ค.ศ.
1703 เขาได้รับคัดเลือกให้ดำรงตำแหน่งประธานราชสมาคมแห่งกรุงลอนดอน (Royal Society of London) และในปี ค.ศ.
1705 ด้วยความสามารถอีกทั้งผลงานในด้านต่าง ๆ ของนิวตัน สมเด็จพระนางเจ้าแอนน์ (Queen Ann) พระราชินีแห่งประเทศ
อังกฤษได้ทรงพระราชทานบรรดาศักดิ์ชั้นอัศวิน (Knight) ในตำแหน่งเซอร์ (Sir) ให้กับไอแซก นิวตัน

         เซอร์ไอแซก นิวตัน ได้อุทิศตนและเวลาทั้งหมดในชีวิตของเขาให้กับงานค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งผลงานทางวิทยาศาสตร์
ของเขาเป็นสิ่งที่มีค่ามหาศาลทั้งการค้นพบสมบัติของแสง ซึ่งทำให้ในเวลาต่อมานักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี วิลเลี่ยม เฮอร์เซล
(William Herchel) ได้ค้นพบรังสีอินฟาเรด (Infared) ซึ่งเป็นรังสีที่อยู่เหนือแสงสีแดง และเรินเกนต์ นักวิทยาศาสตร์ชาว
เยอรมันค้นพบรังสีเอกซ์ (X - ray) ที่มีประโยชน์อย่างมากในวงการแพทย์ อีกทั้งการค้นพบกฎแห่งแรงดึงดูดของโลก และวิชา
แคลคูลัส ก็ทำให้นักวิทยาศาสตร์รุ่นต่อมาสามารถคำนวณหาความเร็วของจรวดให้พ้นจากแรงดึงดูดของโลกได้

         ในช่วงบั้นปลายชีวิตของนิวตัน เขายังคงทำงานค้นคว้าด้านวิทยาศาสตร์ต่อไป นิวตันทำงานอย่างหนักจนไม่มีเวลาพักผ่อน
ส่วนอาหารก็กินเป็นเวลาบ้างไม่เป็นเวลาบ้าง ทำให้สุขภาพของเขาทรุดโทรมลงเรื่อย ๆ และล้มป่วย แต่ถึงอย่างไรเมื่ออาการทุเลาลง
นิวตันก็ลุกขึ้นมาทำงารนของเขาต่อไป ทำให้ล้มป่วยลงอีกครั้งและเสียชีวิตเมื่อวันที่ 20 มีนาคม ค.ศ. 1727 ในขณะที่มีอายุ 85 ปี
ศพของเขาฝังอยู่ในวิหารเวสต์มินสเตอร์ (Westminster Abbey)