ન્યૂટન, સર આઇઝેક

ન્યૂટન, સર આઇઝેક (જ. 25 ડિસેમ્બર 1642; અ. 20 માર્ચ 1727, વુલ્સથૉર્પ, લૅંકેશાયર, ઇંગ્લૅન્ડ) : અંગ્રેજ ભૌતિકશાસ્ત્રી અને ગણિતશાસ્ત્રી. તેમનો જન્મ ખેડૂત કુટુંબમાં થયો હતો. તેમના પિતાનું મૃત્યુ થયા બાદ દાદીમાએ ઉછેરેલ. ગામમાં શાળા ન હોવાથી ગામથી દશ કિલોમીટર દૂર ગ્રૅથમની ગ્રામરસ્કૂલમાં ભણવા મોકલવામાં આવ્યા. 19 વર્ષની વયે કેમ્બ્રિજની ટ્રિનિટી કૉલેજમાં દાખલ થયા. કૉલેજમાં તેમણે દકાર્ત, કોપરનિકસ, ગૅલિલિયો, કૅપ્લર જેવા મહાન વૈજ્ઞાનિકોનાં પુસ્તકોનો ગહન અભ્યાસ કર્યો. 1665ની શરૂઆતમાં દ્વિપદી (binomial) પ્રમેયના મહત્ત્વના નિયમનું સંશોધન કર્યું. ન્યૂટને દ્વિપદી પ્રમેયનો વ્યાપક ઉપયોગ તેમનાં અન્ય સંશોધનોમાં કરેલો છે તેથી તેમની કબર પર દ્વિપદી પ્રમેય કોતરવામાં આવ્યું છે. 1665માં પ્લેગના ઉપદ્રવને કારણે કેમ્બ્રિજ વિશ્વવિદ્યાલય છોડી ન્યૂટનને વુલ્સથૉર્પમાં 1667 સુધી રહેવું પડ્યું હતું. આ બે વર્ષ દરમિયાન તેમણે કેટલાંક મહત્ત્વનાં સંશોધનો કર્યાં હતાં. તેમાં કલનશાસ્ત્ર (calculus), ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ (law of gravitation) તેમજ પ્રકાશશાસ્ત્ર(optics)ને લગતાં કેટલાંક સંશોધનોનો સમાવેશ થાય છે.

ન્યૂટનનાં સંશોધનો અનેક છે. તેમાંનું એક ગતિના ત્રણ નિયમો અંગેનું છે. પદાર્થ કેવી રીતે ગતિ કરે છે તે આ નિયમો સમજાવે છે. પદાર્થ પર લાગુ પડતાં બળો અને પદાર્થના સ્થાનાંતર વચ્ચેના સંબંધો આ નિયમો દ્વારા અભિવ્યક્ત થાય છે. વૃક્ષ ઉપરથી પડતા સફરજનને જોઈ મુક્ત પતન પામતા પદાર્થની ગતિ અંગેનો ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ ન્યૂટનને સ્ફુરેલો તે સુવિદિત છે. આ નિયમ અનુસાર, પૃથ્વીનું પદાર્થ ઉપરનું આકર્ષણ પદાર્થમાં રહેલા દળના જથ્થા ઉપર અને તેમની વચ્ચેના અંતર ઉપર આધાર રાખે છે. આકાશી પદાર્થોની ગતિ વિશે ન્યૂટન એવા નિર્ણય ઉપર આવ્યા કે સૂર્યના ગુરુત્વાકર્ષીય ખેંચાણને કારણે ગ્રહો પોતાની નિયત ભ્રમણકક્ષા(orbit)માં ગોઠવાયેલા રહે છે. જ્યારે પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષીય ખેંચાણને કારણે ચંદ્ર તેની ભ્રમણકક્ષામાં ગોઠવાયેલો રહે છે. ન્યૂટનના સિદ્ધાંતો શોધાયા પછી લગભગ 20 વર્ષ બાદ પ્રસિદ્ધ થયા હતા અને તે ભૌતિકવિજ્ઞાનમાં બહુ અગત્યના ગણાયા હતા. ન્યૂટનના ગતિના નિયમો યંત્રવિદ્યા(mechanics)ના પાયાના સિદ્ધાંતો ગણાય છે. ન્યૂટને પ્રકાશ અને રંગ વિશે પણ અગત્યનું સંશોધન કરેલું છે. તેમણે બતાવ્યું કે સફેદ પ્રકાશ એ ખરેખર તો વર્ણપટ(spectrum)માં દેખાતા રંગોનો બનેલો છે. ત્રિપાર્શ્વ કાચમાંથી પ્રકાશ પસાર કરી પ્રકાશના વિઘટન(dispersion)થી વર્ણપટ સ્વરૂપે મળતી આ ઘટના તેમણે પ્રયોગ દ્વારા દર્શાવી હતી. આકાશી પદાર્થોનાં સ્પષ્ટ પ્રતિબિંબ મળે તેવો પરાવર્તન ટેલિસ્કોપ સૌપ્રથમ ન્યૂટને શોધ્યો હતો. તેમણે ગુરુત્વાકર્ષણના સાર્વત્રિક નિયમ મેળવીને ખગોલીય અને સ્થાનીય પદાર્થોની ગતિના યંત્રશાસ્ત્રની સંક્ષિપ્ત અને ચોક્કસ પદ્ધતિ ઊભી કરી હતી. ન્યૂટને ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ શોધવા માટે ગણિતની એક નવી જ શાખા કલનગણિતનો આવિષ્કાર કર્યો. તેમાંથી આધુનિક ઇજનેરી વિદ્યાનો પાયો નંખાયો. કલનગણિતની શોધ લાઇબનિટ્સ નામના જર્મન ગણિતજ્ઞે સ્વતંત્ર રીતે પણ કરેલી.

વક્રોના ક્ષેત્રફળ (area) અને ઘનફળ(volume)ની ગણતરી કરવાની વ્યાપક રીત ન્યૂટને શોધી કાઢી અને અતિવલય(hyperbola)નું ક્ષેત્રફળ પણ મેળવ્યું. બીજગણિતને લગતાં તેમનાં સંશોધનો તેમણે લખેલા ‘એરિથમૅટિકા યુનિવર્સોલિસ’ (1907) નામના ગ્રંથમાં સંગ્રહેલ છે. ‘પ્રિન્સિપીઆ મૅથેમૅટિકા’ તેમના વિજ્ઞાનના સંશોધનકાર્યની એક મહત્ત્વપૂર્ણ કૃતિ છે. ન્યૂટન વિદ્યાકીય અને જાહેર જીવનમાં ખૂબ કાર્યરત રહેતા. કેમ્બ્રિજ વિશ્વવિદ્યાલયના તેમના અધ્યાપનકાળ દરમિયાન તે યુનિવર્સિટી-સેનેટના સભ્ય પણ બન્યા હતા. તેમની બહુવિધ શક્તિઓથી પ્રભાવિત થઈને તેમના પ્રોફેસર આઇઝેક બેરોએ 1669માં પોતાના પ્રાધ્યાપકના હોદ્દાનું રાજીનામું આપીને ન્યૂટન માટે એ જગા ખાલી કરેલી. આ અનન્ય બનાવ છે. 1699માં તેમને ટંકશાળના મુખ્ય અધિકારી તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવ્યા હતા. તે સમય દરમિયાન તેમણે નવા સિક્કાઓના ચલણની વ્યવસ્થાનું સફળ સંચાલન કર્યું હતું. 1703માં તેઓ ઇંગ્લૅન્ડની રૉયલ સોસાયટીના પ્રમુખ બન્યા અને મૃત્યુ પર્યંત તેમણે આ સ્થાન શોભાવ્યું હતું. 1705માં ઇંગ્લૅન્ડની રાણીએ તેમને ‘નાઇટ’ના ખિતાબની નવાજેશ કરેલી. સમગ્ર જીવનકાળ દરમિયાન તેઓ સંશોધનકાર્યમાં વ્યસ્ત રહ્યા હતા. વિશ્વની રચના અંગેનાં તેમનાં સંશોધનો હાલનાં સંશોધનો માટે પણ સહાયરૂપ બને છે.

સર આઇઝેક ન્યૂટનના નામ સાથે ગણિતશાસ્ત્ર અને ભૌતિકશાસ્ત્રના અનેક નિયમો, સિદ્ધાંતો, સૂત્રો, ઘટનાઓ વગેરે સંકળાયેલાં છે : ઉદાહરણ તરીકે, બળના એકમ તરીકે ‘ન્યૂટન’, ન્યૂટન-ગ્રેગરીની અંતર્વેશન (interpolation) પદ્ધતિ, પ્રશિષ્ટ યંત્રશાસ્ત્રમાં ન્યૂટનીય સંદર્ભ-માળખું (frame of reference), ન્યૂટનનું યંત્રશાસ્ત્ર (mechanics), ન્યૂટનના ગતિના નિયમો, ન્યૂટનનો શીતનનો નિયમ (law of cooling), ન્યૂટનનાં વલયો (Newton’s Rings), ન્યૂટનનો ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ, લેન્સ માટેનાં ન્યૂટનનાં સૂત્રો વગેરે.

લીલાધર ખેસાભાઈ પટેલ