Godfrey Kneller, Wikimedia Commons
Newton och Hook med Keplers planetbanor

Newton dolde en mörk hemlighet

Enligt myten kom Isaac Newton på idén om gravitationen när ett äpple föll ner och träffade honom i huvudet. Det är en bra historia, men den är inte sann. Newton var inte ensam om att upptäcka den osynliga naturkraften, men när hans ärkerival dog gjorde Newton allt som stod i hans makt för att radera honom ur historieböckerna och själv ta åt sig äran.

En ung man sitter lutad med ryggen mot stammen på ett äppelträd. Han är djupt försjunken i tankar när ett äpple lossnar från en av de hösttunga grenarna och träffar honom i huvudet. Genast slås han av en tanke: Tänk om det är samma osynliga kraft som får äpplet att falla lodrätt ner från grenen som påverkar himlakropparnas rörelser?

Den unge mannen under trädet är Isaac Newton och berättelsen om äpplet är kanske vetenskapshistoriens mest kända. Problemet är bara att den inte är sann. Newtons revolutionerande teorier om gravitationen kom inte fallande från himlen. De byggde på andra forskares hårda arbete, däribland Newtons ärkerivals.

”Stölden” av gravitationen utgjorde kulmen av en oförsonlig fiendskap som började dagen då Newton höll sin första föreläsning på Royal Society i London.

Newton förödmjukas

Akademin, som grundades år 1660 i syfte att sprida vetenskapliga rön, var belägen i ett imponerande område i en tidigare palatsbyggnad i centrala London. När den endast 29-årige Newton gjorde sin entré år 1672 satt rikets skarpaste hjärnor redo att bedöma allt han hade att säga.

Newton ställde sig upp i salen inför de många perukprydda männen och redogjorde för sina revolutionerande tankar om ljusets egenskaper.

Några årtionden tidigare hade den italienske fysikern och astronomen Galileo Galilei visat att ljud består av vågor, så Newton och andra med honom hade börjat spekulera över om det samma gällde för ljus.

Under en pestepidemi hade Newton flytt ut på landsbygden. Där fick han tid att göra experiment med ljus och prismor, och han drog slutsatsen att vitt ljus innehåller alla regnbågens färger.

Förklaringen var, menade Newton, att ljus måste bestå av pyttesmå partiklar, som han kallade korpuskler. Det var skillnaden mellan dessa partiklar som gav upphov till olikfärgat ljus.

Prisma, ljus

När Newton lät vitt ljus passera genom ett prisma fann han att ljuset delades upp i alla sina färger.

© Shutterstock

Konflikten om ljuset

När Robert Hooke, som satt bland åhörarna den dagen, fick höra Newtons teori om korpuskler fnös han hånfullt. Att ljus skulle bestå av partiklar var en absurd tanke. Ljud består av vågor och det var likadant med ljuset. Ljus består av vita våglängder. Färgat ljus uppstår när det vita ljuset ”korrumperas”, konstaterade Hooke inför församlingen.

När Robert Hooke talade med sin dånande röst var det ingen som sa emot honom. Ordföranden för Royal Societys avdelning för vetenskapliga experiment var en inflytelserik man. Det var han och ingen annan som bestämde vilka experiment akademin skulle finansiera. Bakom sig hade han dessutom ett antal stora vetenskapliga upptäckter, som var så betydelsefulla att han av en vetenskapshistoriker har kallats Englands Leonardo da Vinci.

Om jag har sett längre än någon annan, så är det för att jag har stått på jättars axlar. Isaac Newton, ord som enligt vissa källor myntades av Robert Hooke

När Hooke hade satt sig ner höjdes även andra kritiska röster. Newtons korpuskler utsattes för en svidande kritik. En förödmjukad Newton gav upp tankarna på att publicera sin planerade avhandling om ljuset, och under de följande tio åren vägrade han att delta i offentliga vetenskapliga diskussioner.

Pojken från den lilla ön

Den Robert Hooke som kritiserade Newton år 1672 stod på höjden av sin makt och popularitet, en position som inte varit lätt att uppnå för honom. Med flit och stor kompetens hade han gjort den på den här tiden ovanliga resan från en fattig uppväxt på ön Isle of Wight till de gotiska, himlasträvande byggnaderna vid elituniversitetet i Oxford.

I Oxford visade Robert Hooke prov på sin fallenhet för att skapa experiment och konstruera nya vetenskapliga apparater, vilket var precis vad kemisten Robert Boyle behövde. Boyle, en av landets mest berömda vetenskapsmän, hade varit med och grundat Royal Society år 1660. När Hooke blev en del av Boyles ”stall” öppnades rätt dörrar för den ambitiöse ynglingen.

Hooke, loppa

En av Robert Hookes många vetenskapliga bedrifter var hans banbrytande kartläggning av bland annat insekter i verket Micrographia.

© Robert Hooke, Micrographia

År 1665 gav Hooke ut boken Micrographia. Han var först med att använda det nyligen uppfunna mikroskopet för att studera insekter, växter och fossil. Observationerna han gjorde genom linsen tecknade han av till skisser, som trycktes i boken. Micrographia blev en bästsäljare som inspirerade andra till att använda mikroskopet till seriös vetenskap.

I boken introducerade Hooke också ordet cell, som vi i dag använder om de minsta biologiska beståndsdelarna. Boken bidrog till att göra Hooke till en av sin tids stora vetenskapliga stjärnor. Det faktum att han i dag är relativt okänd beror på en smutskastningskampanj av en man med ett ego vars storlek bara överträffades av hans genialitet: Isaac Newton.

Newton skulle bli bonde

Isaac Newtons barndom var visserligen mer privilegierad än Hookes, men på intet sätt lättare. Hans far dog redan innan Newton var född och moderns nye man vägrade kännas vid lille Isaac, som skickades iväg till sin mormor. Under nio år träffade Newton varken sin mor eller de tre halvsyskonen hon senare födde. Först när styvfadern dog fick Newton lov att flytta tillbaka till familjens gård.

Modern såg unge Newtons framtid bakom en plog, men den matematiskt och mekaniskt begåvade Newton drömde om att i stället få möjlighet att kika genom ett teleskop. Eftervärlden har all anledning att vara tacksam över det faktum att Newtons morbror och rektor lyckades övertyga modern om att hennes pojke var ämnad för annat än ett liv som bonde i Woolsthorpe i sydöstra England.

Newtons barndomshem

Newton föddes på landsbygden och om hans mor hade fått sin vilja igenom skulle han ha blivit bonde.

© Bs0u10e01/Wikimedia Common

Geniet hade en mörk sida

År 1661 lämnade Newton gården för att studera på universitetet i Cambridge. Trinity College, universitetets största och enligt många vackraste byggnad, blev hans nya hem.

Bland de vita kalkstensbyggnaderna vid floden Cam gjorde han ett antal vetenskapliga genombrott. Han uppfann bland annat en helt ny typ av teleskop, spegelteleskopet, som kunde fokusera ljuset på ett mycket effektivare vis än de äldre linsteleskopen.

Pojken från landet blomstrade vetenskapligt, men på det personliga planet trängde sig skuggorna ofta på.

Som 19-åring skrev Newton en lista över synder som han begått, bland annat att han som ung känt ett starkt hat mot sin mor och sin styvfar och att han hade hotat med att bränna ner gården.

Nutida forskare har spekulerat i om det var upplevelserna i Newtons barndom som formade hans oförsonliga personlighet. Andra tycker sig se drag av bipolär sjukdom – eller ger en undertryckt homosexualitet skulden för en karaktär som av samtiden beskrivs som synnerligen besvärlig.

De många biografierna om Newton tecknar en bild av en nytänkande men hämndlysten enstöring, en stor begåvning men också en omedgörlig, fåfäng särling med en böjelse för mysticism, oförmögen att skaffa sig vänner.

Newton var med andra ord ingen enkel person. Hans vetenskapliga instinkter var dock enastående. Få personer har haft ett så stort och bestående värde för vetenskapen som Newton.

Redan som 26-åring blev han professor i matematik och kunde därmed frigöra tid för att undersöka det senaste föremålet för sin nyfikenhet, en av dåtidens stora vetenskapliga gåtor: gravitationen.

Halleys komet

Med hjälp av Newtons lagar kunde Halley räkna ut när kometen som i dag bär hans namn passerar nära jorden.

© NASA/W. Liller

Mysteriet med den osynliga kraften

År 1609 visade den tyske astronomen Johannes Kepler att planeterna inte rör sig runt solen i cirkelrunda banor, utan i ellipser. Eftersom Kepler hade ägnat många år åt att beräkna och dokumentera planeternas banor var det inte många som betvivlade att han hade rätt.

Men varför? Hur kom det sig att planeterna inte rörde sig i prydliga, koncentriska cirklar?

Astronomen Edmond Halley brottades med den frågan i många år. Sedan Keplers tid hade en teori varit att det måste finnas en osynlig kraft som håller fast planeterna i sina elliptiska banor runt solen.

Halley, även han medlem av Royal Society, sökte upp Robert Hooke, som han hoppades skulle kunna hjälpa honom.

Under tidigare föreläsningar vid Royal Society hade Hooke teoretiserat kring hur himlakroppar påverkar varandra genom denna kraft och talat om att kraften blir starkare ju närmare himlakropparna befinner sig varandra. Han hade till och med brevväxlat med Newton om den här frågan.

Hooke, och troligen andra före honom, hade med andra ord vid det här laget en relativt god bild av gravitationen och dess grundprinciper. Men de hade inte formulerat principerna eller redogjort för den regelbundenhet med vilken gravitationen verkar.

Hooke lovade att återkomma med ytterligare beräkningar, men de kom aldrig.

Halley tröttnade på att vänta och reste till Cambridge för att besöka Newton. Liksom Hooke påstod Newton att han kunde bevisa teorin. Han hade faktiskt beviset liggande någonstans bland sina papper, sa han. Det enda problemet var att han inte kunde hitta det.

Newton lovade att skriva när han hittade sitt bevis. Återigen väntade Halley i flera månader, men till slut fick han faktiskt ett brev. I det beskrev Newton matematiskt hur den osynliga kraften tvingar in planeterna i sina elliptiska banor.

Beviset såg ut att hålla. Med hjälp av Newtons formel beräknade Halley banorna för ett antal olika kometer. Han visade att de kometer som hade observerats på himlen åren 1531, 1607 och 1682 i själva verket var en och samma komet. Och han förutsåg helt korrekt att den komet som i dag bär hans namn återigen skulle passera jorden år 1758 – och vart 76:e år därefter.

Konflikten om gravitationen

Ett och ett halvt år efter det att han skrivit brevet var Newton färdig med ett utkast till en bok. I den förklarade han att en naturkraft som han kallade gravity (gravitas är det latinska ordet för ”tyngd”) får alla objekt i universum att påverka andra objekt med en kraft som är omvänt proportionell mot avståndet i kvadrat.

Det innebär att om man fördubblar avståndet mellan två kroppar, så blir gravitationen mellan dem fyra gånger svagare. Om man halverar avståndet ökar kraften fyra gånger.

Med hjälp av denna regelbundenhet formulerade Newton för första gången i historien gravitationen, en av de fyra fundamentala naturkrafterna. (De tre övriga är elektromagnetisk växelverkan samt svag och stark växelverkan, red.).

Halley, som kom från en familj som blivit rik på att sälja tvål, valde att publicera boken med egna pengar.

Boken Philosophiae naturalis principia mathematica, som den heter, anses i dag vara vetenskapshistoriens viktigaste verk.

Förutom beskrivningen av gravitationen innehåller det banbrytande verket Newtons tre lagar om inertialsystem, om kraftpåverkan samt aktion och reaktion, som fortfarande lärs ut på fysiklektionerna.

Newtons Philosophiae naturalis principia mathematica

I Newtons storverk Philosophiae naturalis principia mathematica beskrev han bland annat lagar för acceleration och gravitation – och förändrade fysiken för all framtid.

© John Rylands Library

Hooke blev rasande när Philosophiae naturalis principia mathematica publicerades. Halley, som en gång varit hans elev, hade gått bakom ryggen på honom. Än värre var det faktum att han hade sökt upp Hookes ärkerival.

Enligt Hooke hade de två stulit hans idéer om gravitationen, och de nämnde inte honom på ett enda ställe i boken – inte minsta tack, inte ens en hänvisning till att det var han som hade fått in dem på rätt spår.

Hookes protester föll för döva öron. Själv kom han inte med ett enda konkret bevis, medan Newton hade uppfunnit ett matematiskt språk för att beskriva gravitationen.

Under åren efter konflikten blev Robert Hookes hälsa allt sämre. Han fortsatte arbeta för Royal Society, men år 1697 förlorade han det mesta av sin syn, blev märkbart hopsjunken och fick svårt att gå.

Kepler, solsystem, Mysterium cosmographicum

Johannes Kepler blev på det klara med planeternas banor och ledde Newton och andra på spåret av en osynlig kraft: gravitationen.

© Wikimedia Commons

Mysteriet med den osynliga kraften

År 1703 dog han ensam i sin säng, otvättad och i smutsiga kläder. Hans döda kropp lär ha varit så full av löss att ingen ville ta i honom.

Rivalen raderades ur historien

När en stolt institution som Royal Society på den här tiden lyfte fram sin historia och sina prominenta medlemmar gjordes det med porträtt på väggarna. En av akademins mest berömda söner, Robert Hooke, fick emellertid aldrig någon plats i galleriet.

Inget är så smått att det kan undslippa oss. En ny värld har blivit synlig och den ska undersökas. Robert Hooke, i boken Micrographia, det första stora verket om upptäckter gjorda med det nyligen uppfunna mikroskopet

Anteckningar i Hookes dagbok tyder emellertid på att det faktiskt målades ett porträtt av honom. Vart den tavlan tog vägen är det ingen som vet. Enligt en seglivad myt var det Newton som låg bakom porträttets försvinnande. Samma år som Hooke dog valdes Newton till ordförande för Royal Society. Enligt en version av historien lät han hämta porträttet efter Hookes död och brände det i sin kamin. En annan version gör gällande att han såg till att tavlan glömdes bort när akademin flyttade till nya lokaler.

Säkert är emellertid att Newton gjorde allt han kunde för att misskreditera Hooke. Efter rivalens död beskrev han offentligt Hooke som en sorglig liten man som försökte ta åt sig äran för andras upptäckter. Vid den tidpunkten var Newton vetenskapshimlens starkast lysande stjärna.

År 1704 publicerade han sitt andra storverk, Opticks, där han lade fram sina banbrytande teorier om ljusets brytning. Den här gången lyssnade vetenskapssamhället. Newtons teori om korpuskler, det vill säga ljuspartiklar, levde vidare ända fram till 1920-talet, då kvantteoretiker kunde visa att ljus är både partiklar (fotoner) och vågor.

Det var inte många som tog Robert Hookes parti. Därför föll pionjären inom mikroskopi och en av gravitationens fäder i glömska under de följande århundradena.

Royal Society

Det sägs att Newton lät bränna tavlan av Robert Hooke när han blev ordförande för Royal Society.

© Royal Society

Hookes försvunna dagböcker dyker upp

På 1930-talet hittade vetenskapshistoriker dagboksanteckningar från Robert Hooke i tre olika arkiv i England, där de antingen glömts bort eller katalogiserats fel. Vid den tidpunkten var Hooke bara känd i akademiska kretsar, inte bland den breda allmänheten.

Fyndet av Hookes anteckningar förde upp honom i vetenskapshistorikernas medvetande och hans bidrag till bland annat astronomi, matematik och gravitationens gåta blev återigen erkända.

Historien om Newtons aha-upplevelse när han fick ett äpple i huvudet är emellertid för seglivad för att försvinna. År 1726 berättade en åldrande Newton för ett middagssällskap att han hade druckit sitt te i skuggan av ett äppelträd och att ett fallande äpple satte i gång hans spekulationer om gravitationen. Anekdoten återgavs därefter i en biografi, och i senare versioner av historien kom tillägget att äpplet träffade honom i huvudet.

Historikerna vet inte om Newton hittade på historien som en eftertanke sent i livet, men en total aha-upplevelse var det knappast, eftersom gravitationen redan hade beskrivits på alla andra sätt än rent matematiskt. Han inspirerades troligen av andra, däribland Robert Hooke, vilket ett av hans mest berömda citat tyder på: ”Om jag har sett längre än någon annan, så är det för att jag har stått på jättars axlar.”

En av de mest entusiastiska förmedlarna av historien om äpplet var Newtons systerdotter Catherine, en av få människor som Newton stod verkligt nära. Hon fanns vid hans sida den 31 mars 1727, då han vid 84 års ålder tog sitt sista andetag.