„Was wir wissen, ist ein Tropfen, was wir nicht wissen, ein Ozean."

– Isaac Newton

Wir Menschen sind nicht die einzigen, die zählen können! Was „mehr“ und was „weniger“ ist, können auch Affen, Krähen, Hunde und sogar Tintenfische richtig einschätzen.

Wissenschaftler haben kürzlich bewiesen, dass asiatische Elefanten einen erstaunlich guten Sinn für Zahlen haben. Sie können den Unterschied zwischen zwei abgebildeten Mengen von Früchten problemlos nachvollziehen – selbst wenn der Unterschied nur sehr gering ist. Dabei schneiden sie so gut ab wie sonst nur der Mensch. Unter den Tieren scheinen sie also die Zahlenkönige zu sein!

Im Laufe der Geschichte Wissenschaftler immer wieder Entdeckungen gemacht, die das, was wir bisher geglaubt haben, auf den Kopf gestellt haben. Einer dieser Wissenschaftler war Isaac Newton. Neben Archimedes, Pythagoras, Thales, Descartes, Einstein und vielen anderen hat sich Newton seinen Platz unter den großen Mathematikern und Wissenschaftlern dieser Welt verdient, indem er die Mathematik revolutionierte.

Das Gesetz der Schwerkraft, das Spiegelteleskop und die Differenzial- und Integralrechnung... Isaac Newton untersuchte die natürlichen Phänomene seiner Umgebung, um wissenschaftliche Wahrheiten zu ermitteln, die er effektiv demonstriert. Er gilt als einer der größten mathematischen Wissenschaftler seiner Zeit und ist bis heute weltbekannt.

Entdecke die Rolle Newtons in der Geschichte der Mathematik!

Isaac Newton - eine kurze Biografie

Wenn man sich mit der Geschichte der Mathematik beschäftigt, stößt man unweigerlich auch irgendwann  auf Isaac Newton. Der englische Physiker, Philosoph, Astronom und Mathematiker wurde 1642 in Woolsthorpe, Lincolnshire, England, geboren.

Sein Vater starb einige Monate vor seiner Geburt und Newtons Mutter heiratete erneut, als das Kind drei Jahre alt war. Er wuchs bei seiner Großmutter mütterlicherseits auf.

Isaac Newton ist ein stilles Kind, das sich sehr für Maschinen interessiert. Obwohl er als Schüler verträumt und etwas zerstreut ist, baut er Sonnenuhren, Windturbinen, mechanische Transportvorrichtungen, Drachen usw.

Seine Mutter wollte ihn frühzeitig von der Schule nehmen, damit er sich auf ein Leben als Landwirt auf dem Hof vorbereiten konnte. Der Rektor seiner Schule erkannte sein mathematisches Talent und setzte durch, dass der begabte Junge ein Stipendium für ein Studium bekam.

1661 wurde er Student am Trinity College in Cambridge. Um keine Studiengebühren zahlen zu müssen, erledigt Isaac Newton Arbeiten in der Schule. Er studierte Arithmetik, Geometrie, Trigonometrie, Astronomie und Optik. Isaac Barrow, ein großer Mathematiker und Cambridge-Professor, nimmt ihn unter seine Fittiche. Newton schliesst sein Studium 1665 mit hervorragenden Noten ab.

Er kehrt zunächst in seinen Heimatort Woolsthorpe zurück (vor allem deshalb, weil aufgrund einer Pest-Epidemie alle Universitäten des Landes geschlossen sind) und macht dort innerhalb von zwei Jahren seine wichtigsten mathematischen Entdeckungen - die Grundlagen seiner Theorien, die er später in mühevoller Kleinarbeit, durch scharfsinnige Überlegungen und geschicktes Experimentieren weiterentwickelt.

1669 verzichtet sein ehemaliger Professor Barrow zugunsten seines einstigen Schülers auf seinen Lehrstuhl. Isaac Newton war von 1669 bis 1701 Mathematikprofessor in Cambridge, ab 1671 Mitglied und ab 1703 Präsident der Royal Society sowie ab 1698 königlicher Münzmeister.

Er starb im Alter von 84 Jahren am 31.3.1727 in Kensington als hoch angesehener Wissenschaftler. Er war der erste englische Naturwissenschaftler, der ein Staatsbegräbnis erhielt. Er wurde in der Westminster Abbey in London an der Seite berühmter Persönlichkeiten der englischen Geschichte bestattet.

Auf dem Lehrplan für Mathematik steht in Realschulen und auf Gymnasien auch der berühmte Strahlensatz von Thales. Es lohnt sich also, auch mehr über Thales von Milet zu erfahren.

Isaac Newton und Schwerkraft

Isaac Newton ist vor allem für seine Forschungen zur Schwerkraft bekannt. Er wollte verstehen, wie es möglich ist, dass der Mond die Erde umkreist. Er beobachtete in einem Obstgarten, wie die Äpfel vom Baum fallen und entdeckt auf diese Weise die Anziehungskraft, der die Äpfel ausgesetzt sind. Newton erklärte physikalisch, weshalb ein Apfel überhaupt zu Boden fällt. Erstmals spricht er vom Gesetz der Schwerkraft. Er glaubt, dass der Grund für den Fall des Apfels derselbe ist, der den Mond trotz der Entfernung nahe an der Erde hält.

Newton hat die Prinzipien der Schwerkraft erkannt. | Quelle: Pixabay

Um seine Hypothesen zu überprüfen, stellt Newton eine Gleichung auf, nach der die Schwerkraft vom umgekehrten Quadrat des Abstands zwischen zwei Objekten abhängt. Dieses Gesetz wird als reziprokes Quadratgesetz bezeichnet. Der Wissenschaftler wendete die Hypothese auf weitere Sterne wie die Sonne oder andere Planeten an. Er wird vor allem für diese Suche nach einem Beweis für die Schwerkraft bekannt. Noch heute kennen Schüler auf der ganzen Welt die Legende vom Apfel. Wir werden nie erfahren, ob die Geschichte wirklich stimmt oder ob vielleicht Newton selbst sie so erzählt hat, um zu demonstrieren, wie wichtig die Beobachtung kleiner Phänomene des alltäglichen Lebens ist, um das grosse Ganze zu verstehen.

Die Geschichte der Mathematik hat im Laufe der Jahrhunderte noch mehrere große Namen hervorgebracht: zu den Wichtigsten gehört auch der Mathematiker Euklid.

Mathematik: Isaac Newtons Infinitesimalrechnung

Obwohl Newton besonders für seine Entdeckungen auf dem Gebiet der Physik bekannt ist, dürfen wir seine mathematischen Fähigkeiten nicht vergessen. Isaac Barrow beauftragte ihn während seines Studiums in Cambridge, ein Manuskript zu verschiedenen mathematischen Schlussfolgerungen zu verfassen. Newtons Dokument beschreibt die Integral- und Differentialrechnung. Newton nennt dies Infinitesimalrechnung - etwas, das noch heute einige Abiturienten in den Wahnsinn treibt.

Der Hauptsatz der Differenzial- und Integralrechnung stellt den Zusammenhang zweier Sachverhalte her, denen völlig unterschiedliche Probleme zugrunde liegen.

Isaac Baron zeigt das Manuskript mehreren führenden europäischen Wissenschaftlern und Isaac Newton ergattert sich seinen Platz unter den größten Mathematikern seiner Zeit.

Isaac Newton ist auch bekannt für die sogenannte Newtonsche Binomial-Formel. Diese definiert, dass die Formel (a + b) n möglich ist, egal welchen Wert n hat.

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Neben der Mathematik und der Physik hatte Newton eine weitere grosse Leidenschaft: Die Optik.

Newton und das Licht

Isaac Newton widmet bei all seinen Forschungen der Optik besondere Aufmerksamkeit. Diese Leidenschaft beginnt, als sich der englische Wissenschaftler für das Verhalten von Licht interessiert.

Newton begeistert sich für das Verhalten von Licht. | Quelle: Pixabay

Für die damaligen Wissenschaftler ist das weiße Licht homogen. Newton wird, wie so oft, die Gewissheiten seiner Zeit ändern.

Dazu verwendet er ein transparentes Prisma und setzt es den Strahlen der Sonne aus. Er erkennt, dass Isaac Newton entdeckte, dass weißes Sonnenlicht fünf Farben enthält: Violett, Blau, Grün, Gelb und Rot. Er nennt sie "Spektrum". Ein Phänomen, das die unterschiedlichen Farben des Sonnenstrahls durch die Gradunterschiede und die Tatsache erklärt, dass die Strahlen bei Kontakt mit bestimmten Objekten die Richtung ändern und sich verdrehen können.

Jede Farbe weist ein unterschiedliches Verhalten auf. Beim Kontakt mit dem Prisma verhalten sich nicht alle Farben des Spektrums gleich.

Newton richtet dann die farbigen Strahlen auf ein zweites Prisma, aus dem wieder weißes Licht austritt. Das beweist, dass weißes Sonnenlicht die Summe aller Farben des Spektrums ist.

All diese Beobachtungen beeinflussen weitgehend das Gebiet der Optik, für das sich Newton auch weiterhin sehr interessiert.

Es ist übrigens auch unmöglich um René Descartes herumzukommen, wenn man über Mathe spricht!

Newtons Erfindung: das Spiegelteleskop

Newtons Entdeckungen über das Licht verändern die wissenschaftliche Welt. Newton studiert weiterhin die Optik.

Nachdem Newton das Verhalten des Lichtspektrums und die verschiedenen Farben weissen Lichts entdeckt hat, prüft er die Funktionsweise der damals mit Glaslinsen hergestellten Teleskope.

Das Glas verändert die Flugbahn der Lichtstrahlen. Der Wissenschaftler beschließt, sie Linsen durch Spiegel zu ersetzen, damit alle Farben gleich und effektiver reflektiert werden.
Isaac Newton erfand so 1668 das erste Spiegelteleskop.

Eine Nachbildung des ersten Spiegelteleskops von Newton.

Das Teleskop ist mit einem 3,3-cm-Spiegel und einem Vergrößerungsfaktor von etwa 40 ausgestattet. Der brillante Wissenschaftler Newton verbindet somit seine Leidenschaft für mechanische Objekte mit seiner Besessenheit für die Funktionsweise von Objekten und seiner Faszination für das Verhalten von Licht.

Für seine Verdienste wurde Newton 1705 geadelt. Damit ist sein Status als Wissenschaftsgenie ein für allemal besiegelt.

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Bertine

Ich bin studierte Ethnologin und Politikwissenschaftlerin, schreibe leidenschaftlich gerne und interessiere mich besonders für Sprachen, fremde Kulturen, Geschichte und Handwerk.