Sir Isaac Newton
En 1687 apareció en Inglaterra el libro quizá más importante de cuantos se han publicado a lo largo de la historia de la ciencia. Llevaba el imponente título de Philosophiae naturalis principia mathematica (Principios matemáticos de la filosofía natural) y su autor era Isaac Newton, profesor Lucasiano de matemáticas en la Universidad de Cambridge.
La íntención de Newton al escribir los Principia era justamente lo que sugiere el título, es decir, exponer aquellos principios matemáticos que, aplicados a los problemas de la filosofía natural, podrían arrojar luz sobre estos últimos. Para ello era preciso montar primero el escenario matemático. Así, pues, Newton comenzó por exponer sus ideas acerca de la naturaleza del espacio y del tiempo, que constituyen el marco fundamental en el que se desarrollan los sucesos físicos.
Hasta aquí he establecido la definición de aquellas palabras que son menos conocidas, y he explicado el sentido en que quisiera se entendiesen en el siguiente discurso. No defino tiempo, espacio, lugar ni movimiento, por ser palabras bien conocidas de todos. Unicamente he de hacer notar que la gente común no concibe estas cantidades en otro contexto que el de las relaciones que éstas guardan con los objetos sensibles. Y de aquí nacen ciertos prejuicios, para cuya eliminación será conveniente distinguir entre cantidades absolutas y relativas, verdaderas y aparentes, matemáticas y comunes.
I. El tiempo absoluto, verdadero y matemático, en sí mismo y por su propia naturaleza, fluye de una manera ecuable y sin relación alguna con nada externo, y se conoce también con el nombre de duración; el tiempo relativo, aparente y común es una medida sensible y externa. (ya sea exacta o inecuable) de la duración por medio del movimiento, y se utiliza corrientemente en lugar del tiempo verdadero; ejemplos de ello son la hora, el día, el mes, el año.
II. El espacio absoluto, por su propia naturaleza y sin relación alguna con nada externo, permanece siempre similar e inmovible. El espacio relativo es una dimensión o medida movible de los espacios absolutos, que nuestros sentidos determinan de acuerdo con su posición con respecto a los cuerpos y que por lo común se toma como espacio inmovible; tal es la dimensión de un espacio subterráneo, aéreo o celeste determinado a través de su posición con respecto a la tierra. El espacio absoluto y el espacio relativo son iguales en forma y magnitud; pero no siempre coinciden numéricamente. Pues al moverse, por ejemplo, la tierra, un espacio cualquiera de nuestro aire, que relativamente y con respecto a la tierra permanece siempre igual, en un momento dado ocupará una cierta parte del espacio absoluto por el que atraviesa el aire; en otro momento ocupará otra parte distinta del mismo, y así, entendido en sentido absoluto, irá modificándose continuamente.
III. Lugar es la parte del espacio que un cuerpo ocupa, y de acuerdo con el espacio puede ser absoluto o relativo. Obsérvese que he dicho parte del espacio, no la situación ni la superficie externa del cuerpo. Pues los lugares de sólidos iguales son siempre iguales, mientras que sus superficies, por razón de sus disimilares figuras, son a menudo desiguales. En sentido propio, las posiciones no poseen cantidad, ni son tanto los lugares mismos corno las propiedades de los lugares. El movimiento del total y la suma de los movimientos de las partes es todo uno; es decir, la traslación del todo fuera de su lugar y la suma de las traslaciones de las partes fuera de sus lugares es la misma cosa; y, por consiguiente, el lugar del todo es lo mismo que la suma de los lugares de las partes, y por esta razón es una propiedad interna e inherente al cuerpo como un todo.
Los Principia se dividen en tres "libros". En el primero, Newton expone los principios generales de la dinámica. El segundo libro estudia la mecánica de los fluidos, la mecánica ondulatoria y otros temas de la física. En el tercero, aplica estos principios a una explicación del sistema del Universo. En el Libro Primero, Newton proporciona las siguientes definiciones:
Ley I: Todo cuerpo sigue en estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que sea obligado a cambiar de esta situación por una fuerza externa.
Esta ley es conocida como Principio de Inercia, y la propiedad que poseen los cuerpos materiales de continuar en estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta se conoce como inercia del cuerpo.
Ley II: El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz aplicada y tiene la dirección de la recta según se aplica la fuerza.
Esta ley expresa que si un cuerpo sufre el impacto de una fuerza F1 y luego de una fuerza F2, las aceleraciones o cambios de velocidad serán proporcionales a estas fuerzas.
El significado de la síntesis newtoniana es el haber descubierto que los mismos principios que se aplican a la dinámica terrestre pueden y deben aplicarse a la mecánica celestial.
