Isaac Newton (1643-1727) gehört zu den ersten und bedeutendsten systematisch arbeitenden Naturwissenschaftlern der Menschheit. Grundlegende Beiträge zur Dynamik, Optik, Himmelsmechanik, Mathematik und Chemie charakterisieren sein Lebenswerk. Heute ist ein berühmter Lehrstuhl in Cambridge nach ihm benannt, den derzeit Steven Hawking innehält, ein Astrophysiker.

In der Sprache seiner Zeit, die zwischen Physik und Philosophie noch nicht scharf trennte, war Newton Philosoph.

Sir Isaac Newton ist der Verfasser der “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica”, in der er die universelle Gravitation und die Bewegungsgesetze beschrieb und damit den Grundstein für die klassische Mechanik legte. Er zeigte den mathematischen Beweis, dass aus dem Gravitationsgesetz die Keplersche Gesetze der Planetenbewegung folgen und umgekehrt.

Newton ist auch einer der Begründer der Differenzialrechnung, die er fast zeitgleich mit Gottfried Wilhelm Leibniz, aber unabhängig von diesem und ohne Zusammenarbeit mit Leibniz entwickelte.

Das erste Newtonsche Axiom:

Jeder Körper behält seine Geschwindigkeit nach Betrag und Richtung so lange bei, wie er nicht durch äußere Kräfte gezwungen wird, seinen Bewegungszustand zu ändern.

Das heißt nichts weiter, als dass sich ein Körper ohne Krafteinwirkung, also auch ohne Reibung und Luftwiderstand, immer weiter mit gleicher Geschwindigkeit in die gleiche Richtung bewegen würde. Dieses Axiom wird auch Trägheitsgesetz genannt.

Das zweite Newtonsche Axiom:

Um einer Masse m die Beschleunigung a zu erteilen, ist eine Kraft F erforderlich, die gleich dem Produkt der Masse und der Beschleunigung ist: F=m•a

Das dritte Newtonsche Axiom:

Wenn ein Körper A auf einen Körper B mit der Kraft F1 wirkt, so wirkt der Körper B auf den Körper A mit einer Kraft F2, die den gleichen Betrag, aber die Entgegengesetzte Richtung hat, wie F1: (F1 = –F2).

Wenn ein Körper auf einen anderen mit einer Kraft einwirkt, dann wirkt der andere Körper mit der gleichen Kraft auf diesen ein. Das merkt man zum Beispiel, wenn man auf einem beweglichen Wagen steht und einen anderen Wagen zu sich heranziehen will: Man selbst bewegt sich ebenfalls auf den anderen Wagen zu. Diese Tatsache wird in der Technik und im Alltag oft genutzt. Sie ist der Grund warum ein Rasensprenger sich dreht, wenn er Wasser ausstößt, und warum Raketen sich auch im Luftleeren Raum fortbewegen können. Dieses Axiom wird oft auch Wechselwirkungsprinzip oder Prinzip von actio und reactio genannt.

Das newtonsche Gravitationsgesetz:

Das newtonsche Gravitationsgesetz wurde von Isaac Newton 1686 erstmal in seinem Werk Philosophiae Naturalis Principia Mathematica formuliert. Es besagt, dass jeder Massenpunkt jeden anderen Massenpunkt mit einer Kraft anzieht, die entlang der Verbindungslinie gerichtet ist. Der Betrag dieser Gravitationskraft ist proportional zum Produkt der beiden Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes der beiden Massen.

Die newtonsche Gravitationstheorie liefert eine Erklärung für die drei keplerschen Gesetze, und kann diese mit Hilfe der newtonschen Mechanik reproduzieren. Die Tatsache, dass die Theorie die keplerschen Gesetze ebenso wie die Erdgravitation erklärt, ist ein Beleg, dass sie in sehr guter Näherung die Gravitation beschreibt. – ,, Farbe ist nicht im Licht, nicht im Auge, sondern im Hirn“

Die Zerlegung des Sonnenlichts im Glasprisma:

Newton zerlegte das Sonnenlicht an eine Glasprisma in seine Spektralfarben und konnte so nachweisen, dass sich weißes Licht in eine Vielzahl von Einzelfarben teilen lässt. Das Prisma bricht blaues Licht stark, rotes Licht hingegen erfährt nur eine leichte Brechung- dazwischen liegen unendlich viele Abstufungen und ein Lichtspektrum von Violett über Blau, Grün, Gelb und Orange, bis hin zu Rot.

Lange Zeit glaubte man, dass das Prisma das Licht färbt. Newton ging daher einen Schritt weiter und leitete das Licht durch einen schmalen Streifen, sodass nur das Licht einer Farbe durch das Prisma geleitet wurde. Dieses Licht in einer Farbe leitete er durch ein zweites Prisma. Wenn das Prisma das Licht gefärbt hätte, hätte das Licht hinter dem zweiten Prisma erneut in einer anderen Farbe austreten müssen. Aus diesem Experiment schloss Newton, dass das Prisma das Licht nicht färbte.

Newton befasste sich 31 Jahre lang mit dem Phänomen der Zeit. Nach Newton sei das Universum ein gewaltiges Uhrwerk, und nur die Zeit wahre die Ordnung aller Dinge. Des Weiteren sei sie eine feststehende Größe, die für jeden und überall gleich sei und sich nie ändere.

Die “Newton’sche Mechanik” beschreibt die Welt, so wie wir sie kennen. Erst die “Moderne Physik” musste diese Mechanik als Grenzfall komplizierterer Naturgesetze der Quantenmechanik erkennen.