Newtons alkemiska studier

11 juni, 2011 den 22:37 (Isaac Newton)

Alla är väl bekanta med Isaac Newton (1643–1727), en av historiens mest framstående vetenskapsmän. Hans inflytande var enormt och hans upptäckter banbrytande. Det kanske inte är fullt ut lika känt att Newton använde en större del av sin tid till vad som slarvigt uttryckt skulle kunna betecknas som religiösa studier, även om säkert flera har hört talas om Newtons vurm för det gudomliga universum och hans djupt filosofiska sanningssökande. Än mindre känt torde dock vara exakt vad Newton fördjupade sig i och jag tänkte i detta inlägg ge en glimt av hans föreställningsvärld och den inverkan denna kom att ha på hans upptäckter. Till min hjälp har jag haft artikeln Newton and the ’Pipes of Pan’ av J. E. McGuire och P. M. Rattansi (Notes and Records of the Royal Society of London, VoL 21, No. 2, Dec., 1966, 108-143) som jag första gången läste för säkert tjugo år sedan och som jag då fann mycket intressant. Jag beslöt därför att återvända till artikeln ännu en gång.

Isaac Newton levde i renässansens (pånyttfödelsens) efterföljd med upptäckandet av antikens kultur och kunskap. För Newton var prisca sapientia, (latin: ”urgammal visdom”) en genomgående princip i hans sökande. Newton publicerade många betydelsefulla verk men hans viktigaste var utan tvekan Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (”Naturvetenskapens matematiska principer”), vilket har haft en avgörande inverkan på den moderna naturvetenskapens framväxt. Newton publicerade detta verk år 1687 och utkom med två ytterligare utgåvor, då år 1713 och år 1726, alltså strax före sin död. Dessa båda utgåvor var reviderade och omarbetade.

Principia, som verket förkortat ofta kallas, handlar om gravitationen och vad himlakropparnas gravitation åstadkommer för både andra himlakroppar och oss människor. Principia skrevs på latin och består av tre böcker. Den tredje av dessa, De mundi systemate (“Om världssystemet”), behandlar mycket av konsekvenserna av Newtons upptäckter om gravitationen, kanske då framför allt ur ett astronomiskt perspektiv.

Men Newton ägnade mer av sin tid till att studera alkemi och de hermetiska skrifterna, än vad han ägnade åt matematik. Detta innebar att Newton också efterlämnade en rikhaltig litteratur som inte har publicerats och ur vilken McGuire och Rattansi citerar genom att översätta från latin till engelska. En hel del av detta var sådant som var avsett att ingå i senare utgåvor av Principia men som aldrig kom att publiceras. McGuire och Rattansi skriver:

“NEWTONIAN scholars have long been aware of a set of draft Scholia to Propositions IV to IX of Book III of the Principia (2). These were composed in the 1690’s, as part of an unimplemented plan for a second edition of the work. Since they describe supposed anticipations of Newton’s doctrines in the thought of Graeco-Roman antiquity, they have become known as the ‘classical’ Scholia (3). The analogies and parallels drawn in them are so strained, as judged by modern standards of scholarship, that it is tempting to consider them as merely literary embellishments of a scientific work.

“However, the sheer bulk of the manuscripts, the number of copies and variants, their relation to Newton’s other writings, and the testimony of Newton’s associates together with their publication of some of the materials, all make it certain that he considered the arguments and conclusions of the Scholia an important part of his philosophy.” (Newton and the ’Pipes of Pan’ av J. E. McGuire och P. M. Rattansi i Notes and Records of the Royal Society of London, VoL 21, No. 2, Dec., 1966, s. 108)

I sin recension av McGuire och Rattansis artikel sammanfattar Frances Yates Newtons syn på sina upptäckter i det att han bara ansåg sig ha återupptäckt det som redan var känt av Pythagoras.

“Newton believed that in discovering the law of gravity and the world-system associated with it, he was rediscovering an ancient truth, known to Pythagoras, and hidden in the myth of Apollo with his seven-stringed lyre.” (Frances Yates, Did Newton connect his maths and alchemy?, Times Higher Education Supplement, No. 282 [for 18 March 1977]: 13)

Nu ska man inte tro att Newton sysslade med alkemi enligt den naiva föreställning som många i  dag synes omhulda, nämligen att ha försökte framställa guld. För Newton, liksom för den sanne alkemisten, var guld blott en metafor för sanning och insikt. Newton eftersträvade att upptäcka den gudomliga planen eller kanske då hellre grundlagarna i materien. Eftersom han ansåg att de gamla grekerna redan gjort dessa upptäckter lade han stor möda vid att studera deras skrifter. Måhända hade han också tillgång till andra skrifter som inte har överlevt till vår tid?

Utöver de gamla grekerna studerade Newton också grundligt alkemisten och rosenkreutzaren Michael Maier (aktiv i början av 1600-talet) och alkemisten Elias Ashmole (Thetrum chemicum). I den senares verk fanns länga citat ur en annan rosenkreutzares verk, nämligen John Dee vars verk Monas hieroglyphica kombinerade alkemi med matematik, något som synes ha tilltalat Newton.

För Newton var de filosofiska–religiösa studierna av minst lika stor betydelse som den naturvetenskapliga.

“It is now amply clear that Newton’s serious enquiries were not restricted to natural philosophy, investigated by an experimental-mathematical method. His studies of theology and ancient chronology were of equal importance to him, and were pursued in as rigorous a fashion as his scientific work.” (Newton and the ’Pipes of Pan’ av J. E. McGuire och P. M. Rattansi i Notes and Records of the Royal Society of London, VoL 21, No. 2, Dec., 1966, s. 108)

Man kan med fog säga att för Newton fanns ingen egentlig skillnad mellan dessa båda, utan allt var gudomligt och det gudomliga var i allt. Det gällde bara att upptäcka detta gudomliga och det fanns olika ingångsmöjligheter att göra detta, där matematiken var en väg. Gud hade en gång avslöjat dessa sanningar och vissa av antikens vise män hade återupptäckt den men dolt den i sin framställan så att det blev Newtons och andras uppgift att på nytt upptäcka dem.

I ett brev från Fatio de Duillier till Huyghens, rimligen godkänt av Newton själv, låter de Duillier påskina att Newton ansåg att Pythagoras och Platon var bekanta med planeternas elliptiska banor.

“Monsieur Newton croit avoir decouvert assez clairement que les Anciens comme Pythagore, Platon &c. avoient toutes les demonstrations qu’il donne du veritable Systeme du Monde, et qui sont fondées sur la Pesanteur qui diminue reciproquement comme les quarrez des distances augmentent. Ils faisoient dit il un grand mystere de leurs connoissances. Mais il nois reste divers fragmens, pa où il paroit, à ce qu’il pretend, si on les met ensemble, qu’effectivement ils avoient les mêmes idées qui sont repandues dans les Principia Philosophiae Mathetmatica. Quand Monsieur Newton se seroit trompé il marque toujours beaucoup de candeur de faire un aveu comme celui la.” (The Correspondence of Isaac Newton, ed. H. W. Turnbull, Cambridge, 1961, Vol. 3, s. 193)

Och David Gregory berättar följande om ett möte med Newton i maj 1694:

“He will spread himself in exhibiting the agreement of this philosophy with that of the ancients, and principally with that of Thales. The philosophy of Epicurus and Lucretius is true and old, but was wrongly interpreted by the ancients as atheism. It is clear from the names of the planets given by Thoth (the Egyptian Mercury)—he gave them, in fact, the names of his predecessors whom he wished to be accepted as Gods—that he was a believer in the Copernican system.” (The Correspondence of Isaac Newton, ed. H. W. Turnbull, Cambridge, 1961, Vol. 3, s. 338)

Gregory skriver vidare att Newton avsåg att föra in alla dessa tankar i en ny utgåva av Principia:

“By far the greatest changes will be made to Book III. He will make a big change in Hypothesis III. page 402. He will show that the most ancient philosophy is in agreement with this hypothesis of his as much because the Egyptians and others taught the Copernican system, as he shows from their religion and hieroglyphics and images of the Gods, as because Plato and others—Plutarch and Galileo refer to it—observed the gravitation of all bodies towards all.” (The Correspondence of Isaac Newton, ed. H. W. Turnbull, Cambridge, 1961, Vol. 3, s. 384)

Newtons huvudtes var den universella gravitationen och med naturen som en kosmisk kraft. Till stöd för sin teori om materia, rymd och gravitation låter han i sin uttolkning framhålla fyra bevis för detta och att denna kunskap redan fanns hos de gamle:

“This doctrine is shown by Newton to be identifiable in the writings of the ancients. As will become clear, he is not using this historical evidence in a random fashion, or merely for literary ornamentation. Rather, the evidence is used in a serious and systematic fashion, as support for, and justification of: the components of Newton’s theory of matter, space and gravitation. The evidence is used to establish four basic theses, which correspond to the matter of the Propositions IV to IX. These are, that there was an ancient knowledge of the truth of the following four principles: that matter is atomic in structure and moves by gravity through void space; that gravitational force acts universally; that gravity diminishes in the ratio of the inverse square of the distance between bodies; and that the true cause of gravity is the direct action of God.”

Newton själv skriver:

“Even the ancients were aware that all bodies which are round about the Earth, air and fire as well as the rest, have gravity towards the Earth, and that their gravity is proportional to the quantity of the matter of which they consists. Lucretius thus argues in proof of the void”. (Gregory MS. Folio 2, originalet på latin)

När det gäller atomläran skriver Newton följande:

”This Lucretius taught from the mind of Epicurus, Epicurus from the mind of the more ancient Democritus. For certain persons, assuming the equality of the atoms, would have it that the gravity of bodies is in proportion to the number of the atoms of which they consist. Others, to whom the atoms were unequal taught that gravity is proportional not to the number of the solids but to the quality of the solid.”

Med andra ord låter Newton hävda att de gamla grekerna visste att gravitationen var avhängig av atomerna och då antingen deras antal eller massa. Detta är riktigt på så sätt att massan bestämmer gravitationen och massan utgörs av atomer. Ju fler och ju tyngre atomer, desto större massa och större gravitation.

Newton skriver vidare:

“Among the philosophers therefore who have held that bodies are composed of atoms, it was a received opinion that gravity accrues both to atoms and to composite bodies, and that in individual bodies it is proportional to the quantity of matter. That bodies are compound of atoms was the view of both Ionic and Italic philosophers. The followers of Thales and Pythagoras, Plutarch observes, deny that the section of those bodies which are subject to movement proceeds to infinity but ceases at those things which are individual and are called atoms.” (Gregory MS. Folio 8)

Med andra ord skulle vissa filosofer anse att materien var uppbyggd av mindre och mindre beståndsdelar som fortsatte i oändlighet, medan andra ansåg att det fanns en minsta beståndsdel och denna kallades för atomer. Notera också att latinets individuum betyder ”något odelbart” eller ”odelbar partikel” och är en motsvarighet till grekiskans atomos (ἄτομος), som också betyder odelbar (things which are individual and are called atoms).

Notera också att grekernas koncept för en atom var att den var materiens minsta beståndsdel. I modern tid kom en viss beståndsdel i materien att ges namnet atom och när denna senare visade sig kunna delas i subatomära partiklar och senare ändå mindre, så beslog man de gamla grekerna med att ha haft fel när de sade att atomen var odelbar. Men grekerna hävdade ju aldrig att det vi senare kom att definiera som en atom var en atom. De hävdade att materiens minsta beståndsdel, den punkt där materien inte längre gick att dela, var en atom (odelbar). Eftersom våra atomer går att dela är de rimligen inte desamma som de atomer grekerna avsåg. Enligt vår nuvarande kunskap skulle atomerna svara mot det vi kallar elementarpartiklar.

Newton återger också sin tolkning av vad den romerske filosofen Lucretius (ca 95–55 fvt) lärde:

“Hence Lucretius teaches that there exists no centre of the universe, and no lowest place, but that there are in infinite space worlds similar to this of ours, and in addition to this he argues for the infinity of things in these terms.” (Gregory MS. Folio 9)

Universum saknar således centrum och består av ett oändligt antal världar som liknar vår. Vad gäller gravitationen mellan dessa världar ansåg Lucretius enligt Newton följande:

“Therefore, to the mind of Lucretius, each several body has gravity towards the matter situated round about it, and by virtue of overpowering gravity is carried into the region where matter is more copious, and all worlds whatsoever have mutual gravity towards one another, and by their own gravity towards worlds which are in our direction are precluded from falling on to worlds which are in another direction.”  (Gregory MS. Folio 10)

Orsaken till att inte alla världar kollapsar in i varandra beror då på att gravitationen till andra världar tar ut varandra.

“This Lucretius records from Epicurus’ philosophy, Book I line 983, and Book II lines 1064 and 1074. Now it is likely enough that Epicurus had learned all this from the mystical philosophers, seeing that Heraclides and the Pythagoreans and the followers of Orpheus said that all the stars were worlds in the infinite aether, as Plutarch has it in Book II, chapter 13, of the Beliefs of the Philosophers. This opinion also was held by Anaximander, who no doubt learned it from Thales, his teacher.” (University Library, Cambridge, Ad. MS. 3965.6, folio 271r)

Återigen är det grekerna som Herakleides och Pythagoras som Newton anger som källan och att dessa lärde att alla stjärnor var världar i den oändliga etern. Han åberopar också Orefusanhängarna, där den lilla ”amuletten” med den korsfäste dionysiske Orfeus kan erinras. Likaså tänker jag på den djärve och modige Giordano Bruno som lärde ut just detta och också brändes på bål därför.

Newton härleder också atomläran tillbaka till en viss Mochos från Fenicien, om vilken vi egentligen inte vet något.

“That all matter consists of atoms was a very ancient opinion. This was the teaching of the multitude of philosophers who preceded Aristotle, namely Epicurus, Democritus, Ecphantus, Empedocles, Zenocrates, Heraclides, Asclepiades, Diodorus, Metrodorus of Chios, Pythagoras, and previous to these Moschus the Phoenician whom Strabo declares older than the Trojan war. For I think that same opinion obtained in that mystic philosophy which flowed down to the Greeks from Egypt and Phoenicia, since atoms are sometimes found to be designated by the mystics as monads. For the mysteries of numbers equally with the rest of hieroglyphics had regard to the mystical philosophy.” (University Library, Cambridge, Ad. MS. 3965.6, folio 270r)

Newton hävdar alltså att Pythagoras genom experiment med längden på olika strängar kunde applicera samma förhållande på gravitationen mellan solen och jorden så att gravitationen avtog med kvadraten av avståndet – att denna kunskap uttrycktes esoteriskt och därför föll i glömska men att han själv senare återupptäckte kunskapen. Så tolkar McGuire och Rattansi materialet:

“For here Newton asserts unequivocally that Pythagoras discovered by experiment an inverse-square relation in the vibrations of strings (unison of two strings when tensions are reciprocally as the squares of lengths); that he extended such a relation to the weights and distances of the planets from the sun; and that this true knowledge, expressed esoterically, was lost through the misunderstanding of later generations. This is an instance of a fully developed prisca sapientia, and as such merits extended quotation.” (Newton and the ’Pipes of Pan’ av J. E. McGuire och P. M. Rattansi i Notes and Records of the Royal Society of London, VoL 21, No. 2, Dec., 1966, s. 115)

De citerar därför också ett längre stycke ur vilket jag endast återger en mindre del.

”Thus they alleged that seven tones are brought into being, which they called the harmony diapason, and that Saturn moved by the Dorian phthong, that is, the heavy one, and the rest of the Planets by sharper ones … and that the Sun strikes the strings. … The same tension upon a string half as long acts four times as powerfully, for it generates the Octave, and the Octave is produced by a force four times as great. For if a string of given length stretched by a given weight produces a given tone, the same tension upon a string thrice as short acts nine times as much. For it produces the twelfth, and a string which stretched by a given weight produces a given tone needs to be stretched by nine times as much weight so as to produce the twelfth. And, in general terms, if two strings equal in thickness are stretched by weights appended, these strings will be in unison when the weights are reciprocally as the squares of the lengths of the strings. Now this argument is subtle, yet became known to the ancients. For Pythagoras, as Macrobius avows, stretched the intestines of sheep or the sinews of oxen by attaching various weights, and from this learned the ratio of the celestial harmony. … But the Philosophers loved so to mitigate their mystical discourses that in the presence of the vulgar they foolishly propounded vulgar matters for the sake of ridicule, and hid the truth beneath discourses of this kind.” (Gregory MS. 247, folios 11-12, min fetning)

Newton säger det rent ut:

“Pythagoras afterwards applied the proposition he had thus found by experiments, to the heavens, and thus learned the harmony of the spheres.” (Elementa, sista sidan av ‘Praefatio Auctoris’: ‘Proportionem his experimentis inventam Pythagoras applicuit ad Coelos, & inde didicit Harmoniam Sphaerarum’)

Newton betraktade universum som ett levande väsen vilket han kallade Gud och i vilket han ansåg att vi alla hade vår boning. Universum var för Newton summan av alla världar (solar och planeter) vilka formades av oräkneliga antal atomer och allt hölls samman av gravitationen och alltsammans befann sig i ett absolut tomrum – ett vakuum.

“. . . those ancients who more rightly held unimpaired the mystical philosophy as Thales and the Stoics, taught that a certain infinite spirit pervades all space into infinity, and contains and vivifies the entire world. And this spirit was their supreme divinity, according to the Poet cited by the Apostle. In him we live and move and have our being. (University Library, Cambridge, Ad. 3965.12, folio 269)

Eftersom dessa tankar från Newton aldrig kom att ingå i någon version av Principia, kan man kanske resonera så att Newton själv ansåg att ideerna var alltför ”vilda” och långsökta för att han skulle våga publicera dem. Å andra sidan delade han sina tankar med flera andra, däribland David Gregory vilken i stor omfattning använde Newtons material i ett längre historiskt avsnitt i sin Astronomia physicae et geometricae elementa från 1702, dock utan att nämna att materialet kom från Newton. Och Newton lät själv i både essän General Scholium som tillfogades den andra utgåvan av Principia  (1713) och i avslutningen av Opticks (1704) i samband med övergripande resonemang om Guds orsaksverkan i naturen direkt anspela på det material han aldrig kom att publicera. Detta visar med all önskvärd tydlighet att Newton själv ansåg det vara av yttersta betydelse men att han av orsaker som endast han vet, valde att inte publicera – kanske av rädsla för kritik.

Jag låter McGuire och Rattansi få slutordet:

“It is certainly difficult for us in the twentieth century to conceive one whose scientific achievements were so great, pursuing with equal interest and energy such other studies, especially when his efforts in those fields produced so little of enduring value. It is even more difficult for us to imagine the mechanics and cosmology of the Principia being influenced by Newton’s theological views and his belief in a pristine knowledge. Sir Isaac Newton, however, was not a ‘scientist’ but a Philosopher of Nature. In the intellectual environment of his century, it was a legitimate task to use a wide variety of materials to reconstruct the unified wisdom of Creation. That was the task which Newton attempted.

We cannot fully understand his scientific successes, without appreciating his endeavour in problems which for him, as for many of his contemporaries, constituted the ultimate problems.” (Newton and the ’Pipes of Pan’ av J. E. McGuire och P. M. Rattansi i Notes and Records of the Royal Society of London, VoL 21, No. 2, Dec., 1966, s. 138)

Roger Viklund, 2011-06-11