وفي عام 1666 وصل الطاعون إلى كمبردج فعاد نيوتن إلى موطنه وولزثورب طلباً للسلامة.
وهنا نلتقي بقصة لطيفة. كتب فولتير في كتابه " فلسفة نيوتن " (1738): " ذات يوم من أيام 1666 حين كان نيوتن معتكفاً في الريف رأى ثمرة تسقط من شجرة كما أخبرتني بنت أخته السيدة كوندويت فاستغرق في تفكير عميق في السبب الذي يجذب جميع الأجسام في خط إذا مد مر قريباً جداً من مركز الأرض ".
وهذا أقدم ما نعرفه من ذكر لقصة التفاحة. وهي لا ترد في كتب مترجمي نيوتن القدامى ولا في روايته لكيفية اهتدائه لفكرة الجاذبية الكونية والفكرة السائدة اليوم عن القصة أنها أسطورة.
وأرجح منها قصة أخرى رواها فولتير وهي أن غريباً سأل نيوتن كيف اكتشف قوانين الجاذبية فأجاب " بإدمان التفكير فيها " ومما لا ريب فيه أنه بحلول عام 1666 كان نيوتن قد حسب قوة الجذب التي تحفظ الكواكب في أفلاكها وانتهى إلى أنها تتناسب تناسباً عكسياً مع مربع بعدها عن الشمس. ولكنه لم يستطع إلى ذلك الوقت التوفيق بين النظرية وحساباته الرياضية فنحاها جانباً ولم ينشر عنها شيئاً طوال الأعوام الثمانية عشر التالية.
ولم تكن فكرة الجاذبية بين النجوم جديدة قط على نيوتن. فقد ذهب بعض فلكيي القرن الخامس عشر إلى أن السماوات تؤثر في الأرض بقوة تشبه قوة تأثير المغنطيس في الحديد وما دامت الأرض تنجذب بالتساوي من جميع الاتجاهات فإنها تبقى معلقة في مجموع هذه القوة.
وقد نبه كتاب جلبرت " المغنطيس " (1600) أذهاناً كثيرة إلى التفكير في التأثيرات المغنطيسية المحيطة بكل إنسان وقد كتب هو نفسه في كتاب لم ينشر إلا بعد موته بثمانية وأربعين عاماً (1651) يقول: " إن القوة المنبعثة من القمر تصل إلى الأرض وبالمثل فإن القوة المغنطيسية للأرض تعم منطقة القمر وكلتاهما تتجاوب وتتآلف بتأثيرهما المشترك حسب تناسب الحركات وتطابقها ولكن وكان اسماعيلس بوريار قد قر في كتابه (1645) أن جذب الكواكب بعضها لبعض يتناسب تناسباً عكسياً مع مربع المسافة بينهما وذهب ألفونسو بوريللي في كتابه " نظريات الكواكب المديشية " (1666) إلى أن " كل كوكب وتابع يدور حول كرة كبرى في الكون بوصفها مصدراً للقوة تجذب الكوكب وتابعه وتمسكهما بحيث لا يمكن إطلاقاً أن ينفصلا عنها بل يضطران لإتباعهما أينما ذهبت في دورات ثابتة مستمرة " وقد فسر مدارات هذه الكواكب والتوابع بأنها نتيجة القوة المركزية الطاردة لدورانها (" كما نجد في العجلة أو الحجر يدوم في مقلاع ") تقابلها قوة شمسها الجاذبة. وذهب كبلر إلى أن الجاذبية ملازمة لجميع الأجرام السماوية وقدر في فترة من حياته أن قوتها تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بينها وكان هذا خليقاً بأن يكون سبقاً واضحاً لنيوتن ولكنه عاد فرفض هذه الصيغة وافترض أن الجذب يتناقص تناقصاً طردياً مع زيادة المسافة. على أن هذه المداخل إلى نظرية في الجاذبية حرفتها عن طريقها نظرية ديكارت في الدوامات التي تكونت في كتلة بدائية ثم عينت عمل كل جزء ومداره.
وقد فكر كثير من المستفسرين اليقظين في الجمعية الملكية تفكيراً عميقاً في رياضيات الجاذبية .
وفي 1674 سبق هوك بكتابه " محاولة لإثبات حركة الأرض السنوية " " إعلان " نيوتن لنظرية الجاذبية بأحد عشر عاماً. قال هوك: " سأشرح نظاماً للكون مختلفاً في تفاصيل كثيرة عن أي نظام عرف إلى الآن متفقاً في جميع الأشياء مع القواعد الشائعة للحركات الميكانيكية. وهو يعتمد على فروض ثلاثة: (أولها) أن كل الأجرام السماوية أياً كانت ذوات قوة جاذبة إلى مراكزها لا تجذب بها أجزاءها فحسب وتحفظها من أن تتطاير منها... بل تجذب كذلك سائر الأجرام السماوية الواقعة في مجال نشاطها... (وثانيها) أن جميع الأجسام أياً كانت التي تحرك حركة طردية وبسيطة تستمر في الحركة قدماً في خط مستقيم إلى أن تحرفها عن طريقها قوة فعالة أخرى... (وثالثها) أن قوى الجذب هذه يشتد فعلها بقدر قرب الجسم الواقع تحت جاذبيتها من مراكزها ".
ولم يحسب هوك في بحثه هذا أن الجذب يتناسب تناسباً عكسياً مع مربع المسافة ولكنه أنهى هذا المبدأ إلى نيوتن - إذا صدقنا رواية أوبري - بعد أن توصل إليه مستقلاً. وفي يناير 1684 شرح هوك صيغة المربعات العكسية لرن وهالي اللذين كانا قبلاها من قبل. فذكر لهوك أن الحاجة ليست إلى مجرد فرض بل إلى إيضاح رياضي يثبت أن مبدأ الجاذبية يفسر مسارات الكواكب. وعرض رن على هوك وهالي جائزة قدرها أربعون شلناً (100 دولار) أن أتاه أحدهما ببرهان رياضي على الجاذبية. ولم يأته البرهان على قدر علمنا.
وفي أحد أيام أغسطس 1684 ذهب هالي إلى كمبردج وسأل نيوتن ماذا يكون مدار كوكب ما إذا تناسب جذب الشمس له تناسباً عكسياً مع مربع المسافة بينهما. وأجاب نيوتن أنه يكون قطعاً ناقصاً (اهليلجاً) ز ولما كان كبلر قد استخلص من دراسته الرياضية لمشاهدات تيكو براهي أن مدارات الكوكب اهليلجية فقد بدا أن الفلك الآن تأيد بالرياضة والعكس بالعكس. وأضاف نيوتن أنه أجرى الحسابات تفصيلاً في 1679 ولكنه نحاها جانباً من جهة لأنها لم تتفق تماماً مع التقديرات السائدة يومها لقطر الأرض والبعد بين الأرض والقمر وأرجح من هذا السبب أنه لم يكن واثقاً من أنه يستطيع تناول الشمس والكواكب والقمر على أنها نقط مفردة في قياس قوتها الجاذبة. ولكن في عام 1671 أذاع بيكار قياسه الجديد لنصف قطر الأرض ولدرجة من درجات خطوط الطول التي حسب أخيراً أنها تبلغ 69.1 ميلاً قانونياً إنجليزياً وفي عام 1672 تمكن بيكار بفضل بعثته إلى سايين من حساب بعد الشمس عن الأرض فقرر أنه 87.000.000 ميل (والرقم الحالي 92.000.000) واتفقت هذه التقديرات الجديدة اتفاقاً طيباً مع رياضة نيوتن في الجاذبية وأقنعه المزيد من الحسابات في 1685 بأن الكرة تجذب الأجسام وكأن كتلة هذه الكرة كلها تجمعت في مركزها. وشعر الآن بمزيد من الثقة في فرضه.
ثم قارن سرعة حجر على الأرض بسرعة سقوط القمر على الأرض إذا نقصت قوة جذب الأرض له بمربع المسافة بينهما. فوجد أن نتائجه تتفق وآخر البيانات الفلكية. فخلص من هذا إلى أن القوة التي تسقط الحجر والقوة الجاذبة للقمر نحو الأرض رغم قوة طرد القمر المركزية هما قوة واحدة. وسر الإنجاز الذي حققه هنا كامن في تطبيقه هذه النتيجة التي انتهى إليها على جميع الأجسام التي في الفضاء وفي تصوره أن جميع الأجرام السماوية مترابطة في شبكة من التأثيرات الجذبية وفي بيانه كيف أن حساباته الرياضية والميكانيكية تتفق وملاحظات الفلكيين لا سيما قوانين كبلر الكوكبية.
وبدأ نيوتن إجراء حساباته من جديد وأنهاها إلى هالي في نوفمبر 1684. وأدرك هالي أهميتها فحثه على تقديمها للجمعية الملكية فوافق وأرسل إلى الجمعية رسالة في " قضايا الحركة " (فبراير 685) لخص فيها آراء في الحركة والجاذبية. وفي مارس 1686 قدم للجمعية مخطوط الكتاب الأول من كتب الحركة عن المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية. وللتو لفت هوك النظر إلى أنه سبق نيوتن في 1674. ورد نيوتن في رسالة إلى هالي أن هوك أخذ فكرة المربعات العكسية عن بوريللي وبويار. وتفاقم الخلاف حتى أصبح سخطاً من الطرفين وحاول هالي أن يصلح ذات البين وهدأ نيوتن ثائرة هوك بتضمين مخطوطته حاشية تحت القضية الرابعة أقر فيها بفضل " أصدقائنا رن وهوك وهالي " في أنهم " استنتجوا من قبل " قانون المربعات العكسية. ولكنه ضاق بالنزاع أشد الضيق حتى أنه حين أعلن لهالي (20 يونيو 1678) أن الكتاب الثاني جاهز أضاف قائلاً " في نيتي الآن أن أوقف الكتاب الثالث. فالفلسفة أشبه بامرأة مشاكسة وقحة تزج بمن يتعامل معها في قضايا أمام المحاكم ". وأقنعه هالي بأن يواصل الكتاب. وفي سبتمبر 1687 نشر المؤلف كله برعاية الجمعية الملكية ورئيسها آنئذ صموئيل بيبيس. ولما كانت الجمعية في ضائقة مالية فقد أنفق هالي على النشر بأكمله من جيبه الخاص مع أنه لم يكن بالرجل الميسور.
وهكذا وبعد عشرين عاماً من الإعداد ظهر أهم كتاب في علم القرن السابع عشر كتاب لا يضارعه في عظم تأثيره في ذهن أوربا المثقفة سوى كتاب كوبرنيق في الدورات (1543) وكتاب دارون في أصل الأنواع (1859). هذه الكتب الثلاثة هي أهم الأحداث في تاريخ أوربا الحديثة.
- كتاب المبادئ " برنكيبا
" بما أن القدماء (كما يخبرنا بابوس) علقوا أهمية عظمى على علم الميكانيكا في بحثهم في الأشياء الطبيعية وبما أن المحدثين بعد أن نحو أشكال المادة (التي قال بها السكولاستيون) والصفات الغيبية حاولوا إخضاع الظواهر الطبيعية لقوانين الرياضة فقد طورت الرياضة في هذا البحث على قدر اتصالها بالفلسفة (الطبيعية)... وعليه فإنا نقدم هذا المؤلف على أنه المبادئ الرياضية للفلسفة ذلك لأن كل معضلة الفلسفة هي في بحث قوى الطبيعة من ظواهر الحركة ثم توضيح الظواهر الأخرى من هذه القوى ".
أما وجهة نظر الكتاب فستكون ميكانيكية خالصة: " وددت لو استطعنا استخلاص باقي الظواهر الطبيعية بنفس نوع الاستدلال من الأسس الميكانيكية لأن مبررات كثيرة تحملني على الظن بأنها ربما كانت كلها تتوقف على قوى معينة تدفع بواسطتها جزيئات الأجسام بأسباب مجهولة إلى الآن بعضها نحو البعض وتتماسك في أشكال منتظمة أو تصد وتتراجع بعضها عن البعض وإذ كانت هذه القوى مجهولة فقد حاول الفلاسفة إلى الآن البحث في الطبيعة عبثاً ولكني أرجو أن تلقي المبادئ الموضوعية هنا بعض الضوء على تلك الطريقة أو على طريقة أصح من طرق الفلسفة ".
وبعد أن وضع نيوتن بعض التعاريف والبديهيات صاغ ثلاثة قوانين للحركة: - كل جسم يبقى على حالته من حيث السكون أو الحركة المنتظمة في خط مستقيم ما لم يضطر إلى تغيير تلك الحالة بقوى واقعة عليه.
- تغيير الحركة يتناسب مع القوة المحركة الواقعة ويتم في اتجاه الخط المستقيم الذي تقع فيه تلك القوة.
أما وقد تسلح نيوتن بهذه القوانين وبقانون التربيع العكسي فقد تقدم إلى صياغة مبدأ الجاذبية.
وصورة المبدأ الحالية وهي أن كل جزيء من المادة يجذب كل جزيء بقوة تتناسب تناسباً طردياً مع حاصل ضرب كتلتيهما وتناسباً عكسياً مع مربع البعد بينهما هذه الصورة لا نجدها بهذا النص في أي موضوع في كتاب المبادئ ولكن نيوتن أعرب عن الفكرة في التعقيب العام الذي ختم به الكتاب الثاني: " إن الجاذبية... تعمل... حسب كمية المادة الجامدة التي تحتويها (الشمس والكواكب) وتنتشر قوتها على جميع الجهات... متناقضة أبداً بما يتناسب مع المربع العكسي للمسافات ".
وقد طبق هذا المبدأ وقوانينه في الحركة على مدارات الكواكب ووجد أن تقديراته الحسابية تتفق والمدارات الاهليلجية التي استنتجتها كبلر. وزعم أن الكواكب تحول عن حركاتها المستقيمة وتحفظ في مداراتها بقوة تميل صوب الشمس وتتناسب تناسباً عكسياً مع مربع أبعادها عن مركز الشمس. وعنى أساس مبادئ مماثلة فسر جذب المشتري لتوابعه والأرض للقمر. وبين أن نظرية ديكارت في الدوامات باعتبارها الشكل الأول للكون لا يمكن التوفيق بينها وبين قوانين كبلر. وحسب كتلة كل كوكب وقدر كثافة الأرض من خمسة إلى ستة أمثال كثافة الماء. (والرقم الحالي 5.5).
وعلل رياضياً تفرطح الأرض عند القطبين وعزا إنبعاجها عند الاستواء إلى قوة الشمس الجاذبة ووضع رياضيات المد والجزر باعتبارهما راجعين إلى جذب الشمس والقمر الموحد للبحار ويمثل هذا الفعل القمري - الشمسي فسر مبادرة نقطتي الاعتدالين ورد مسارات المذنبات إلى مدارات منتظمة وبهذا أيد نبوءة هالي. وقد صور كوناً أعظم تعقيداً من الناحية الميكانيكية مما ظن من قبل لأنه نسب لجميع الكواكب والنجوم صفة الجذب فأصبح الآن كل كوكب أو نجم بنظر إليه على أنه متأثر بكل كوكب أو نجم آخر. ولكن في هذا الحشد المعقد من الأجرام السماوية وضع نيوتن قانوناً يحكمه: فأبعد النجوم يخضع لذات الميكانيكا والرياضة اللتين يخضع لها أصغر الجزيئات على الأرض. إن رؤية الإنسان للقانون لم تغامر قط بالتحليق في الفضاء إلى مثل هذا البعد ولا بمثل هذه الجرأة.
ونفدت الطبعة الأولى من " المبادئ " سريعاً ولكن لم تظهر طبعة ثانية إلا في 1713. وعزت نسخه حتى أن عالماً نسخ الكتاب كله بيده. واعترف القراء بأنه عمل فكري من أرفع طراز ولكن بعض ملاحظات النقد كدرت صفو الثناء عليه. فرفضت فرنسا النظام النيوتني لتشبثها بدوامات ديكارت إلى أن عرضه فولتير في 1738 عرضاً ملؤه الإعجاب والتبجيل. واعترض كاسيني وفونتنيل بأن الجاذبية ليست سوى قوة أو صفة غيبية تضاف إلى القوى الماضية وقالا أن نيوتن شرح بعض العلاقات بين الأجرام السماوية ولكنه لم يكشف عن طبيعة الجاذبية التي ظلت سراً خفياً كسر الله. وقال ليبنتز بأنه ما لم يستطع نيوتن بيان المكنية التي تستطيع الجاذبية أن تؤثر بها خلال فضاء يبدو فارغاً في أجسام تبعد عنها ملايين الأميال فإنه لا يمكن قبول الجاذبية على أنها شيء أكثر من مجرد كلمة.
ولم تحظ النظرية الجديدة بالقبول السريع حتى في إنجلترا. وزعم فولتير أن المرء كان بالجهد يجد عشرين عالماً يرضون عنها بعد أن نشرت لأول مرة بأربعين عاماً. وبينما شكا النقاد في فرنسا من أن النظرية ليست ميكانيكية بالقدر الكافي إذا قيست بدوامات ديكارت البدائية كانت الاعتراضات عليها في إنجلترة في أغلبها دينية فأسف جورج باركلي في كتابه " مبادئ المعرفة الإنسانية " (1710) لأن نيوتن يرى الفضاء والزمان والحركة مطلقة سرمدية فيما يبدو وموجودة مستقلة عن المساندة الإلهية. فالميكانيكية تطغى على النظام النيوتوني طغياناً لا يترك فيه مكاناً لله. (استغفر الله)
فلما وافق نيوتن بعد ما عهد فيه من تسويفات على أن يعد طبعه ثانية الكتاب حاول أن يهدئ من ثائرة نقاده. فأكد لليبنتز والفرنسيين أنه لا يفترض قوة تعمل عن بعد خلال الفضاء الفارغ وأنه يعتقد بوجود ناقل متخلل رغم أنه لن يحاول وصفه صم اعترف بصراحة أنه لا يفقه طبيعة الجاذبية. وبهذه المناسبة كتب في الطبعة الثانية كلماته التي كثيراً ما ياء فهمها وهي أنه " لا يضع فرضاً " وأضاف " يجب أن تتسبب الجاذبية من عامل يعمل بثبات وفق قوانين معينة ولكني أترك لقرائي النظر في هل هذا العامل مادي أو غير مادي ".
ورغبة في المزيد من الرد على الاعتراضات الدينية ألحق بالطبعة الثانية تعقيباً عاماً عن دور الله في نسقه.
فقصر تفسيراته الميكانيكية على العالم المادي ورأى حتى في ذلك العالم أدلة على وجود خطة إلهية فالآلة الكبرى تتطلب مصدراً أول لحركتها لا بد أن يكون هو الله ثم إن في النظام الشمسي شذوذات في المسلك يصححها تعالى دورياً كلما ظهرت. ولكي يفسح نيوتن مجالاً لهذه التدخلات الخارقة نزل عن مبدأ عدم فناء الطاقة. وافترض الآن أن آلة العالم تفقد بعض طاقتها بمضي الوقت وستفقدها كلها إن لم يتدخل الله ليرد عليها قوتها. واختتم بهذه العبارة " إن هذا النظام البديع نظام الشمس والكواكب والمذنبات لا يمكن أن ينبعث إلا من مشورة كائن ذكي قوي ومن رحابه ".
