Összegzés

Sir Isaac Newton (1642. december 25. - 1727. március 20. az Angliában 1752-ig használatos Julián-naptár szerint; vagy 1643. január 4. - 1727. március 31. a Gergely-naptár szerint) angol fizikus, matematikus, mechanikus és csillagász, a klasszikus fizika és a matematikai analízis egyik alapítója.

A természetfilozófia matematikai kezdetei című alapvető mű szerzője, amelyben kihirdette a mozgástörvényeket és az egyetemes gravitáció törvényét, amelyek az általános relativitáselmélet megjelenéséig az uralkodó tudományos álláspontot képezték. Newton a gravitáció matematikai leírását arra használta fel, hogy szigorúan levezesse Kepler bolygómozgásra vonatkozó empirikus törvényeit, valamint hogy tudományos elméletet alkosson az árapályról, a precessziós napéjegyenlőségről és más jelenségekről. Newton munkája minden kétséget eloszlatott a Naprendszer heliocentrikusságával kapcsolatban, és megmutatta, hogy a földi és az égitestek mozgása ugyanazokkal a fizikai elvekkel magyarázható. Newton következtetését, miszerint a Föld egy lapított szferoid, később Mauperthuis, La Condamine és mások geodéziai mérései megerősítették, és meggyőzték a legtöbb európai tudóst a newtoni mechanika felsőbbrendűségéről a korábbi rendszerekkel szemben.

Newton megépítette az első gyakorlati tükrös távcsövet, és kidolgozta a színek elméletét, amely azon a megfigyelésen alapult, hogy a prizma a fehér fényt a látható spektrum színeire osztja, és ezzel megteremtette a modern fizikai optika alapjait. A fénnyel kapcsolatos munkáit az 1704-ben megjelent Optika című könyvében gyűjtötte össze.

A matematika területén Newton fejlesztette ki a differenciál- és integrálszámítást, a függvények gyökeinek megtalálására szolgáló hatékony számítási módszert, osztályozta a legtöbb köbös algebrai görbét, továbbfejlesztette a hatványsorok elméletét, és általánosította a binomiális tételt a nem egész számú exponensekre.

Londonban töltött élete utolsó három évtizedében, amikor a Királyi Pénzverde felügyelőjeként (1696-1699), majd igazgatójaként (1699-1727) dolgozott, Newton jelentősen javította Anglia pénzverési rendszerét. A Királyi Társaság elnökévé választották (1703-1727).

A korai évek

Isaac Newton a Lincolnshire-i Woolsthorpe faluban született a polgárháború előestéjén. Newton apja, Isaac Newton (1606-1642), egy kisemmizett, de jómódú farmer, nem érte meg fia születését. A fiú koraszülött volt, betegeskedett, így sokáig tartott, amíg megkeresztelték. Mégis túlélte, megkeresztelték (január 1-jén), és apja emlékére Isaacnak nevezték el. Azt, hogy karácsony napján született, Newton különleges jelnek tekintette. A csecsemőkorban tapasztalt rossz egészségi állapota ellenére 84 évet élt.

Newton őszintén hitte, hogy családja a 15. századi skót nemesek leszármazottja, de a történészek kiderítették, hogy 1524-ben az ősei szegény parasztok voltak. A XVI. század végére a család meggazdagodott, és átkerült a yeomenek (földbirtokosok) kategóriájába. Newton apja nagy összeget, 500 fontot és több száz hektár termőföldet örökölt, amelyet szántóföldek és erdők foglaltak el.

1646 januárjában Newton édesanyja, Anne Ayscough (1623-1679) újra férjhez ment. Új férjétől, egy 63 éves özvegyembertől három gyermeke született, és kezdett kevés figyelmet fordítani Isaacra. A fiú pártfogója anyai nagybátyja, William Ayscough volt. Gyermekként Newton a kortársak szerint csendes, visszahúzódó és elszigetelt volt, szeretett olvasni és műszaki játékokat készíteni: napórát, vízórát, szélmalmot stb. Egész életében magányosnak érezte magát.

A mostohaapa 1653-ban meghalt, és örökségének egy része Newton édesanyjára szállt, és ő azonnal Isaacra íratta. Az anya hazatért, de főleg a három legkisebb gyermekére és a kiterjedt háztartásra koncentrált; Isaac továbbra is magára maradt.

1655-ben a 12 éves Newtont egy közeli iskolába küldték Granthambe, ahol Clark patikus házában lakott. A fiú hamarosan figyelemre méltó képességekről tett tanúbizonyságot, de 1659-ben anyja, Anne visszavitte a birtokra, és megpróbálta a 16 éves fiúra bízni a háztartás vezetésének egy részét. A kísérlet sikertelen volt - Isaac minden más tevékenység helyett inkább könyveket olvasott, verseket írt és különösen különböző szerkezeteket konstruált. Ekkor kereste meg Annát Stokes, Newton tanítója, és győzködni kezdte, hogy folytassa szokatlanul tehetséges fia tanítását; ehhez a kéréshez csatlakozott William nagybácsi és Isaac egyik granthami ismerőse (a vegyész Clark rokona) Humphrey Babington, a cambridge-i Trinity College tagja is. Közös erőfeszítéssel végül is elérték, amit akartak. Newton 1661-ben sikeresen leérettségizett, és a Cambridge-i Egyetemen folytatta tanulmányait.

Trinity College (1661-1664)

1661 júniusában a 18 éves Newton Cambridge-be érkezett. Az alapszabályzat szerint latinból vizsgát tett, majd közölték vele, hogy felvették a Cambridge-i Egyetem Trinity College-ba (Szentháromság Kollégium). Newton életének több mint 30 éve kötődik ehhez az intézményhez.

A főiskola, akárcsak az egyetem többi része, nehéz időket élt át. A monarchia éppen akkor állt helyre Angliában (1660), II. Károly király gyakran késleltette az egyetemnek járó kifizetéseket, elbocsátotta a forradalom alatt kinevezett tanári kar nagy részét. A Trinity College-ban összesen 400 ember élt, köztük diákok, szolgák és 20 koldus, akiknek az alapítólevél szerint a kollégiumnak alamizsnát kellett adnia. Az oktatási folyamat siralmas állapotban volt.

Newtont "sizar" diákként vették fel, akinek nem kellett tandíjat fizetnie (valószínűleg Babington tanácsára). A korabeli normák szerint a sizárnak az egyetemen végzett különböző munkákból vagy a tehetősebb diákoknak nyújtott szolgáltatásokból kellett fizetnie tanulmányait. Életének erről az időszakáról kevés dokumentum vagy emlék maradt fenn. Ezekben az években alakult ki végleg Newton jelleme - a dolgok végére járni akarás, a csalás, a rágalmazás és az elnyomás iránti intolerancia, valamint a közhírnév iránti közömbösség. Továbbra sem voltak barátai.

1664 áprilisában Newton, miután sikeresen letette a vizsgáit, a felsőbb éves diákok (scholars) magasabb kategóriájába került, ami ösztöndíjra és a főiskolai tanulmányok folytatására jogosította fel.

Galilei felfedezései ellenére Cambridge-ben a tudományt és a filozófiát még mindig Arisztotelész szerint tanították. Newton fennmaradt jegyzetfüzetei azonban már említik Galileit, Kopernikuszt, a kartezianizmust, Keplert és Gassendi atomelméletét. A jegyzetfüzetekből ítélve továbbra is készített (főleg tudományos műszereket), és szenvedélyesen foglalkozott optikával, csillagászattal, matematikával, fonetikával és zeneelmélettel. Szobatársa visszaemlékezései szerint Newton teljes szívvel a tanulmányainak szentelte magát, elfelejtett enni vagy aludni; valószínűleg a nehézségek ellenére ez volt az az életmód, amelyre ő maga is vágyott.

Az 1664-es év más eseményekben is gazdag volt Newton életében. Newton alkotói hullámvölgyet élt át, saját tudományos tevékenységet kezdett, és összeállított egy terjedelmes (45 tételből álló) listát a természet és az emberi élet megoldatlan problémáiról (Questiones quaedam philosophicae). Később többször is megjelentek hasonló listák a munkafüzeteiben. Ugyanezen év márciusában a főiskola újonnan (1663-ban) létrehozott matematikai tanszékén új oktatótól, a 34 éves Isaac Barrow-tól, a jelentős matematikustól, Newton későbbi barátjától és tanárától kezdődtek előadások. Newton érdeklődése a matematika iránt drámaian megnőtt. Megtette első nagy matematikai felfedezését: a binomiális bővítést bármely racionális exponensre (beleértve a negatív exponenseket is), és ezen keresztül jutott el fő matematikai módszeréhez - egy függvény végtelen sorozattá való bővítéséhez. Az év legvégén Newton egyetemi hallgató lett.

Newton tudományos megalapozására és munkájának inspirálására leginkább Galilei, Descartes és Kepler fizikusok voltak hatással. Newton az ő írásaikat egészítette ki azzal, hogy a világ univerzális rendszerévé ötvözte őket. Más matematikusok és fizikusok kisebb, de jelentős hatással voltak rá: Euklidész, Fermat, Huygens, Wallis és közvetlen tanára, Barrow. Newton tanulói jegyzetfüzetében van egy programadó mondat:

A filozófiában nem lehet más uralkodó, csak az igazság... Keplernek, Galileinek és Descartes-nak arany emlékművet kellene állítani, és mindegyikre ráírni: "Platón barát, Arisztotelész barát, de a legfőbb barát az igazság".

"A pestis évei (1665-1667)

1664 karácsony estéjén vörös keresztek kezdtek megjelenni a londoni házakon - a nagy pestis első jelei. Nyárra a halálos járvány jelentősen kiszélesedett. 1665. augusztus 8-án a Trinity College-ban a járvány végéig felfüggesztették az órákat és feloszlatták a személyzetet. Newton hazament Woolsthorpe-ba, magával vitte a legfontosabb könyveket, jegyzetfüzeteket és műszereket.

Anglia számára katasztrofális évek voltak ezek: pusztító pestisjárvány (csak Londonban a lakosság ötöde halt meg), pusztító háború Hollandiával és a londoni nagy tűzvész. Newton tudományos felfedezéseinek nagy része azonban a "pestisévek" elszigeteltségében született. A fennmaradt feljegyzésekből egyértelmű, hogy a 23 éves Newton már folyékonyan ismerte a differenciál- és integrálszámítás alapvető módszereit, beleértve a függvények sorozattá való bővítését és a később Newton-Leibniz-formulának nevezett eljárást. Számos okos optikai kísérletet végzett, és bebizonyította, hogy a fehér szín a spektrum színeinek keveréke. Newton később visszaemlékezett ezekre az évekre:

1665 elején megtaláltam a közelítő sorozatok módszerét és a polinom bármely hatványának ilyen sorozattá való átalakításának szabályát ... novemberben megkaptam az ingadozások közvetlen módszerét; a következő év januárjában megkaptam a színek elméletét, és májusban elkezdtem az ingadozások inverz módszerét ... Ekkor voltam ifjúságom legjobb időszakában, és jobban érdekelt a matematika és a filozófia, mint később bármikor máskor.

A legjelentősebb felfedezése azonban ezekben az években az egyetemes gravitáció törvénye volt. Később, 1686-ban Newton írt Halley-nek:

Több mint 15 évvel ezelőtt írt tanulmányaimban (pontos dátumot nem tudok megadni, de mindenesetre ez még az Oldenburggal való levelezésem kezdete előtt volt) kifejeztem a bolygók Nap felé irányuló gravitációjának fordított négyzetes arányosságát a távolság függvényében, és kiszámítottam a Föld gravitációjának és a Hold conatus recedendi-jének helyes arányát a Föld középpontjához képest, bár nem pontosan.

A Newton által említett pontatlanság abból adódott, hogy Newton a Föld méreteit és a gravitációs gyorsulás értékét Galileo Mechanica című művéből vette, ahol azokat jelentős hibahatárral adták meg. Később Newton hozzájutott Picard pontosabb adataihoz, és végül meggyőződött elméletének igazságáról.

Közismert legenda, hogy Newton úgy fedezte fel a gravitációs törvényt, hogy megfigyelte egy faágról leeső almát. Newton almáját először William Stukeley, Newton életrajzírója pillantotta meg (Memoirs of Newton's Life, 1752):

Ebéd után meleg volt az idő, és kimentünk a gyümölcsösbe, ahol az almafák árnyékában teáztunk. Elmondta, hogy a gravitáció gondolata jutott eszébe, amikor éppen egy fa alatt ült, pontosan ugyanígy. Elmélázó hangulatban volt, amikor hirtelen egy alma leesett az egyik ágról. "Miért esnek az almák mindig merőlegesen a földre?" - gondolta.

A legenda Voltaire-nek köszönhetően vált népszerűvé. Valójában, mint Newton munkafüzeteiből kiderül, az egyetemes gravitáció elmélete fokozatosan fejlődött ki. Egy másik életrajzíró, Henry Pemberton részletesebben idézi Newton érvelését (az alma említése nélkül): "több bolygó periódusát és a Naptól való távolságukat összehasonlítva megállapította, hogy ... ennek az erőnek a távolság növekedésével négyzetes arányosságban kell csökkennie". Más szóval Newton felfedezte, hogy Kepler harmadik törvényéből, amely a bolygók pályájának periódusait a Naptól való távolságukkal hozza összefüggésbe, a gravitációs törvény "fordított négyzetes képlete" következik (a körkörös pálya közelítésében). A gravitációs törvény végleges megfogalmazását, amely a tankönyvekben szerepel, Newton később írta ki, miután a mechanika törvényei világossá váltak számára.

Ezeket a felfedezéseket, és sok későbbi felfedezést is, 20-40 évvel később tették közzé, mint ahogyan készültek. Newton nem a hírnevet hajszolta. 1670-ben ezt írta John Collinsnak: "Semmi kívánatosat nem látok a hírnévben, még ha ki is tudnám érdemelni. Talán növelné az ismerőseim számát, de éppen ez az, amit a legjobban szeretnék elkerülni". Első tudományos munkája (csak 300 évvel később került elő.

A tudományos hírnév kezdete (1667-1684)

1666 márciusában és júniusában Newton Cambridge-ben járt. Nyáron azonban a pestis újabb hulláma miatt ismét haza kellett utaznia. Végül 1667 elején a járvány alábbhagyott, és áprilisban Newton visszatért Cambridge-be. Október 1-jén a Trinity College tagjává választották, 1668-ban pedig mestere lett. Tágas, különálló szobát kapott lakhatásra, fizetést (évi 2 fontot), és egy diákcsoportot kapott, akikkel hetente több órát töltött szorgalmasan a szokásos tudományos tárgyakkal. Newton azonban sem ekkor, sem később nem vált tanárként híressé; előadásai gyéren látogatottak voltak.

Miután megerősítette pozícióját, Newton Londonba utazott, ahol nem sokkal korábban, 1660-ban megalakult a Londoni Királyi Társaság - a kiemelkedő tudósok tekintélyes szervezete, az egyik első tudományos akadémia. A Royal Society sajtóorgánuma a Philosophical Transactions című folyóirat volt.

Európában 1669-ben kezdtek megjelenni matematikai dolgozatok, amelyek végtelen sorozatokra való felbontást alkalmaztak. Bár ezeknek a felfedezéseknek a mélysége nem hasonlított Newtonéhoz, Barrow ragaszkodott ahhoz, hogy tanítványa rögzítse az ő elsőbbségét ebben a kérdésben. Newton rövid, de meglehetősen teljes összefoglalót írt felfedezéseinek erről a részéről, amelyet végtelen számú tagokból álló egyenletek segítségével történő analízisnek nevezett el. Barrow ezt az értekezést továbbította Londonba. Newton megkérte Barrow-t, hogy ne fedje fel a mű szerzőjének nevét (de azért elszólta magát). Az "Analízis" elterjedt a szakemberek körében, és némi hírnévre tett szert Angliában és azon túl is.

Ugyanebben az évben Barrow elfogadta a király felkérését, hogy udvari káplán legyen, és lemondott a tanításról. 1669. október 29-én a 26 éves Newtont választották meg utódjául a Trinity College matematika és optika "Lucas professzorának". Newton ebben a pozícióban évi 100 font fizetést kapott, nem számítva a Trinitytől kapott egyéb jutalmakat és ösztöndíjakat. Az új állás Newton számára több időt biztosított saját kutatásaira is. Barrow Newtonra egy kiterjedt alkímiai laboratóriumot hagyott; ebben az időszakban Newton komolyan érdeklődött az alkímia iránt, és sok kémiai kísérletet végzett.

Ezzel egy időben Newton folytatta az optikai és színelméleti kísérleteit. Newton vizsgálta a gömbi és a kromatikus aberrációt. Ezek minimalizálása érdekében vegyes tükrös távcsövet épített: egy lencsét és egy homorú gömbtükröt, amelyet maga készített és csiszolt. James Gregory (1663) javasolta először egy ilyen távcső tervét, de az ötletet soha nem valósították meg. Newton első terve (1668) sikertelennek bizonyult, de a következő, gondosabban csiszolt tükörrel, kis mérete ellenére 40x-es nagyítást adott, kiváló minőségben.

Az új műszer híre gyorsan eljutott Londonba, és Newtont meghívták, hogy mutassa be találmányát a tudományos közösségnek. 1671 végén vagy 1672 elején a reflektort bemutatták a királynak, majd a Királyi Társaságnak. A készülék általános elismerést váltott ki. Valószínűleg a találmány gyakorlati jelentősége is szerepet játszott: a csillagászati megfigyeléseket a pontos idő meghatározására használták, ami a tengeri navigációhoz elengedhetetlen volt. Newton híressé vált, és 1672 januárjában a Royal Society tagjává választották. Később a továbbfejlesztett reflektorok a csillagászok fő eszközeivé váltak, és az Uránusz bolygó, más galaxisok és a vöröseltolódás felfedezéséhez használták őket.

Newton eleinte nagyra becsülte a Royal Society tagjainak közösségét, amelynek Barrow mellett James Gregory, John Wallis, Robert Hooke, Robert Boyle, Christopher Wren és az angol tudomány más ismert alakjai is tagjai voltak. Hamarosan azonban fárasztó konfliktusok alakultak ki, amelyeket Newton nagyon nem szeretett. Különösen a fény természetéről folytak heves viták. Azzal kezdődött, hogy Newton 1672 februárjában a Philosophical Transactions című folyóiratban részletes leírást közölt a prizmákkal végzett klasszikus kísérleteiről és a színelméletéről. Hooke, aki korábban már publikálta saját elméletét, azzal érvelt, hogy Newton eredményei nem győzték meg, és Huygens támogatta azzal, hogy Newton elmélete "ellentmond a hagyományos bölcsességnek". Newton csak hat hónappal később válaszolt a kritikájukra, de ekkorra már jelentősen megnőtt a bírálók száma.

A hozzá nem értő támadások lavinája irritálta és lehangolta Newtont. Newton megkérte az Oldenburgi Társaság titkárát, hogy ne küldjön neki több kritikus levelet, és fogadalmat tett a jövőre nézve: nem fog tudományos vitákba keveredni. Leveleiben arra panaszkodott, hogy választás elé került: vagy nem publikálja felfedezéseit, vagy minden idejét és energiáját a barátságtalan laikus kritikák elhárítására fordítja. Végül az előbbi lehetőséget választotta, és benyújtotta lemondását a Királyi Társaságból (1673. március 8.). Oldenburg nem minden nehézség nélkül rábeszélte, hogy maradjon, de tudományos kapcsolatai a Társasággal hosszú ideig minimálisra csökkentek.

1673-ban két fontos esemény történt. Először is: királyi rendelet alapján Newton régi barátja és pártfogója, Isaac Barrow visszatért a Trinitybe, immár a kollégium vezetőjeként ("mestereként"). Másodszor: Leibniz, az akkor már filozófusként és feltalálóként ismert Leibniz érdeklődni kezdett Newton matematikai felfedezései iránt. Miután megkapta Newton 1669-es, a végtelen sorozatokról szóló munkáját, és alaposan tanulmányozta azt, továbbfejlesztette az analízis saját változatát. 1676-ban Newton és Leibniz levelet váltott egymással, amelyben Newton kifejtette számos módszerét, válaszolt Leibniz kérdéseire, és utalt még általánosabb, még nem publikált módszerek (vagyis az általános differenciál- és integrálszámítás) létezésére. A Királyi Társaság titkára, Henry Oldenburg Anglia dicsőségére sürgette Newtont, hogy publikálja az analízisre vonatkozó matematikai felfedezéseit, de Newton azt válaszolta, hogy már öt éve más témával foglalkozik, és nem akarja, hogy eltereljék a figyelmét. Newton nem válaszolt Leibniz következő levelére. Az analízis Newton-féle változatáról szóló első rövid publikáció csak 1693-ban jelent meg, amikor Leibniz változata már széles körben elterjedt Európában.

Az 1670-es évek vége szomorú volt Newton számára. A 47 éves Barrow 1677 májusában váratlanul meghalt. Ugyanezen év telén Newton házában hatalmas tűz ütött ki, és Newton kéziratos archívumának egy része leégett. 1677 szeptemberében meghalt Oldenburg, a Királyi Társaság Newton által kedvelt titkára, és a Newtonnal kedvezőtlenül bánó Hooke lett az új titkár. 1679-ben Anna édesanyja súlyosan megbetegedett; Newton mindent otthagyott, hogy ápolhassa őt, és aktívan részt vett az ápolásában, de anyja állapota gyorsan romlott, és meghalt. Anya és Barrow azon kevés emberek közé tartozott, akik felvidították Newton magányát.

"A természetfilozófia matematikai kezdetei" (1684-1686)

A tudománytörténet egyik leghíresebb művének története 1682-ben kezdődött, amikor a Halley-üstökös átvonulása az égi mechanika iránti érdeklődés hullámát váltotta ki. Edmond Halley megpróbálta rávenni Newtont, hogy tegye közzé "általános mozgáselméletét", amelyről már régóta pletykáltak a tudományos közösségben. Newton, mivel nem akart újabb tudományos vitákba és civakodásba keveredni, visszautasította.

1684 augusztusában Halley Cambridge-be jött, és elmondta Newtonnak, hogy ő, Wren és Hooke arról vitatkoztak, hogyan lehet a gravitációs törvény képletéből levezetni a bolygók pályáinak ellipszisét, de nem tudják, hogyan közelítsék meg a megoldást. Newton azt mondta, hogy neki már van egy ilyen bizonyítás, és novemberben elküldte a kész kéziratot Halleynek. Ő azonnal felismerte az eredmény és a módszer értékét, azonnal újra felkereste Newtont, és ezúttal sikerült rávennie, hogy publikálja eredményeit. 1684. december 10-én történelmi jelentőségű bejegyzés jelent meg a Királyi Társaság jegyzőkönyvében:

Halley úr ... nemrégiben látta Newton urat Cambridge-ben, és megmutatta neki a "De motu" című érdekes értekezést. Halley úr kívánságának megfelelően Newton megígérte, hogy elküldi az értekezést a Társaságnak.

A könyv munkálatai 1684-től 1686-ig folytak. Humphrey Newton, a tudós egyik rokonának és ezekben az években asszisztensének visszaemlékezései szerint Newton eleinte az "Elemeket" az alkímiai kísérletek között írta, amelyekre a legnagyobb figyelmet fordította, majd fokozatosan lelkesedett és lelkesedéssel szentelte magát élete fő könyvének munkálatainak.

A kiadványt a Royal Society finanszírozta volna, de 1686 elején a Society kiadott egy értekezést a halak történetéről, amelyre nem volt kereslet, és így kimerítette a költségvetését. Halley ekkor bejelentette, hogy vállalja a kiadás költségeit. A Társaság hálásan elfogadta ezt a nagylelkű ajánlatot, és részleges kárpótlásként Halley rendelkezésére bocsátotta a halak történetéről szóló értekezés 50 példányát ingyenesen.

Newton munkája - talán Descartes A filozófia kezdetei (1644) című művének analógiájára, vagy egyes tudománytörténészek szerint a karteziánusok kihívásaként - A természetfilozófia matematikai kezdetei (latinul Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), azaz modern nyelven A fizika matematikai alapjai címet kapta.

1686. április 28-án mutatták be a Matematikai kezdetek első kötetét a Királyi Társaságnak. Mindhárom kötetet 1687-ben adták ki, miután a szerző némi szerkesztést végzett. A példányszám (mintegy 300 példány) négy év alatt elfogyott - a korhoz képest igen gyorsan.

Newton munkája mind fizikai, mind matematikai szempontból minőségileg felülmúlja minden elődjének munkáját. Hiányzik belőle az arisztotelészi vagy karteziánus metafizika, a maga homályos érvelésével és a természeti jelenségek homályosan megfogalmazott, gyakran erőltetett "kiváltó okaival". Newton például nem azt hirdeti, hogy a gravitáció törvénye működik a természetben, hanem szigorúan bizonyítja ezt a tényt, a bolygók és műholdjaik megfigyelt mozgásmintázata alapján. Newton módszere az, hogy "hipotézisek kitalálása nélkül" megalkotja a jelenség modelljét, majd, ha az adatok elegendőek, megkeresi az okokat. Ez a Galilei által megkezdett megközelítés a régi fizika végét jelentette. A természet kvalitatív leírása átadta helyét a kvantitatívnak - számítások, rajzok és táblázatok foglalják el a könyv jelentős részét.

Könyvében Newton világosan meghatározta a mechanika alapfogalmait, és számos új fogalmat vezetett be, köztük olyan fontos fizikai mennyiségeket, mint a tömeg, a külső erő és a mozgás mennyisége. Megfogalmazta a mechanika három törvényét. Mindhárom Kepler-féle gravitációs törvény szigorú levezetését adja. Megjegyzendő, hogy a Kepler számára ismeretlen égitestek hiperbolikus és parabolikus pályáit is leírták. Newton nem tárgyalja közvetlenül a kopernikuszi heliocentrikus rendszer igazságát, de utal rá; még a Napnak a Naprendszer tömegközéppontjától való eltérését is megbecsüli. Más szóval, Newton rendszerében a Nap, ellentétben Kepler rendszerével, nem nyugszik, hanem az általános mozgástörvényeknek engedelmeskedik. Az általános rendszerbe az üstökösök is beletartoznak, amelyek pályája akkoriban igen ellentmondásos volt.

Newton gravitációs elméletének gyengesége a kor számos tudósa szerint az volt, hogy nem adott magyarázatot az erő természetére. Newton csak a matematikai apparátust határozta meg, nyitva hagyva a gravitáció okának és anyagi közegének kérdését. A Descartes filozófiáján nevelkedett tudományos közösség számára ez ismeretlen és kihívást jelentő megközelítés volt, és csak az égi mechanika 18. századi diadalmas sikere kényszerítette a fizikusokat arra, hogy átmenetileg megbarátkozzanak Newton elméletével. A gravitáció fizikai alapja csak több mint két évszázaddal később, az általános relativitáselmélet megjelenésével vált világossá.

A matematikai apparátust és a könyv általános felépítését Newton a lehető legközelebb építette a kortársai által elismert tudományos szigor - Euklidész Elemek - mércéjéhez. Szándékosan kerülte a matematikai analízis alkalmazását szinte sehol - az új, ismeretlen módszerek alkalmazása veszélyeztette volna az eredmények hitelességét. Ez az óvatosság azonban az olvasók későbbi generációi számára leértékelte Newton előadásmódját. Newton könyve volt az új fizika első műve, ugyanakkor az egyik utolsó komoly mű, amely a matematikai vizsgálat régi módszereit használta. Newton valamennyi követője már az általa megalkotott erőteljes matematikai elemzési módszereket használta. D'Alambert, Euler, Laplace, Clero és Lagrange voltak Newton munkásságának legnagyobb közvetlen utódai.

A szerző életében a könyv három kiadást ért meg, minden alkalommal a szerző jelentős kiegészítésekkel és javításokkal.

Adminisztráció (1687-1703)

Az 1687-es évet nemcsak a nagyszerű könyv megjelenése, hanem Newton konfliktusa is fémjelezte II. Februárban a király - következetesen a katolicizmus angliai visszaállítására törekedve - elrendelte, hogy a Cambridge-i Egyetem adjon mesterdiplomát egy katolikus szerzetesnek, Alban Francisnak. Az egyetemi hatóságok haboztak, nem akartak sem törvényt szegni, sem a királyt bosszantani; hamarosan egy tudósokból álló küldöttséget, köztük Newtont is, összehívtak, hogy megdorgálják a durvaságáról és kegyetlenségéről ismert Lord High Justice George Jeffreyst. Newton ellenzett minden olyan kompromisszumot, amely sértette az egyetemi autonómiát, és meggyőzte a küldöttséget, hogy elvi álláspontot képviseljen. Végül az egyetem alkancellárját elbocsátották, de a király kívánsága nem teljesült. Newton ezekben az években írt egyik levelében kifejtette politikai elveit:

Minden becsületes embert Isten és az emberek törvényei arra köteleznek, hogy engedelmeskedjen a király törvényes parancsainak. De ha Őfelségének azt tanácsolják, hogy olyasmit követeljen, amit a törvény szerint nem lehet megtenni, senki sem szenvedhet kárt, ha az ilyen követelést figyelmen kívül hagyja.

1689-ben, II. Jakab király megbuktatása után Newtont először választották be a parlamentbe a Cambridge-i Egyetemről, és alig több mint egy évig ült ott. 1701 és 1702 között ismét parlamenti képviselő volt. Egy népszerű anekdota szerint csak egyszer szólalt fel az alsóházban, amikor arra kérte, hogy zárjanak be egy ablakot, hogy elkerüljék a huzatot. Valójában Newton ugyanolyan tisztességgel látta el parlamenti feladatait, mint amilyen tisztességgel minden ügyét intézte.

1691 körül Newton súlyosan megbetegedett (valószínűleg kémiai kísérletek során mérgezést szenvedett, bár más verziók szerint túlhajszoltság, egy tűzvész utáni sokk, amely fontos eredmények elvesztését eredményezte, és a korral járó betegségek). A rokonok féltették az épelmét; több, ebből az időszakból fennmaradt levele is mentális zavarra utaló jeleket mutat. Newton egészsége csak 1693 végére állt helyre teljesen.

1679-ben Newton a Trinityben találkozott Charles Montague-gel (1661-1715), egy 18 éves arisztokratával, aki szerette a tudományt és az alkímiát. Newton valószínűleg nagy benyomást tett Montague-ra, mert 1696-ban, miután Lord Halifax, a Királyi Társaság elnöke és az Exchequer (azaz Anglia pénzügyminisztere) kancellárja lett, Montague azt javasolta a királynak, hogy Newtont nevezze ki a pénzverde kurátorának. A király beleegyezését adta, és 1696-ban Newton elfoglalta a posztot, elhagyta Cambridge-t és Londonba költözött.

Newton először is alaposan áttanulmányozta az érmeverési technológiát, rendbe tette a papírmunkát, és újratervezte az elmúlt 30 év könyvelését. Ugyanakkor Newton energikusan és szakértelemmel segítette Montague pénzreformját, helyreállítva a bizalmat az elődei által alaposan elhanyagolt angol pénzrendszer iránt. Angliában ezekben az években szinte kizárólag hiányos, és nem kis mennyiségben használtak és hamisított érméket. Az ezüstpénzek szélének lehámozása széles körben elterjedt volt, és az újonnan vert érmék, amint forgalomba kerültek, azonnal eltűntek, mert tömegesen beolvasztották, külföldre exportálták és ládákba rejtették őket. Montague ekkor arra a következtetésre jutott, hogy a helyzeten csak az Angliában forgalomban lévő összes érme újbóli forgalomba hozatalával és a vágott érmék forgalmának betiltásával lehet változtatni, amihez a királyi pénzverde termelékenységének drasztikus növelésére volt szükség. Ehhez hozzáértő adminisztrátorra volt szükség, és pontosan Newton volt az, aki 1696 márciusában átvette a pénzverde őrének tisztét.

Newton energikus tevékenységének köszönhetően 1696-ban a pénzverde fiókhálózatot hozott létre Anglia városaiban, különösen Chesterben, ahol Newton barátját, Halleyt nevezte ki fiókvezetőnek, ami nyolcszorosára növelte az ezüstpénz kibocsátását. Newton vezette be az érmeverési technológiába a feliratos csiszolást, amely után a fém bűnös csiszolása gyakorlatilag lehetetlenné vált. A régi, hibás ezüstérméket teljesen kivonták a forgalomból és 2 év alatt újra bevonták, az új érmék gyártását a keresletnek megfelelően növelték, és minőségüket is javították. A hasonló reformok során az embereknek súlyra kellett váltaniuk a régi pénzt, ami után a készpénz mennyisége mind a magánszemélyeknél (magán- és jogi személyeknél), mind az egész országban csökkent, de a kamat- és hitelkötelezettségek változatlanok maradtak, ami a gazdaság stagnálását okozta. Newton a pénz névértéken történő átváltását javasolta, ami megakadályozta ezeket a problémákat, az elkerülhetetlen hiányt pedig más országoktól (főleg Hollandiából) felvett kölcsönökkel pótolták. Az infláció csökkent, de az állam külföldi adóssága a század közepére Anglia történetében példátlan méretűre nőtt. Ez idő alatt azonban jelentős gazdasági növekedés következett be, ami az államkincstárba befizetett adófizetések növekedéséhez vezetett (a francia adófizetésekkel megegyező nagyságúak voltak, pedig Franciaországban 2,5-szer annyi ember élt), így az államadósságot fokozatosan törlesztették.

1699-ben befejeződött az érmevés, és - nyilvánvalóan szolgálatai jutalmaként - Newton még abban az évben a pénzverde felügyelőjévé ("mesterévé") nevezték ki. Egy becsületes és hozzáértő ember a pénzverde élén azonban nem mindenkinek felelt meg. Newton ellen már az első napoktól kezdve záporoztak a panaszok és feljelentések; folyamatosan jöttek az igazolóbizottságok. Mint kiderült, a feljelentések nagy része a Newton reformjai miatt ingerült pénzhamisítóktól származott. Newton általában közömbös volt a rágalmakkal szemben, de soha nem bocsátotta meg, ha azok a becsületét és a hírnevét sértették. Személyesen vett részt tucatnyi nyomozásban, és több mint 100 pénzhamisítót sikerült felkutatni és elítélni; súlyosbító körülmények hiányában legtöbbször az észak-amerikai gyarmatokra száműzték őket, de több főkolompost kivégeztek. Az angliai pénzhamisítások száma jelentősen csökkent. Montague emlékirataiban méltatta Newton rendkívüli adminisztratív képességeit, amelyek biztosították a reform sikerét. Így a tudós által végrehajtott reformok nemcsak a gazdasági válságot előzték meg, hanem évtizedekkel később az ország vagyonának jelentős növekedéséhez vezettek.

1698 áprilisában I. Péter orosz cár a "nagy követség" keretében háromszor is meglátogatta a pénzverdét; látogatásának és a Newtonnal folytatott kommunikációjának részletei nem maradtak fenn. Az azonban ismert, hogy 1700-ban Oroszország az angolhoz hasonló érmereformot hajtott végre. És 1713-ban az Elemek 2. kiadásának első hat nyomtatott példányát Newton elküldte Péter cárnak Oroszországba.

Newton tudományos diadalának szimbóluma 1699-ben két esemény lett: Cambridge-ben (1704-től - és Oxfordban) elkezdte tanítani a newtoni világrendszert, és a párizsi Tudományos Akadémia, ellenfelei, a karteziánusok bástyája, külföldi tagjává választotta. Newton mindvégig a Trinity College tagjaként és professzoraként szerepelt, de 1701 decemberében hivatalosan lemondott minden cambridge-i állásáról.

1703-ban meghalt a Royal Society elnöke, Lord John Somers, aki 5 éves elnöksége alatt mindössze kétszer vett részt a tanácskozáson. Novemberben Newtont választották utódjává, aki élete végéig - több mint húsz évig - vezette a Társaságot. Elődeitől eltérően ő személyesen vett részt minden ülésen, és mindent megtett azért, hogy a Brit Királyi Társaság a tudományos világban előkelő helyet foglaljon el. A Társaság tagsága nőtt (Halley mellett Denis Papin, Abraham de Moivre, Roger Cotes és Brooke Taylor is tagja volt), érdekes kísérleteket végeztek és vitattak meg, a folyóiratcikkek minősége jelentősen javult, és a pénzügyi problémák enyhültek. A társaság fizetett titkárokat és saját lakást szerzett (a Fleet Street-en); Newton saját zsebből fizette a költözés költségeit. Ezekben az években Newtont gyakran hívták meg tanácsadóként különböző kormányzati bizottságokba, és Caroline hercegnő, Nagy-Britannia későbbi királynője (II. György felesége) órákat töltött vele a palotában filozófiai és vallási témájú beszélgetéseken.

Az elmúlt évek

1704-ben adta ki (először angolul) Optika című monográfiáját, amely a 19. század elejéig meghatározta a tudomány fejlődését. Tartalmazott egy függeléket, az On the Quadrature of Curves (A görbék kvadratúrájáról) címűt, amely a matematikai analízis Newton-féle változatának első és meglehetősen teljes kifejtése. Valójában ez Newton utolsó természettudományos munkája, bár több mint 20 évet élt. Az általa hátrahagyott könyvtár katalógusa főként történelmi és teológiai könyveket tartalmazott, és Newton ezeknek szentelte élete hátralévő részét. Newton a pénzverde intézője maradt, mivel ez a tisztség, ellentétben a felügyelői tisztséggel, nem követelte meg tőle különösebb aktivitást. Hetente kétszer utazott a pénzverdébe, hetente egyszer pedig a Királyi Társaság ülésére. Newton soha nem utazott Anglián kívülre.

1705-ben Anna királynő lovaggá ütötte Newtont. Ezentúl Sir Isaac Newton volt. Ez volt az első alkalom az angol történelemben, hogy tudományos érdemekért lovaggá ütötték; legközelebb csak több mint egy évszázaddal később (1819-ben, Humphrey Davy kapcsán) került erre sor. Egyes életrajzírók azonban úgy vélik, hogy a királynőt nem a tudomány, hanem a politika motiválta. Newton saját címert és egy nem túl megbízható pedigrét szerzett.

Newton 1707-ben egyetemes aritmetika címmel előadásgyűjteményt adott ki az algebráról. A benne szereplő numerikus módszerek egy ígéretes új tudományág, a numerikus analízis születését jelentették.

1708-ban nyílt prioritási vita kezdődött Leibnizzel (lásd alább), amelybe még a királyi család is belekeveredett. A két zseni közötti viszály a tudománynak sokba került - az angol matematikai iskola tevékenysége hamarosan egy évszázadra hanyatlott, míg az európai iskola Newton számos kiemelkedő gondolatát figyelmen kívül hagyta, és csak jóval később fedezte fel őket újra. A konfliktus még Leibniz halálával (1716) sem szűnt meg.

Newton Elemek című művének első kiadása már régen elfogyott. Newton sokéves munkáját, hogy elkészítse a 2., pontosított és kiegészített kiadást, siker koronázta 1710-ben, amikor megjelent az új kiadás első kötete (az utolsó, harmadik - 1713-ban). Az első példányszám (700 példány) nyilvánvalóan nem volt elegendő, ezért 1714-ben és 1723-ban további példányokat nyomtattak újra. A második kötet véglegesítésekor Newton kivételesen kénytelen volt visszatérni a fizikához, hogy megmagyarázza az elmélet és a kísérleti adatok közötti ellentmondást, és rögtön egy jelentős felfedezést tett - a sugár hidrodinamikai összehúzódását. Az elmélet most már jól egyezett a kísérletekkel. Newton a könyv végére egy "Beszédet" fűzött, amelyben megsemmisítő kritikát fogalmazott meg az "örvényelméletről", amellyel karteziánus ellenfelei a bolygók mozgását próbálták megmagyarázni. A "hogyan is van ez valójában?" természetes kérdésre a könyv a híres és őszinte válasszal következik: "A gravitáció tulajdonságainak... okát még nem tudtam a jelenségekből levezetni; nem találok ki hipotéziseket".

1714 áprilisában Newton összegezte a pénzügyi szabályozással kapcsolatos tapasztalatait, és "Megfigyelések az arany és ezüst értékéről" című cikkét benyújtotta a kincstárnak. A cikk konkrét javaslatokat tartalmazott a nemesfémek értékének szabályozására. Ezeket a javaslatokat részben elfogadták, és kedvezően hatottak az angol gazdaságra.

Nem sokkal halála előtt Newton a kormány által támogatott South Seas Trading Company pénzügyi csalásának egyik áldozata volt. Nagy összegért megvásárolta a vállalat értékpapírjait, és ragaszkodott ahhoz is, hogy azokat a Királyi Társaság vásárolja meg. A társaság bankja 1720. szeptember 24-én csődöt jelentett. Unokahúga, Catherine feljegyzéseiben felidézte, hogy Newton több mint 20 000 fontot veszített, ami után azt állította, hogy ki tudja számítani az égitestek mozgását, de a tömegek őrületét nem. Sok életrajzíró azonban úgy véli, hogy Catherine nem a tényleges veszteségre, hanem a várt nyereség elmaradására utalt. Miután a társaság csődbe ment, Newton felajánlotta, hogy saját zsebből kárpótolja a Royal Society-t, de ajánlatát elutasították.

Newton élete utolsó éveit Az ókori királyságok kronológiájának megírásának szentelte, amelynek mintegy 40 évét a Kezdet harmadik kiadásának előkészítésével töltötte, amely 1726-ban jelent meg. A második kiadással ellentétben a harmadik kiadásban a változtatások kisebbek voltak - főként az új csillagászati megfigyelések eredményei, köztük egy meglehetősen átfogó útmutató a XIV. század óta megfigyelt üstökösökről. Többek között bemutatták a Halley-üstökös kiszámított pályáját, amelynek akkori (1758-as) új megjelenése egyértelműen megerősítette (az akkor már elhunyt) Newton és Halley elméleti számításait. A könyv példányszáma hatalmasnak mondható egy akkori tudományos kiadványhoz képest: 1250 példány.

1725-ben Newton egészségi állapota jelentősen romlani kezdett, és a London melletti Kensingtonba költözött, ahol 1727. március 20-án (31-én) éjszaka álmában meghalt. Írásos végrendeletet nem hagyott hátra, de nem sokkal halála előtt nagy vagyonának nagy részét a legközelebbi hozzátartozóira hagyta. A Westminster-apátságban temették el. Fernando Savater, Voltaire levelei alapján, a következőképpen írja le Newton temetését

Egész London részt vett. A holttestet először egy hatalmas lámpákkal szegélyezett, pazar halottaskocsiban tették közszemlére, majd a Westminster-apátságba vitték, ahol Newtont királyok és prominens államférfiak között temették el. A temetési menet élén a lordkancellár állt, akit az összes királyi miniszter követett.

Jellemvonások

Newtonról nehéz pszichológiai portrét készíteni, mivel még a szimpatizánsai is gyakran különböző tulajdonságokat tulajdonítanak neki. Figyelembe kell venni az Angliában kialakult Newton-kultuszt, amely arra kényszerítette az emlékiratok szerzőit, hogy a nagy tudóst minden elképzelhető erénnyel felruházzák, figyelmen kívül hagyva természetének valódi ellentmondásait. Ráadásul élete vége felé Newton jellemében olyan vonások alakultak ki, mint a jóindulat, a leereszkedés és a társaságiasság, amelyek korábban nem voltak rá jellemzőek.

Newton alacsony, erős testalkatú, hullámos hajú volt. Szinte soha nem volt beteg, sűrű haját (40 éves korától már egészen ősz volt) és egy kivételével minden fogát megőrizte öregkoráig. Soha (más beszámolók szerint szinte soha) nem használt szemüveget, bár kissé rövidlátó volt. Alig nevetett vagy bosszankodott, és nincs feljegyzés arról, hogy viccelődött volna vagy más módon humorérzéke lett volna. Óvatosan és takarékosan bánt a pénzzel, de nem fukarkodott. Soha nem volt házas.

Általában a mély belső koncentráció állapotában volt, ami gyakran szétszórtá tette: például egyszer, miután meghívta a vendégeket, a kamrába ment borért, de aztán valami tudományos gondolat támadt benne, és a dolgozószobájába sietett, és nem tért vissza a vendégekhez. Közömbös volt a sport, a zene, a művészet, a színház és az utazás iránt. Asszisztense így emlékezett vissza: "Nem engedett meg magának pihenést és szünetet... elveszettnek tartott minden olyan órát, amelyet nem a foglalkozásnak szentelt... Azt hiszem, elszomorította, hogy időt kell fordítania az ételre és az alvásra. Mindezzel együtt Newtonnak sikerült ötvöznie a világi gyakorlatiasságot és a józan észt, ami a pénzverde és a Királyi Társaság sikeres irányításában is megmutatkozott.

A puritán hagyományokban nevelkedett Newton egy sor merev elvet és önkorlátozást fogalmazott meg magának. És nem volt hajlandó megbocsátani másoknak azt, amit ő maga nem bocsátott volna meg magának; ez volt számos konfliktusának gyökere (lásd alább). Rokonaihoz és sok kollégájához melegszívű volt, de nem voltak közeli barátai, nem kereste mások társaságát, távolságtartó volt. Newton azonban nem volt szívtelen és közömbös mások sorsával szemben: amikor féltestvére, Anne halála után gyermekei megélhetés nélkül maradtak, Newton a kiskorú gyermekeknek járadékot rendelt, későbbi Anne lánya, Catherine nevelését pedig magára vállalta. Más rokonainak is rendszeresen segített. "Mivel takarékos és megfontolt volt, ugyanakkor nagyon szabadon bánt a pénzzel, és mindig kész volt segíteni egy rászoruló barátnak anélkül, hogy tolakodó lett volna. Különösen nagylelkű volt a fiatalokkal szemben. Sok híres angol tudós - Stirling, McLaren, James Pound csillagász és mások - mély hálával emlékezett Newton segítségére, amelyet tudományos pályafutása kezdetén nyújtott.

Konfliktusok

1675-ben Newton elküldte a Társaságnak a fény természetével kapcsolatos új kutatásokat és spekulációkat tartalmazó értekezését. Robert Hooke az ülésen kijelentette, hogy az értekezésben minden értékes dolog már szerepelt Hooke korábban megjelent könyvében, a Mikrográfiában. Magánbeszélgetésekben plágiummal vádolta Newtont: "Megmutattam, hogy Newton úr felhasználta az impulzusokkal és hullámokkal kapcsolatos hipotéziseimet" (Hooke naplójából). Hooke kétségbe vonta Newton összes optikai felfedezésének elsőbbségét, kivéve azokat, amelyekkel nem értett egyet. Oldenburg azonnal tájékoztatta Newtont ezekről a vádakról, és az utóbbi ezeket célozgatásnak tekintette. Ezúttal a konfliktus rendeződött, és a tudósok békéltető levelet váltottak (1676). Ettől kezdve azonban Newton egészen Hooke haláláig (1703) nem publikált semmilyen munkát az optikáról, noha hatalmas mennyiségű anyagot halmozott fel, amelyet klasszikus monográfiájában, az Optikában (1704) rendszerezett.

Egy másik kiemelt vita a gravitációs törvény felfedezése volt. Hooke már 1666-ban arra a következtetésre jutott, hogy a bolygók mozgása a Napra való ráesésnek a Napra ható gravitációs erő és a bolygó pályáját érintő inerciális mozgás szuperpozíciója. Véleménye szerint a bolygó Nap körüli pályájának ellipszis alakjáért ez a mozgásfelülállás a felelős. Matematikailag azonban nem tudta bizonyítani, ezért 1679-ben levelet küldött Newtonnak, amelyben felajánlotta együttműködését a probléma megoldásában. A levélben azt is felvetette, hogy a Nap felé irányuló vonzóerő a távolság négyzetével fordítottan arányosan csökken. Newton válaszában megjegyezte, hogy korábban már foglalkozott a bolygómozgás problémájával, de ezeket a tanulmányokat abbahagyta. Valójában, mint az utólag megtalált dokumentumokból kiderül, Newton már 1665-1669-ben foglalkozott a bolygómozgás problémájával, amikor Kepler III. törvénye alapján megállapította, hogy "a bolygók Naptól való távolodási tendenciája fordítottan arányos lesz a Naptól való távolságuk négyzetével". Azonban azt az elképzelést, hogy egy bolygó pályája kizárólag a Nap felé irányuló gravitációs erő és a centrifugális erő egyenlőségének eredménye, akkoriban még nem dolgozta ki teljesen.

A Hooke és Newton közötti levelezés később megszakadt. Hooke visszatért ahhoz, hogy a bolygó pályáját a fordított négyzetek törvénye alapján próbálja megrajzolni. Ezek a kísérletek azonban szintén sikertelennek bizonyultak. Közben Newton visszatért a bolygómozgás tanulmányozásához, és megoldotta a problémát.

Amikor Newton kiadásra készítette az Elemeket, Hooke követelte, hogy Newton az előszóban rögzítse Hooke prioritását a gravitációs törvény tekintetében. Newton kifogásolta, hogy Bullwald, Christopher Wren és maga Newton egymástól függetlenül és Hooke előtt jutottak ugyanerre a képletre. Konfliktus tört ki, amely mindkét tudós életét megmérgezte.

A modern szerzők Newton és Hooke előtt is tisztelegnek. Hooke elsőbbsége abban rejlik, hogy a bolygó pályájának megkonstruálását a Naphoz való esésének a fordított négyzetek törvénye és a tehetetlenségi mozgásának szuperpozíciója alapján állította fel. Az is lehetséges, hogy Hooke levele volt az, amely közvetlenül Newtonra ösztönözte a probléma megoldását. Maga Hooke azonban nem oldotta meg a problémát, és nem is találgatta a gravitáció egyetemességét,

Ha összekapcsoljuk Hooke összes feltételezését és gondolatát a bolygók mozgásáról és a gravitációról, amelyeket közel 20 éven keresztül fogalmazott meg, akkor Newton "Elemek" című művének majdnem összes fő következtetésével találkozunk, csak bizonytalan és kevéssé bizonyítható formában. A probléma megoldása nélkül Hooke megtalálta a választ. Előttünk azonban nem egy véletlen gondolat, hanem kétségtelenül hosszú munka gyümölcse. Hooke-nak a tények labirintusában a természet valódi összefüggéseit és törvényeit felismerő fizikus-kísérletező zseniális intuíciója volt. A kísérletező hasonló ritka intuíciójával találkozunk a tudomány történetében Faraday-nál, de Hooke és Faraday nem voltak matematikusok. Munkájukat Newton és Maxwell fejezte be.

Newton és Hooke kapcsolata ezután is feszült maradt. Amikor például Newton bemutatta a Társaságnak az általa feltalált szextáns új konstrukcióját, Hooke azonnal azt mondta, hogy ő már több mint 30 évvel korábban feltalált egy ilyen eszközt (bár soha nem épített szextánst). Newton azonban tisztában volt Hooke felfedezéseinek tudományos értékével, és Optika című művében többször is megemlítette az időközben elhunyt ellenfelét.

Newtonon kívül Hooke-nak számos más angol és kontinentális tudóssal is kiemelt vitái voltak, köztük Robert Boyle-lal, akit azzal vádolt, hogy kisajátította a légszivattyú fejlesztését, és a Royal Society titkárával, Oldenburggal, azt állítva, hogy Huygens felhasználta Oldenburgot, hogy ellopja Hooke-tól a spirálrugós óra ötletét.

A mítoszt, miszerint Newton állítólag elrendelte Hooke egyetlen portréjának megsemmisítését, alább tárgyaljuk.

John Flemsteed, a kiváló angol csillagász, 1670-ben Cambridge-ben találkozott Newtonnal, amikor Flemsteed még diák volt, Newton pedig mester. Azonban Newtonnal szinte egy időben Flemsteed is híressé vált - 1673-ban kiemelkedő minőségű csillagászati táblázatokat adott ki, amiért a király személyes audienciát és a "királyi csillagász" címet adományozta neki. Sőt, a király a London melletti Greenwichben csillagvizsgálót építtetett, amelyet Flemsteed rendelkezésére bocsátott. A király azonban az obszervatórium felszerelésére szánt pénzt felesleges kiadásnak tartotta, és Flemsteed szinte minden jövedelmét a műszerek építésére és az obszervatórium működtetésére fordította.

Newton és Flemsteed kapcsolata eleinte jóindulatú volt. Newton az Elemek második kiadására készült, és nagy szüksége volt a Hold pontos megfigyeléseire, hogy felépíthesse és (az első kiadás elmélete a Hold és az üstökösök mozgásáról nem volt kielégítő. Fontos volt Newton gravitációs elméletének érvényesítéséhez is, amelyet a kontinensen a karteziánusok hevesen bíráltak. Flemsteed készségesen megadta neki a kért adatokat, és 1694-ben Newton büszkén közölte Flemsteeddel, hogy a számított és a kísérleti adatok összehasonlítása gyakorlatilag egybeesést mutatott. Néhány levélben Flemstead sürgette Newtont, hogy a megfigyelések felhasználása esetén írja elő az ő, Flemstead elsőbbségét; ez elsősorban Halleyre vonatkozott, akit Flemstead nem kedvelt és tudományos tisztességtelenséggel gyanúsított, de jelenthette magával Newton iránti bizalmatlanságát is. Flemstead leveleiből kezd kiütközni a neheztelés:

Egyetértek: a drót értékesebb, mint az arany, amiből készült. Én azonban összegyűjtöttem ezt az aranyat, megtisztítottam és kimostam, és nem merem azt gondolni, hogy önök ilyen kevéssé értékelik a segítségemet, csak mert ilyen könnyen megkapták.

A nyílt konfliktus Flemsteed levelével kezdődött, amelyben bocsánatot kért, amiért számos szisztematikus hibát talált a Newton számára megadott adatok egy részében. Ez veszélyeztette Newton holdelméletét, és arra kényszerítette, hogy újra elvégezze a számításokat, miközben a többi adat hitelessége is megrendült. Newton, aki nem tűrte a tisztességtelenséget, rendkívül ingerült volt, sőt, azt gyanította, hogy Flemsteed szándékosan követte el a hibákat.

1704-ben Newton felkereste Flemsteadet, aki ekkorra már új, rendkívül pontos megfigyelési adatokhoz jutott, és megkérte, hogy adja tovább ezeket az adatokat; Newton cserébe megígérte, hogy segít Flemsteadnek kiadni fő művét, a Nagy Csillagkatalógust. Flemsteed azonban két okból is késlekedett: a katalógus még nem volt kész, és már nem bízott Newtonban, és félt, hogy ellopják felbecsülhetetlen értékű megfigyeléseit. Flemstead a munkája befejezéséhez kapott tapasztalt számológépeket a csillagok helyzetének kiszámítására használta, míg Newtont elsősorban a Hold, a bolygók és az üstökösök érdekelték. Végül 1706-ban megkezdődött a könyv nyomtatása, de a fájdalmas köszvényben szenvedő és egyre gyanakvóbbá váló Flemstead követelte, hogy Newton ne nyissa ki a gépelt példány lepecsételt példányát a nyomtatás előtt; Newton, akinek sürgősen szüksége volt az adatokra, figyelmen kívül hagyta ezt a felszólítást, és kiírta a helyes értékeket. A feszültség egyre nőtt. Flemstead botrányt kavart Newtonnal, amiért az személyesen próbálta meg kijavítani a hibák apróbb javításait. A könyv nyomtatása rendkívül lassan haladt.

Pénzügyi nehézségek miatt Flemsteed nem fizette be tagdíját, ezért kizárták a Királyi Társaságból; az újabb csapás Anna királynőtől érkezett, aki - nyilvánvalóan Newton kérésére - a Társaságnak adta át az irányítást az obszervatórium felett. Newton ultimátumot adott Flemsteednek:

Ön egy tökéletlen katalógust nyújtott be, amelyből sok minden hiányzik, nem adta meg a csillagok pozícióját, ami kívánatos lett volna, és úgy hallottam, hogy a nyomtatást most leállították, mert nem adták meg őket. Ezért a következőket várom Öntől: vagy elküldi a katalógus végét Dr. Arbetnottnak, vagy legalább a véghez szükséges megfigyelések adatait elküldi neki, hogy a nyomtatás folytatódhasson.

Newton azzal is fenyegetőzött, hogy a további késedelmek Őfelsége parancsaival szembeni engedetlenségnek minősülnek. 1710 márciusában Flemsteed, miután hevesen panaszkodott ellenségei igazságtalanságára és intrikáira, mégis átadta katalógusa utolsó lapjait, és 1712 elején megjelent az első kötet, amelynek címe Égi történelem. Ez tartalmazott minden adatot, amire Newtonnak szüksége volt, és egy évvel később nem késett a Holdról szóló, sokkal pontosabb elméletet tartalmazó Iniquity átdolgozott kiadása sem. A bosszúszomjas Newton nem írt bele köszönetet Flemsteednek, és áthúzta az első kiadásban szereplő összes rá vonatkozó utalást. Válaszul Flemsteed a katalógus eladatlan 300 példányát mind elégette a kandallójában, és nekilátott egy második kiadás elkészítéséhez, már a saját ízlése szerint. 1719-ben meghalt, de felesége és barátai erőfeszítéseinek köszönhetően 1725-ben megjelent ez a figyelemre méltó kiadás, az angol csillagászat büszkesége.

Flemsteed utódja a Királyi Csillagvizsgálóban Halley volt, aki szintén azonnal titkosította minden megfigyelését, hogy riválisai ne tudják ellopni az adatokat. Halleyvel nem volt konfliktus, de a Társaság ülésein Newton többször megdorgálta Halleyt, amiért az nem volt hajlandó megosztani a Newton számára szükséges adatokat.

A tudománytörténészek a fennmaradt dokumentumok alapján megállapították, hogy Newton már 1665-1666-ban megalkotta a differenciál- és integrálszámítást, de csak 1704-ben publikálta. Leibniz ettől függetlenül (1675-től) fejlesztette ki az analízis saját változatát, bár gondolkodásának kezdeti lökést valószínűleg az a híresztelés adta, hogy Newton már rendelkezett ilyen számítással, valamint az angliai tudományos beszélgetések és a Newtonnal folytatott levelezés. Newtonnal ellentétben Leibniz azonnal közzétette a saját változatát, és ezt követően Jacob és Johann Bernoullival együtt széles körben népszerűsítette ezt a korszakalkotó felfedezést egész Európában. A kontinens legtöbb tudósának nem volt kétsége afelől, hogy Leibniz fedezte fel az analízist.

Barátai könyörgésére válaszolva, akik hazafiságára apelláltak, Newton az "Elemek" (1687) 2. könyvében azt mondta:

Leveleimben, amelyeket körülbelül tíz évvel ezelőtt váltottam egy nagyon ügyes matematikussal, Leibniz úrral, közöltem vele, hogy birtokomban van egy módszer a maximumok és minimumok meghatározására, az érintővonalak rajzolására és hasonló kérdések megoldására, amely egyaránt alkalmazható racionális és irracionális kifejezésekre, és a módszert a következő mondat betűinek megváltoztatásával rejtettem el: "ha egy tetszőleges számú áramlati mennyiséget tartalmazó egyenlet adott, találd meg a fluidumokat és fordítva". A legjelesebb férj azt válaszolta nekem, hogy ő is megtámadott egy ilyen módszert, és közölte velem a módszerét, amely látszólag alig különbözött az enyémtől, éspedig csak a kifejezésekben és a formulák betűjelében.

1693-ban, amikor Newton végre közzétette az analízis első összefoglalóját, baráti levelet váltott Leibnizzel. Newton beszámolt róla:

A mi Wallisunk a most megjelent Algebrájához csatolt néhány levelet, amelyeket annak idején írtam nektek. Ezzel azt követelte tőlem, hogy nyíltan ismertessem azt a módszert, amelyet annak idején a levelek átrendezésével elrejtettem önök elől; ezt a lehető legrövidebben megtettem. Remélem, hogy nem írtam semmi olyat, ami kellemetlen lenne számodra, és ha mégis megtörtént volna, kérlek, tájékoztass, mert a barátok kedvesebbek számomra, mint a matematikai felfedezések.

Newton elemzésének első részletes publikálása után (az Optica matematikai függeléke, 1704) Leibniz Acta eruditorum című folyóiratában névtelen kritika jelent meg, amely Newtonra tett sértő utalásokat. A recenzió egyértelműen azt állította, hogy Leibniz az új számítás szerzője. Maga Leibniz határozottan tagadta, hogy a recenziót ő írta volna, de a történészeknek sikerült megtalálniuk egy kézírásával írt vázlatot. Newton figyelmen kívül hagyta Leibniz cikkét, de tanítványai felháborodottan reagáltak, ami után egész Európára kiterjedő elsőbbségi háború tört ki, "az egész matematika történetének legszégyenletesebb civakodása".

1713. január 31-én a Royal Society levelet kapott Leibniztől, amely békülékeny megfogalmazást tartalmazott: egyetértett azzal, hogy Newton "a miénkhez hasonló általános elvek alapján" jutott el saját elemzéséhez. A feldühödött Newton követelte, hogy állítsanak fel egy nemzetközi bizottságot az elsőbbség tisztázására. Ez nem tartott sokáig: másfél hónappal később, miután áttanulmányozta Newton Oldenburggal folytatott levelezését és más dokumentumokat, a bizottság egyhangúlag elismerte Newton elsőbbségét, méghozzá egy, ezúttal Leibnizt sértő megfogalmazásban. A bizottság döntését a Társaság Közlönyében nyomtatták ki, az összes alátámasztó dokumentummal együtt. Stephen Hawking és Leonard Mlodinow Az idő rövid történetében azt állítják, hogy a bizottság csak Newtonhoz lojális tudósokból állt, és hogy a Newton védelmében írt cikkek nagy részét saját kezűleg írták, majd barátai nevében publikálták.

Válaszul 1713 nyarától kezdve Európát elárasztották a névtelen röpiratok, amelyek megvédték Leibniz elsőbbségét, és azt állították, hogy "Newton kisajátítja magának azt a megtiszteltetést, amely másé". A röpiratok azzal is vádolták Newtont, hogy ellopta Hooke és Flemsteed eredményeit. Newton barátai a maguk részéről magát Leibnizt vádolták plágiummal; az ő verziójuk szerint Leibniz Londonban tartózkodva (1676) a Royal Societyben elolvasta Newton kiadatlan dolgozatát és leveleit, majd Leibniz ott publikálta az ötleteket, és sajátjaként adta ki őket.

A háború 1716 decemberéig töretlenül folytatódott, amikor Antonio Schinella Conti apát közölte Newtonnal: "Leibniz meghalt - a vita véget ért".

Newton munkája új korszakot jelent a fizikában és a matematikában. Befejezte a Galilei által megkezdett elméleti fizika megteremtését, amely egyrészt kísérleti adatokon, másrészt a természet mennyiségi és matematikai leírásán alapult. A matematikában erőteljes analitikus módszerek jelentek meg. A fizikában a természeti folyamatok megfelelő matematikai modelljeinek megalkotása és e modellek intenzív vizsgálata az új matematikai apparátus minden erejének szisztematikus bevonásával a természetkutatás fő módszerévé vált. Az ezt követő évszázadok bebizonyították e megközelítés rendkívüli eredményességét.

Filozófia és a tudományos módszer

Newton határozottan elutasította Descartes és karteziánus követőinek a 17. század végén népszerű megközelítését, amely azt írta elő, hogy egy tudományos elmélet megalkotásakor először "az elme ítélőképessége" segítségével meg kell találni a vizsgált jelenség "gyökerét". A gyakorlatban ez a megközelítés gyakran vezetett olyan messzemenő hipotézisekhez "anyagokról" és "rejtett tulajdonságokról", amelyeket nem lehetett tapasztalati úton igazolni. Newton úgy vélte, hogy a "természetfilozófiában" (azaz a fizikában) csak olyan feltevések ("elvek", ma inkább "természeti törvények" elnevezéssel) megengedettek, amelyek megbízható kísérletekből közvetlenül következnek, azok eredményeit általánosítják; a kísérletekkel nem kellően alátámasztott feltevéseket hipotéziseknek nevezte. "Mindent ..., ami nem a jelenségekből vezethető le, hipotézisnek kell nevezni; a metafizikai, fizikai, mechanikai, rejtett tulajdonságokra vonatkozó hipotéziseknek nincs helyük a kísérleti filozófiában". Az elvekre példa a gravitációs törvény és a mechanika 3 törvénye az "Elemekben"; az "elvek" szó (Principia Mathematica, hagyományos fordításban "matematikai elvek") fő könyvének címében is szerepel.

Newton egy Pardisnak írt levelében megfogalmazta a "tudomány aranyszabályát":

A filozofálás legjobb és legbiztonságosabb módszere, úgy tűnik számomra, az lenne, ha először szorgalmasan vizsgálnánk a dolgok tulajdonságait, és ezeket a tulajdonságokat kísérletekkel állapítanánk meg, majd fokozatosan haladnánk az ezeket a tulajdonságokat magyarázó hipotézisek felé. A hipotézisek csak hasznosak lehetnek a dolgok tulajdonságainak magyarázatában, de nem kell őket azzal a felelősséggel terhelni, hogy ezeket a tulajdonságokat a kísérlet által feltárt határokon túl is meghatározzák... elvégre számos hipotézist lehet kitalálni minden új nehézség megmagyarázására.

Egy ilyen megközelítés nemcsak a spekulatív fantáziákat helyezte a tudományon kívülre (például a karteziánus érvelés a "finom anyag" tulajdonságairól, mintha az elektromágneses jelenségeket magyarázná), hanem rugalmasabb és gyümölcsözőbb is volt, mert lehetővé tette olyan jelenségek matematikai modellezését, amelyeknek még nem fedezték fel a kiváltó okát. Ilyen volt a gravitáció és a fényelmélet - ezek természete csak jóval később vált világossá, ami nem akadályozta meg a newtoni modellek évszázadokon át tartó sikeres alkalmazását.

A híres mondat: "Hypotheses non fingo" természetesen nem azt jelenti, hogy Newton alábecsülte volna a "gyökeres okok" megtalálásának fontosságát, ha azokat a tapasztalat egyértelműen megerősíti. A kísérletből levezetett általános elveknek és következményeiknek is át kell esniük kísérleti ellenőrzésen, ami az elvek korrekciójához vagy akár megváltoztatásához is vezethet. "A fizika egész nehézsége ... abban áll, hogy a mozgás jelenségeiből felismerjük a természet erőit, majd a többi jelenséget ezekkel az erőkkel magyarázzuk".

Newton, akárcsak Galilei, úgy vélte, hogy minden természeti folyamat mechanikus mozgáson alapul:

Kívánatos lenne a mechanika alapelveiből levezetni a természet többi jelenségét... mert sok minden arra enged következtetni, hogy mindezeket a jelenségeket valamilyen erő okozza, amelynek hatására a testek részecskéi, még ismeretlen okokból, vagy egymáshoz hajlanak és szabályos alakzatokká egyesülnek, vagy kölcsönösen taszítják egymást és eltávolodnak egymástól. Mivel ezek az erők ismeretlenek, a filozófusok kísérletei a természet jelenségeinek magyarázatára mindeddig eredménytelenek maradtak.

Newton az Optika című könyvében fogalmazta meg tudományos módszerét:

Ahogy a matematikában, úgy a természet vizsgálatában, a nehéz kérdések felderítésében is az analitikus módszernek meg kell előznie a szintetikus módszert. Ez az analízis abból áll, hogy a kísérletekből és megfigyelésekből indukció útján általános következtetéseket vonunk le, és nem engedünk meg ellenük olyan ellenvetéseket, amelyek nem kísérletekből vagy más megbízható igazságokból származnának. A hipotéziseket ugyanis a kísérleti filozófia nem veszi figyelembe. Bár a kísérletekből és megfigyelésekből indukcióval nyert eredmények még nem szolgálhatnak az általános következtetések bizonyítására, mégis ez a legjobb módja a következtetések levonásának, amit a dolgok természete megenged.

A Kezdet 3. könyve (az első az Occam borotvájának egy változata:

I. szabály. A természetben nem szabad más okokat elfogadni azokon kívül, amelyek igazak és elegendőek a jelenségek magyarázatára... a természet semmit sem tesz hiába, de hiábavaló lenne sokakkal elvégezni azt, amit kevesebbel is meg lehet tenni. A természet egyszerű, és nem burjánzik a dolgok felesleges okaiban...

Newton mechanisztikus nézetei tévesnek bizonyultak - nem minden természeti jelenség származik mechanikus mozgásból. Tudományos módszere azonban meghonosodott a tudományban. A modern fizika sikeresen vizsgálta és alkalmazta azokat a jelenségeket, amelyek természete még nem tisztázott (pl. elemi részecskék). Newton óta a természettudományban kialakult az a szilárd meggyőződés, hogy a világ megismerhető, mert a természet egyszerű matematikai elvek szerint szerveződik. Ez a bizonyosság lett a tudomány és a technika óriási fejlődésének filozófiai alapja.

Matematika

Newton még diákkorában tette első matematikai felfedezéseit: a harmadrendű algebrai görbék osztályozását (a másodrendű görbéket Fermat tanulmányozta) és a binomiális bővítést tetszőleges (nem feltétlenül egész szám) hatványokkal, amely Newton végtelen sorozatok elméletét - az analízis új és leghatásosabb eszközét - indította el. Newton a sorozatkiterjesztést a függvények elemzésének alapvető és általános módszerének tekintette, és ebben érte el a csúcsteljesítményt. Sorozatokat használt táblázatok kiszámítására, egyenletek (köztük differenciálegyenletek) megoldására és függvények viselkedésének tanulmányozására. Newton az összes akkoriban szokásos függvényre képes volt dekompozíciót kapni.

Newton a differenciál- és integrálszámítást G. Leibnizzel egy időben (valamivel korábban) és tőle függetlenül fejlesztette ki. Newton előtt az infinitezimálisokkal végzett műveletek nem épültek egységes elméletbe, és elszórt szellemidézés jellegűek voltak (lásd Az oszthatatlanok módszere). A szisztematikus matematikai analízis megteremtése a vonatkozó problémák megoldását jelentős mértékben technikai szintre redukálta. Megjelent egy fogalom-, művelet- és szimbólumkészlet, amely a matematika további fejlődésének kiindulópontjává vált. A következő, tizennyolcadik század az analitikus módszerek gyors és rendkívül sikeres fejlődésének évszázada volt.

Valószínűleg Newton az analízis gondolatához a differenciamódszereken keresztül jutott el, amelyekkel részletesen és mélyen foglalkozott. Igaz, hogy az "Elemekben" Newton alig használta az infinitesimálisokat, ragaszkodott az antik (geometriai) bizonyítási módszerekhez, de más műveiben szabadon alkalmazta őket. A differenciál- és integrálszámítás kiindulópontját Cavalieri és különösen Fermat munkái jelentették, aki már képes volt (algebrai görbékre) érintővonalakat rajzolni, szélsőértékeket, inflexiós pontokat és a görbe görbületét megtalálni, a görbe szakaszának területét kiszámítani. Más elődök közül maga Newton Wallis-t, Barrow-t és a skót tudós James Gregory-t nevezte meg. A függvény fogalma még nem létezett, minden görbét kinematikusan, egy mozgó pont pályájaként kezelt.

Newton már diákként rájött, hogy a differenciálás és az integrálás kölcsönös műveletek. Az analízisnek ez az alaptétele már többé-kevésbé világos volt Torricelli, Gregory és Barrow munkáiban, de csak Newton ismerte fel, hogy ezen az alapon nemcsak egyedi felfedezésekre, hanem egy erőteljes, az algebrához hasonló szisztematikus számtanra lehet szert tenni, világos szabályokkal és gigantikus lehetőségekkel.

Newton csaknem 30 évig nem törődött azzal, hogy az analízis változatát közzétegye, bár leveleiben (különösen Leibniznek írt leveleiben) szívesen megosztotta az általa elért eredmények nagy részét. Eközben Leibniz változata 1676 óta széles körben és nyíltan keringett Európában. Newton változatának első bemutatása csak 1693-ban jelenik meg - Wallis Algebrai értekezésének függelékeként. El kell ismerni, hogy Newton terminológiája és szimbolikája meglehetősen esetlen Leibnizéhez képest: fluxia (derivált), fluenta (első forma), mennyiség momentuma (differenciál) stb. A matematikában csak a newtoni "o" jelölés maradt fenn az infinitezimális dt-re (ezt a betűt azonban korábban Gregory is használta ugyanebben az értelemben), és a betű feletti pont az időbeli derivált szimbólumaként.

Newton csak az Optika című monográfiájához csatolt On the Quadrature of Curves (1704) című művében tette közzé az analízis elveinek kellően teljes kifejtését. Az 1670-1680-as években már szinte az egész kifejtett anyag készen állt, de Gregory és Halley csak most győzte meg Newtont a mű kiadására, amely 40 év késéssel lett Newton első nyomtatott műve az analízisről. Newton itt megjeleníti a magasabb rendű deriváltakat, megtalálja a különféle racionális és irracionális függvények integráljainak értékeit, és példákat ad az elsőrendű differenciálegyenletek megoldásaira.

1707-ben megjelent az Egyetemes aritmetika című könyv. Ez számos numerikus módszert tartalmaz. Newton mindig nagy figyelmet fordított az egyenletek közelítő megoldásaira. Newton híres módszere lehetővé tette az egyenletek gyökeinek korábban elképzelhetetlen gyorsasággal és pontossággal történő megtalálását (megjelent Wallis Algebra című könyvében, 1685). Newton iteratív módszerének modern formáját Joseph Raphson adta meg (1690).

1711-ben, 40 évvel később végre kinyomtatták "Az analízis végtelen számú egyenletekkel" című művét. Ebben a művében Newton egyforma könnyedséggel tárja fel az algebrai és a "mechanikai" görbéket (cikloid, kvadratrix). Megjelennek a részleges deriváltak. Ugyanebben az évben jelent meg "A különbségek módszere", amelyben Newton interpolációs képletet javasolt az (n + 1) adatpontokon való áthaladásra az n-edik rendű polinom egyenlő vagy egyenlőtlen távolságú abszcisszáival. Ez a Taylor-formulával analóg differenciaformula.

1736-ban posztumusz adta ki utolsó művét, "Az ingadozások és végtelen sorozatok módszere" címűt, amely az "Analízis egyenletek segítségével" című művéhez képest jelentősen továbbfejlesztett. Számos példát tartalmaz a szélsőértékek, érintő és normálisok megtalálására, sugarak és görbületi középpontok kiszámítására kartéziánus és polárkoordinátákban, inflexiós pontok megtalálására stb. Ugyanebben a műben különböző görbék négyzeteit és egyeneseit is elkészítik.

Newton nem csak az elemzést fejlesztette ki eléggé, hanem megkísérelte szigorúan igazolni is az elveit. Míg Leibniz a tényleges infinitezimálisok gondolata felé hajlott, addig Newton (az Elemekben) a határátmenetek általános elméletét javasolta, amelyet némiképp burjánzóan "az első és utolsó relációk módszerének" nevezett. A modern "határérték" (lat. limes) kifejezést használja, bár nincs érthető leírás a fogalom lényegéről, ami intuitív megértést feltételez. A határértékek elméletét a Kezdet I. könyvének 11 lemma tartalmazza; egy lemma a II. könyvben is szerepel. A határértékek aritmetikája hiányzik, nincs bizonyítás a határérték egyediségére, és nem derül ki a határérték és az infinitesimálisok viszonya sem. Newton azonban rámutat e megközelítés nagyobb szigorára az oszthatatlanok "nyers" módszerével szemben. A II. könyvben azonban a "momentumok" (differenciálok) bevezetésével Newton ismét összezavarja a dolgot, valójában tényleges infinitesimálisokként kezeli őket.

Newtont egyáltalán nem érdekelte a számelmélet és a "tiszta matematika" más ágai.

Mechanika

Newtonnak két alapvető probléma megoldását tulajdonítják.

Newton emellett végleg eltemette azt az ókor óta mélyen gyökerező felfogást, hogy a földi és az égi testek mozgásának törvényei teljesen különbözőek. Az ő világmodelljében az egész világegyetem egyetlen törvénynek van alávetve, amely lehetővé teszi a matematikai megfogalmazást.

Newton axiomatikája három törvényből állt, amelyeket ő maga a következőképpen fogalmazott meg.

1. Bármely testet továbbra is nyugalmi állapotban vagy egyenletes és egyenes vonalú mozgásban tartanak, kivéve, ha és amíg egy kifejtett erő arra nem készteti, hogy ezt az állapotot megváltoztassa. (2) A mozgásmennyiség változása arányos az alkalmazott erővel, és annak az egyenesnek az irányában történik, amely mentén az erő hat. 3. Egy hatásnak mindig van egy egyenlő és ellentétes ellenhatása, máskülönben két test egymás közötti kölcsönhatása egyenlő és ellentétes irányú.

Az első törvényt (a tehetetlenségi törvényt), kevésbé egyértelmű formában, Galilei tette közzé, aki azonban nemcsak egyenes vonalban, hanem körben is megengedte a szabad mozgást (nyilvánvalóan csillagászati okokból). Galilei megfogalmazta a relativitáselmélet legfontosabb elvét is, amelyet Newton nem vett fel axiomatikájába, mert ez az elv a mechanikai folyamatok dinamikai egyenleteinek közvetlen következménye (az Elemekben az V. következmény). Ezenkívül Newton a teret és az időt abszolút fogalmaknak tekintette, amelyek az egész világegyetemre nézve egységesek, és erre az Elemekben kifejezetten rámutatott.

Newton szigorú definíciókat adott az olyan fizikai fogalmakra is, mint a mozgásmennyiség (amelyet Descartes nem használt egyértelműen) és az erő. Bevezette a fizikába a tömeg fogalmát, mint a tehetetlenség mértékét, és egyúttal a gravitációs tulajdonságokat. Korábban a fizikusok a tömeg fogalmát használták, de egy test tömege nemcsak magától a testtől, hanem a környezetétől is függ (pl. a Föld középpontjától való távolságtól), ezért új, invariáns jellemzőre volt szükség.

Euler és Lagrange befejezte a mechanika matematizálását.

Univerzális gravitáció és csillagászat

Arisztotelész és támogatói a gravitációt a testeknek a "hold alatti világból" a természetes helyükre való kényszerítésében látták. Néhány más ókori filozófus (köztük Empedoklész és Platón) a gravitációt az egymáshoz kapcsolódó testek egymáshoz kapcsolódási tendenciájának tekintette. A 16. században ezt a nézetet támogatta Nikolausz Kopernikusz, akinek heliocentrikus rendszere a Földet csak egynek tekintette a bolygók közül. Hasonló nézeteket vallott Giordano Bruno és Galileo Galilei is. Johannes Kepler úgy vélte, hogy nem a testek belső hajtóereje okozza a zuhanást, hanem a Föld vonzóereje. Nemcsak a Föld vonzza a követ, hanem a kő is vonzza a Földet. Szerinte a gravitációs erő legalább a Holdig terjed. Későbbi írásaiban felvetette, hogy a gravitáció a távolsággal csökken, és hogy a Naprendszerben minden égitest kölcsönös vonzásnak van kitéve. A gravitáció fizikai természetét René Descartes, Gilles Roberval, Christiaan Huygens és más 17. századi tudósok próbálták megfejteni.

Kepler volt az első, aki felvetette, hogy a bolygók mozgását a Napból származó erők irányítják. Az ő elméletében három ilyen erő volt: az egyik, a körkörös, a pálya mentén tolja a bolygót, a pályára érintőlegesen hatva (ennek az erőnek köszönhetően mozog a bolygó), a másik vonzza és taszítja a bolygót a Naptól (ennek köszönhetően a bolygó pályája elliptikus), a harmadik pedig az ekliptika síkján keresztül hat (így a bolygó pályája egy síkban fekszik). A körkörös erőt a Naptól való távolsággal fordítottan arányosan csökkenőnek tekintette. E három erő közül egyiket sem azonosította a gravitációval. Kepler elméletét a 17. század közepének vezető elméleti csillagásza, Ismael Bulliald elvetette, aki egyrészt úgy vélte, hogy a bolygók nem a Napból kiinduló erők hatására, hanem belső mozgással mozognak a Nap körül, másrészt, hogy ha létezik is körkörös erő, az a távolság második hatványával fordítottan csökken, és nem az első hatványával, ahogy Kepler hitte. Descartes úgy vélte, hogy a bolygókat óriási örvények viszik a Nap körül.

Jeremy Horrocks felvetette, hogy a Napból származó erő irányítja a bolygók mozgását. Giovanni Alfonso Borelli szerint három erő jön a Napból: egy, amely a bolygót a pályáján mozgatja, egy, amely a bolygót a Nap felé vonzza, és egy, amely a bolygót taszítja (centrifugális). A bolygó elliptikus pályája az utóbbi kettő ellentétének eredménye. 1666-ban Robert Hooke felvetette, hogy a Naphoz való vonzóerő önmagában elegendő a bolygók mozgásának magyarázatához, csak azt kell feltételeznünk, hogy a bolygó pályája a Napra esés (a vonzóerő miatt) és a tehetetlenségi mozgás (a bolygó pályájához képest érintőleges) kombinációjának (szuperpozíciójának) eredménye. Véleménye szerint a mozgások e szuperpozíciója felelős a bolygó Nap körüli pályájának ellipszis alakjáért. Hasonló nézeteket, de meglehetősen bizonytalan formában, Christopher Wren is kifejtett. Hooke és Wren úgy vélte, hogy a gravitációs erő a Naptól való távolság négyzetével fordítottan arányosan csökken.

Newton előtt azonban senki sem volt képes egyértelműen és matematikailag bizonyítani a gravitációs törvény (a távolság négyzetével fordítottan arányos erő) és a bolygómozgás törvényei (Kepler törvényei) közötti kapcsolatot. Sőt, Newton volt az, aki először kitalálta, hogy a gravitáció a világegyetem bármely két teste között hat; a leeső alma mozgását és a Hold Föld körüli forgását ugyanaz az erő irányítja. Végül Newton nem egyszerűen csak közzétette az egyetemes gravitáció törvényének feltételezett képletét, hanem valójában egy teljes matematikai modellt javasolt:

Ez a hármas együttesen elegendő az égitestek legösszetettebb mozgásának teljes körű vizsgálatához, és ezzel megalapozza az égi mechanikát. Így csak Newton írásaival kezdődik a dinamika tudománya, beleértve annak alkalmazását az égitestek mozgására. A relativitáselmélet és a kvantummechanika megalkotásáig nem volt szükség a szóban forgó modell alapvető módosítására, bár a matematikai apparátus jelentős fejlesztésre szorult.

A newtoni modell mellett szóló első érv a Kepler-féle empirikus törvények szigorú levezetése volt. A következő lépés az üstökösök és a Hold mozgásának elmélete volt, amelyet az Inception című könyvben fejtett ki. Később a newtoni gravitáció segítségével az égitestek összes megfigyelt mozgását nagy pontossággal meg tudták magyarázni; nagy érdem Euler, Clero és Laplace érdeme, akik ehhez kidolgozták a perturbációs elméletet. Ennek az elméletnek az alapjait Newton fektette le, aki a Hold mozgását a tőle megszokott sorozatkiterjesztés módszerével elemezte; ezen az úton fedezte fel a Hold mozgásában akkoriban ismert szabálytalanságok (egyenlőtlenségek) okait.

A gravitációs törvény nemcsak az égi mechanika, hanem számos fizikai és asztrofizikai problémát is megoldott. Newton módszert adott a Nap és a bolygók tömegének meghatározására. Felfedezte az árapályok okát: a Hold vonzását (még Galilei is centrifugális hatásnak tekintette az árapályokat). Továbbá az árapály magasságára vonatkozó, évekig tartó adatgyűjtés után jó pontossággal kiszámította a Hold tömegét. A gravitáció másik következménye a Föld tengelyének precessziója volt. Newton felismerte, hogy mivel a Föld a pólusok közelében ellaposodik, tengelyét a Hold és a Nap vonzása húzza, és 26 000 év alatt lassan mozog. Így a "megelőző napéjegyenlőségek" ősi problémája (amelyet először Hipparkhosz jegyzett fel) tudományos magyarázatra talált.

Newton gravitációs elmélete hosszú évekig tartó vitákhoz és kritikákhoz vezetett a hosszú távú koncepciójával kapcsolatban. Az égi mechanika kiemelkedő sikerei a 18. században azonban megerősítették azt a nézetet, hogy a newtoni modell megfelelő. A csillagászatban az első megfigyelhető eltéréseket Newton elméletétől (a Merkúr perihélium-eltolódása) csak 200 évvel később fedezték fel. Ezeket az eltéréseket hamarosan megmagyarázta az általános relativitáselmélet (a newtoni elméletről kiderült, hogy csak közelítés. A GR a gravitáció elméletét is fizikai tartalommal töltötte meg, megadva a gravitációs erő anyagi hordozóját - a téridő-metrikát -, és lehetővé tette, hogy megszabaduljunk a nagy hatótávolságú hatástól.

Optika és fényelmélet

Newton alapvető felfedezéseket tett az optika területén. Megépítette az első tükrös távcsövet (reflektor), amelyben a tisztán lencsés távcsövekkel ellentétben nem volt kromatikus aberráció. Részletesen tanulmányozta a fény szóródását is, kimutatta, hogy a fehér fény átlátszó prizmán való áthaladása a különböző színű sugarak eltérő fénytörése miatt különböző színű sugarak folyamatos sorozatára bomlik, így Newton megalapozta a színek helyes elméletét. Newton alkotta meg a Hooke által felfedezett interferenciagyűrűk matematikai elméletét, amelyeket azóta "Newton-gyűrűknek" neveznek. Egy Flemsteednek írt levelében kifejtette a csillagászati fénytörés részletes elméletét. Legfőbb eredménye azonban az volt, hogy megteremtette a fizikai (és nem csak a geometriai) optika mint tudomány alapjait, és kidolgozta matematikai alapjait, a fényelméletet véletlenszerű ténygyűjteményből gazdag minőségi és mennyiségi tartalommal rendelkező, kísérletileg megalapozott tudománnyá alakította át. Newton optikai kísérletei évtizedekre az elmélyült fizikai vizsgálatok modelljévé váltak.

Ebben az időszakban számos spekulatív elmélet született a fényről és a színekről; elsősorban Arisztotelész ("a különböző színek a fény és a sötétség különböző arányú keverékei") és Descartes ("a különböző színeket a fényrészecskék különböző sebességű forgása hozza létre") nézeteit vitatták. Hooke a "Mikrográfia" című művében (1665) az arisztotelészi nézet egy változatát kínálta fel. Sokan úgy vélték, hogy a szín nem a fény, hanem a megvilágított tárgy tulajdonsága. Az általános nézeteltérést a 17. századi felfedezések sorozata súlyosbította: diffrakció (1665, Grimaldi), interferencia (1665, Hooke), kettős fénytörés (1670, Erasmus Bartolin, Huygens tanulmányozta), a fénysebesség becslése (1675, Römer). Mindezekkel a tényekkel összeegyeztethető fényelmélet nem létezett.

A Royal Society előtt tartott beszédében Newton megcáfolta Arisztotelészt és Descartes-t is, és meggyőzően bizonyította, hogy a fehér fény nem elsődleges, hanem különböző "törési fokú" színes összetevőkből áll. Ezek az összetevők elsődlegesek - Newton semmilyen trükkel nem tudta megváltoztatni a színüket. Így a szubjektív színérzéknek szilárd objektív alapja volt - a modern terminológiában a fény hullámhossza, amelyet a fénytörés mértéke alapján lehetett megítélni.

1689-ben Newton abbahagyta az optika területén való publikálást (bár folytatta kutatásait) - a népszerű legenda szerint megfogadta, hogy Hooke életében semmit sem fog publikálni ezen a területen. Mindenesetre 1704-ben, Hooke halála utáni évben megjelent (angolul) Optika című monográfiája. Előszavában egyértelműen utal a Hooke-kal való konfliktusra: "Mivel nem akartam, hogy különböző kérdésekben vitákba keveredjek, késleltettem ezt a kiadást, és tovább halogattam volna, ha barátaim nem ragaszkodnak hozzá. A szerző életében az Optica, akárcsak az Elemek, három kiadást ért meg (1704, 1717, 1721) és számos fordítást, köztük hármat latinul.

A történészek a fény természetével kapcsolatos hipotézisek két csoportját különböztetik meg abban az időben.

Newtont gyakran a fény korpuszkuláris elméletének támogatójaként tartják számon; valójában ő nem "hipotéziseket" állított fel, ahogyan az nála szokás volt, és készségesen elismerte, hogy a fény az éterben lévő hullámokkal is összefüggésbe hozható. A Királyi Társasághoz 1675-ben benyújtott értekezésében azt írja, hogy a fény nem lehet egyszerűen rezgés az éterben, mivel akkor például egy görbe csőben terjedhetne, mint a hang. Másfelől azonban azt sugallja, hogy a fény terjedése rezgéseket gerjeszt az éterben, ami diffrakciót és más hullámhatásokat eredményez. Lényegében Newton, aki egyértelműen tisztában van mindkét megközelítés előnyeivel és hátrányaival, kompromisszumos, korpuszkuláris hullámelméletet terjeszt elő a fényről. Newton műveiben részletesen leírja a fényjelenségek matematikai modelljét, a fény fizikai hordozójának kérdését félretéve: "A fénytörésről és a színekről szóló tanításom csupán a fény néhány tulajdonságának megállapításában áll, anélkül, hogy a fény eredetéről bármilyen hipotézist állítanék fel. A hullámoptika, amikor megjelent, nem utasította el Newton modelljeit, hanem magába olvasztotta és új alapokra helyezve kibővítette azokat.

A hipotézisekkel szembeni ellenszenve ellenére Newton az Optika című művének végén felsorolta a megoldatlan problémákat és a lehetséges válaszokat. Ezekben az években azonban megengedhette magának - Newton tekintélye az "Elemek" után megkérdőjelezhetetlenné vált, és kevesen merték őt ellenvetésekkel zaklatni. Számos hipotézise prófétikusnak bizonyult. Különösen Newton jósolta meg:

Egyéb fizikai munkák

Newton volt az első, aki a Boyle-Mariotte-törvény alapján megállapította a hangsebességet a gázban. Felvetette a viszkózus súrlódás törvényének létezését, és leírta a sugár hidrodinamikai kompresszióját. Javasolta a híg közegben lévő test ellenállási törvényének képletét (Newton-képlet), és ennek alapján az egyik első problémának tekintette az áramvonalas test legkedvezőbb alakjára vonatkozó problémát (Newton aerodinamikai problémája). Az Elemekben kifejtette és megindokolta azt a helyes feltevést, hogy az üstökösnek szilárd magja van, amelynek elpárolgása a nap hőjének hatására hatalmas, mindig a Nappal ellentétes irányú csóvát alkot. Newton foglalkozott a hőátvitellel is, amelynek egyik eredményét Newton-Richmann-törvénynek nevezték el.

Newton megjósolta a Föld laposságát a pólusoknál, és ezt körülbelül 1:230-ra becsülte. Newton a homogén folyadék modelljét használta a Föld leírására, alkalmazta az egyetemes gravitáció törvényét, és figyelembe vette a centrifugális erőt. Ugyanakkor Huygens, aki nem hitt a gravitáció távolsági erejében, és tisztán kinematikusan közelítette meg a problémát, hasonló számításokat végzett. Ennek megfelelően Huygens több mint fele akkora tömörülést jósolt, mint Newton, 1:576-ot. Sőt, Cassini és más kartéziánusok bebizonyították, hogy a Föld nem összenyomódott, hanem a pólusoknál kinyúlt, mint egy citrom. Ezt követően, bár nem azonnal (a valódi összenyomódás 1:298. Az ezen érték és a Newton által javasolt Huygens-féle érték közötti különbség oka az, hogy a homogén folyadékmodell még mindig nem teljesen pontos (a sűrűség a mélységgel jelentősen nő). Pontosabb elméletet, amely kifejezetten figyelembe veszi a sűrűség mélységtől való függését, csak a 19. században dolgoztak ki.

Diákok

Szigorúan véve Newtonnak nem voltak közvetlen tanítványai. Azonban angol tudósok egész generációja nőtt fel az ő könyvein és a vele való kapcsolattartáson, így ők Newton tanítványainak tekintették magukat. Közülük a legismertebbek közé tartoznak:

Kémia és alkímia

A jelenlegi tudományos (fizikai és matematikai) hagyományt megalapozó kutatásokkal párhuzamosan Newton sok időt töltött az alkímiával és a teológiával is. Könyvtárának tizedét alkímiával foglalkozó könyvek tették ki. Sem a kémiáról, sem az alkímiáról nem publikált műveket, és e hosszan tartó rajongásának egyetlen ismert eredménye Newton súlyos mérgezése volt 1691-ben. Amikor Newton holttestét exhumálták, veszélyes mennyiségű higanyt találtak a testében.

Stukeley felidézi, hogy Newton írt egy értekezést a kémiáról, amelyben "kísérleti és matematikai bizonyítékok alapján elmagyarázza e titokzatos művészet elveit", de a kézirat sajnos elégett egy tűzben, és Newton nem tett kísérletet a visszaszerzésére. A fennmaradt levelek és feljegyzések arra utalnak, hogy Newton a fizika és a kémia törvényeinek valamilyen egységes világrendszerré való egyesítésének lehetőségén töprengett; az Optika végén több hipotézist is elhelyezett e témában.

Б. Kuznyecov úgy véli, hogy Newton alkímiai tanulmányai az anyag atomisztikus szerkezetének és az anyag más formáinak (pl. fény, hő, mágnesesség) feltárására tett kísérletek voltak. Newton érdeklődése az alkímia iránt érdektelen és inkább elméleti jellegű volt:

Atomisztikája a kevésbé és kevésbé intenzívek által alkotott korpuszok hierarchiájára épül. a részek kölcsönös vonzóereje. Az anyag diszkrét részecskéinek végtelen hierarchiájának ez a gondolata az anyag egységének gondolatához kapcsolódik. Newton nem hitt az egymásba átalakulni képtelen elemek létezésében. Éppen ellenkezőleg, feltételezte, hogy a részecskék szétválaszthatatlanságának és következésképpen az elemek közötti minőségi különbségeknek az elképzelése a kísérleti technológia történelmileg korlátozott lehetőségeivel függ össze.

Ezt a feltételezést Newton saját kijelentése is megerősíti: "Az alkímia nem a fémekkel foglalkozik, ahogy a tudatlan emberek gondolják. Ez a filozófia nem tartozik azok közé, amelyek a hiúságot és a csalást szolgálják, inkább a hasznot és az épülést szolgálja, míg a lényeg itt Isten megismerése".

Teológia

Newton mélyen vallásos emberként a Bibliát (és minden mást is) racionalista szemszögből szemlélte. Úgy tűnik, hogy Newton Isten szentháromságának elutasítása ehhez a megközelítéshez kapcsolódik. A legtöbb történész úgy véli, hogy Newton, aki hosszú éveken át a Szentháromság Kollégiumban dolgozott, maga sem hitt a Szentháromságban. Teológiai munkáinak kutatói megállapították, hogy Newton vallási nézetei közel álltak az eretnek arianizmushoz (lásd Newton "A Szentírás két nevezetes elferdítésének történeti nyomon követése" című cikkét).

Newton nézeteinek az egyház által elítélt különböző eretnekségekhez való közelségét különböző módon értékelték. A német történész, Fiesenmayer szerint Newton elfogadta a Szentháromságot, de közelebb állt a keleti, ortodox felfogáshoz. Stephen Snobelin amerikai történész számos dokumentumra hivatkozva határozottan elutasította ezt a nézetet, és Newtont a szociniánusok közé sorolta.

Külsőleg azonban Newton hű maradt az anglikán államegyházhoz. Erre jó oka volt: a Szentháromság bármelyik személyének tagadása miatt elkövetett istenkáromlás és istentelenség elfojtásáról szóló 1697. évi törvény a polgári jogok elvesztését, ismételt elkövetés esetén pedig börtönbüntetést írt elő. Newton barátját, William Whistont például 1710-ben megfosztották professzori rangjától és kiutasították a Cambridge-i Egyetemről, mert azt állította, hogy a korai egyház hitvallása az arianizmus volt. A hasonlóan gondolkodóknak (Locke, Halley és mások) írt leveleiben azonban Newton meglehetősen őszinte volt.

Newton vallási felfogása a trinitarianizmus-ellenesség mellett a deizmus elemeit is tartalmazza. Newton hitt Isten anyagi jelenlétében a világegyetem minden pontján, és a teret "Isten szenzoriumának" (latinul sensorium Dei) nevezte. Ez a panteista eszme egyetlen egésszé egyesíti Newton tudományos, filozófiai és teológiai nézeteit, "a newtoni érdeklődés minden területe, a természetfilozófiától az alkímiáig, különböző vetületei és egyúttal különböző kontextusai ennek az osztatlan központi eszmének, amely megszállta őt".

Newton (részben) későn publikálta teológiai tanulmányainak eredményeit, de ezek már jóval korábban, legkésőbb 1673-ban elkezdődtek. Newton javasolta a bibliai kronológia saját változatát, hátrahagyott bibliai hermeneutikai műveket, és írt egy kommentárt az Apokalipszishez. Tanulmányozta a héber nyelvet, tudományos módszerrel vizsgálta a Bibliát, a napfogyatkozásokkal kapcsolatos csillagászati számításokat, nyelvészeti elemzéseket stb. használt nézeteinek alátámasztására. Számításai szerint a világvége nem jön el 2060 előtt.

Newton teológiai kéziratait ma Jeruzsálemben, a Nemzeti Könyvtárban őrzik.

Newton sírján a következő felirat olvasható:

Itt nyugszik Sir Isaac Newton, aki szinte isteni észjárásával elsőként magyarázta meg matematikai módszerével a bolygók mozgását és alakját, az üstökösök pályáját és az óceánok árapályát.

A Trinity College-ban 1755-ben Newton tiszteletére emelt szobron egy Lukréciusz-vers olvasható:

Newton maga is szerényebben értékelte eredményeit:

Nem tudom, hogy a világ hogyan lát engem, de én úgy gondolok magamra, mint egy tengerparton játszó fiúra, aki azzal szórakozik, hogy időnként egy-egy színesebb kavicsot vagy egy szép kagylót keres, miközben az igazság nagy óceánja feltáratlanul terül el előttem.

Lagrange azt mondta: "Newton volt a legboldogabb halandó, mert csak egy világegyetem van, és Newton felfedezte annak törvényeit.

Newton vezetéknevének régi orosz kiejtése "Nevton". Őt, Platónnal együtt, M. V. Lomonoszov is tisztelettel említi verseiben:

A. Einstein szerint "Newton volt az első, aki megpróbálta nagyfokú teljességgel és pontossággal megfogalmazni a természetben zajló folyamatok széles osztályának időbeli lefolyását szabályozó elemi törvényeket", és "... írásaival mély és erőteljes hatást gyakorolt a világkép egészére".

1942-1943 fordulóján, a sztálingrádi csata legdrámaibb napjaiban Newton 300. születésnapját széles körben ünnepelték a Szovjetunióban. Cikkgyűjteményt és Szergej Vavilov életrajzi könyvét adták ki. A szovjet nép iránti hálából a Nagy-Britanniai Királyi Társaság a Szovjetunió Tudományos Akadémiájának ajándékozta Newton Matematikai alapelvek című műve első kiadásának (1687) egy ritka példányát, valamint Newton Alekszandr Mensikovhoz írt levelének egy tervezetét (az egyiket a háromból), amelyben tájékoztatta őt a londoni Királyi Társaság tagjává választásáról:

A Királyi Társaság már régóta tisztában van azzal, hogy az önök császára előmozdította a művészeteket és a tudományokat birodalmában. És most nagy örömmel értesültünk angol kereskedőktől, hogy Excellenciád, a legnagyobb udvariasságról, a tudományok iránti kiemelkedő tiszteletről és hazánk iránti szeretetről tanúbizonyságot téve, Társaságunk tagjává kíván válni.

Newton fontos helyet foglal el a világegyetemről alkotott átfogó kép kialakításának történetében. A Nobel-díjas Steven Weinberg szerint:

Isaac Newtonnal kezdődik a végleges elméletről szóló modern álom.

Newton róla kapta a nevét:

Fentebb már több közös legendát is idéztünk: a "Newton almája", az állítólag egyetlen parlamenti beszéde, amelyben az ablak bezárását kérte.

Egy legenda szerint Newton két lyukat csinált az ajtaján, egy nagyobbat és egy kisebbet, hogy a két macskája, egy nagy és egy kicsi, önállóan be tudjon menni a házba. A valóságban Newton nem tartott macskákat a házban. Ennek a mítosznak a legkorábbi megjelenése 1802-ben található egy röpiratban, amely az angolok ostobaságáról szólt, akik nem tudták kitalálni, hogy egy (nagy) lyuk elég.

Egy másik mítosz azzal vádolja Newtont, hogy elpusztította Hooke egyetlen portréját, amely egykor a Királyi Társaság birtokában volt. A valóságban egyetlen bizonyíték sincs, amely alátámasztaná ezt a vádat. Allan Chapman, Hooke életrajzírója bizonyítja, hogy Hooke-ról egyáltalán nem létezett portré (ami nem meglepő, tekintve a portrék magas költségeit és Hooke folyamatos pénzügyi nehézségeit). Az egyetlen forrás, amely egy ilyen portréra utal, egy német tudós, Zacharias von Uffenbach portréjára való hivatkozás, aki 1710-ben látogatást tett a Royal Society-ben, de Uffenbach nem beszélt angolul, és valószínűleg a Society egy másik tagjára, Theodore Haakra utalt. Haak portréja valóban létezett, és a mai napig fennmaradt. További érv amellett a nézet mellett, hogy Hooke portréja soha nem létezett, az a tény, hogy Hooke barátja és titkára, Richard Waller 1705-ben kiadta Hooke műveinek posztumusz gyűjteményét, kiváló minőségű illusztrációkkal és részletes életrajzzal, de Hooke portréja nélkül; Hooke összes többi műve sem tartalmazza a tudós portréját.

Egy másik legenda szerint Newton egy fából készült, "szög nélküli" "matematikai hidat" épített a cambridge-i Cam folyón (lásd a képet). Ma ez egy építészeti emlékmű, amely rendkívüli bonyolult mérnöki tervezésével figyelemre méltó. A legenda szerint Newton halála után kíváncsi diákok szétszedték a hidat, de nem tudták megérteni a szerkezetét, és nem tudták csavarok és anyák nélkül újra összerakni. Valójában a hidat 1749-ben, 22 évvel Newton halála után építették, és a híd gerendáit kezdettől fogva vascsavarokkal csavarozták össze.

Newtonnak néha tulajdonítják az asztrológia iránti érdeklődését. Ha így is volt, ezt hamar felváltotta a kiábrándultság.

Abból a tényből, hogy Newtont váratlanul pénzverdefelügyelővé nevezték ki, egyes életrajzírók arra következtettek, hogy Newton egy szabadkőműves páholy vagy más titkos társaság tagja volt. Nem találtak azonban olyan dokumentumot, amely ezt a feltevést alátámasztaná.

Megjelent posztumusz

Newton írásainak klasszikus teljes kiadása 5 kötetben, eredeti nyelven:

Válogatott levelezés 7 kötetben:

Források

1. Isaac Newton
2. Ньютон, Исаак
3. Здесь и далее даты жизни Ньютона приводятся по тогда ещё действовавшему в Англии (до 1752 года) юлианскому календарю. В Великобритании такие даты не пересчитывают по новому стилю.
4. 1 2 Флюксией Ньютон называл производную.
5. «Заглавие книги Ньютона было до известной степени вызовом картезианцам. Воззрения Декарта в окончательном виде изложены в знаменитых „Началах философии“, вышедших в 1644 году. Ньютон, сохраняя для своей книги заглавие Декарта, резко суживает задачу: „Математические начала натуральной философии“» (Вавилов С. И. Исаак Ньютон. Глава 10)
6. Son père, qui s'appelle aussi Isaac, vient d'une famille de paysans qui ont considérablement amélioré leur situation économique au cours du siècle précédent. Isaac père est considéré comme "seigneur" de son petit domaine, rang supérieur à celui de simple propriétaire. En avril 1642, il épouse Hannah Ayscough, qui appartient à une famille d'un rang social supérieur au sien, mais victime de grandes difficultés économiques. Réf.bibliographique José Muñoz Santonja et Philippe Garnier (Trad.) P.15-16
7. Étudiant diplômé ayant obtenu une bourse de recherche.
8. ^ a b c d e During Newton's lifetime, two calendars were in use in Europe: the Julian ("Old Style") calendar in Protestant and Orthodox regions, including Britain; and the Gregorian ("New Style") calendar in Roman Catholic Europe. At Newton's birth, Gregorian dates were ten days ahead of Julian dates; thus, his birth is recorded as taking place on 25 December 1642 Old Style, but it can be converted to a New Style (modern) date of 4 January 1643. By the time of his death, the difference between the calendars had increased to eleven days. Moreover, he died in the period after the start of the New Style year on 1 January but before that of the Old Style new year on 25 March. His death occurred on 20 March 1726, according to the Old Style calendar, but the year is usually adjusted to 1727. A full conversion to New Style gives the date 31 March 1727.[6][self-published source?]
9. ^ This claim was made by William Stukeley in 1727, in a letter about Newton written to Richard Mead. Charles Hutton, who in the late eighteenth century collected oral traditions about earlier scientists, declared that there "do not appear to be any sufficient reason for his never marrying, if he had an inclination so to do. It is much more likely that he had a constitutional indifference to the state, and even to the sex in general."[113]
10. ^ a b Data secondo il calendario giuliano a quel tempo vigente in Inghilterra. Secondo il calendario gregoriano, a quel tempo già adottato nei paesi cattolici e in vigore in Inghilterra dal 1752, Isaac Newton sarebbe invece nato il 4 gennaio 1643. La differenza tra i due calendari era, al tempo della nascita di Newton, di 10 giorni mentre attualmente è di 13 giorni. Infatti il calendario gregoriano guadagna un giorno rispetto a quello giuliano ogni volta che "salta" l'anno bisestile: così la differenza, che era di 10 giorni nel 1582, è diventata di 11 giorni nel 1700, di 12 nel 1800, di 13 nel 1900; sarà di 14 giorni nel 2100, di 15 nel 2200 e così via. Secondo un uso diffuso tra gli storici, si utilizzano il toponimo e la data vigente in un dato posto e in un dato momento, senza trasformare i nomi in quelli attuali e le date di eventi passati secondo il calendario gregoriano attualmente in uso. Ad esempio, la fase finale della Rivoluzione russa ebbe inizio con l'insurrezione avviata a Pietrogrado (oggi San Pietroburgo) nella notte tra 24 e 25 ottobre 1917 del calendario giuliano, allora localmente in uso. Tali date corrispondono al 6 e 7 novembre 1917, secondo il calendario gregoriano, ma tale evento viene ancora oggi ricordato come Rivoluzione d'ottobre.
11. ^ a b Data secondo il calendario giuliano a quel tempo vigente in Inghilterra. Secondo il calendario gregoriano, a quel tempo già adottato nei paesi cattolici e in vigore in Inghilterra dal 1752, Isaac Newton è invece morto il 31 marzo 1727. La differenza tra i due calendari era, al tempo della morte di Newton, di 11 giorni mentre attualmente è di 13 giorni. Infatti il calendario gregoriano guadagna un giorno rispetto a quello giuliano ogni volta che "salta" l'anno bisestile: così la differenza, che era di 10 giorni nel 1582, è diventata di 11 giorni nel 1700, di 12 nel 1800, di 13 nel 1900; sarà di 14 giorni nel 2100, di 15 nel 2200 e così via. Inoltre il nuovo anno giuliano iniziava il giorno dell'Annunciazione (25 marzo) anziché il 1º gennaio. Quindi, secondo il calendario giuliano allora in uso in Inghilterra, Newton morì nel 1726, cinque giorni prima del capodanno 1727.