Streszczenie

Sir Isaac Newton (25 grudnia 1642 - 20 marca 1727 według kalendarza juliańskiego, używanego w Anglii do 1752; lub 4 stycznia 1643 - 31 marca 1727 według kalendarza gregoriańskiego) był angielskim fizykiem, matematykiem, mechanikiem i astronomem, jednym z twórców fizyki klasycznej i analizy matematycznej.

Autor fundamentalnego dzieła Matematyczne początki filozofii naturalnej, w którym ogłosił prawa ruchu i prawo powszechnego ciążenia, które stanowiły dominujący pogląd naukowy aż do pojawienia się ogólnej teorii względności. Newton wykorzystał swój matematyczny opis grawitacji do rygorystycznej dedukcji empirycznych praw ruchu planet Keplera oraz do skonstruowania naukowej teorii pływów, precesji równonocy i innych zjawisk. Prace Newtona usunęły wszelkie wątpliwości co do heliocentryczności układu słonecznego i wykazały, że ruch obiektów na Ziemi i ciał niebieskich można wyjaśnić za pomocą tych samych zasad fizycznych. Wniosek Newtona, że Ziemia jest spłaszczoną sferoidą, został później potwierdzony przez pomiary geodezyjne Mauperthuisa, La Condamine'a i innych, którzy przekonali większość europejskich naukowców o wyższości mechaniki newtonowskiej nad wcześniejszymi systemami.

Newton zbudował pierwszy praktyczny teleskop zwierciadlany i opracował teorię barw opartą na obserwacji, że pryzmat dzieli białe światło na kolory widma widzialnego, tworząc w ten sposób podstawy nowoczesnej optyki fizycznej. Jego prace na temat światła zostały zebrane w książce Optyka, opublikowanej w 1704 roku.

W matematyce Newton opracował rachunek różniczkowy i całkowy, potężną metodę obliczeniową do znajdowania pierwiastków funkcji, sklasyfikował większość sześciennych krzywych algebraicznych, rozwinął teorię szeregów potęgowych i uogólnił twierdzenie dwumianowe na wykładniki inne niż całkowite.

W ciągu ostatnich trzech dekad życia w Londynie, pełniąc funkcję nadzorcy (1696-1699), a następnie zarządcy (1699-1727) mennicy królewskiej, Newton znacznie ulepszył system monetarny Anglii. Został wybrany na prezesa Royal Society (1703-1727).

Wczesne lata

Isaac Newton urodził się we wsi Woolsthorpe w hrabstwie Lincolnshire w przededniu wojny domowej. Ojciec Newtona, Isaac Newton (1606-1642), drobny, ale zamożny farmer, nie doczekał narodzin syna. Chłopiec urodził się przedwcześnie, był chorowity, więc długo trwało zanim został ochrzczony. Mimo to przeżył, został ochrzczony (1 stycznia) i nazwany Izaakiem na pamiątkę ojca. Fakt, że urodził się w dzień Bożego Narodzenia, Newton uznał za szczególny znak. Mimo słabego zdrowia w niemowlęctwie, dożył 84 lat.

Newton szczerze wierzył, że jego rodzina wywodzi się z XV-wiecznej szkockiej szlachty, ale historycy odkryli, że w 1524 roku jego przodkowie byli ubogimi chłopami. Do końca XVI wieku rodzina stała się zamożna i przeszła do kategorii yeomen (posiadaczy ziemskich). Ojciec Newtona odziedziczył dużą sumę 500 funtów i kilkaset akrów żyznej ziemi zajętej przez pola i lasy.

W styczniu 1646 roku matka Newtona, Anne Ayscough (1623-1679) ponownie wyszła za mąż. Z nowym mężem, 63-letnim wdowcem, miała trójkę dzieci i zaczęła poświęcać Isaacowi mało uwagi. Patronem chłopca został jego wuj macierzysty, William Ayscough. Jako dziecko Newton, według współczesnych, był cichy, wycofany i odizolowany, lubił czytać i robić techniczne zabawki: zegar słoneczny, wodny, wiatrak itp. Przez całe życie czuł się samotny.

Ojczym zmarł w 1653 roku, a część jego spadku przeszła na matkę Newtona i została przez nią natychmiast zapisana Isaacowi. Matka wróciła do domu, ale jej głównym zajęciem była trójka najmłodszych dzieci i rozbudowane gospodarstwo domowe; Isaac nadal pozostawał zdany na siebie.

W 1655 roku 12-letni Newton został wysłany do pobliskiej szkoły w Grantham, gdzie mieszkał w domu aptekarza Clarka. Wkrótce chłopiec wykazał się wybitnymi zdolnościami, ale w 1659 roku jego matka Anne zwróciła go do posiadłości i próbowała powierzyć 16-letniemu synowi część zarządzania gospodarstwem domowym. Próba nie powiodła się - Isaac przedkładał czytanie książek, pisanie wierszy, a zwłaszcza konstruowanie różnych mechanizmów nad wszystkie inne zajęcia. W tym czasie do Anny zgłosił się Stokes, nauczyciel Newtona, i zaczął ją przekonywać, by nadal uczyła swego niezwykle uzdolnionego syna; do tej prośby przyłączył się wuj William oraz znajomy Isaaca z Grantham (krewny chemika Clarka) Humphrey Babington, członek Trinity College w Cambridge. Wspólnym wysiłkiem udało im się w końcu dopiąć swego. W 1661 roku Newton pomyślnie ukończył szkołę i udał się kontynuować naukę na Uniwersytecie Cambridge.

Trinity College (1661-1664)

W czerwcu 1661 roku 18-letni Newton przybył do Cambridge. Zgodnie ze statutem został poddany egzaminowi z łaciny, po którym poinformowano go, że został przyjęty do Trinity College (Kolegium Świętej Trójcy) na Uniwersytecie w Cambridge. Z tą instytucją związane jest ponad 30 lat życia Newtona.

Kolegium, podobnie jak reszta uczelni, przeżywało trudne chwile. W Anglii właśnie przywrócono monarchię (1660), król Karol II często opóźniał wypłaty należne uniwersytetowi, zwolnił większość kadry nauczycielskiej powołanej w czasie rewolucji. W Trinity College mieszkało w sumie 400 osób, w tym studenci, służba i 20 pauperów, którym statut nakazywał dawać jałmużnę. Proces edukacyjny był w opłakanym stanie.

Newton został zapisany jako student "sizar", od którego nie pobierano czesnego (prawdopodobnie za radą Babingtona). Zgodnie z ówczesnymi standardami, sizar był zobowiązany do opłacania studiów poprzez wykonywanie różnych prac na Uniwersytecie lub świadczenie usług bogatszym studentom. Nie zachowało się wiele dokumentów ani wspomnień z tego okresu jego życia. W tych latach ukształtował się ostatecznie charakter Newtona - chęć dotarcia do sedna sprawy, nietolerancja dla oszustw, pomówień i ucisku, obojętność na publiczną sławę. Nadal nie miał przyjaciół.

W kwietniu 1664 r. Newton, po zdaniu egzaminów, został awansowany do wyższej kategorii starszych uczniów (scholars), co uprawniało go do otrzymania stypendium i kontynuowania nauki w college'u.

Mimo odkryć Galileusza, nauka i filozofia w Cambridge nadal były wykładane według Arystotelesa. Jednak już w zachowanych notatnikach Newtona wspomina się o Galileuszu, Koperniku, kartezjanizmie, Keplerze i atomistycznej teorii Gassendiego. Sądząc z tych zeszytów, nadal tworzył (głównie instrumenty naukowe), pasjonował się optyką, astronomią, matematyką, fonetyką i teorią muzyki. Według wspomnień współlokatora Newton poświęcał się całym sercem studiom, zapominając o jedzeniu i śnie; był to zapewne, mimo trudności, sposób życia, którego sam pragnął.

Rok 1664 obfitował również w inne wydarzenia w życiu Newtona. Newton przeżył twórczy wstrząs, rozpoczął własną działalność naukową i sporządził obszerną listę (liczącą 45 pozycji) nierozwiązanych problemów z zakresu przyrody i życia człowieka (Questiones quaedam philosophicae). Później podobne listy pojawiały się niejednokrotnie w jego zeszytach. W marcu tego samego roku w nowo utworzonym (1663) Wydziale Matematyki kolegium wykłady rozpoczął od nowego wykładowcy 34-letni Isaac Barrow, znaczący matematyk, przyszły przyjaciel i nauczyciel Newtona. Zainteresowanie Newtona matematyką gwałtownie wzrosło. Dokonał pierwszego poważnego odkrycia matematycznego: rozwinięcia dwumianowego dla dowolnego wykładnika racjonalnego (w tym ujemnego), a dzięki niemu doszedł do swojej głównej metody matematycznej - rozwinięcia funkcji w nieskończony szereg. Pod sam koniec roku Newton został licencjatem.

Na naukowe podstawy Newtona i inspirację do jego pracy największy wpływ mieli fizycy Galileusz, Kartezjusz i Kepler. Newton uzupełnił ich pisma, łącząc je w uniwersalny system świata. Mniejszy, ale istotny wpływ mieli inni matematycy i fizycy: Euklides, Fermat, Huygens, Wallis i jego bezpośredni nauczyciel Barrow. W studenckim zeszycie Newtona znajduje się programowe zdanie:

W filozofii nie może być suwerena poza prawdą... Keplerowi, Galileuszowi i Kartezjuszowi powinniśmy postawić złote pomniki i na każdym napisać: "Platon jest przyjacielem, Arystoteles przyjacielem, ale głównym przyjacielem jest prawda".

"The Plague Years (1665-1667)

W Wigilię 1664 roku na londyńskich domach zaczęły pojawiać się czerwone krzyże - pierwsze ślady Wielkiej Dżumy. Do lata śmiertelna epidemia znacznie się rozszerzyła. 8 sierpnia 1665 roku zajęcia w Trinity College zostały zawieszone, a personel rozwiązany do czasu zakończenia epidemii. Newton udał się do domu w Woolsthorpe, zabierając ze sobą najważniejsze książki, zeszyty i instrumenty.

Były to lata katastrofalne dla Anglii - niszcząca dżuma (w samym Londynie zmarła jedna piąta ludności), wyniszczająca wojna z Holandią i wielki pożar Londynu. Jednak większość odkryć naukowych Newtona została dokonana w odosobnieniu "lat dżumy". Z zachowanych notatek wynika, że 23-letni Newton był już biegły w podstawowych metodach rachunku różniczkowego i całkowego, włączając w to rozwinięcie funkcji w szeregi i to, co później nazwano wzorem Newtona-Leibniza. Przeprowadził szereg sprytnych eksperymentów optycznych i udowodnił, że kolor biały jest mieszaniną barw widma. Newton wspominał później te lata:

Na początku 1665 roku znalazłem metodę szeregów przybliżonych i zasadę przekształcania dowolnej potęgi wielomianu w taki szereg ... w listopadzie poznałem bezpośrednią metodę wahań; w styczniu następnego roku poznałem teorię kolorów, a w maju rozpocząłem odwrotną metodę wahań ... W tym czasie byłem w najlepszym okresie mojej młodości i bardziej interesowałem się matematyką i filozofią niż w jakimkolwiek innym późniejszym czasie.

Jednak jego najważniejszym odkryciem w tych latach było prawo powszechnego ciążenia. Później, w 1686 roku, Newton napisał do Halleya:

W pracach napisanych ponad 15 lat temu (nie mogę podać dokładnej daty, ale w każdym razie było to przed rozpoczęciem mojej korespondencji z Oldenburgiem) wyraziłem odwrotną proporcjonalność kwadratową grawitacji planet względem Słońca w funkcji odległości i obliczyłem prawidłowy stosunek grawitacji Ziemi i conatus recedendi Księżyca do środka Ziemi, choć niedokładnie.

Wspomniana przez Newtona niedokładność wynikała z tego, że Newton wziął wymiary Ziemi i wartość przyspieszenia siły ciężkości z Mechanica Galileusza, gdzie były one przytoczone ze znacznym marginesem błędu. Później Newton uzyskał dokładniejsze dane Picarda i został ostatecznie przekonany o prawdziwości swojej teorii.

Znana jest legenda, że Newton odkrył prawo grawitacji obserwując jabłko spadające z gałęzi drzewa. Jabłko Newtona po raz pierwszy dostrzegł William Stukeley, biograf Newtona (Memoirs of Newton's Life, 1752):

Po obiedzie pogoda była ciepła, więc wyszliśmy do sadu i wypiliśmy herbatę w cieniu jabłoni. Powiedział mi, że myśl o grawitacji przyszła mu do głowy, gdy siedział pod drzewem w dokładnie taki sam sposób. Był w kontemplacyjnym nastroju, gdy nagle jabłko spadło z gałęzi. "Dlaczego jabłka zawsze spadają prostopadle do ziemi?" - pomyślał.

Legenda ta stała się popularna dzięki Wolterowi. W rzeczywistości, jak wynika z zeszytów Newtona, jego teoria powszechnego ciążenia rozwijała się stopniowo. Inny biograf, Henry Pemberton, przytacza rozumowanie Newtona (nie wspominając o jabłku) bardziej szczegółowo: "porównując okresy kilku planet i ich odległości od Słońca, stwierdził, że (...) siła ta musi maleć w kwadratowej proporcjonalności ze wzrostem odległości". Innymi słowy, Newton odkrył, że z trzeciego prawa Keplera odnoszącego okresy orbit planet do ich odległości od Słońca wynika "wzór na odwrotny kwadrat" dla prawa grawitacji (w przybliżeniu orbity kołowej). Ostateczne sformułowanie prawa grawitacji, które znajduje się w podręcznikach, Newton wypisał później, gdy prawa mechaniki stały się dla niego jasne.

Te odkrycia, jak i wiele późniejszych, zostały opublikowane 20-40 lat później niż ich dokonano. Newton nie gonił za sławą. W 1670 roku napisał do Johna Collinsa: "Nie widzę nic pożądanego w sławie, nawet gdybym był w stanie na nią zapracować. Być może zwiększyłaby ona liczbę moich znajomych, ale właśnie tego najbardziej pragnę uniknąć." Jego pierwsza praca naukowa (odnaleziona dopiero 300 lat później.

Początek sławy naukowej (1667-1684)

W marcu i czerwcu 1666 roku Newton odwiedził Cambridge. Latem jednak nowa fala dżumy zmusiła go do ponownego wyjazdu do domu. Wreszcie na początku 1667 roku epidemia ustąpiła i w kwietniu Newton wrócił do Cambridge. 1 października został wybrany na członka Trinity College, a w 1668 roku został magistrem. Przydzielono mu przestronny osobny pokój na mieszkanie, wyznaczono pensję (2 funty rocznie) i przekazano grupę studentów, z którymi spędzał kilka godzin tygodniowo pilnie zajmując się standardowymi przedmiotami akademickimi. Jednak ani wtedy, ani później Newton nie zasłynął jako nauczyciel; jego wykłady były słabo uczęszczane.

Umocniwszy swoją pozycję, Newton udał się do Londynu, gdzie krótko wcześniej, w 1660 roku, powstało Towarzystwo Królewskie w Londynie - autorytatywna organizacja wybitnych uczonych, jedna z pierwszych Akademii Nauk. Organem prasowym Royal Society było czasopismo Philosophical Transactions.

W 1669 roku w Europie zaczęły pojawiać się prace matematyczne wykorzystujące rozkłady na nieskończone szeregi. Chociaż głębia tych odkryć nie dorównywała Newtonowi, Barrow nalegał, by jego uczeń utrwalił swoje pierwszeństwo w tej materii. Newton napisał krótkie, ale w miarę kompletne podsumowanie tej części swoich odkryć, które nazwał Analizą za pomocą równań o nieskończonej liczbie wyrazów. Barrow przekazał ten traktat do Londynu. Newton prosił Barrowa, by nie ujawniał nazwiska autora dzieła (ale dał się przekonać). "Analiza" rozpowszechniła się wśród specjalistów i zyskała pewną sławę w Anglii i poza nią.

W tym samym roku Barrow przyjął zaproszenie króla, by zostać kapelanem dworskim i zrezygnował z nauczania. 29 października 1669 roku 26-letni Newton został wybrany na jego następcę jako "Lucas Professor" matematyki i optyki w Trinity College. Na tym stanowisku Newton otrzymywał pensję w wysokości 100 funtów rocznie, nie licząc innych premii i stypendiów z Trinity. Nowe stanowisko dawało też Newtonowi więcej czasu na własne badania. Barrow pozostawił Newtonowi obszerne laboratorium alchemiczne; w tym okresie Newton poważnie zainteresował się alchemią i przeprowadził wiele eksperymentów chemicznych.

W tym samym czasie Newton kontynuował swoje eksperymenty z zakresu optyki i teorii barw. Newton badał aberrację sferyczną i chromatyczną. Aby je zminimalizować, zbudował mieszany teleskop zwierciadlany: soczewkę i wklęsłe lustro sferyczne, które sam wykonał i wypolerował. Projekt takiego teleskopu zaproponował po raz pierwszy James Gregory (1663), ale pomysł ten nigdy nie został zrealizowany. Pierwszy projekt Newtona (1668) okazał się nieudany, ale następny, z dokładniej wypolerowanym zwierciadłem, mimo niewielkich rozmiarów dawał 40-krotne powiększenie doskonałej jakości.

Wieść o nowym instrumencie szybko dotarła do Londynu i Newton został zaproszony, by pokazać swój wynalazek środowisku naukowemu. Pod koniec 1671 lub na początku 1672 roku reflektor został zademonstrowany królowi, a następnie Royal Society. Aparat spotkał się z powszechnym uznaniem. Prawdopodobnie rolę odegrało również praktyczne znaczenie wynalazku: obserwacje astronomiczne wykorzystywano do wyznaczania dokładnego czasu, co było niezbędne do nawigacji na morzu. Newton zyskał sławę i w styczniu 1672 roku został wybrany na członka Royal Society. Później ulepszone reflektory stały się głównymi narzędziami astronomów i zostały wykorzystane do odkrycia planety Uran, innych galaktyk i przesunięcia ku czerwieni.

Początkowo Newton cenił sobie przyjaźń kolegów z Royal Society, gdzie oprócz Barrowa należeli James Gregory, John Wallis, Robert Hooke, Robert Boyle, Christopher Wren i inne znane postacie angielskiej nauki. Wkrótce jednak doszło do męczących konfliktów, których Newton bardzo nie lubił. W szczególności doszło do awantury o naturę światła. Zaczęło się od tego, że w lutym 1672 roku Newton opublikował w Philosophical Transactions szczegółowy opis swoich klasycznych eksperymentów z pryzmatami i teorią koloru. Hooke, który wcześniej opublikował własną teorię, argumentował, że nie przekonały go wyniki Newtona, a poparł go Huygens, twierdząc, że teoria Newtona "przeczy konwencjonalnej mądrości". Newton odpowiedział na ich krytykę dopiero sześć miesięcy później, ale do tego czasu liczba krytyków znacznie wzrosła.

Lawina niekompetentnych ataków zirytowała i przygnębiła Newtona. Newton poprosił sekretarza Towarzystwa Oldenburskiego, by nie przysyłał mu więcej krytycznych listów i złożył ślubowanie na przyszłość: nie angażować się w spory naukowe. W listach skarżył się, że stoi przed wyborem: albo nie publikować swoich odkryć, albo poświęcić cały swój czas i energię na odpieranie nieprzyjaznej krytyki laików. Ostatecznie wybrał tę pierwszą opcję i złożył rezygnację z członkostwa w Royal Society (8 marca 1673). Oldenburg nie bez trudu namówił go do pozostania, ale jego kontakty naukowe z Towarzystwem przez długi czas były ograniczone do minimum.

W 1673 roku miały miejsce dwa ważne wydarzenia. Po pierwsze: dekretem królewskim stary przyjaciel i patron Newtona, Isaac Barrow, powrócił do Trinity, teraz jako szef ("master") kolegium. Po drugie: Leibniz, znany wówczas jako filozof i wynalazca, zainteresował się matematycznymi odkryciami Newtona. Po otrzymaniu w 1669 roku pracy Newtona o nieskończonych szeregach i jej dogłębnym przestudiowaniu, przystąpił do opracowania własnej wersji analizy. W 1676 roku Newton i Leibniz wymienili listy, w których Newton wyjaśnił szereg swoich metod, odpowiedział na pytania Leibniza i zasugerował istnienie jeszcze bardziej ogólnych metod, jak dotąd niepublikowanych (chodzi o ogólny rachunek różniczkowy i całkowy). Sekretarz Towarzystwa Królewskiego, Henry Oldenburg, naciskał na Newtona, by na chwałę Anglii opublikował swoje odkrycia matematyczne dotyczące analizy, ale Newton odpowiedział, że od pięciu lat zajmuje się innym tematem i nie chce się rozpraszać. Newton nie odpowiedział na kolejny list Leibniza. Pierwsza krótka publikacja na temat analizy w wersji Newtona pojawiła się dopiero w 1693 roku, kiedy wersja Leibniza już szeroko rozpowszechniła się w Europie.

Koniec lat 70. XVI wieku był dla Newtona smutny. W maju 1677 roku zmarł niespodziewanie 47-letni Barrow. Zimą tego samego roku w domu Newtona wybuchł wielki pożar i spłonęła część rękopiśmiennego archiwum Newtona. We wrześniu 1677 roku zmarł Oldenburg, faworyzowany przez Newtona sekretarz Royal Society, a nowym sekretarzem został Hooke, który nieprzychylnie traktował Newtona. W 1679 r. matka Anny ciężko zachorowała; Newton zostawił wszystko, by się nią zająć i brał czynny udział w opiece nad nią, ale stan matki szybko się pogorszył i zmarła. Matka i Barrow należeli do nielicznych osób, które rozjaśniały samotność Newtona.

"Matematyczne początki filozofii przyrody" (1684-1686)

Historia tego dzieła, jednego z najsłynniejszych w historii nauki, rozpoczęła się w 1682 roku, kiedy przejście komety Halleya wywołało gwałtowny wzrost zainteresowania mechaniką nieba. Edmond Halley próbował namówić Newtona do opublikowania jego "ogólnej teorii ruchu", o której od dawna krążyły plotki w środowisku naukowym. Newton, nie chcąc angażować się w nowe spory i kłótnie naukowe, odmówił.

W sierpniu 1684 roku Halley przyjechał do Cambridge i powiedział Newtonowi, że wraz z Wrenem i Hooke'em dyskutowali, jak wyprowadzić eliptyczność orbit planet ze wzoru na prawo grawitacji, ale nie wie, jak podejść do rozwiązania. Newton stwierdził, że ma już taki dowód i w listopadzie wysłał gotowy rękopis do Halleya. Ten natychmiast uznał wartość wyniku i metody, natychmiast odwiedził Newtona ponownie i tym razem zdołał go przekonać do opublikowania swoich ustaleń. 10 grudnia 1684 roku w protokole Towarzystwa Królewskiego pojawił się historyczny wpis:

Pan Halley ... widział niedawno pana Newtona w Cambridge i ten pokazał mu ciekawy traktat "De motu". Zgodnie z życzeniem pana Halleya, Newton obiecał wysłać traktat do Towarzystwa.

Praca nad książką trwała od 1684 do 1686 roku. Według wspomnień Humphreya Newtona, krewnego uczonego i jego asystenta w tych latach, początkowo Newton pisał "Elementy" w przerwach między eksperymentami alchemicznymi, którym poświęcał najwięcej uwagi, potem stopniowo nabierał zapału i z entuzjazmem poświęcał się pracy nad główną księgą swego życia.

Publikacja miała być finansowana przez Royal Society, ale na początku 1686 roku Towarzystwo opublikowało traktat o historii ryb, na który nie było popytu, przez co uszczupliło swój budżet. Halley ogłosił wówczas, że poniesie koszty jej wydania. Towarzystwo z wdzięcznością przyjęło tę hojną ofertę i w ramach częściowej rekompensaty przekazało Halleyowi 50 egzemplarzy traktatu o historii ryb za darmo.

Dzieło Newtona - być może przez analogię do Początków filozofii Kartezjusza (1644) lub, według niektórych historyków nauki, wyzwanie rzucone kartezjanom - nosiło tytuł Matematyczne początki filozofii przyrody (łac. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), czyli we współczesnym języku Matematyczne podstawy fizyki.

28 kwietnia 1686 roku pierwszy tom Mathematical Beginnings został zaprezentowany Royal Society. Wszystkie trzy tomy zostały opublikowane w 1687 roku, po pewnej edycji dokonanej przez autora. Nakład (około 300 egzemplarzy) został wyprzedany w ciągu czterech lat - bardzo szybko jak na tamte czasy.

Zarówno pod względem fizycznym, jak i matematycznym dzieło Newtona przewyższa jakościowo prace wszystkich jego poprzedników. Brak w nim arystotelesowskiej czy kartezjańskiej metafizyki, z jej mętnym rozumowaniem i niejasno sformułowanymi, często daleko idącymi "przyczynami" zjawisk przyrodniczych. Newton na przykład nie głosi, że w przyrodzie działa prawo grawitacji, on ten fakt ściśle udowadnia, opierając się na obserwowanym wzorcu ruchu planet i ich satelitów. Metoda Newtona polega na stworzeniu modelu zjawiska "bez wymyślania hipotez", a następnie, jeśli dane są wystarczające, na poszukiwaniu jego przyczyn. Takie podejście, zapoczątkowane przez Galileusza, sygnalizowało koniec starej fizyki. Jakościowy opis przyrody ustąpił miejsca ilościowemu - obliczenia, rysunki i tabele zajmują znaczną część książki.

W swojej książce Newton jasno określił podstawowe pojęcia mechaniki oraz wprowadził kilka nowych, w tym tak ważne wielkości fizyczne jak masa, siła zewnętrzna i wielkość ruchu. Sformułowane zostały trzy prawa mechaniki. Podano rygorystyczne wyprowadzenie wszystkich trzech praw grawitacji Keplera. Zauważmy, że opisano również hiperboliczne i paraboliczne orbity ciał niebieskich nieznanych Keplerowi. Newton nie mówi wprost o prawdziwości kopernikańskiego systemu heliocentrycznego, ale ją sugeruje; szacuje nawet odchylenie Słońca od środka masy Układu Słonecznego. Innymi słowy, Słońce w systemie Newtona, inaczej niż w systemie Keplera, nie spoczywa, lecz podporządkowuje się ogólnym prawom ruchu. Do układu ogólnego należą również komety, których orbity budziły wówczas wiele kontrowersji.

Słabością teorii grawitacji Newtona, zdaniem wielu ówczesnych naukowców, był brak wyjaśnienia natury tej siły. Newton określił jedynie aparat matematyczny, pozostawiając otwarte pytania o przyczynę grawitacji i jej materialny nośnik. Dla środowiska naukowego wychowanego na filozofii Kartezjusza było to nieznane i trudne podejście i dopiero triumfalny sukces mechaniki nieba w XVIII wieku zmusił fizyków do tymczasowego pogodzenia się z teorią Newtona. Fizyczne podstawy grawitacji stały się jasne dopiero ponad dwa wieki później, wraz z pojawieniem się Ogólnej Teorii Względności.

Aparat matematyczny i ogólna struktura książki zostały skonstruowane przez Newtona w sposób jak najbardziej zbliżony do uznawanego przez współczesnych standardu naukowego - Elementów Euklidesa. Celowo unikał stosowania analizy matematycznej niemal wszędzie - użycie nowych, nieznanych metod zagroziłoby wiarygodności wyników. Ta ostrożność zdewaluowała jednak metodę prezentacji Newtona dla późniejszych pokoleń czytelników. Książka Newtona była pierwszą pracą z zakresu nowej fizyki, a jednocześnie jedną z ostatnich poważnych prac, w której zastosowano stare metody dociekań matematycznych. Wszyscy następcy Newtona używali już stworzonych przez niego potężnych metod analizy matematycznej. D'Alambert, Euler, Laplace, Clero i Lagrange byli największymi bezpośrednimi następcami dzieła Newtona.

Za życia autora książka została wydana trzykrotnie, przy czym każde wznowienie zawierało istotne uzupełnienia i poprawki autora.

Administracja (1687-1703)

Rok 1687 upłynął nie tylko pod znakiem publikacji wielkiej książki, ale także konfliktu Newtona z królem Jakubem II. W lutym król, konsekwentnie dążąc do przywrócenia katolicyzmu w Anglii, nakazał Uniwersytetowi w Cambridge przyznać tytuł magistra katolickiemu mnichowi, Albanowi Francisowi. Władze uniwersytetu wahały się, nie chcąc ani łamać prawa, ani denerwować króla; wkrótce wezwano delegację uczonych, w tym Newtona, by udzielić nagany lordowi High Justice George'owi Jeffreysowi, znanemu z chamstwa i okrucieństwa. Newton sprzeciwiał się wszelkim kompromisom naruszającym autonomię uniwersytetu i przekonał delegację do zajęcia pryncypialnego stanowiska. Ostatecznie prorektor uczelni został odwołany, ale życzenie króla nigdy nie zostało spełnione. W jednym ze swoich listów z tych lat Newton przedstawił swoje zasady polityczne:

Każdy uczciwy człowiek jest zobowiązany prawami Boga i człowieka do wypełniania zgodnych z prawem poleceń króla. Jeśli jednak Jego Królewska Mość raczy zażądać czegoś, co nie może być wykonane przez prawo, nikt nie powinien ponieść szkody, jeśli zaniedba takie żądanie.

W 1689 roku, po obaleniu króla Jakuba II, Newton został po raz pierwszy wybrany do Parlamentu z ramienia Uniwersytetu w Cambridge i zasiadał w nim przez nieco ponad rok. Ponownie był członkiem parlamentu w latach 1701-1702. Istnieje popularna anegdota, że tylko raz zabrał głos w Izbie Gmin, prosząc o zamknięcie okna, aby uniknąć przeciągu. W rzeczywistości Newton wykonywał swoje obowiązki parlamentarne z taką samą uczciwością, z jaką traktował wszystkie swoje sprawy.

Około 1691 roku Newton poważnie zachorował (prawdopodobnie został otruty podczas eksperymentów chemicznych, choć inne wersje zakładają przepracowanie, szok po pożarze, w wyniku którego utracono ważne wyniki, oraz choroby związane z wiekiem). Krewni obawiali się o jego zdrowie psychiczne; w kilku zachowanych listach z tego okresu widać ślady zaburzeń psychicznych. Dopiero pod koniec 1693 roku Newton w pełni odzyskał zdrowie.

W 1679 roku Newton poznał w Trinity Charlesa Montague'a (1661-1715), 18-letniego arystokratę, który kochał naukę i alchemię. Newton prawdopodobnie wywarł na Montague'u silne wrażenie, ponieważ w 1696 roku, po tym jak został lordem Halifaxem, prezesem Royal Society i kanclerzem Exchequer (tj. ministrem finansów Anglii), Montague zasugerował królowi mianowanie Newtona kuratorem mennicy. Król wyraził zgodę, a w 1696 roku Newton objął to stanowisko, opuścił Cambridge i przeniósł się do Londynu.

Na początek Newton dokonał gruntownego studium technologii monetarnej, uporządkował papiery i przeprojektował księgowość na ostatnie 30 lat. Jednocześnie Newton energicznie i fachowo wspomagał reformę monetarną Montague'a, przywracając zaufanie do gruntownie zaniedbanego angielskiego systemu monetarnego swoich poprzedników. W Anglii w tych latach używano prawie wyłącznie niepełnych, a w niemałej ilości i fałszywych monet. Powszechne było zdzieranie krawędzi srebrnych monet, a nowo wybite monety znikały zaraz po wejściu do obiegu, ponieważ były masowo przetapiane, wywożone za granicę i chowane w skrzyniach. Montague doszedł wówczas do wniosku, że sytuację można zmienić jedynie poprzez ponowne wprowadzenie do obiegu wszystkich monet będących w Anglii oraz zakazanie obiegu monet ciętych, co wymagało drastycznego zwiększenia wydajności Mennicy Królewskiej. Wymagało to kompetentnego zarządcy, a takim właśnie człowiekiem był Newton, który w marcu 1696 roku objął stanowisko Keepera Mennicy.

Dzięki energicznym działaniom Newtona w 1696 roku powstała sieć oddziałów mennicy w miastach całej Anglii, szczególnie w Chester, gdzie Newton mianował swojego przyjaciela Halleya kierownikiem oddziału, zwiększając ośmiokrotnie produkcję srebrnych monet. Newton wprowadził do techniki monetarnej stosowanie żwiru zapisanego, po którym przestępcze szlifowanie metalu stało się praktycznie niemożliwe. Stare, wadliwe srebrne monety zostały całkowicie wycofane z obiegu i ponownie wybite w ciągu 2 lat, zwiększono produkcję nowych monet, aby nadążyć za popytem na nie i poprawiono ich jakość. Podczas podobnych reform ludzie musieli wymieniać stare pieniądze na wagę, po czym ilość gotówki zmniejszyłaby się zarówno u osób fizycznych (prywatnych i prawnych), jak i w całym kraju, ale odsetki i zobowiązania kredytowe pozostałyby takie same, co powodowało stagnację gospodarki. Newton zaproponował wymianę pieniądza według wartości nominalnej, co zapobiegło tym problemom, a nieuniknione niedobory uzupełniano pożyczając od innych krajów (głównie od Holandii). Inflacja spadła, ale do połowy wieku zadłużenie zagraniczne państwa wzrosło do niespotykanych w historii Anglii rozmiarów. W tym czasie nastąpił jednak znaczny wzrost gospodarczy, co spowodowało wzrost wpłat podatkowych do skarbu państwa (równy wielkości wpłat Francji, mimo że Francja liczyła 2,5 raza więcej ludzi), więc dług państwowy był stopniowo spłacany.

W 1699 roku zakończono ponowne wybijanie monet i, najwyraźniej w nagrodę za swoje usługi, w tym samym roku Newton został mianowany superintendentem ("mistrzem") mennicy. Jednak uczciwy i kompetentny człowiek na czele mennicy nie wszystkim odpowiadał. Od pierwszych dni na Newtona posypały się skargi i donosy, co rusz pojawiały się komisje weryfikacyjne. Jak się okazało, wiele z tych donosów pochodziło od fałszerzy poirytowanych reformami Newtona. Newton był na ogół obojętny na obmowę, ale nigdy nie wybaczał, jeśli dotykała ona jego honoru i reputacji. Był osobiście zaangażowany w dziesiątki śledztw, w wyniku których wytropiono i skazano ponad 100 fałszerzy; z braku okoliczności obciążających byli oni najczęściej zesłani do kolonii północnoamerykańskich, ale kilku prowodyrów zostało straconych. Liczba fałszywych monet w Anglii znacznie zmalała. Montague w swoich wspomnieniach chwalił niezwykłe zdolności administracyjne Newtona, które zapewniły powodzenie reformy. Tak więc reformy przeprowadzone przez uczonego nie tylko zapobiegły kryzysowi gospodarczemu, ale kilkadziesiąt lat później doprowadziły do znacznego wzrostu bogactwa kraju.

W kwietniu 1698 roku car rosyjski Piotr I trzykrotnie odwiedził mennicę w ramach "Wielkiej Ambasady"; szczegóły jego wizyty i komunikacji z Newtonem nie zachowały się. Wiadomo jednak, że w 1700 roku Rosja przeprowadziła reformę monetarną, podobną do angielskiej. A w 1713 roku sześć pierwszych wydrukowanych egzemplarzy II wydania Elementów zostało wysłanych przez Newtona do cara Piotra w Rosji.

Symbolem naukowego triumfu Newtona stały się dwa wydarzenia w 1699 r.: zaczął wykładać newtonowski system świata w Cambridge (od 1704 - i w Oksfordzie), a paryska Akademia Nauk, ostoja jego przeciwników kartezjuszy, wybrała go swoim członkiem zagranicznym. Przez cały ten czas Newton figurował jeszcze jako członek i profesor Trinity College, ale w grudniu 1701 roku oficjalnie zrezygnował ze wszystkich stanowisk w Cambridge.

W 1703 roku zmarł prezes Towarzystwa Królewskiego, lord John Somers, który w czasie swojej pięcioletniej prezesury uczestniczył w obradach tylko dwa razy. W listopadzie Newton został wybrany jego następcą i kierował Towarzystwem przez resztę życia - ponad dwadzieścia lat. W przeciwieństwie do swoich poprzedników, osobiście uczestniczył we wszystkich spotkaniach i robił wszystko, by Brytyjskie Towarzystwo Królewskie zajmowało honorowe miejsce w świecie nauki. Wzrastała liczba członków Towarzystwa (wśród których, oprócz Halleya, byli Denis Papin, Abraham de Moivre, Roger Cotes i Brooke Taylor), przeprowadzano i omawiano ciekawe eksperymenty, znacznie poprawiła się jakość artykułów w czasopismach, a problemy finansowe zostały złagodzone. Towarzystwo zyskało płatnych sekretarzy i własną siedzibę (na Fleet Street); Newton pokrył koszty przeprowadzki z własnej kieszeni. W tych latach Newton był często zapraszany jako konsultant do różnych komisji rządowych, a księżniczka Caroline, przyszła królowa Wielkiej Brytanii (żona Jerzego II), spędzała z nim godziny w pałacu na rozmowach na tematy filozoficzne i religijne.

Ostatnie lata

W 1704 roku opublikował (po raz pierwszy w języku angielskim) monografię Optics, która określiła rozwój tej nauki aż do początku XIX wieku. Zawierała ona dodatek, On the Quadrature of Curves, pierwsze i w miarę kompletne wyłożenie Newtonowskiej wersji analizy matematycznej. Jest to w istocie ostatnia praca Newtona z zakresu nauk przyrodniczych, choć żył on jeszcze ponad 20 lat. Katalog pozostawionej przez niego biblioteki zawierał książki głównie z zakresu historii i teologii, i to właśnie im Newton poświęcił resztę swojego życia. Newton pozostał stewardem mennicy, gdyż stanowisko to, w przeciwieństwie do stanowiska nadzorcy, nie wymagało od niego szczególnej aktywności. Dwa razy w tygodniu jeździł do mennicy, raz w tygodniu na spotkanie Royal Society. Newton nigdy nie wyjeżdżał poza Anglię.

W 1705 roku królowa Anna pasowała Newtona na rycerza. Odtąd był on sir Isaakiem Newtonem. Był to pierwszy w historii Anglii przypadek nadania tytułu rycerskiego za zasługi naukowe; następny raz zdarzył się ponad sto lat później (1819, w odniesieniu do Humphreya Davy'ego). Niektórzy biografowie uważają jednak, że motywacją królowej była nie nauka, lecz polityka. Newton zyskał własny herb i niezbyt wiarygodny rodowód.

W 1707 roku Newton opublikował zbiór wykładów z algebry zatytułowany Universal Arithmetic. Zawarte w nim metody numeryczne wyznaczyły narodziny nowej, obiecującej dyscypliny - analizy numerycznej.

W 1708 r. rozpoczął się otwarty spór o pierwszeństwo z Leibnizem (patrz niżej), w który zaangażowali się nawet członkowie rodziny królewskiej. Ta waśń między dwoma geniuszami drogo kosztowała naukę - angielska szkoła matematyczna wkrótce podupadła na sto lat, podczas gdy szkoła europejska zignorowała wiele wybitnych idei Newtona, odkrywając je na nowo znacznie później. Konfliktu nie wygasiła nawet śmierć Leibniza (1716).

Pierwsze wydanie Elementów Newtona było już dawno wyprzedane. Wieloletnia praca Newtona nad przygotowaniem II wydania, uściślonego i uzupełnionego, została uwieńczona sukcesem w 1710 roku, kiedy to ukazał się pierwszy tom nowego wydania (ostatni, trzeci - w 1713 roku). Początkowy nakład (700 egzemplarzy) był wyraźnie niewystarczający i dodatkowe egzemplarze przedrukowano w latach 1714 i 1723. Przy finalizowaniu drugiego tomu Newton, jako wyjątek, musiał powrócić do fizyki, by wyjaśnić rozbieżności między teorią a danymi doświadczalnymi, i natychmiast dokonał ważnego odkrycia - hydrodynamicznego skurczu strumienia. Teoria zgadzała się teraz dobrze z eksperymentem. Newton dodał na końcu książki "Napomnienie" z druzgocącą krytyką "teorii wirów", za pomocą której jego kartezjańscy przeciwnicy próbowali wyjaśnić ruch planet. Na naturalne pytanie "jak to jest naprawdę?" książka odpowiada słynną i szczerą odpowiedzią: "Przyczyn (...) własności grawitacji nie zdołałem jeszcze wydedukować ze zjawisk; nie wymyślam hipotez".

W kwietniu 1714 roku Newton podsumował swoje doświadczenia z regulacją finansową i przedłożył Skarbowi Państwa swój artykuł "Observations on the Value of Gold and Silver". Artykuł zawierał konkretne propozycje dotyczące regulacji wartości metali szlachetnych. Propozycje te zostały częściowo zaakceptowane i miały korzystny wpływ na gospodarkę angielską.

Na krótko przed śmiercią Newton był jedną z ofiar wielkiego, wspieranego przez rząd oszustwa finansowego South Seas Trading Company. Zakupił on za dużą sumę papiery wartościowe spółki, a także nalegał, aby nabyło je Towarzystwo Królewskie. 24 września 1720 roku bank spółki ogłosił bankructwo. Jego siostrzenica Catherine wspominała w swoich zapiskach, że Newton stracił ponad 20 000 funtów, po czym twierdził, że potrafi obliczyć ruch ciał niebieskich, ale nie szaleństwo tłumów. Wielu biografów uważa jednak, że Catherine nie miała na myśli rzeczywistej straty, lecz brak spodziewanego zysku. Po tym jak firma zbankrutowała, Newton zaproponował, że z własnej kieszeni zrekompensuje to Towarzystwu Królewskiemu, ale jego oferta została odrzucona.

Ostatnie lata życia Newton poświęcił na napisanie The Chronology of the Ancient Kingdoms, na co poświęcił około 40 lat, przygotowując trzecie wydanie Początków, które ukazało się w 1726 roku. W przeciwieństwie do drugiego, zmiany w trzecim wydaniu były niewielkie - głównie były to wyniki nowych obserwacji astronomicznych, w tym dość obszerny przewodnik po kometach obserwowanych od XIV wieku. Przedstawiono m.in. obliczoną orbitę komety Halleya, której nowe pojawienie się w tamtym czasie (1758) wyraźnie potwierdzało teoretyczne obliczenia (wówczas już nieżyjących) Newtona i Halleya. Nakład książki można uznać za ogromny jak na publikację naukową z tamtych lat: 1250 egzemplarzy.

W 1725 roku zdrowie Newtona zaczęło się wyraźnie pogarszać i przeniósł się on do Kensington pod Londynem, gdzie zmarł we śnie w nocy 20 (31) marca 1727 roku. Nie pozostawił po sobie spisanego testamentu, ale na krótko przed śmiercią zapisał najbliższej rodzinie znaczną część swojej dużej fortuny. Został pochowany w Opactwie Westminsterskim. Fernando Savater, według listów Woltera, opisuje pogrzeb Newtona w następujący sposób

Uczestniczył w tym cały Londyn. Najpierw wystawiono ciało na widok publiczny w wystawnym karawanie flankowanym przez ogromne lampy, następnie przewieziono je do Opactwa Westminsterskiego, gdzie Newton został pochowany wśród królów i wybitnych mężów stanu. Na czele konduktu pogrzebowego stał Lord Kanclerz, a za nim wszyscy królewscy ministrowie.

Cechy charakteru

Trudno jest sporządzić portret psychologiczny Newtona, gdyż nawet jego sympatycy przypisują mu często różne cechy. Trzeba wziąć pod uwagę kult Newtona w Anglii, który zmuszał autorów pamiętników do obdarzania wielkiego uczonego wszelkimi możliwymi cnotami, ignorując rzeczywiste sprzeczności w jego naturze. Ponadto pod koniec życia postać Newtona rozwinęła takie cechy jak dobroduszność, protekcjonalność i towarzyskość, które wcześniej nie były dla niego charakterystyczne.

Newton był niski, mocnej budowy, z falującymi włosami. Prawie nigdy nie chorował, do późnej starości zachował gęste włosy (w wieku 40 lat już całkiem siwe) i wszystkie zęby z wyjątkiem jednego. Nigdy (według innych relacji prawie nigdy) nie używał okularów, choć był nieco krótkowzroczny. Prawie nigdy się nie śmiał ani nie denerwował, nie ma żadnych zapisów, by opowiadał dowcipy lub w inny sposób przejawiał poczucie humoru. Był ostrożny i oszczędny w wydawaniu pieniędzy, ale nie skąpy. Nigdy nie był żonaty. Zwykle był w głębokim wewnętrznym skupieniu, co często czyniło go roztargnionym: na przykład raz zaprosił gości, poszedł do spiżarni po wino, ale wtedy uderzyła go jakaś myśl naukowa i pospieszył do swojego gabinetu i nie wrócił do gości. Był obojętny na sport, muzykę, sztukę, teatr i podróże. Jego asystent wspominał: "Nie pozwalał sobie na żaden odpoczynek i wytchnienie... uważał za straconą każdą godzinę, która nie jest poświęcona zajęciu... Myślę, że smuciła go konieczność poświęcania czasu na jedzenie i sen". Przy tym wszystkim Newtonowi udało się połączyć światową praktyczność i zdrowy rozsądek, widoczne w jego udanym zarządzaniu mennicą i Towarzystwem Królewskim.

Wychowany w tradycji purytańskiej, Newton wyznaczył sobie szereg sztywnych zasad i samoograniczeń. Nie był też skłonny wybaczać innym tego, czego nie wybaczyłby sobie samemu; leżało to u podstaw wielu jego konfliktów (patrz niżej). Był serdeczny dla krewnych i wielu kolegów, ale nie miał bliskich przyjaciół, nie szukał towarzystwa innych, zachowywał dystans. Newton nie był jednak bezduszny czy obojętny na los innych. Gdy po śmierci przyrodniej siostry Anne jej dzieci zostały bez środków do życia, Newton wyznaczył zasiłek dla małoletnich dzieci, a później wychowaniem zajęła się córka Anne, Catherine. Regularnie pomagał też innym krewnym. "Będąc oszczędnym i rozważnym, był jednocześnie bardzo swobodny w dysponowaniu pieniędzmi i zawsze gotów był pomóc przyjacielowi w potrzebie, nie będąc przy tym natrętnym. Był szczególnie hojny dla młodych ludzi. Wielu znanych angielskich naukowców - Stirling, McLaren, astronom James Pound i inni - z głęboką wdzięcznością wspominało pomoc udzieloną przez Newtona na początku ich kariery naukowej.

Konflikty

W 1675 roku Newton przesłał Towarzystwu swój traktat zawierający nowe badania i spekulacje na temat natury światła. Robert Hooke stwierdził na spotkaniu, że wszystko, co wartościowe w traktacie, znajdowało się już we wcześniej wydanej książce Hooke'a, Micrography. W prywatnych rozmowach oskarżał Newtona o plagiat: "Wykazałem, że pan Newton wykorzystał moje hipotezy dotyczące impulsów i fal" (z dziennika Hooke'a). Hooke zakwestionował pierwszeństwo wszystkich odkryć Newtona w dziedzinie optyki, poza tymi, z którymi się nie zgadzał. Oldenburg natychmiast poinformował Newtona o tych zarzutach, a ten uznał je za insynuacje. Tym razem konflikt został zażegnany, a uczeni wymienili listy pojednawcze (1676). Jednak od tego momentu aż do śmierci Hooke'a (1703) Newton nie opublikował żadnej pracy na temat optyki, choć zgromadził ogromny materiał, który usystematyzował w swojej klasycznej monografii Optyka (1704).

Kolejną priorytetową kontrowersją było odkrycie prawa grawitacji. Już w 1666 roku Hooke doszedł do wniosku, że ruch planet jest superpozycją opadania na Słońce spowodowanego siłą grawitacji na Słońcu oraz ruchu inercyjnego, stycznego do trajektorii planety. Jego zdaniem ta superpozycja ruchu odpowiada za eliptyczny kształt trajektorii planety wokół Słońca. Nie potrafił jednak udowodnić tego matematycznie i w 1679 roku wysłał do Newtona list, w którym zaoferował współpracę przy rozwiązaniu problemu. List sugerował również, że siła przyciągania w kierunku Słońca maleje odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości. W odpowiedzi Newton zauważył, że wcześniej zajmował się problemem ruchu planet, ale porzucił te badania. W rzeczywistości, jak wynika z odnalezionych później dokumentów, Newton zajmował się problemem ruchu planet już w latach 1665-1669, kiedy to na podstawie III prawa Keplera stwierdził, że "tendencja planet do oddalania się od Słońca będzie odwrotnie proporcjonalna do kwadratu ich odległości od Słońca". Jednak idea orbity planety jako wyłącznie wyniku równości sił grawitacji ku Słońcu i siły odśrodkowej nie była jeszcze wtedy przez niego w pełni rozwinięta.

Korespondencja między Hooke'em a Newtonem uległa następnie załamaniu. Hooke powrócił do prób wykreślenia trajektorii planety na podstawie prawa odwrotnych kwadratów. Jednak i te próby okazały się bezskuteczne. Tymczasem Newton powrócił do badania ruchu planet i rozwiązał problem.

Gdy Newton przygotowywał swoje Elementy do publikacji, Hooke zażądał, by Newton w przedmowie zastrzegł pierwszeństwo Hooke'a dla prawa grawitacji. Newton sprzeciwił się, że Bullwald, Christopher Wren i sam Newton doszli do tej samej formuły niezależnie i przed Hooke'em. Wybuchł konflikt, który zatruł życie obu naukowców.

Współcześni autorzy oddają hołd zarówno Newtonowi, jak i Hooke'owi. Priorytet Hooke'a polega na postawieniu problemu skonstruowania trajektorii planety dzięki superpozycji jej spadku do Słońca zgodnie z prawem odwrotnych kwadratów i jej ruchu przez bezwładność. Możliwe też, że to właśnie list Hooke'a bezpośrednio zachęcił Newtona do uzupełnienia problemu. Sam Hooke nie rozwiązał jednak problemu, ani nie domyślił się uniwersalności grawitacji,

Jeśli połączyć w jedno wszystkie założenia i przemyślenia Hooke'a na temat ruchu planet i grawitacji, wyrażane przez niego przez prawie 20 lat, spotykamy niemal wszystkie główne wnioski "Elementów" Newtona, tylko wyrażone w niepewnej i mało sprawdzalnej formie. Nie rozwiązując problemu, Hooke znalazł odpowiedź. Przed nami jednak nie przypadkowa myśl, ale niewątpliwie owoc długiej pracy. Hooke miał genialną intuicję fizyka-eksperymentatora, który w labiryncie faktów odkrywa prawdziwe związki i prawa natury. Z podobną rzadką intuicją eksperymentatora spotykamy się w historii nauki u Faradaya, ale Hooke i Faraday nie byli matematykami. Ich dzieło zostało dokończone przez Newtona i Maxwella. Bezcelowa walka z Newtonem o pierwszeństwo rzuciła cień na chwalebne imię Hooke'a, ale nadszedł czas, by historia, prawie trzy wieki później, przyznała zasługi każdemu z nich. Hooke nie mógł iść prostą, nieskazitelną drogą Matematycznych Początków Newtona, ale swoimi okrężnymi drogami, po których nie ma już śladu, doszedł do tego samego miejsca.

Relacje Newtona z Hooke'em pozostały potem napięte. Na przykład, gdy Newton zaprezentował Towarzystwu nową konstrukcję wynalezionego przez siebie sekstantu, Hooke natychmiast odparł, że on sam wynalazł takie urządzenie ponad 30 lat wcześniej (choć nigdy nie zbudował sekstantu). Newton zdawał sobie jednak sprawę z naukowej wartości odkryć Hooke'a i w swojej Optyce kilkakrotnie wspomniał o jego, nieżyjącym już, przeciwniku.

Oprócz Newtona Hooke toczył priorytetowe spory z wieloma innymi angielskimi i kontynentalnymi naukowcami, m.in. z Robertem Boylem, którego oskarżał o przywłaszczenie sobie ulepszenia pompy powietrznej, oraz z sekretarzem Towarzystwa Królewskiego, Oldenburgiem, twierdzącym, że Huygens wykorzystał Oldenburga do wykradzenia Hooke'owi pomysłu zegara ze sprężyną spiralną.

Mit o tym, że Newton rzekomo kazał zniszczyć jedyny portret Hooke'a, omówimy poniżej.

John Flemsteed, wybitny astronom angielski, poznał Newtona w Cambridge (1670), gdy Flemsteed był jeszcze studentem, a Newton mistrzem. Jednak niemal w tym samym czasie co Newton, Flemsteed również stał się sławny - w 1673 r. opublikował tablice astronomiczne wybitnej jakości, za co król udzielił mu osobistej audiencji i nadał tytuł "Królewskiego Astronoma". Ponadto król zlecił wybudowanie obserwatorium w Greenwich pod Londynem i oddanie go do dyspozycji Flemsteada. Król uznał jednak pieniądze na wyposażenie obserwatorium za zbędny wydatek i prawie cały dochód Flemsteada przeznaczył na budowę instrumentów i prowadzenie obserwatorium.

Początkowo stosunki między Newtonem a Flemsteedem były dobroduszne. Newton przygotowywał drugie wydanie Elementów i bardzo potrzebował dokładnych obserwacji Księżyca, aby skonstruować i (niezadowalającą w pierwszym wydaniu) teorię ruchu Księżyca i komet. Było to również ważne dla potwierdzenia teorii grawitacji Newtona, która była mocno krytykowana przez kartezjan na kontynencie. Flemsteed chętnie podał mu żądane dane, a w 1694 roku Newton z dumą powiedział Flemsteedowi, że porównanie danych obliczonych i doświadczalnych wykazało ich praktyczną zbieżność. W niektórych listach Flemstead nakłaniał Newtona do zastrzeżenia jego, Flemsteada, pierwszeństwa w przypadku wykorzystania obserwacji; dotyczyło to przede wszystkim Halleya, którego Flemstead nie lubił i podejrzewał o nieuczciwość naukową, ale mogło też oznaczać brak zaufania do samego Newtona. W listach Flemsteada zaczynają pojawiać się pretensje:

Zgadzam się: drut jest cenniejszy niż złoto, z którego jest zrobiony. Ja jednak zebrałem to złoto, oczyściłem je i wyprałem, i nie śmiem myśleć, że tak mało cenisz moją pomoc tylko dlatego, że tak łatwo ją otrzymałeś.

Otwarty konflikt rozpoczął się od listu Flemsteeda, w którym przepraszał za znalezienie szeregu systematycznych błędów w niektórych danych przekazanych Newtonowi. Zagrażało to teorii Księżyca Newtona i zmusiło go do ponownego przeprowadzenia obliczeń, przy czym wiarygodność pozostałych danych również została zachwiana. Newton, który nie mógł tolerować nieuczciwości, był niezwykle rozdrażniony, a nawet podejrzewał, że Flemsteed celowo popełnił błędy.

W 1704 roku Newton odwiedził Flemsteada, który w tym czasie uzyskał nowe, niezwykle dokładne dane obserwacyjne, i poprosił go o ich przekazanie; w zamian Newton obiecał pomóc Flemsteadowi w opublikowaniu jego głównego dzieła, Wielkiego katalogu gwiazd. Flemsteed zaczął jednak zwlekać z dwóch powodów: katalog nie był jeszcze ukończony, a ponadto nie ufał już Newtonowi i obawiał się kradzieży jego bezcennych obserwacji. Flemstead do ukończenia pracy używał podarowanych mu doświadczonych kalkulatorów do obliczania pozycji gwiazd, podczas gdy Newton interesował się przede wszystkim Księżycem, planetami i kometami. Wreszcie w 1706 roku rozpoczęto drukowanie książki, ale Flemstead, który cierpiał na bolesną podagrę i stawał się coraz bardziej podejrzliwy, zażądał, by Newton nie otwierał zapieczętowanego egzemplarza maszynopisu przed jego wydrukowaniem; Newton, który pilnie potrzebował danych, zignorował ten nakaz i wypisał prawidłowe wartości. Napięcie rosło. Flemstead darował Newtonowi skandal za próby osobistego wprowadzania drobnych poprawek do błędów. Druk książki postępował niezwykle powoli.

Z powodu trudności finansowych Flemstead nie zapłacił składki członkowskiej i został wydalony z Royal Society; nowy cios przyszedł ze strony królowej, która, najwyraźniej na prośbę Newtona, przekazała Towarzystwu kontrolę nad obserwatorium. Newton postawił Flemsteedowi ultimatum:

Przedłożyłeś niedoskonały katalog, w którym brakuje wielu rzeczy, nie podałeś pozycji gwiazd, które były pożądane, a słyszałem, że druk został wstrzymany z powodu ich niedostarczenia. Oczekuje się więc od Ciebie: albo prześlesz dr Arbetnottowi końcówkę swojego katalogu, albo przynajmniej prześlesz mu dane o obserwacjach niezbędnych do końcówki, aby druk mógł się odbywać.

Newton zagroził również, że dalsze opóźnienia zostaną uznane za niesubordynację wobec rozkazów Jej Królewskiej Mości. W marcu 1710 roku Flemsteed, po gorących skargach na niesprawiedliwość i intrygi swoich wrogów, przekazał jednak ostatnie arkusze swojego katalogu, a na początku 1712 roku ukazał się pierwszy tom, zatytułowany Celestial History. Zawierał on wszystkie potrzebne Newtonowi dane, a rok później nie ociągał się także z ukazaniem się poprawionego wydania Iniquity, zawierającego znacznie dokładniejszą teorię Księżyca. Mściwy Newton nie zamieścił żadnych podziękowań dla Flemsteeda i wykreślił wszystkie wzmianki o nim, które były obecne w pierwszym wydaniu. W odpowiedzi Flemsteed spalił w swoim kominku wszystkie niesprzedane 300 egzemplarzy katalogu i zaczął przygotowywać drugie wydanie, już według własnego gustu. Zmarł w 1719 roku, ale dzięki staraniom jego żony i przyjaciół to niezwykłe wydanie, duma angielskiej astronomii, ukazało się w 1725 roku.

Następcą Flemsteeda w Królewskim Obserwatorium był Halley, który również natychmiast utajnił wszystkie swoje obserwacje, aby uniemożliwić rywalom wykradzenie danych. Nie doszło do konfliktu z Halleyem, ale na zebraniach Towarzystwa Newton wielokrotnie strofował Halleya za jego niechęć do dzielenia się danymi, których Newton potrzebował.

Na podstawie zachowanych dokumentów historycy nauki ustalili, że Newton stworzył rachunek różniczkowy i całkowy już w latach 1665-1666, ale opublikował go dopiero w 1704 roku. Leibniz opracował swoją wersję analizy niezależnie (od 1675 r.), choć początkowy impuls dla jego pomysłu pochodził prawdopodobnie z pogłosek, że Newton już posiada taki rachunek, a także z rozmów naukowych w Anglii i korespondencji z Newtonem. W przeciwieństwie do Newtona, Leibniz natychmiast opublikował swoją wersję, a następnie, wraz z Jacobem i Johannem Bernoulli, szeroko promował to epokowe odkrycie w całej Europie. Większość naukowców na kontynencie nie miała wątpliwości, że Leibniz odkrył analizę.

Odpowiadając na błagania przyjaciół, którzy odwoływali się do jego patriotyzmu, Newton w II księdze swoich "Elementów" (1687) powiedział:

W listach, które około dziesięciu lat temu wymieniłem z bardzo zręcznym matematykiem, panem Leibnizem, poinformowałem go, że posiadam metodę wyznaczania maksimów i minimów, rysowania stycznych i rozwiązywania podobnych zagadnień, w równym stopniu stosowaną zarówno do określeń racjonalnych, jak i irracjonalnych, a metodę tę ukryłem, zmieniając litery następującego zdania: "gdy dane jest równanie zawierające dowolną liczbę wielkości aktualnych, znajdź fluidy i odwrotnie". Najwybitniejszy mąż odpowiedział mi, że on również zaatakował taką metodę i poinformował mnie o swojej metodzie, która wydawała się niewiele różnić od mojej, i to tylko w pojęciach i w liternictwie wzorów.

W 1693 roku, kiedy Newton opublikował wreszcie pierwsze streszczenie swojej wersji analizy, wymienił z Leibnizem przyjazne listy. Newton donosił:

Nasz Wallis dołączył do swojej Algebry, która właśnie się ukazała, niektóre z listów, które napisałem do Pana w swoim czasie. Czyniąc to, zażądał ode mnie, abym otwarcie przedstawił metodę, którą w tym czasie ukryłem przed Tobą poprzez zmianę kolejności listów; zrobiłem to tak krótko, jak tylko mogłem. Mam nadzieję, że nie napisałem nic, co byłoby dla Pana nieprzyjemne, a jeśli tak się stało, to proszę o informację, bo przyjaciele są mi drożsi niż odkrycia matematyczne.

Po pierwszej szczegółowej publikacji analizy Newtona (dodatek matematyczny do Optica, 1704) w Acta eruditorum Leibniza ukazała się anonimowa recenzja zawierająca obraźliwe aluzje do Newtona. W recenzji tej wyraźnie stwierdzono, że Leibniz jest autorem nowego rachunku. Sam Leibniz stanowczo zaprzeczył, że recenzja została napisana przez niego, ale historykom udało się odnaleźć projekt napisany jego pismem. Newton zignorował artykuł Leibniza, ale jego uczniowie zareagowali z oburzeniem, po czym wybuchła ogólnoeuropejska wojna o pierwszeństwo, "najbardziej haniebna sprzeczka w całej historii matematyki".

31 stycznia 1713 roku Towarzystwo Królewskie otrzymało od Leibniza list zawierający pojednawcze sformułowania: zgodził się on, że Newton doszedł do swojej analizy "na ogólnych zasadach podobnych do naszych". Wściekły Newton zażądał powołania międzynarodowej komisji w celu wyjaśnienia kwestii pierwszeństwa. Nie trwało to długo: półtora miesiąca później, po przestudiowaniu korespondencji Newtona z Oldenburgiem i innych dokumentów, komisja jednogłośnie uznała pierwszeństwo Newtona, i to w sformułowaniu, tym razem obrażającym Leibniza. Decyzja komisji została wydrukowana w Proceedings of the Society, z załączonymi wszystkimi dokumentami pomocniczymi. Stephen Hawking i Leonard Mlodinow w A Brief History of Time stwierdzają, "e komisja składała się wyłącznie z naukowców lojalnych wobec Newtona i "e większość artykułów w obronie Newtona została napisana jego własną ręką, a następnie opublikowana w imieniu przyjaciół.

W odpowiedzi, od lata 1713 roku, Europę zalewały anonimowe pamflety, które broniły pierwszeństwa Leibniza i twierdziły, że "Newton przywłaszcza sobie zaszczyt, który należy do innego". W pamfletach tych oskarżano również Newtona o kradzież wyników Hooke'a i Flemsteeda. Przyjaciele Newtona ze swej strony oskarżali samego Leibniza o plagiat; według ich wersji, podczas pobytu w Londynie (1676) Leibniz przeczytał w Royal Society niepublikowane prace i listy Newtona, po czym Leibniz opublikował tam te idee i podał je za własne.

Wojna trwała bez przerwy do grudnia 1716 roku, kiedy to opat Antonio Schinella Conti powiedział Newtonowi: "Leibniz nie żyje - spór zakończony".

Dzieło Newtona wyznacza nową erę w fizyce i matematyce. Dokończył on rozpoczęte przez Galileusza tworzenie fizyki teoretycznej opartej z jednej strony na danych doświadczalnych, a z drugiej na ilościowym i matematycznym opisie przyrody. W matematyce pojawiły się potężne metody analityczne. W fizyce główną metodą badania przyrody stało się budowanie adekwatnych modeli matematycznych procesów przyrodniczych i intensywne badanie tych modeli z systematycznym zaangażowaniem wszystkich mocy nowego aparatu matematycznego. Kolejne stulecia udowodniły niezwykłą owocność tego podejścia.

Filozofia i metoda naukowa

Newton zdecydowanie odrzucił popularne pod koniec XVII wieku podejście Kartezjusza i jego kartezjańskich naśladowców, które nakazywało, by konstruując teorię naukową, najpierw poprzez "rozeznanie umysłu" znaleźć "pierwotne przyczyny" badanego zjawiska. W praktyce takie podejście często prowadziło do daleko idących hipotez o "substancjach" i "ukrytych właściwościach", których nie można było zweryfikować przez doświadczenie. Newton uważał, że w "filozofii naturalnej" (czyli fizyce) dopuszczalne są tylko takie założenia ("zasady", obecnie preferuje nazwę "prawa przyrody"), które bezpośrednio wynikają z wiarygodnych eksperymentów, uogólniając ich wyniki; założenia, niedostatecznie uzasadnione eksperymentami, nazywał hipotezami. "Wszystko (...), co nie jest wydedukowane ze zjawisk, musi być nazwane hipotezą; hipotezy o własnościach metafizycznych, fizycznych, mechanicznych, ukrytych nie mają miejsca w filozofii eksperymentalnej". Przykładami zasad są prawo grawitacji i 3 prawa mechaniki w "Elementach"; słowo "zasady" (Principia Mathematica, tradycyjnie tłumaczone jako "zasady matematyczne") zawarte jest także w tytule jego głównej książki.

W liście do Pardisa Newton sformułował "złotą zasadę nauki":

Najlepszą i najbezpieczniejszą metodą filozofowania, wydaje mi się, powinno być najpierw sumienne badanie własności rzeczy i ustalanie tych własności za pomocą eksperymentu, a następnie stopniowe przechodzenie do hipotez wyjaśniających te własności. Hipotezy mogą być jedynie przydatne w wyjaśnianiu własności rzeczy, ale nie ma potrzeby obciążać ich odpowiedzialnością za określenie tych własności poza granicami ujawnionymi przez eksperyment... przecież można wymyślić wiele hipotez, które wyjaśnią każdą nową trudność.

Takie podejście nie tylko stawiało spekulatywne fantazje poza nauką (np. kartezjańskie rozumowanie o własnościach "subtelnej materii", jakoby wyjaśniające zjawiska elektromagnetyczne), ale było bardziej elastyczne i owocne, gdyż pozwalało na matematyczne modelowanie zjawisk, dla których nie odkryto jeszcze pierwotnej przyczyny. Tak było w przypadku grawitacji i teorii światła - ich natura stała się jasna znacznie później, co nie przeszkodziło w skutecznym stosowaniu modeli newtonowskich przez wieki.

Słynne zdanie "Hypotheses non fingo" nie oznacza oczywiście, że Newton nie docenił znaczenia znalezienia "pierwotnych przyczyn", jeśli zostaną one jednoznacznie potwierdzone przez doświadczenie. Ogólne zasady wyprowadzone z eksperymentu i ich korelaty również muszą być poddane weryfikacji doświadczalnej, co może prowadzić do korekty lub nawet zmiany zasad. "Cała trudność fizyki (...) polega na tym, aby ze zjawisk ruchu rozpoznać siły przyrody, a następnie wyjaśnić inne zjawiska za pomocą tych sił".

Newton, podobnie jak Galileusz, uważał, że wszystkie procesy naturalne opierają się na ruchu mechanicznym:

Byłoby pożądane wydedukować z zasad mechaniki resztę zjawisk przyrody... wiele bowiem rzeczy skłania mnie do przypuszczenia, że wszystkie te zjawiska wywołane są przez jakieś siły, za pomocą których cząstki ciał, z przyczyn jeszcze nieznanych, albo dążą do siebie i łączą się w regularne figury, albo wzajemnie się odpychają i oddalają od siebie. Ponieważ siły te są nieznane, próby filozofów wyjaśnienia zjawisk przyrody pozostają jak dotąd bezowocne.

Newton sformułował swoją metodę naukową w książce Optyka:

Jak w matematyce, tak w badaniu przyrody, w dochodzeniu do trudnych pytań, metoda analityczna musi poprzedzać metodę syntetyczną. Analiza ta polega na tym, że z eksperymentów i obserwacji wyprowadza się przez indukcję wnioski ogólne i nie dopuszcza się przeciwko nim żadnych zastrzeżeń, które nie wynikałyby z eksperymentów lub innych rzetelnych prawd. Hipotez bowiem nie rozpatruje się w filozofii eksperymentalnej. Chociaż wyniki uzyskane przez indukcję z eksperymentów i obserwacji nie mogą jeszcze służyć jako dowód ogólnych wniosków, to jednak jest to najlepszy sposób wnioskowania, na jaki pozwala natura rzeczy.

Księga 3 Początki (pierwsza z nich jest wariantem Brzytwy Occama:

Zasada I. Nie należy przyjmować w przyrodzie żadnych innych przyczyn poza tymi, które są prawdziwe i wystarczające do wyjaśnienia zjawisk... natura nie czyni nic na próżno, ale próżne byłoby osiąganie przez wielu tego, co można zrobić przez mniej. Natura jest prosta i nie obfituje w zbędne przyczyny rzeczy...

Mechanistyczne poglądy Newtona okazały się błędne - nie wszystkie zjawiska przyrodnicze wynikają z ruchu mechanicznego. Jednak jego metoda naukowa utrwaliła się w nauce. Fizyka współczesna z powodzeniem bada i stosuje zjawiska, których natura nie została jeszcze wyjaśniona (np. cząstki elementarne). Od czasów Newtona nauki przyrodnicze rozwinęły mocne przekonanie, że świat jest poznawalny, ponieważ przyroda jest zorganizowana według prostych zasad matematycznych. Ta pewność stała się filozoficzną podstawą ogromnego postępu nauki i techniki.

Matematyka

Pierwsze odkrycia matematyczne Newtona miały miejsce jeszcze w czasie studiów: klasyfikacja krzywych algebraicznych rzędu 3 (krzywe rzędu 2 badał Fermat) oraz rozwinięcie dwumianowe dowolnego (niekoniecznie całkowitego) stopnia, które rozpoczyna teorię szeregów nieskończonych Newtona - nowe i najpotężniejsze narzędzie analizy. Newton uważał rozwijanie szeregów za podstawową i ogólną metodę analizy funkcji i w tym osiągnął szczyt doskonałości. Używał szeregów do obliczania tablic, do rozwiązywania równań (w tym równań różniczkowych) i do badania zachowania się funkcji. Newton potrafił uzyskać rozkłady dla wszystkich standardowych wówczas funkcji.

Newton opracował rachunek różniczkowy i całkowy w tym samym czasie co G. Leibniz (nieco wcześniej) i niezależnie od niego. Przed Newtonem operacje z nieskończonościami nie zostały włączone do jednolitej teorii i miały charakter rozproszonych dowcipów (zob. Metoda niepodzielności). Powstanie systematycznej analizy matematycznej sprowadziło rozwiązywanie istotnych problemów, w znacznym stopniu, do poziomu technicznego. Pojawił się zbiór pojęć, operacji i symboli, które stały się punktem wyjścia dla dalszego rozwoju matematyki. Kolejny, XVIII wiek, był wiekiem szybkiego i niezwykle udanego rozwoju metod analitycznych.

Prawdopodobnie Newton doszedł do idei analizy poprzez metody różnicowe, którymi zajmował się obszernie i dogłębnie. Co prawda w swoich "Elementach" Newton prawie nie używał nieskończoności, trzymając się antycznych (geometrycznych) metod dowodu, ale w innych pracach stosował je swobodnie. Punktem wyjścia dla rachunku różniczkowego i całkowego były prace Cavalieriego, a zwłaszcza Fermata, który potrafił już (dla krzywych algebraicznych) rysować styczne, znajdować ekstrema, punkty przegięcia i krzywiznę krzywej, obliczać pole jej odcinka. Z innych poprzedników sam Newton wymienił Wallisa, Barrowa i szkockiego uczonego Jamesa Gregory'ego. Pojęcie funkcji jeszcze nie istniało; wszystkie krzywe traktował kinematycznie jako trajektorie poruszającego się punktu.

Już jako student Newton zdawał sobie sprawę, że różniczkowanie i całkowanie są operacjami wzajemnymi. To podstawowe twierdzenie analizy było już mniej lub bardziej jasne w pracach Torricellego, Gregory'ego i Barrowa, ale dopiero Newton zdał sobie sprawę, że na tej podstawie można uzyskać nie tylko pojedyncze odkrycia, ale potężny systematyczny rachunek, podobnie jak algebrę, z jasnymi zasadami i gigantycznymi możliwościami.

Newton przez prawie 30 lat nie dbał o publikację swojej wersji analizy, choć w listach (zwłaszcza do Leibniza) chętnie dzielił się sporą częścią tego, co udało mu się osiągnąć. Tymczasem wersja Leibniza krążyła szeroko i otwarcie w Europie już od 1676 roku. Dopiero w 1693 roku pojawia się pierwsza prezentacja wersji Newtona - jako dodatek do Treatise on Algebra Wallisa. Trzeba przyznać, że terminologia i symbolika Newtona są w porównaniu z Leibnizem dość toporne: fluxia (pochodna), fluenta (pierwsza forma), moment wielkości (różniczka) itp. W matematyce zachowała się jedynie newtonowska notacja "o" dla nieskończonego dt (jednak litera ta była używana wcześniej przez Gregory'ego w tym samym znaczeniu) oraz punkt nad literą jako symbol pochodnej czasowej.

Newton opublikował dostatecznie pełne przedstawienie zasad analizy dopiero w On the Quadrature of Curves (1704), dołączonym do jego monografii Optics. Prawie cały przedstawiony materiał był gotowy w latach 1670-1680, ale dopiero teraz Gregory i Halley namówili Newtona do opublikowania dzieła, które, z 40-letnim opóźnieniem, stało się pierwszą drukowaną pracą Newtona na temat analizy. Newton pojawia tu pochodne wyższych rzędów, znajduje wartości całek różnych funkcji racjonalnych i irracjonalnych, podaje przykłady rozwiązań równań różniczkowych I rzędu.

W 1707 roku ukazała się książka zatytułowana Universal Arithmetic. Zawarto w niej wiele metod numerycznych. Newton zawsze przywiązywał dużą wagę do przybliżonych rozwiązań równań. Słynna metoda Newtona umożliwiła znalezienie korzeni równań z niewyobrażalną wcześniej szybkością i precyzją (opublikowana w Wallis' Algebra, 1685). Nowoczesną postać iteracyjnej metody Newtona podał Joseph Raphson (1690).

W 1711 roku "Analiza za pomocą równań o nieskończonej liczbie wyrazów" została ostatecznie wydrukowana, 40 lat później. W tym dziele Newton z równą łatwością bada zarówno krzywe algebraiczne, jak i "mechaniczne" (cykloida, kwadratura). Pojawiają się pochodne cząstkowe. W tym samym roku ukazała się "Metoda różnic", w której Newton zaproponował wzór interpolacyjny na przejście przez (n + 1) punktów danych z równo rozłożonymi lub nierówno rozłożonymi absydami wielomianu n-tego rzędu. Jest to wzór na różnicę analogiczny do wzoru Taylora.

W 1736 roku wydał pośmiertnie swoje ostatnie dzieło "Metoda fluktuacji i szeregów nieskończonych", znacznie zaawansowane w stosunku do "Analizy za pomocą równań". Zawiera ono liczne przykłady znajdowania ekstremów, stycznych i normalnych, obliczania promieni i środków krzywizny we współrzędnych kartezjańskich i biegunowych, znajdowania punktów przegięcia itd. W tej samej pracy powstają również kwadraty i prostowania różnych krzywych.

Newton nie tylko w pełni rozwinął tę analizę, lecz także starał się rygorystycznie uzasadnić jej zasady. Podczas gdy Leibniz skłaniał się ku idei rzeczywistych nieskończoności, Newton zaproponował (w Elementach) ogólną teorię przejść granicznych, którą nieco kwieciście nazwał "metodą pierwszych i ostatnich relacji". Jest to współczesny termin "granica" (łac. limes), choć brak jest zrozumiałego opisu istoty tego terminu, co sugeruje intuicyjne rozumienie. Teoria granic podana jest w 11 lematach księgi I Początków; jeden lemat znajduje się także w księdze II. Arytmetyka granic jest nieobecna, nie ma dowodu na niepowtarzalność granicy i nie ujawnia się jej związek z nieskończonością. Newton zwraca jednak uwagę na większy rygor tego podejścia w porównaniu z "surową" metodą niepodzielności. Jednak w księdze II, wprowadzając "momenty" (różniczki), Newton ponownie gmatwa sprawę, traktując je w istocie jako nieskończoności rzeczywiste.

Newton w ogóle nie interesował się teorią liczb i innymi gałęziami "czystej matematyki".

Mechanicy

Newtonowi przypisuje się rozwiązanie dwóch podstawowych problemów.

Ponadto Newton definitywnie pogrzebał zakorzenione od starożytności przekonanie, że prawa ruchu ciał ziemskich i niebieskich są zupełnie różne. W jego modelu świata cały wszechświat podlega jednemu prawu, które pozwala na matematyczne sformułowanie.

Aksjomatyka Newtona składała się z trzech praw, które on sam sformułował w następujący sposób.

1. Każde ciało pozostaje w stanie spoczynku lub ruchu jednostajnego i prostoliniowego, chyba że i dopóki nie zostanie wywołane przez przyłożoną siłę do zmiany tego stanu. (2) Zmiana wielkości ruchu jest proporcjonalna do przyłożonej siły i odbywa się w kierunku linii prostej, wzdłuż której działa siła. 3. Na działanie istnieje zawsze równe i przeciwne przeciwdziałanie, inaczej oddziaływania dwóch ciał na siebie są równe i skierowane w przeciwnych kierunkach.

Pierwsze prawo (prawo bezwładności), w mniej wyraźnej formie, opublikował Galileusz, który jednak dopuścił swobodny ruch nie tylko po linii prostej, ale także po okręgu (podobno ze względów astronomicznych). Galileusz sformułował też najważniejszą zasadę względności, której Newton nie umieścił w swojej aksjomatyce, ponieważ zasada ta wynika bezpośrednio z równań dynamiki dla procesów mechanicznych (konsekwencja V w Elementach). Ponadto Newton uważał przestrzeń i czas za pojęcia absolutne, zunifikowane dla całego wszechświata i wyraźnie zaznaczył to w swoich Elementach.

Newton podał też ścisłe definicje pojęć fizycznych, takich jak ilość ruchu (nieużywana wyraźnie przez Kartezjusza) i siła. Wprowadził do fizyki pojęcie masy jako miary bezwładności i jednocześnie właściwości grawitacyjnych. Wcześniej fizycy posługiwali się pojęciem masy, ale masa ciała zależy nie tylko od samego ciała, ale także od jego otoczenia (np. odległości od środka Ziemi), więc potrzebna była nowa, niezmienna cecha.

Euler i Lagrange zakończyli matematyzację mechaniki.

Grawitacja uniwersalna i astronomia

Arystoteles i jego zwolennicy postrzegali grawitację jako pęd ciał ze "świata podksiężycowego" do ich naturalnych miejsc. Niektórzy inni starożytni filozofowie (m.in. Empedokles i Platon) uważali grawitację za skłonność powiązanych ze sobą ciał do łączenia się. W XVI wieku pogląd ten poparł Mikołaj Kopernik, którego system heliocentryczny uznawał Ziemię za tylko jedną z planet. Podobne poglądy wyznawali Giordano Bruno i Galileo Galilei. Johannes Kepler uważał, że to nie wewnętrzny napęd ciał powoduje ich upadek, ale siła przyciągania ze strony Ziemi. To nie tylko Ziemia przyciąga kamień, ale i kamień przyciąga Ziemię. Jego zdaniem siła grawitacji sięga co najmniej tak daleko jak Księżyc. W swoich późniejszych pismach sugerował, że grawitacja maleje wraz z odległością i że wszystkie ciała w Układzie Słonecznym podlegają wzajemnemu przyciąganiu. Fizyczną naturę grawitacji próbowali ustalić René Descartes, Gilles Roberval, Christiaan Huygens i inni naukowcy z XVII wieku.

Kepler jako pierwszy zasugerował, że ruchem planet sterują siły pochodzące od Słońca. W jego teorii istniały trzy takie siły: jedna, kołowa, popycha planetę wzdłuż orbity, działając stycznie do trajektorii (dzięki tej sile planeta porusza się), druga przyciąga i odpycha planetę od Słońca (dzięki niej orbita planety jest eliptyczna), a trzecia działa w poprzek płaszczyzny ekliptyki (orbita planety leży więc w jednej płaszczyźnie). Uważał, że siła kołowa maleje odwrotnie proporcjonalnie do odległości od Słońca. Żadna z tych trzech sił nie była utożsamiana z grawitacją. Teoria Keplera została odrzucona przez czołowego astronoma teoretycznego połowy XVII wieku, Ismaela Bullialda, który uważał, po pierwsze, że planety poruszają się wokół Słońca nie pod wpływem sił pochodzących od niego, lecz przez ruch wewnętrzny, a po drugie, że gdyby siła okrężna rzeczywiście istniała, to malałaby odwrotnie do drugiej potęgi odległości, a nie do pierwszej, jak uważał Kepler. Kartezjusz uważał, że planety są unoszone wokół Słońca przez olbrzymie wiry.

Jeremy Horrocks zasugerował, że istnieje siła pochodząca ze Słońca, która rządzi ruchem planet. Według Giovanniego Alfonso Borellego ze Słońca pochodzą trzy siły: jedna, która napędza planetę wzdłuż jej orbity, jedna, która przyciąga planetę w kierunku Słońca i jedna, która ją odpycha (odśrodkowa). Eliptyczna orbita planety jest wynikiem opozycji tych dwóch ostatnich. W 1666 roku Robert Hooke zasugerował, że sama siła przyciągania do Słońca jest wystarczająca do wyjaśnienia ruchu planety, musimy tylko przyjąć, że orbita planety jest wynikiem kombinacji (superpozycji) opadania na Słońce (z powodu siły przyciągania) i ruchu przez bezwładność (stycznego do trajektorii planety). Jego zdaniem ta superpozycja ruchów odpowiada za eliptyczny kształt trajektorii planety wokół Słońca. Podobne poglądy, ale w dość niepewnej formie, wyrażał również Christopher Wren. Hooke i Wren domyślali się, że siła grawitacji maleje odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości od Słońca.

Jednak nikt przed Newtonem nie był w stanie jasno i matematycznie udowodnić związku między prawem grawitacji (siła odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości) a prawami ruchu planet (prawa Keplera). Co więcej, to Newton jako pierwszy odgadł, że grawitacja działa między dowolnymi dwoma ciałami we wszechświecie; ruchem spadającego jabłka i obrotem Księżyca wokół Ziemi rządzi ta sama siła. Wreszcie, Newton nie opublikował po prostu rzekomego wzoru na prawo powszechnego ciążenia, ale faktycznie zaproponował kompletny model matematyczny:

Razem wzięte, triada ta wystarcza do pełnego zbadania najbardziej złożonych ruchów ciał niebieskich, tworząc tym samym podstawy mechaniki nieba. Tak więc dopiero od pism Newtona zaczyna się nauka o dynamice, w tym o jej zastosowaniu do ruchu ciał niebieskich. Do czasu powstania teorii względności i mechaniki kwantowej nie były potrzebne zasadnicze zmiany w omawianym modelu, choć aparat matematyczny okazał się konieczny do znacznego rozwinięcia.

Pierwszym argumentem na rzecz modelu newtonowskiego było rygorystyczne wyprowadzenie z niego empirycznych praw Keplera. Kolejnym krokiem była teoria ruchu komet i Księżyca, przedstawiona w Incepcji. Później za pomocą Newtonowskiej grawitacji wyjaśniono z dużą dokładnością wszystkie obserwowane ruchy ciał niebieskich; wielka w tym zasługa Eulera, Clero i Laplace'a, którzy opracowali w tym celu teorię perturbacji. Fundamenty tej teorii położył Newton, który analizował ruch Księżyca stosując typową dla siebie metodę rozszerzania szeregów; w ten sposób odkrył przyczyny znanych wówczas nieregularności (nierówności) w ruchu Księżyca.

Prawo grawitacji rozwiązywało nie tylko problemy mechaniki nieba, ale także szereg problemów fizycznych i astrofizycznych. Newton podał metodę wyznaczania mas Słońca i planet. Odkrył przyczynę pływów morskich: przyciąganie Księżyca (nawet Galileusz uważał pływy za efekt odśrodkowy). Ponadto obliczył masę Księżyca z dobrą dokładnością po latach danych o wysokości pływów. Inną konsekwencją grawitacji była precesja osi Ziemi. Newton uznał, że ponieważ Ziemia jest spłaszczona w pobliżu biegunów, jej oś jest ciągnięta przez przyciąganie Księżyca i Słońca, i że porusza się powoli w okresie 26 000 lat. W ten sposób starożytny problem "poprzedzających równonocy" (po raz pierwszy zauważony przez Hipparcha) znalazł naukowe wyjaśnienie.

Teoria grawitacji Newtona doprowadziła do wieloletniej debaty i krytyki jej dalekosiężnej koncepcji. Jednak wybitne sukcesy mechaniki nieba w XVIII wieku potwierdziły pogląd, że model newtonowski jest adekwatny. Pierwsze obserwowalne odstępstwa od teorii Newtona w astronomii (przesunięcie peryhelium Merkurego) zostały odkryte dopiero 200 lat później. Odchylenia te zostały wkrótce wyjaśnione przez ogólną teorię względności (teoria Newtona okazała się przybliżeniem. GR wypełniła też teorię grawitacji treścią fizyczną, określając materialny nośnik siły grawitacji - metrykę czasoprzestrzeni - i pozwoliła pozbyć się oddziaływań dalekiego zasięgu.

Optyka i teoria światła

Newton dokonał fundamentalnych odkryć w optyce. Zbudował pierwszą lunetę zwierciadlaną (reflektor), w której, w przeciwieństwie do lunet czysto soczewkowych, nie występowała aberracja chromatyczna. Zbadał też szczegółowo rozproszenie światła, pokazał, że przejście światła białego przez przezroczysty pryzmat, rozpada się na ciągły szereg promieni o różnych barwach na skutek różnego załamania promieni o różnych barwach, w ten sposób Newton stworzył podstawy poprawnej teorii barw. Newton stworzył matematyczną teorię pierścieni interferencyjnych odkrytych przez Hooke'a, które od tej pory nazywane są "pierścieniami Newtona". W liście do Flemsteeda wyłożył szczegółową teorię refrakcji astronomicznej. Jego głównym osiągnięciem było jednak stworzenie podstaw optyki fizycznej (a nie tylko geometrycznej) jako nauki i rozwinięcie jej podstaw matematycznych, przekształcając teorię światła z przypadkowego zbioru faktów w naukę o bogatej treści jakościowej i ilościowej, dobrze uzasadnioną doświadczalnie. Eksperymenty optyczne Newtona stały się na długie dziesięciolecia modelem głębokich badań fizycznych.

W tym okresie powstało wiele spekulatywnych teorii światła i koloru; głównie kwestionowano poglądy Arystotelesa ("różne kolory są mieszaniną światła i ciemności w różnych proporcjach") i Kartezjusza ("różne kolory powstają w wyniku rotacji cząstek światła z różnymi prędkościami"). Hooke w swojej "Mikrografii" (1665) zaproponował wariant arystotelesowskiego poglądu. Wielu uważało, że kolor nie jest atrybutem światła, lecz oświetlanego obiektu. Ogólną niezgodę pogłębiła kaskada XVII-wiecznych odkryć: dyfrakcja (1665, Grimaldi), interferencja (1665, Hooke), refrakcja podwójnego promienia (1670, Erasmus Bartolin, badany przez Huygensa), oszacowanie prędkości światła (1675, Römer). Nie istniała teoria światła zgodna z tymi wszystkimi faktami.

W swoim wystąpieniu w Royal Society Newton obalił zarówno Arystotelesa, jak i Kartezjusza i przekonująco udowodnił, że białe światło nie jest pierwotne, ale składa się z kolorowych składników o różnych "stopniach załamania". Składniki te są pierwotne - żadne sztuczki Newtona nie mogły zmienić ich barwy. W ten sposób subiektywne poczucie koloru miało solidną, obiektywną podstawę - w nowoczesnej terminologii, długość fali światła, którą można było ocenić na podstawie stopnia załamania.

W 1689 roku Newton przestał publikować w dziedzinie optyki (choć kontynuował swoje badania) - według popularnej legendy ślubował, że nie opublikuje nic w tej dziedzinie za życia Hooke'a. W każdym razie w 1704 roku, czyli rok po śmierci Hooke'a, ukazała się jego monografia Optics (w języku angielskim). W przedmowie do niej jest wyraźna aluzja do konfliktu z Hooke'em: "Nie chcąc być wciągniętym w spory dotyczące różnych kwestii, opóźniłem tę publikację i opóźniłbym ją jeszcze bardziej, gdyby nie nalegania moich przyjaciół". Za życia autora Optica, podobnie jak Elementy, miała trzy wydania (1704, 1717, 1721) i wiele tłumaczeń, w tym trzy na łacinę.

Historycy wyróżniają dwie grupy hipotez dotyczących natury światła w tamtym czasie.

Newton jest często uważany za zwolennika korpuskularnej teorii światła; w rzeczywistości nie stawiał on, jak to miał w zwyczaju, "hipotez" i chętnie przyznawał, że światło może być również związane z falami w eterze. W traktacie złożonym w Royal Society w 1675 roku pisze, że światło nie może być po prostu drganiami w eterze, bo wtedy mogłoby np. rozchodzić się w zakrzywionej rurze, tak jak dźwięk. Ale z drugiej strony sugeruje, że rozchodzenie się światła wzbudza drgania w eterze, co daje początek dyfrakcji i innym efektom falowym. W zasadzie Newton, wyraźnie świadomy zalet i wad obu podejść, wysuwa kompromisową, korpuskularno-falową teorię światła. W swoich pracach Newton szczegółowo opisał matematyczny model zjawisk świetlnych, pomijając kwestię fizycznego nośnika światła: "Moja doktryna o załamaniu światła i barwach polega jedynie na ustaleniu pewnych własności światła bez hipotezy o jego pochodzeniu. Optyka falowa, gdy się pojawiła, nie odrzuciła modeli Newtona, lecz wchłonęła je i rozszerzyła na nowej podstawie.

Mimo niechęci do hipotez, Newton umieścił na końcu Optyki listę nierozwiązanych problemów i możliwych odpowiedzi. Jednak w tamtych latach mógł sobie na to pozwolić - autorytet Newtona po "Elementach" stał się niepodważalny i mało kto odważył się go nękać zastrzeżeniami. Wiele z jego hipotez okazało się proroczych. W szczególności Newton przewidział:

Inne prace z zakresu fizyki

Newton jako pierwszy wyznaczył prędkość dźwięku w gazie na podstawie prawa Boyle'a-Mariotta. Zasugerował istnienie prawa tarcia lepkiego i opisał hydrodynamiczną kompresję strumienia. Zaproponował wzór prawa oporu ciała w ośrodku rozrzedzonym (wzór Newtona) i na jego podstawie rozważał jeden z pierwszych problemów dotyczących najkorzystniejszej formy ciała opływowego (problem aerodynamiczny Newtona). W Elementach wyraził i uargumentował słuszne założenie, że kometa ma stałe jądro, którego parowanie pod wpływem ciepła słonecznego tworzy rozległy ogon skierowany zawsze przeciwnie do słońca. Newton zajmował się także przepływem ciepła, a jeden z wyników nazwał prawem Newtona-Richmanna.

Newton przewidział płaskość Ziemi na biegunach, szacując ją na około 1:230. Newton do opisu Ziemi użył modelu jednorodnego płynu, zastosował prawo powszechnego ciążenia i uwzględnił siłę odśrodkową. W tym samym czasie Huygens, który nie wierzył w siłę dalekiego zasięgu grawitacji i podszedł do problemu czysto kinematycznie, dokonał podobnych obliczeń. Odpowiednio Huygens przewidział ponad połowę mniejszą kompresję niż Newton, 1:576. Co więcej, Cassini i inni kartezjanie udowodnili, że Ziemia nie jest ściśnięta, lecz rozciągnięta na biegunach jak cytryna. Później, choć nie od razu (prawdziwa kompresja wynosi 1:298. Powodem różnicy między tą wartością a wartością Huygensa zaproponowaną przez Newtona jest to, że model płynu jednorodnego wciąż nie jest do końca dokładny (gęstość wyraźnie wzrasta z głębokością). Dokładniejsza teoria, wyraźnie uwzględniająca zależność gęstości od głębokości, została opracowana dopiero w XIX wieku.

Uczniowie

Ściśle rzecz biorąc, Newton nie miał bezpośrednich uczniów. Jednak całe pokolenie angielskich naukowców wychowało się na jego książkach i w kontakcie z nim, więc uważali się za uczniów Newtona. Do najbardziej znanych z nich należą:

Chemia i alchemia

Równolegle z badaniami, które dały podwaliny pod obecną tradycję naukową (fizyczną i matematyczną), Newton poświęcił wiele czasu alchemii, a także teologii. Książki dotyczące alchemii stanowiły dziesiątą część jego biblioteki. Nie opublikował żadnych prac na temat chemii czy alchemii, a jedynym znanym rezultatem tej wieloletniej fascynacji było poważne zatrucie Newtona w 1691 roku. Kiedy ekshumowano ciało Newtona, znaleziono w nim niebezpieczny poziom rtęci.

Stukeley wspomina, że Newton napisał traktat o chemii "wyjaśniający zasady tej tajemniczej sztuki na podstawie dowodów eksperymentalnych i matematycznych", ale rękopis niestety spłonął w pożarze i Newton nie podjął próby jego odzyskania. Zachowane listy i notatki sugerują, że Newton rozważał możliwość jakiegoś zjednoczenia praw fizyki i chemii w jednolity system świata; kilka hipotez na ten temat umieścił na końcu Optics.

Б. Kuzniecow uważa, że alchemiczne studia Newtona były próbami odkrycia atomistycznej struktury materii i innych jej form (np. światła, ciepła, magnetyzmu). Zainteresowanie Newtona alchemią było bezinteresowne i raczej teoretyczne:

Jego atomistyka opiera się na idei hierarchii korpusów tworzonych przez coraz mniej intensywne sił wzajemnego przyciągania się części. Z tą ideą nieskończonej hierarchii dyskretnych cząstek materii wiąże się idea jedności materii. Newton nie wierzył w istnienie elementów niezdolnych do przekształcenia się w siebie. Przeciwnie, zakładał, że idea nierozkładalności cząstek i w konsekwencji różnic jakościowych między elementami związana jest z historycznie ograniczonymi możliwościami techniki eksperymentalnej.

Przypuszczenie to potwierdza wypowiedź samego Newtona: "Alchemia nie zajmuje się metalami, jak sądzą ignoranci. Filozofia ta nie jest jedną z tych, które służą próżności i oszustwu, służy raczej pożytkowi i zbudowaniu, podczas gdy główną rzeczą jest tu poznanie Boga".

Teologia

Jako człowiek głęboko religijny, Newton postrzegał Biblię (jak również wszystko inne) z perspektywy racjonalistycznej. Odrzucenie przez Newtona Trójcy Świętej Boga wydaje się być związane z tym podejściem. Większość historyków uważa, że Newton, który przez wiele lat pracował w Kolegium Trójcy Świętej, sam nie wierzył w Trójcę. Badacze jego prac teologicznych stwierdzili, że poglądy religijne Newtona były bliskie heretyckiemu arianizmowi (zob. artykuł Newtona "A Historical Tracing of Two Notable Distortions of Holy Scripture").

Różnie oceniano stopień bliskości poglądów Newtona do różnych herezji potępionych przez Kościół. Niemiecki historyk Fiesenmayer sugerował, że Newton akceptował Trójcę, ale bliżej mu do wschodniego, prawosławnego jej rozumienia. Amerykański historyk Stephen Snobelin, powołując się na szereg dowodów z dokumentów, stanowczo odrzucił ten pogląd i zaklasyfikował Newtona jako socynianina.

Na zewnątrz jednak Newton pozostał wierny państwowemu Kościołowi Anglii. Miał ku temu dobry powód: ustawa z 1697 roku o zwalczaniu bluźnierstwa i bezbożności za negowanie którejkolwiek z osób Trójcy Świętej przewidywała utratę praw obywatelskich, a w przypadku ponownego popełnienia przestępstwa - karę więzienia. Na przykład przyjaciel Newtona William Whiston został w 1710 roku pozbawiony stanowiska profesorskiego i wydalony z Uniwersytetu Cambridge za swoje twierdzenia, że credo wczesnego Kościoła było arianizmem. Jednak w listach do podobnie myślących ludzi (Locke'a, Halleya i innych) Newton był całkiem szczery.

Oprócz antytrynitaryzmu, religijny światopogląd Newtona zawiera elementy deizmu. Newton wierzył w materialną obecność Boga w każdym punkcie wszechświata i określał przestrzeń jako "sensorium Boga" (łac. sensorium Dei). Ta panteistyczna idea łączy w jedną całość naukowe, filozoficzne i teologiczne poglądy Newtona, "wszystkie obszary zainteresowań Newtona, od filozofii naturalnej po alchemię, są różnymi projekcjami i jednocześnie różnymi kontekstami tej niepodzielnej centralnej idei, która go opętała".

Newton opublikował (częściowo) wyniki swoich studiów teologicznych pod koniec życia, ale zaczęły się one znacznie wcześniej, nie później niż w 1673 roku. Newton zaproponował własną wersję chronologii biblijnej, pozostawił prace z zakresu hermeneutyki biblijnej, napisał komentarz do Apokalipsy. Studiował język hebrajski, badał Biblię metodą naukową, wykorzystując do uzasadnienia swoich poglądów obliczenia astronomiczne związane z zaćmieniami Słońca, analizę lingwistyczną itp. Według jego obliczeń koniec świata nie nastąpi przed rokiem 2060.

Rękopisy teologiczne Newtona są obecnie przechowywane w Jerozolimie, w Bibliotece Narodowej.

W napisie na grobie Newtona czytamy:

Tu spoczywa Sir Isaac Newton, który z niemal boską mocą rozumu jako pierwszy wyjaśnił swoją matematyczną metodą ruchy i kształty planet, drogi komet i pływy oceanów.

Na pomniku wzniesionym dla Newtona w Trinity College w 1755 roku widnieje wiersz z Lukrecjusza:

Sam Newton oceniał swoje osiągnięcia skromniej:

Nie wiem jak postrzega mnie świat, ale ja myślę o sobie jak o chłopcu bawiącym się na plaży, który bawi się od czasu do czasu szukając bardziej kolorowego kamyka lub pięknej muszelki, podczas gdy wielki ocean prawdy rozciąga się przede mną niezbadany.

Lagrange powiedział: "Newton był najszczęśliwszym ze śmiertelników, ponieważ istnieje tylko jeden wszechświat i Newton odkrył jego prawa.

Stara rosyjska wymowa nazwiska Newtona to "Newton". O nim, wraz z Platonem, z szacunkiem wspomina w swoich wierszach M. W. Łomonosow:

Według A. Einsteina "Newton był pierwszym, który podjął próbę sformułowania elementarnych praw rządzących czasowym przebiegiem szerokiej klasy procesów w przyrodzie z wysokim stopniem kompletności i dokładności" oraz "...wywarł przez swoje pisma głęboki i potężny wpływ na światopogląd jako całość".

Na przełomie lat 1942-1943, w czasie najbardziej dramatycznych dni bitwy pod Stalingradem, w ZSRR szeroko obchodzono 300. urodziny Newtona. Wydano zbiór artykułów i książkę biograficzną autorstwa S.I. Wawiłowa. W podzięce narodowi radzieckiemu Royal Society of Great Britain podarowało Akademii Nauk ZSRR rzadki egzemplarz pierwszego wydania Zasad matematycznych Newtona (1687) oraz projekt (jeden z trzech) listu Newtona do Aleksandra Menshikova, informującego tego ostatniego o wyborze na członka Royal Society of London:

Towarzystwo Królewskie od dawna było świadome, że Wasz Cesarz rozwijał sztuki i nauki w swoim Imperium. A teraz z wielką radością dowiedzieliśmy się od angielskich kupców, że Wasza Ekscelencja, okazując największą uprzejmość, wybitny szacunek dla nauk i miłość do naszego kraju, zamierza zostać członkiem naszego Towarzystwa.

Newton zajmuje ważne miejsce w historii tworzenia całościowego obrazu wszechświata. Według laureata Nagrody Nobla Stevena Weinberga:

To od Isaaca Newtona tak naprawdę zaczyna się współczesne marzenie o ostatecznej teorii.

Newton jest nazwany jego imieniem:

Kilka popularnych legend zostało już przytoczonych powyżej: "jabłko Newtona", jego rzekomo jedyne wystąpienie parlamentarne z prośbą o zamknięcie okna.

Istnieje legenda, że Newton zrobił w swoich drzwiach dwa otwory, jeden większy i jeden mniejszy, aby jego dwa koty, duży i mały, mogły samodzielnie wejść do domu. W rzeczywistości Newton nie trzymał w domu kotów. Najwcześniejsze pojawienie się tego mitu znajdujemy w 1802 roku w pamflecie o głupocie Anglików, którzy nie mogli się domyślić, że wystarczy jedna (duża) dziura.

Inny mit oskarża Newtona o zniszczenie jedynego portretu Hooke'a będącego niegdyś w posiadaniu Royal Society. W rzeczywistości nie ma ani jednego dowodu na poparcie takiego oskarżenia. Allan Chapman, biograf Hooke'a, dowodzi, że żaden jego portret w ogóle nie istniał (co nie dziwi, biorąc pod uwagę wysoki koszt portretów i ciągłe problemy finansowe Hooke'a). Jedynym źródłem dla sugestii istnienia takiego portretu jest wzmianka o portrecie autorstwa niemieckiego uczonego, Zachariasa von Uffenbacha, który odwiedził Royal Society w 1710 roku, ale Uffenbach nie znał angielskiego i prawdopodobnie miał na myśli innego członka Towarzystwa, Theodora Haaka. Portret Haaka rzeczywiście istniał i przetrwał do dziś. Dodatkowym argumentem na rzecz poglądu, że portret Hooke'a nigdy nie istniał, jest fakt, że przyjaciel i sekretarz Hooke'a Richard Waller opublikował w 1705 roku pośmiertny zbiór prac Hooke'a z doskonałej jakości ilustracjami i szczegółową biografią, ale bez portretu Hooke'a; wszystkie inne prace Hooke'a również nie zawierają portretu uczonego.

Inna legenda przypisuje Newtonowi budowę drewnianego, "pozbawionego gwoździ" "mostu matematycznego" przez rzekę Cam w Cambridge (patrz zdjęcie). Dziś jest to zabytek architektury, godny uwagi ze względu na niezwykle skomplikowaną konstrukcję inżynierską. Legenda głosi, że po śmierci Newtona dociekliwi studenci zdemontowali most, ale nie byli w stanie zrozumieć jego konstrukcji ani złożyć go ponownie bez pomocy śrub i nakrętek. W rzeczywistości most został zbudowany w 1749 roku, 22 lata po śmierci Newtona, a jego dźwigary od początku były skręcone żelaznymi kołkami.

Newtonowi przypisuje się czasem zainteresowanie astrologią. Jeśli tak było, to szybko zastąpiło je rozczarowanie.

Z faktu, że Newton został niespodziewanie mianowany Superintendentem Mennicy, niektórzy biografowie wywnioskowali, że Newton był członkiem loży masońskiej lub innego tajnego stowarzyszenia. Nie znaleziono jednak żadnych dokumentów potwierdzających tę hipotezę.

Wydane pośmiertnie

Klasyczne kompletne wydanie pism Newtona w 5 tomach w języku oryginalnym:

Wybrana korespondencja w 7 tomach:

Źródła

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. Terme qui désigne un élève chargé d'effectuer de menus travaux pour des étudiants fortunés. À la différence du sizar, le subsizar est un étudiant-serviteur qui doit de plus payer sa nourriture de ses propres deniers.
9. ^ 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?]
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 Il 20 marzo 1726 rappresenta la data secondo il calendario giuliano a quel tempo vigente in Inghilterra. Secondo il calendario gregoriano, introdotto in Inghilterra nel 1752, Isaac Newton è invece morto il 31 marzo 1727. Per la differenza tra i due calendari, si veda la nota precedente e si consideri, in aggiunta, che 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.