Biografia del fisico Newton. Breve biografia di Isaac Newton

La breve biografia di Isaac Newton è delineata in questo articolo.

Breve biografia di Isaac Newton

Isacco Newton- Matematico, astronomo, fisico, meccanico inglese, che gettò le basi della meccanica classica. Ha spiegato il movimento dei corpi celesti: i pianeti attorno al Sole e la Luna attorno alla Terra. La sua scoperta più famosa fu la legge di gravitazione universale

Sono nato 25 dicembre 1642 anni in una famiglia di contadini nella città di Woolsthorpe vicino a Grantham. Suo padre morì prima che lui nascesse. Dall'età di 12 anni ha studiato alla Grantham School. A quel tempo viveva nella casa del farmacista Clark, il che potrebbe aver risvegliato in lui la passione per le scienze chimiche

Nel 1661 entrò come sponsor nel Trinity College dell'Università di Cambridge e dopo essersi laureato nel 1665, Newton conseguì una laurea. Nel 1665–67, durante la peste, si trovava nel suo villaggio natale di Woolsthorpe; Questi anni furono i più produttivi nel lavoro scientifico di Newton.

Nel 1665-1667, Newton sviluppò idee che lo portarono alla creazione del calcolo differenziale e integrale, all'invenzione di un telescopio riflettore (costruito da lui stesso nel 1668) e alla scoperta della legge di gravitazione universale. Qui condusse esperimenti sulla decomposizione (dispersione) della luce e fu allora che Newton delineò un programma per un'ulteriore crescita scientifica

Nel 1668 difese con successo la sua laurea e divenne membro senior del Trinity College.

Nel 1889 riceve uno dei dipartimenti dell'Università di Cambridge: la Lucasian Chair of Mathematics.

Nel 1671 Newton costruì il suo secondo telescopio riflettente, più grande e di migliore qualità del primo. La dimostrazione del telescopio fece una forte impressione sui suoi contemporanei e subito dopo (nel gennaio 1672) Newton fu eletto membro della Royal Society di Londra, l'Accademia inglese delle scienze.

Sempre nel 1672, Newton presentò alla Royal Society di Londra le sue ricerche su una nuova teoria della luce e dei colori, che suscitò accese polemiche con Robert Hooke. Newton aveva idee sui raggi luminosi monocromatici e sulla periodicità delle loro proprietà, confermate dai migliori esperimenti, e nel 1687 pubblicò la sua grandiosa opera "Principi matematici della filosofia naturale" ("Principi").

Nel 1696 Newton fu nominato Direttore della Zecca con regio decreto. La sua energica riforma sta rapidamente ripristinando la fiducia nel sistema monetario del Regno Unito. 1703 - L'elezione di Newton a presidente della Royal Society, che governò per 20 anni.1703 - La regina Anna lo nominò cavaliere per meriti scientifici.Negli ultimi anni della sua vita dedicò molto tempo alla teologia e alla storia antica e biblica.

Il padre di Newton non visse abbastanza da vedere la nascita di suo figlio. Il ragazzo è nato malaticcio, prematuramente, ma è comunque sopravvissuto. Newton considerava il fatto di nascere a Natale un segno speciale del destino. Nonostante la nascita difficile, Newton visse fino a 84 anni.

Torre dell'orologio del Trinity College

Il mecenate del ragazzo era suo zio materno, William Ayscough. Da bambino, Newton, secondo i contemporanei, era ritirato e isolato, amava leggere e realizzare giocattoli tecnici: un orologio, un mulino, ecc. Dopo essersi diplomato (), entrò al Trinity College (College della Santissima Trinità) di l'Università di Cambridge. Già allora prese forma il suo carattere potente: meticolosità scientifica, desiderio di andare al fondo delle cose, intolleranza all'inganno e all'oppressione, indifferenza alla fama pubblica.

Il supporto scientifico e l'ispirazione per il lavoro di Newton furono principalmente i fisici: Galileo, Cartesio e Keplero. Newton completò il loro lavoro combinandoli in un sistema universale del mondo. Altri matematici e fisici ebbero un'influenza minore ma significativa: Euclide, Fermat, Huygens, Wallis e il suo diretto insegnante Barrow.

Sembra che Newton abbia fatto una parte significativa delle sue scoperte matematiche quando era ancora studente, durante gli “anni della peste” -. All'età di 23 anni, conosceva già perfettamente i metodi del calcolo differenziale e integrale, compreso lo sviluppo in serie di funzioni e quella che in seguito fu chiamata la formula di Newton-Leibniz. Allo stesso tempo, secondo lui, scoprì la legge di gravitazione universale, o meglio, si convinse che questa legge deriva dalla terza legge di Keplero. Inoltre, durante questi anni Newton dimostrò che il colore bianco è una miscela di colori, derivò la formula del “binomio di Newton” per un esponente razionale arbitrario (compresi quelli negativi), ecc.

Continuano gli esperimenti di ottica e teoria dei colori. Newton esplora l'aberrazione sferica e cromatica. Per ridurli al minimo, costruisce un telescopio riflettore misto (lente e specchio sferico concavo, che lucida lui stesso). È seriamente interessato all'alchimia e conduce molti esperimenti chimici.

Giudizi

L'iscrizione sulla tomba di Newton recita:

Qui giace Sir Isaac Newton, il nobile che, con una mente quasi divina, fu il primo a dimostrare con la fiaccola della matematica il moto dei pianeti, i percorsi delle comete e le maree degli oceani.
Ha studiato la differenza nei raggi luminosi e le varie proprietà dei colori che apparivano contemporaneamente, di cui nessuno aveva sospettato prima. Interprete diligente, saggio e fedele della natura, dell'antichità e della Sacra Scrittura, affermò con la sua filosofia la grandezza di Dio Onnipotente, e con la sua indole espresse la semplicità evangelica.
Si rallegrino i mortali che sia esistito un tale ornamento del genere umano.

Statua di Newton al Trinity College

La statua eretta a Newton nel 1755 al Trinity College reca incisi versi di Lucrezio:

Lo stesso Newton valutò i suoi risultati in modo più modesto:

Non so come mi percepisce il mondo, ma a me stesso sembro solo un bambino che gioca in riva al mare, che si diverte a trovare ogni tanto un sassolino più colorato degli altri, o una bella conchiglia, mentre il grande oceano di la verità si estende davanti a me, per me inesplorata.

Tuttavia, nel Libro II, introducendo i momenti (differenziali), Newton confonde nuovamente la questione, considerandoli di fatto come veri e propri infinitesimi.

È interessante notare che Newton non era affatto interessato alla teoria dei numeri. Apparentemente per lui la fisica era molto più vicina alla matematica.

Meccanica

Pagina dei Principia di Newton con gli assiomi della meccanica

Il merito di Newton sta nella soluzione di due problemi fondamentali.

• Creazione di una base assiomatica per la meccanica, che di fatto trasferì questa scienza nella categoria delle rigorose teorie matematiche.
• Creazione di dinamiche che collegano il comportamento del corpo con le caratteristiche delle influenze esterne (forze) su di esso.

Inoltre, Newton seppellì finalmente l'idea, radicata fin dall'antichità, che le leggi del movimento dei corpi terrestri e celesti siano completamente diverse. Nel suo modello del mondo, l'intero Universo è soggetto a leggi uniformi.

Newton diede anche definizioni rigorose di concetti fisici come quantità di moto(non usato chiaramente da Cartesio) e forza. Ha introdotto nella fisica il concetto di massa come misura dell'inerzia e, allo stesso tempo, delle proprietà gravitazionali (in precedenza i fisici utilizzavano il concetto peso).

Eulero e Lagrange completarono la matematizzazione della meccanica.

Teoria della gravità

Legge di gravità di Newton

L'idea stessa della forza di gravità universale fu ripetutamente espressa prima di Newton. In precedenza ci avevano pensato Epicuro, Gassendi, Keplero, Borelli, Cartesio, Huygens e altri. Keplero credeva che la gravità fosse inversamente proporzionale alla distanza dal Sole e si estendesse solo sul piano dell'eclittica; Cartesio lo considerava il risultato dei vortici nell'etere. C'erano, tuttavia, ipotesi con la formula corretta (Bulliald, Wren, Hooke), e persino comprovate cinematicamente (utilizzando la correlazione tra la formula di Huygens per la forza centrifuga e la terza legge di Keplero per le orbite circolari). . Ma prima di Newton nessuno era riuscito a collegare in modo chiaro e matematico la legge di gravità (una forza inversamente proporzionale al quadrato della distanza) e le leggi del moto planetario (leggi di Keplero). La scienza della dinamica inizia solo con le opere di Newton.

È importante notare che Newton non pubblicò semplicemente una proposta di formula per la legge di gravitazione universale, ma in realtà propose un modello matematico completo nel contesto di un approccio ben sviluppato, completo, esplicito e sistematico alla meccanica:

• legge di gravitazione;
• legge del moto (2a legge di Newton);
• sistema di metodi per la ricerca matematica (analisi matematica).

Nel loro insieme, questa triade è sufficiente per uno studio completo dei movimenti più complessi dei corpi celesti, creando così le basi della meccanica celeste. Prima di Einstein, non erano necessarie modifiche fondamentali a questo modello, sebbene si rivelasse necessario uno sviluppo significativo dell'apparato matematico.

La teoria della gravità di Newton suscitò molti anni di dibattiti e critiche al concetto di azione a distanza.

Un argomento importante a favore del modello newtoniano era la rigorosa derivazione delle leggi empiriche di Keplero basate su di esso. Il passo successivo fu la teoria del movimento delle comete e della Luna, esposta nei “Principi”. Successivamente, con l'aiuto della gravità newtoniana, tutti i movimenti osservati dei corpi celesti furono spiegati con elevata precisione; Questo è un grande merito di Eulero, Clairaut e Laplace, che hanno sviluppato la teoria delle perturbazioni a questo scopo. Il fondamento di questa teoria fu posto da Newton, che analizzò il moto della Luna utilizzando il suo consueto metodo di espansione in serie; su questo percorso scoprì le cause delle anomalie allora note ( disuguaglianze) nel movimento della Luna.

Le prime correzioni osservabili alla teoria di Newton in astronomia (spiegate dalla relatività generale) furono scoperte solo più di 200 anni dopo (spostamento del perielio di Mercurio). Tuttavia, sono anche molto piccoli all’interno del sistema solare.

Newton scoprì anche la causa delle maree: la gravità della Luna (anche Galileo considerava le maree un effetto centrifugo). Inoltre, dopo aver elaborato molti anni di dati sull'altezza delle maree, calcolò la massa della Luna con buona precisione.

Un'altra conseguenza della gravità era la precessione dell'asse terrestre. Newton scoprì che a causa dell'oblazione della Terra ai poli, l'asse terrestre subisce uno spostamento lento e costante con un periodo di 26.000 anni sotto l'influenza dell'attrazione della Luna e del Sole. Così, l'antico problema dell '"anticipazione degli equinozi" (notato per la prima volta da Ipparco) trovò una spiegazione scientifica.

Ottica e teoria della luce

Newton fece scoperte fondamentali nel campo dell'ottica. Costruì il primo telescopio a specchio (riflettore), che, a differenza dei telescopi puramente a lente, era privo di aberrazione cromatica. Scoprì anche la dispersione della luce, dimostrò che la luce bianca si scompone nei colori dell'arcobaleno a causa della diversa rifrazione dei raggi di diversi colori quando passano attraverso un prisma e gettò le basi di una corretta teoria dei colori.

Durante questo periodo c'erano molte teorie speculative sulla luce e sul colore; Fondamentalmente, combattevano tra i punti di vista di Aristotele ("colori diversi sono una miscela di luce e oscurità in proporzioni diverse") e Cartesio ("colori diversi vengono creati quando le particelle di luce ruotano a velocità diverse"). Hooke, nella sua Micrographia (1665), propose una variante delle visioni aristoteliche. Molti credevano che il colore fosse un attributo non della luce, ma di un oggetto illuminato. La discordia generale fu aggravata da una cascata di scoperte nel XVII secolo: diffrazione (1665, Grimaldi), interferenza (1665, Hooke), birifrangenza (1670, Erasmus Bartholin ( Rasmus Bartolini), studiato da Huygens), stima della velocità della luce (1675, Roemer). Non esisteva alcuna teoria della luce compatibile con tutti questi fatti.

Dispersione della luce
(esperimento di Newton)

Nel suo discorso alla Royal Society, Newton confutò sia Aristotele che Cartesio e dimostrò in modo convincente che la luce bianca non è primaria, ma è costituita da componenti colorati con diversi angoli di rifrazione. Questi componenti sono primari: Newton non può cambiare il loro colore con nessun trucco. Pertanto, la sensazione soggettiva del colore ha ricevuto una solida base oggettiva: l'indice di rifrazione.

Newton creò la teoria matematica degli anelli di interferenza scoperti da Hooke, che da allora furono chiamati "anelli di Newton".

Frontespizio dell'Ottica di Newton

Nel 1689 Newton interruppe la ricerca nel campo dell'ottica: secondo una leggenda diffusa, giurò di non pubblicare nulla in quest'area durante la vita di Hooke, che tormentò costantemente Newton con critiche dolorose per quest'ultimo. In ogni caso, nel 1704, l’anno successivo alla morte di Hooke, venne pubblicata la monografia “Ottica”. Durante la vita dell’autore, “Optics”, come “Principles”, ha avuto tre edizioni e molte traduzioni.

Il primo libro della monografia conteneva i principi dell'ottica geometrica, la dottrina della dispersione della luce e la composizione del colore bianco con varie applicazioni.

Predisse l'oblazione della Terra ai poli, circa 1:230. Allo stesso tempo, Newton utilizzò un modello fluido omogeneo per descrivere la Terra, applicò la legge di gravitazione universale e tenne conto della forza centrifuga. Allo stesso tempo, calcoli simili furono eseguiti da Huygens, che non credeva nella forza gravitazionale a lungo raggio e affrontò il problema in modo puramente cinematico. Di conseguenza, Huygens predisse una compressione inferiore alla metà di quella di Newton, 1:576. Inoltre, Cassini e altri cartesiani sostenevano che la Terra non è compressa, ma rigonfia ai poli come un limone. Successivamente, anche se non immediatamente (le prime misurazioni erano imprecise), misurazioni dirette (Clerot) confermarono la correttezza di Newton; la compressione effettiva è 1:298. La ragione per cui questo valore differisce da quello proposto da Newton a favore di quello di Huygens è che il modello di un liquido omogeneo non è ancora del tutto accurato (la densità aumenta notevolmente con la profondità). Una teoria più accurata, che prendeva esplicitamente in considerazione la dipendenza della densità dalla profondità, fu sviluppata solo nel XIX secolo.

Altri settori di attività

Cronologia raffinata degli antichi regni

Parallelamente alle ricerche che gettarono le basi dell'attuale tradizione scientifica (fisica e matematica), Newton dedicò molto tempo all'alchimia, oltre che alla teologia. Non pubblicò alcun lavoro sull'alchimia e l'unico risultato noto di questo hobby a lungo termine fu il grave avvelenamento di Newton nel 1691.

Newton propose la sua versione della cronologia biblica, lasciando dietro di sé un numero significativo di manoscritti su questi temi. Inoltre, ha scritto un commento all'Apocalisse. I manoscritti teologici di Newton sono ora conservati a Gerusalemme, nella Biblioteca Nazionale.

Appunti

Le principali opere pubblicate di Newton

• Metodo delle flussioni(, "Metodo delle Fluxions", pubblicato postumo, nel 1736)
• De Motu Corporum in Gyrum ()
• Philosophiae Naturalis Principia Mathematica(, "Principi matematici della filosofia naturale")
• Ottiche(, "Ottica")
• Aritmetica Universalis(, "Aritmetica universale")
• Breve cronaca, Il sistema del mondo, Lezioni di ottica, La cronologia degli antichi regni, modificata E De mundi sistemato pubblicato postumo nel 1728.
• Un resoconto storico di due notevoli corruzioni della Scrittura (1754)

Letteratura

Saggi

• Newton I. Opere matematiche. Per. e com. D. D. Mordukhai-Boltovsky. M.-L.: ONTI, 1937.
• Newton I. Aritmetica generale o libro sulla sintesi e l'analisi aritmetica. M.: Casa editrice. Accademia delle Scienze dell'URSS, 1948.
• Newton I. Principi matematici della filosofia naturale. Per. e ca. A. N. Krylova. M.: Nauka, 1989.
• Newton I. Lezioni di ottica. M.: Casa editrice. Accademia delle Scienze dell'URSS, 1946.
• Newton I. Ottica o trattato sulle riflessioni, rifrazioni, curvature e colori della luce. M.: Gostekhizdat, 1954.
• Newton I. Note sul libro del profeta Daniele e sull'Apocalisse di S. John. Pag.: Tempo nuovo, 1915.
• Newton I. Cronologia corretta degli antichi regni. M.: RIMIS, 2007.

Su di lui

• Arnoldo V.I. Huygens e Barrow, Newton e Hooke. . M.: Nauka, 1989.
• Bell E.T. Creatori della matematica. M.: Educazione, 1979.
• Vavilov S.I. Isacco Newton. 2a aggiunta. ed. M.-L.: Casa editrice. Accademia delle Scienze dell'URSS, 1945.
• Storia della matematica a cura di A.P. Yushkevich in tre volumi, M.: Nauka, 1970. Volume 2. Matematica del XVII secolo.
• Kartsev V. Newton. M.: Giovane Guardia, 1987.
• Katasonov V.N. Matematica metafisica del XVII secolo. M.: Nauka, 1993.
• Kirsanov V.S. Rivoluzione scientifica del XVII secolo. M.: Nauka, 1987.
• Kuznetsov B. G. Newton. M.: Mysl, 1982.
• Università di Mosca - in memoria di Isaac Newton. M., 1946.
• Spasskij B.I. Storia della fisica. Ed. 2°. M.: Scuola superiore, 1977. Parte 1. Parte 2.
• Hellmann H. Grandi controversie nella scienza. Dieci dei dibattiti più emozionanti. M.: Dialectics, 2007. - Capitolo 3. Newton contro Leibniz: Scontro tra Titani.
• Yushkevich A.P. Sui manoscritti matematici di Newton. Ricerca storica e matematica, 22, 1977, p. 127-192.
• Yushkevich A.P. Concetti di calcolo infinitesimale di Newton e Leibniz. Ricerca storica e matematica, 23, 1978, p. 11-31.
• Arthur R.T.W. Le flussioni di Newton e il tempo altrettanto fluente. Studi di storia e filosofia della scienza, 26, 1995, p. 323-351.
• Bertoloni M.D. Equivalenza e priorità: Newton contro Leibniz. Oxford: Clarendon Press, 1993.
• Cohen I.B. I principi filosofici di Newton: indaga il lavoro scientifico di Newton e il suo ambiente generale. Cambridge (Messa) UP, 1956.
• Cohen I.B. Introduzione ai "Principia" di Newton. Cambridge (Messa) UP, 1971.
• Lai T. Newton ha rinunciato agli infinitesimi? Historia Mathematica, 2, 1975, p. 127-136.
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• Weinstock R. Principia di Newton e orbite inverse del quadrato: il difetto riesaminato. Historia Mathematica, 19, 1992, p. 60-70.
• Westfall RS Mai a riposo: una biografia. di Isaac Newton. Cambridge UP, 1981.
• Whiteside D.T. Modelli di pensiero matematico alla fine del XVII secolo. Archivio di Storia delle Scienze Esatte, 1, 1963, p. 179-388.
• Bianco M. Isaac Newton: L'ultimo stregone. Perseo, 1999, 928 pp.

Opere d'arte

Sir Isaac Newton (inglese Sir Isaac Newton, 25 dicembre 1642 - 20 marzo 1727 secondo il calendario giuliano utilizzato in Inghilterra a quel tempo; o 4 gennaio 1643 - 31 marzo 1727 secondo il calendario gregoriano) - un grande inglese fisico, matematico e astronomo. L'autore dell'opera fondamentale "Principi matematici della filosofia naturale" (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), in cui descrive la legge di gravitazione universale e le cosiddette leggi di Newton, che gettano le basi della meccanica classica. Ha sviluppato il calcolo differenziale e integrale, la teoria dei colori e molte altre teorie matematiche e fisiche.

Sviluppo (indipendentemente da G. Leibniz) del calcolo differenziale e integrale. Scoprì la dispersione della luce, l'aberrazione cromatica, studiò l'interferenza e la diffrazione, sviluppò la teoria corpuscolare della luce e avanzò un'ipotesi che combinava i concetti corpuscolari e ondulatori. Costruito un telescopio riflettore. Formulato le leggi fondamentali della meccanica classica. Scoprì la legge della gravitazione universale, diede una teoria del movimento dei corpi celesti, creando le basi della meccanica celeste. Spazio e tempo erano considerati assoluti. Il lavoro di Newton era molto più avanti rispetto al livello scientifico generale del suo tempo ed era poco compreso dai suoi contemporanei. Era il direttore della Zecca e fondò il commercio di monete in Inghilterra. Famoso alchimista, Newton studiò la cronologia degli antichi regni. Ha dedicato le sue opere teologiche all'interpretazione delle profezie bibliche (per la maggior parte non pubblicate).

Newton nacque il 4 gennaio 1643 nel villaggio di Woolsthorpe, (Lincolnshire, Inghilterra) nella famiglia di un piccolo contadino morto tre mesi prima della nascita di suo figlio. Il bambino era prematuro; C'è una leggenda secondo cui era così piccolo che fu messo in un guanto di pelle di pecora sdraiato su una panchina, dalla quale un giorno cadde e colpì forte la testa sul pavimento. Quando il bambino aveva tre anni, sua madre si risposò e se ne andò, lasciandolo alle cure della nonna. Newton è cresciuto malaticcio e poco socievole, incline a sognare ad occhi aperti. Era attratto dalla poesia e dalla pittura; lontano dai suoi coetanei, costruì aquiloni di carta, inventò un mulino a vento, un orologio ad acqua e una carrozza a pedali. L'inizio della vita scolastica fu difficile per Newton. Studiava male, era un ragazzo debole e un giorno i suoi compagni di classe lo picchiarono fino a fargli perdere conoscenza. Era insopportabile per l'orgoglioso Newton sopportare tutto questo, e restava solo una cosa: distinguersi per il suo successo accademico. Attraverso il duro lavoro, ha ottenuto il primo posto nella sua classe.

L'interesse per la tecnologia ha portato Newton a pensare ai fenomeni naturali; Ha studiato approfonditamente anche la matematica. Jean Baptiste Bieux scrisse più tardi al riguardo: “Uno dei suoi zii, trovandolo un giorno sotto una siepe con un libro in mano, immerso in profondi pensieri, gli prese il libro e scoprì che era occupato a risolvere un problema matematico. con una direzione così seria ed attiva un uomo così giovane, persuase la madre a non opporsi ulteriormente alla volontà del figlio e a mandarlo a proseguire gli studi”.

Dopo una seria preparazione, Newton entrò a Cambridge nel 1660 come Subsizzfr (i cosiddetti studenti poveri che erano obbligati a servire i membri del college, cosa che non poteva che gravare su Newton). Ho iniziato a studiare astrologia durante il mio ultimo anno di college.

Newton prese sul serio l'astrologia e la difese con zelo dagli attacchi dei suoi colleghi. Gli studi in astrologia e il desiderio di dimostrarne il significato lo hanno spinto a ricercare nel campo del movimento dei corpi celesti e della loro influenza sul nostro pianeta.

In sei anni Newton completò tutti i titoli universitari e preparò tutte le sue ulteriori grandi scoperte. Nel 1665 Newton divenne Maestro d'Arte. Nello stesso anno, quando in Inghilterra infuriava l'epidemia di peste, decise di stabilirsi temporaneamente a Woolsthorpe. Fu lì che iniziò a impegnarsi attivamente nell'ottica. Il filo conduttore di tutta la ricerca è stato il desiderio di comprendere la natura fisica della luce. Newton credeva che la luce fosse un flusso di particelle speciali (corpuscoli) emesse da una sorgente e che si muovono in linea retta finché non incontrano ostacoli. Il modello corpuscolare spiegava non solo la rettilineità della propagazione della luce, ma anche la legge di riflessione (riflessione elastica) e la legge di rifrazione.

A quel tempo, il lavoro era già in gran parte completato, destinato a diventare il principale grande risultato del lavoro di Newton: la creazione di un'immagine fisica unificata del Mondo basata sulle leggi della meccanica da lui formulate.

Dopo aver posto il problema dello studio di varie forze, lo stesso Newton diede il primo brillante esempio della sua soluzione, formulando la legge della gravitazione universale. La legge di gravitazione universale permise a Newton di dare una spiegazione quantitativa del movimento dei pianeti attorno al Sole e della natura delle maree. Ciò non poteva non lasciare una grande impressione nella mente dei ricercatori. Il programma per una descrizione meccanica unificata di tutti i fenomeni naturali - sia "terreni" che "celesti" - è stato stabilito in fisica per molti anni.

Nel 1668, Newton tornò a Cambridge e presto ricevette la cattedra lucasiana di matematica. Questa cattedra era precedentemente occupata dal suo insegnante I. Barrow, che cedette la cattedra al suo studente preferito per provvedergli finanziariamente. A quel tempo Newton era già l'autore del binomio e il creatore (contemporaneamente a Leibniz, ma indipendentemente da lui) del metodo del calcolo differenziale e integrale.

Non limitandosi alle sole ricerche teoriche, negli stessi anni progettò un telescopio riflettore (riflettente). Il secondo dei telescopi realizzati (migliorati) servì come motivo per introdurre Newton come membro della Royal Society di Londra. Quando Newton rifiutò l'iscrizione per l'impossibilità di pagare le quote, si ritenne possibile, visti i suoi meriti scientifici, fare per lui un'eccezione, esentandolo dal pagamento delle stesse. La sua teoria della luce e dei colori, presentata nel 1675, provocò tali attacchi che Newton decise di non pubblicare nulla sull'ottica mentre era vivo Hooke, il suo più acerrimo avversario. Dal 1688 al 1694 Newton fu membro del Parlamento.

A quel tempo, nel 1687, erano stati pubblicati i "Principi matematici della filosofia naturale", la base della meccanica di tutti i fenomeni fisici, dal movimento dei corpi celesti alla propagazione del suono. Diversi secoli dopo, questo programma determinò lo sviluppo della fisica e la sua importanza non è stata esaurita fino ad oggi. Una costante sensazione opprimente di insicurezza materiale, un enorme stress nervoso e mentale fu senza dubbio una delle cause della malattia di Newton. L'impulso immediato alla malattia fu un incendio in cui tutti i manoscritti da lui preparati andarono perduti. Pertanto, la posizione di Direttore della Zecca, pur mantenendo la sua cattedra a Cambridge, fu per lui di grande importanza. Mettendosi zelantemente al lavoro e ottenendo rapidamente un notevole successo, Newton fu nominato direttore nel 1699. Era impossibile combinarlo con l'insegnamento e Newton si trasferì a Londra.

Alla fine del 1703 fu eletto presidente della Royal Society. A quel punto, Newton aveva raggiunto l'apice della fama. Nel 1705 viene elevato alla dignità di cavaliere, ma, avendo un grande appartamento, sei servi e una famiglia benestante, rimane solitario.

Il tempo della creatività attiva è finito e Newton si limita a preparare la pubblicazione di “Ottica”, la riedizione dell'opera “Principi matematici di filosofia naturale” e l'interpretazione delle Sacre Scritture (è autore dell'interpretazione dell’Apocalisse, un saggio sul profeta Daniele).

Newton morì il 31 marzo 1727 a Londra e fu sepolto nell'Abbazia di Westminster. L'iscrizione sulla sua tomba termina con le parole: "Si rallegrino i mortali che un tale ornamento del genere umano viva in mezzo a loro".

Inglese Isacco Newton

Fisico, matematico, meccanico e astronomo inglese, uno dei fondatori della fisica classica

breve biografia

Uno scienziato di fama mondiale il cui contributo alla scienza è incredibilmente difficile da sopravvalutare. Fu meccanico, fisico, astronomo, matematico; È a lui che viene attribuita la formulazione delle principali leggi della meccanica classica, la scoperta delle leggi della gravitazione universale e la spiegazione del meccanismo del movimento dei corpi celesti. Ha gettato le basi per l'acustica, l'ottica fisica e la meccanica del continuo. Isaac Newton, essendo una personalità versatile, aveva la reputazione di famoso alchimista, studiò la cronologia degli antichi regni, scrisse opere teologiche, la maggior parte delle quali rimasero inedite. I suoi contemporanei sottovalutarono e capirono poco le sue opere, poiché erano molto più avanti del livello della scienza di quel periodo.

Il 4 gennaio 1643, nella contea del Lincolnshire, non lontano da Grantham, nel villaggio di Woolsthorpe, una famiglia di contadini diede alla luce un bambino minuscolo e debole, che avevano persino paura di battezzare, credendo che non sarebbe vissuto a lungo . Il suo nome era Isaac, visse 84 anni e divenne il più grande scienziato. Dall'età di tre anni, Isaac è stato allevato da sua nonna, era spesso malato, evitava i suoi coetanei e trascorreva molto tempo a sognare e pensare. Il ragazzo in crescita fu mandato alla scuola elementare e all'età di 12 anni finì a Grantham, dove frequentò la scuola e visse con un farmacista. Essendo fisicamente debole e sperimentando gravi difficoltà di comunicazione, il giovane Newton fece molti sforzi per avere successo negli studi e diventare il primo tra i suoi coetanei.

La serietà del ragazzo, il suo interesse per la matematica e il suo talento non passarono inosservati; i suoi conoscenti convinsero insieme la madre di Isaac a permettere al figlio di continuare i suoi studi, sebbene lei avesse i suoi progetti per lui. Di conseguenza, dopo una seria preparazione, il 5 giugno 1660, il diciassettenne Newton entrò all'Università di Cambridge con una posizione speciale: non pagò le tasse scolastiche, ma fu obbligato a servire studenti ricchi. Newton divenne un vero studente nel 1664 e l'anno successivo aveva già conseguito una laurea in Belle Arti.

Fu durante gli anni di studio a Cambridge che furono preparate ulteriori scoperte che resero immortale il suo nome. Questo periodo più fruttuoso nella sua biografia scientifica durò anche quando, in connessione con un'epidemia (forse peste) iniziata nel campus universitario, trascorse il 1665-1607. vissuto a casa. Qui scoprì la legge di gravitazione universale, avanzò le idee del calcolo integrale e differenziale e inventò un telescopio riflettore.

Nel 1668 Newton tornò a Cambridge, dove conseguì un master e prese la cattedra lucasiana di matematica: il famoso matematico I. Barrow la regalò al suo studente preferito per sostenerlo finanziariamente. Newton diresse il Dipartimento di Fisica e Matematica dell'Università di Cambridge dal 1669 al 1701. Nel gennaio 1672 fu eletto membro della Royal Society di Londra. Nell'aprile del 1686, Newton inviò nella capitale due parti della famosa opera fondamentale "Principi matematici della filosofia naturale", che gettò le basi della fisica classica e riassunse molti dei suoi lavori precedenti nei campi della matematica, della fisica, dell'astronomia e della scienza. ottica.

Nel 1689 morì la madre di Newton, il che fu per lui un duro colpo e fu, insieme alla costante grande tensione intellettuale e nervosa, uno dei fattori del disturbo mentale che colpì lo scienziato nel 1692. Fu provocato da un incendio che distrusse un gran numero di manoscritti. Dopo essersi ripreso con difficoltà dalla malattia, Newton continuò a studiare scienze, ma non così intensamente.

Un’altra delle ragioni alla base della malattia di Newton era la sua deprimente insicurezza finanziaria. Nel 1695 la fortuna finalmente gli arrise: ricevette l'incarico di custode della Zecca, pur rimanendo professore a Cambridge. Nel 1699, grazie al suo ottimo lavoro, fu nominato direttore, e perciò lasciò l'insegnamento e si recò a Londra, dove rimase nella carica di direttore fino alla morte.

Nel 1703, anno della sua elezione a presidente della Royal Society, Newton era all'apice della sua fama. Nel 1705 gli fu conferito il titolo di cavaliere, ricevette un grande stipendio, visse in un appartamento spazioso, ma rimase umanamente solo, come sempre. Nel 1725, Newton lasciò il servizio governativo e nel 1727, quando l'Inghilterra fu travolta dalla peste, morì il 31 marzo. Il giorno del suo funerale divenne un giorno di lutto nazionale; L'eccezionale scienziato fu sepolto nell'Abbazia di Westminster.

Biografia da Wikipedia

Signore Isacco Newton(O Newton) (inglese Isaac Newton /ˈnjuːtən/, 25 dicembre 1642 - 20 marzo 1727 secondo il calendario giuliano, in vigore in Inghilterra fino al 1752; o 4 gennaio 1643 - 31 marzo 1727 secondo il calendario gregoriano) - Fisico, matematico, meccanico e astronomo inglese, uno dei fondatori della fisica classica. L'autore dell'opera fondamentale "Principi matematici della filosofia naturale", in cui ha delineato la legge di gravitazione universale e le tre leggi della meccanica, che sono diventate la base della meccanica classica. Sviluppò il calcolo differenziale e integrale, la teoria dei colori, gettò le basi dell'ottica fisica moderna e creò molte altre teorie matematiche e fisiche.

nei primi anni

Isaac Newton nacque nel villaggio di Woolsthorpe, nel Lincolnshire, alla vigilia della guerra civile. Il padre di Newton, un piccolo ma di successo agricoltore Isaac Newton (1606-1642), non visse abbastanza da vedere la nascita di suo figlio. Il ragazzo è nato prematuro ed era malaticcio, quindi non hanno osato battezzarlo per molto tempo. Eppure sopravvisse, fu battezzato (1 gennaio) e chiamò Isacco in memoria di suo padre. Newton considerava il fatto di nascere a Natale un segno speciale del destino. Nonostante la cattiva salute durante l'infanzia, visse fino a 84 anni.

Newton credeva sinceramente che la sua famiglia risalisse ai nobili scozzesi del XV secolo, ma gli storici scoprirono che nel 1524 i suoi antenati erano poveri contadini. Entro la fine del XVI secolo, la famiglia si arricchì e divenne yeomen (proprietari terrieri). Il padre di Newton lasciò in eredità la grossa somma di 500 sterline dell'epoca e diverse centinaia di acri di terra fertile occupata da campi e foreste.

Nel gennaio 1646, la madre di Newton, Hannah Ayscough (1623-1679), si risposò. Ha avuto tre figli dal suo nuovo marito, un vedovo di 63 anni, e ha iniziato a prestare poca attenzione a Isacco. Il mecenate del ragazzo era suo zio materno, William Ayscough. Da bambino, Newton, secondo i contemporanei, era silenzioso, ritirato e isolato, amava leggere e realizzare giocattoli tecnici: una meridiana e un orologio ad acqua, un mulino, ecc. Per tutta la vita si è sentito solo.

Il suo patrigno morì nel 1653, parte della sua eredità andò alla madre di Newton e fu immediatamente registrata da lei a nome di Isaac. La madre tornò a casa, ma concentrò la maggior parte della sua attenzione sui tre figli più piccoli e sulla numerosa famiglia; Isaac era ancora lasciato a se stesso.

Nel 1655, il dodicenne Newton fu mandato a studiare in una scuola vicina a Grantham, dove viveva nella casa del farmacista Clark. Ben presto il ragazzo mostrò capacità straordinarie, ma nel 1659 la madre Anna lo restituì alla tenuta e cercò di affidare parte della gestione della casa al figlio sedicenne. Il tentativo non ebbe successo: Isaac preferì leggere libri, scrivere poesie e soprattutto progettare vari meccanismi a tutte le altre attività. In questo momento, Stokes, l'insegnante di scuola di Newton, si avvicinò ad Anna e iniziò a convincerla a continuare l'educazione del figlio insolitamente dotato; A questa richiesta si unirono lo zio William e il conoscente di Isaac Grantham (parente del farmacista Clark) Humphrey Babington, membro del Trinity College di Cambridge. Grazie ai loro sforzi congiunti, alla fine raggiunsero il loro obiettivo. Nel 1661, Newton si diplomò con successo a scuola e andò a continuare i suoi studi all'Università di Cambridge.

Trinity College (1661-1664)

Nel giugno 1661, il diciottenne Newton arrivò a Cambridge. Secondo lo statuto, gli è stato sottoposto un esame sulla sua conoscenza della lingua latina, dopo di che è stato informato che era stato accettato al Trinity College (College of the Holy Trinity) dell'Università di Cambridge. Più di 30 anni della vita di Newton sono associati a questa istituzione educativa.

Il college, come l'intera università, stava attraversando un momento difficile. La monarchia era appena stata restaurata in Inghilterra (1660), il re Carlo II ritardò spesso i pagamenti dovuti all'università e licenziò una parte significativa del personale docente nominato durante la rivoluzione. In totale, al Trinity College vivevano 400 persone, tra cui studenti, servi e 20 mendicanti, ai quali, secondo lo statuto, il college era obbligato a fare l'elemosina. Il processo educativo era in uno stato deplorevole.

Newton era incluso nella categoria degli studenti “sizar” a cui non venivano addebitate le tasse universitarie (probabilmente su raccomandazione di Babington). Secondo le norme dell'epoca, il misuratore era obbligato a pagare la propria istruzione attraverso vari lavori presso l'Università, o fornendo servizi agli studenti più facoltosi. Sono sopravvissute pochissime prove documentali e ricordi di questo periodo della sua vita. Durante questi anni si formò finalmente il carattere di Newton: desiderio di andare fino in fondo, intolleranza all'inganno, alla calunnia e all'oppressione, indifferenza alla fama pubblica. Non aveva ancora amici.

Nell'aprile 1664 Newton, dopo aver superato gli esami, passò a una categoria superiore di studenti senior ( studiosi), che gli ha dato diritto ad una borsa di studio per proseguire gli studi universitari.

Nonostante le scoperte di Galileo, le scienze naturali e la filosofia a Cambridge venivano ancora insegnate secondo Aristotele. Tuttavia, i taccuini sopravvissuti di Newton menzionano già Galileo, Copernico, il cartesianesimo, Keplero e la teoria atomica di Gassendi. A giudicare da questi taccuini, continuò a costruire (principalmente strumenti scientifici) e si dedicò con entusiasmo all'ottica, all'astronomia, alla matematica, alla fonetica e alla teoria musicale. Secondo le memorie del suo compagno di stanza, Newton si dedicò con tutto il cuore ai suoi studi, dimenticandosi del cibo e del sonno; probabilmente, nonostante tutte le difficoltà, questo era esattamente lo stile di vita che lui stesso desiderava.

L'anno 1664 nella vita di Newton fu ricco di altri eventi. Newton sperimentò un'impennata creativa, iniziò un'attività scientifica indipendente e compilò un elenco su larga scala (di 45 punti) di problemi irrisolti nella natura e nella vita umana ( Questionario, lat. Questiones quaedam philosophicae). In futuro, elenchi simili compaiono più di una volta nelle sue cartelle di lavoro. Nel marzo dello stesso anno, iniziarono le lezioni presso il dipartimento di matematica appena fondato (1663) del college da un nuovo insegnante, il 34enne Isaac Barrow, un importante matematico, futuro amico e insegnante di Newton. L'interesse di Newton per la matematica aumentò notevolmente. Fece la prima scoperta matematica significativa: l'espansione binomiale per un esponente razionale arbitrario (compresi quelli negativi), e attraverso di essa arrivò al suo metodo matematico principale: l'espansione di una funzione in una serie infinita. Alla fine dell'anno, Newton divenne scapolo.

Il supporto scientifico e l'ispirazione per il lavoro di Newton furono i fisici: Galileo, Cartesio e Keplero. Newton completò il loro lavoro combinandoli in un sistema universale del mondo. Altri matematici e fisici ebbero un'influenza minore ma significativa: Euclide, Fermat, Huygens, Wallis e il suo diretto insegnante Barrow. Nel taccuino dello studente di Newton c'è una frase del programma:

In filosofia non può esserci sovrano se non la verità... Dobbiamo erigere monumenti d'oro a Keplero, Galileo, Cartesio e scrivere su ciascuno: "Platone è un amico, Aristotele è un amico, ma l'amico principale è la verità".

"Gli anni della peste" (1665-1667)

Alla vigilia di Natale del 1664, sulle case di Londra iniziarono ad apparire croci rosse: i primi segni della Grande Epidemia di Peste. Entro l’estate, l’epidemia mortale si era estesa in modo significativo. L'8 agosto 1665 le lezioni al Trinity College furono sospese e il personale sciolto fino alla fine dell'epidemia. Newton tornò a casa a Woolsthorpe, portando con sé i principali libri, quaderni e strumenti.

Furono anni disastrosi per l'Inghilterra: una pestilenza devastante (un quinto della popolazione morì solo a Londra), una guerra devastante con l'Olanda e il Grande Incendio di Londra. Ma Newton fece una parte significativa delle sue scoperte scientifiche nella solitudine degli “anni della peste”. Dalle note sopravvissute è chiaro che il 23enne Newton conosceva già perfettamente i metodi di base del calcolo differenziale e integrale, inclusa l'espansione in serie delle funzioni e quella che in seguito fu chiamata la formula di Newton-Leibniz. Dopo aver condotto una serie di ingegnosi esperimenti ottici, dimostrò che il colore bianco è una miscela dei colori dello spettro. Newton in seguito ricordò questi anni:

All'inizio del 1665 trovai il metodo delle serie approssimate e la regola per trasformare qualsiasi potenza di un binomio in tale serie... in novembre ricevetti il ​​metodo diretto delle flussioni [calcolo differenziale]; nel gennaio dell'anno successivo ricevetti la teoria dei colori, e nel maggio cominciai il metodo inverso delle flussioni [calcolo integrale]... In questo periodo stavo vivendo il periodo migliore della mia giovinezza ed ero più interessato alla matematica e [ filosofia naturale] che in qualsiasi momento successivo.

Ma la sua scoperta più significativa in questi anni fu la legge di gravitazione universale. Più tardi, nel 1686, Newton scrisse a Halley:

In articoli scritti più di 15 anni fa (non posso fornire la data esatta, ma in ogni caso era prima dell'inizio della mia corrispondenza con Oldenburg), ho espresso la proporzionalità quadratica inversa dell'attrazione gravitazionale dei pianeti verso il Sole a seconda della distanza e calcolò il rapporto corretto tra gravità terrestre e conatus recedendi della Luna verso il centro della Terra, anche se non del tutto accuratamente.

L’inesattezza menzionata da Newton fu causata dal fatto che Newton prese le dimensioni della Terra e l’entità dell’accelerazione di gravità dalla Meccanica di Galileo, dove furono fornite con un errore significativo. Successivamente, Newton ricevette dati più accurati da Picard e fu finalmente convinto della verità della sua teoria.

C'è una leggenda ben nota secondo cui Newton scoprì la legge di gravità osservando una mela cadere da un ramo di un albero. Per la prima volta, la “mela di Newton” fu brevemente menzionata dal biografo di Newton William Stukeley (libro “Memorie della vita di Newton”, 1752):

Dopo pranzo, il tempo si è fatto caldo, siamo usciti in giardino e abbiamo bevuto il tè all'ombra dei meli. Lui [Newton] mi ha detto che l'idea della gravità gli è venuta mentre era seduto sotto un albero allo stesso modo. Era in uno stato d'animo contemplativo quando improvvisamente una mela cadde da un ramo. "Perché le mele cadono sempre perpendicolari al suolo?" - pensò.

La leggenda divenne popolare grazie a Voltaire. In effetti, come si può vedere dai libri di lavoro di Newton, la sua teoria della gravitazione universale si sviluppò gradualmente. Un altro biografo, Henry Pemberton, riporta più dettagliatamente il ragionamento di Newton (senza menzionare la mela): "confrontando i periodi dei diversi pianeti e le loro distanze dal sole, trovò che... questa forza deve diminuire in proporzione quadratica man mano che la la distanza aumenta." In altre parole, Newton scoprì che dalla terza legge di Keplero, che mette in relazione i periodi orbitali dei pianeti con la distanza dal Sole, segue esattamente la “formula del quadrato inverso” per la legge di gravità (nell’approssimazione delle orbite circolari). Newton scrisse la formulazione finale della legge di gravitazione, che fu inclusa nei libri di testo, in seguito, dopo che le leggi della meccanica gli furono chiare.

Queste scoperte, così come molte di quelle successive, furono pubblicate 20-40 anni dopo rispetto a quando furono fatte. Newton non perseguiva la fama. Nel 1670 scrisse a John Collins: “Non vedo nulla di desiderabile nella fama, anche se fossi in grado di guadagnarmela. Questo forse aumenterebbe il numero delle mie conoscenze, ma è proprio quello che cerco di evitare di più”. Non pubblicò il suo primo lavoro scientifico (ottobre 1666), in cui delineava i fondamenti dell'analisi; fu ritrovato solo 300 anni dopo.

Inizio della fama scientifica (1667-1684)

Nel marzo-giugno 1666 Newton visitò Cambridge. Tuttavia, in estate una nuova ondata di peste lo costrinse a tornare a casa. Alla fine, all'inizio del 1667, l'epidemia si placò e Newton tornò a Cambridge in aprile. Il 1° ottobre fu eletto membro del Trinity College e nel 1668 divenne maestro. Gli fu assegnata una spaziosa stanza separata in cui vivere, gli fu assegnato uno stipendio (2 sterline all'anno) e gli fu assegnato un gruppo di studenti con i quali studiò coscienziosamente materie accademiche standard per diverse ore a settimana. Tuttavia, né allora né in seguito Newton divenne famoso come insegnante; le sue lezioni erano poco frequentate.

Dopo aver rafforzato la sua posizione, Newton si recò a Londra, dove poco prima, nel 1660, fu creata la Royal Society of London, un'autorevole organizzazione di eminenti figure scientifiche, una delle prime Accademie delle scienze. La pubblicazione della Royal Society era la rivista Philosophical Transactions.

Nel 1669 iniziarono ad apparire in Europa lavori matematici che utilizzavano espansioni in serie infinite. Sebbene la profondità di queste scoperte non potesse essere paragonata a quella di Newton, Barrow insistette affinché il suo studente fissasse la sua priorità in questa materia. Newton scrisse un breve ma abbastanza completo riassunto di questa parte delle sue scoperte, che chiamò “Analisi mediante equazioni con un numero infinito di termini”. Barrow ha inviato questo trattato a Londra. Newton chiese a Barrow di non rivelare il nome dell'autore dell'opera (ma se lo lasciò comunque scappare). L’“analisi” si diffuse tra gli specialisti e guadagnò una certa fama in Inghilterra e all’estero.

Nello stesso anno, Barrow accettò l'invito del re a diventare cappellano di corte e lasciò l'insegnamento. Il 29 ottobre 1669, il ventiseienne Newton fu eletto suo successore come "Professore Lucasiano" di matematica e ottica al Trinity College. In questa posizione, Newton riceveva uno stipendio di £ 100 all'anno, oltre ad altri bonus e borse di studio dal Trinity. Il nuovo incarico diede inoltre a Newton più tempo per le sue ricerche. Barrow lasciò a Newton un vasto laboratorio alchemico; Durante questo periodo, Newton si interessò seriamente all'alchimia e condusse molti esperimenti chimici.

Allo stesso tempo, Newton continuò gli esperimenti di ottica e teoria dei colori. Newton studiò l'aberrazione sferica e cromatica. Per ridurli al minimo, costruì un telescopio riflettore misto: una lente e uno specchio sferico concavo, da lui stesso realizzato e lucidato. Il progetto di un tale telescopio fu proposto per la prima volta da James Gregory (1663), ma questo progetto non fu mai realizzato. Il primo progetto di Newton (1668) non ebbe successo, ma quello successivo, con uno specchio lucidato con maggiore attenzione, nonostante le sue piccole dimensioni, fornì un ingrandimento di 40 volte di eccellente qualità.

Le voci sul nuovo strumento raggiunsero rapidamente Londra e Newton fu invitato a mostrare la sua invenzione alla comunità scientifica. Tra la fine del 1671 e l'inizio del 1672, ebbe luogo una dimostrazione del riflettore davanti al re e poi alla Royal Society. Il dispositivo ha ricevuto recensioni entusiastiche universali. Probabilmente ha giocato un ruolo anche l'importanza pratica dell'invenzione: le osservazioni astronomiche servivano a determinare con precisione il tempo, che a sua volta era necessario per la navigazione in mare. Newton divenne famoso e nel gennaio 1672 fu eletto membro della Royal Society. Successivamente, i riflettori migliorati divennero gli strumenti principali degli astronomi, con il loro aiuto furono scoperti il ​​pianeta Urano, altre galassie e lo spostamento verso il rosso.

Inizialmente, Newton apprezzò la sua comunicazione con i colleghi della Royal Society, che includeva, oltre a Barrow, James Gregory, John Wallis, Robert Hooke, Robert Boyle, Christopher Wren e altre figure famose della scienza inglese. Tuttavia, presto iniziarono noiosi conflitti, che a Newton non piacevano davvero. In particolare scoppiò una rumorosa controversia sulla natura della luce. Iniziò quando, nel febbraio 1672, Newton pubblicò una descrizione dettagliata dei suoi esperimenti classici con i prismi e della sua teoria del colore nelle Transazioni filosofiche. Hooke, che aveva precedentemente pubblicato la propria teoria, dichiarò di non essere convinto dai risultati di Newton; fu sostenuto da Huygens sulla base del fatto che la teoria di Newton "contraddice le opinioni generalmente accettate". Newton rispose alle loro critiche solo sei mesi dopo, ma ormai il numero dei critici era aumentato in modo significativo.

Una valanga di attacchi incompetenti lasciò Newton irritato e depresso. Newton chiese al segretario della Società di Oldenburg di non inviargli più lettere critiche e fece voto per il futuro: di non farsi coinvolgere in controversie scientifiche. Nelle sue lettere si lamenta di trovarsi di fronte a una scelta: o non pubblicare le sue scoperte, o dedicare tutto il suo tempo e le sue energie a respingere le critiche amatoriali ostili. Alla fine scelse la prima opzione e annunciò le sue dimissioni dalla Royal Society (8 marzo 1673). Non senza difficoltà Oldenburg lo convinse a restare, ma i contatti scientifici con la Società furono ridotti al minimo per lungo tempo.

Nel 1673 si verificarono due eventi importanti. Primo: per decreto reale, il vecchio amico e mecenate di Newton, Isaac Barrow, tornò al Trinity, ora come capo ("maestro") del college. Secondo: Leibniz, conosciuto a quel tempo come filosofo e inventore, si interessò alle scoperte matematiche di Newton. Dopo aver ricevuto il lavoro di Newton del 1669 sulle serie infinite e averlo studiato a fondo, iniziò quindi in modo indipendente a sviluppare la propria versione di analisi. Nel 1676, Newton e Leibniz si scambiarono lettere in cui Newton spiegava alcuni dei suoi metodi, rispondeva alle domande di Leibniz e accennava all'esistenza di metodi ancora più generali, non ancora pubblicati (intendendo calcolo differenziale generale e integrale). Il segretario della Royal Society, Henry Oldenburg, chiese con insistenza a Newton di pubblicare le sue scoperte matematiche sull'analisi per la gloria dell'Inghilterra, ma Newton rispose che stava lavorando su un altro argomento da cinque anni e non voleva essere distratto. Newton non rispose alla lettera successiva di Leibniz. La prima breve pubblicazione sulla versione dell'analisi di Newton apparve solo nel 1693, quando la versione di Leibniz si era già diffusa ampiamente in tutta Europa.

La fine degli anni Settanta del Seicento fu triste per Newton. Nel maggio 1677, Barrow, 47 anni, morì inaspettatamente. Nell'inverno dello stesso anno scoppiò un forte incendio nella casa di Newton e parte dell'archivio dei manoscritti di Newton bruciò. Nel settembre 1677, il segretario della Royal Society, Oldenburg, che favoriva Newton, morì, e Hooke, che era ostile a Newton, divenne il nuovo segretario. Nel 1679 madre Anna si ammalò gravemente; Newton, lasciando tutti i suoi affari, andò da lei, prese parte attiva nella cura del paziente, ma le condizioni della madre peggiorarono rapidamente e lei morì. La madre e Barrow furono tra le poche persone che rallegrarono la solitudine di Newton.

"Principi matematici della filosofia naturale" (1684-1686)

La storia della realizzazione di quest'opera, una delle più famose della storia della scienza, inizia nel 1682, quando il passaggio della cometa di Halley provocò un aumento dell'interesse per la meccanica celeste. Edmond Halley cercò di persuadere Newton a pubblicare la sua "teoria generale del movimento", di cui si vociferava da tempo nella comunità scientifica. Newton, non volendo essere coinvolto in nuove controversie scientifiche e battibecchi, rifiutò.

Nell'agosto del 1684, Halley andò a Cambridge e disse a Newton che lui, Wren e Hooke avevano discusso su come ricavare l'ellitticità delle orbite planetarie dalla formula della legge di gravità, ma non sapevano come affrontare la soluzione. Newton riferì di avere già una prova del genere e in novembre inviò ad Halley il manoscritto finito. Apprezzò subito l'importanza del risultato e del metodo, visitò subito di nuovo Newton e questa volta riuscì a convincerlo a pubblicare le sue scoperte. Il 10 dicembre 1684, nei verbali della Royal Society apparve una voce storica:

Il signor Halley... ha visto recentemente il signor Newton a Cambridge, e gli ha mostrato un interessante trattato "De motu" [Sul movimento]. Secondo i desideri del signor Halley, Newton promise di inviare il suddetto trattato alla Società.

Il lavoro sul libro ebbe luogo nel 1684-1686. Secondo i ricordi di Humphrey Newton, parente dello scienziato e suo assistente in questi anni, dapprima Newton scrisse “Principia” tra esperimenti alchemici, ai quali prestò la massima attenzione, poi gradualmente si lasciò trasportare e si dedicò con entusiasmo a lavorare al libro principale della sua vita.

La pubblicazione avrebbe dovuto essere effettuata con i fondi della Royal Society, ma all'inizio del 1686 la Società pubblicò un trattato sulla storia del pesce che non era richiesto, e quindi esaurì il suo budget. Quindi Halley annunciò che avrebbe sostenuto lui stesso i costi di pubblicazione. La Società accettò con gratitudine questa generosa offerta e, come compenso parziale, fornì ad Halley 50 copie gratuite di un trattato sulla storia del pesce.

L'opera di Newton - forse per analogia con i "Principi della filosofia" di Cartesio (1644) o, secondo alcuni storici della scienza, come sfida ai cartesiani - fu chiamata "Principi matematici della filosofia naturale" (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) , cioè, in linguaggio moderno, “Fondamenti matematici della fisica”.

Il 28 aprile 1686 fu presentato alla Royal Society il primo volume dei "Principi matematici". Tutti e tre i volumi, dopo alcune modifiche da parte dell'autore, furono pubblicati nel 1687. La tiratura (circa 300 copie) fu esaurita in 4 anni, molto rapidamente per l'epoca.

Sia a livello fisico che matematico, il lavoro di Newton è qualitativamente superiore al lavoro di tutti i suoi predecessori. Manca la metafisica aristotelica o cartesiana, con i suoi ragionamenti vaghi e le “cause prime” dei fenomeni naturali formulate in modo vago, spesso inverosimili. Newton, ad esempio, non afferma che la legge di gravità operi in natura dimostra rigorosamente questo fatto, sulla base dell'immagine osservata del movimento dei pianeti e dei loro satelliti. Il metodo di Newton consiste nel creare un modello di un fenomeno, “senza inventare ipotesi”, e poi, se ci sono dati sufficienti, cercarne le cause. Questo approccio, iniziato con Galileo, significò la fine della vecchia fisica. La descrizione qualitativa della natura ha lasciato il posto a quella quantitativa: una parte significativa del libro è occupata da calcoli, disegni e tabelle.

Nel suo libro, Newton definì chiaramente i concetti di base della meccanica e ne introdusse molti nuovi, comprese quantità fisiche importanti come la massa, la forza esterna e la quantità di moto. Vengono formulate tre leggi della meccanica. Viene fornita una rigorosa derivazione dalla legge di gravità di tutte e tre le leggi di Keplero. Si noti che furono descritte anche le orbite iperboliche e paraboliche di corpi celesti sconosciuti a Keplero. La verità del sistema eliocentrico di Copernico non è direttamente discussa da Newton, ma implicita; stima anche la deviazione del Sole dal centro di massa del sistema solare. In altre parole, il Sole nel sistema di Newton, a differenza di quello di Kepleriano, non è a riposo, ma obbedisce alle leggi generali del moto. Il sistema generale comprendeva anche le comete, il cui tipo di orbite causò allora grandi controversie.

Il punto debole della teoria della gravità di Newton, secondo molti scienziati dell'epoca, era la mancanza di spiegazione della natura di questa forza. Newton delineò solo l'apparato matematico, lasciando aperte le domande sulla causa della gravità e sul suo vettore materiale. Per la comunità scientifica, cresciuta nella filosofia di Cartesio, questo era un approccio insolito e stimolante, e solo il trionfante successo della meccanica celeste nel XVIII secolo costrinse i fisici a riconciliarsi temporaneamente con la teoria newtoniana. Le basi fisiche della gravità divennero chiare solo più di due secoli dopo, con l'avvento della Teoria della Relatività Generale.

Newton costruì l'apparato matematico e la struttura generale del libro il più vicino possibile allo standard di rigore scientifico di allora: gli Elementi di Euclide. Non ha utilizzato deliberatamente l'analisi matematica quasi da nessuna parte: l'uso di metodi nuovi e insoliti avrebbe messo a repentaglio la credibilità dei risultati presentati. Questa cautela, tuttavia, svalutò il metodo di presentazione di Newton per le successive generazioni di lettori. Il libro di Newton fu il primo lavoro sulla nuova fisica e allo stesso tempo uno degli ultimi lavori seri che utilizzavano vecchi metodi di ricerca matematica. Tutti i seguaci di Newton utilizzavano già i potenti metodi di analisi matematica da lui creati. I più grandi successori diretti del lavoro di Newton furono D'Alembert, Eulero, Laplace, Clairaut e Lagrange.

Attività amministrativa (1687-1703)

L’anno 1687 fu segnato non solo dalla pubblicazione del grande libro, ma anche dal conflitto di Newton con il re Giacomo II. A febbraio, il re, perseguendo costantemente la sua linea per la restaurazione del cattolicesimo in Inghilterra, ordinò all'Università di Cambridge di conferire un master al monaco cattolico Alban Francis. La dirigenza universitaria esitò, non volendo né infrangere la legge né irritare il re; Ben presto, una delegazione di scienziati, incluso Newton, fu convocata per rappresaglia nei confronti del Lord Chief Justice, George Jeffreys, noto per la sua maleducazione e crudeltà. Newton si oppose a qualsiasi compromesso che avrebbe compromesso l'autonomia dell'università e convinse la delegazione ad assumere una posizione di principio. Di conseguenza, il vicerettore dell’università fu rimosso dall’incarico, ma il desiderio del re non fu mai esaudito. In una delle sue lettere di questi anni, Newton delineò i suoi principi politici:

Ogni persona onesta, secondo le leggi di Dio e dell'uomo, è obbligata a obbedire agli ordini legittimi del re. Ma se si consiglia a Sua Maestà di esigere qualcosa che non può essere fatto per legge, allora nessuno dovrebbe soffrire se tale richiesta viene trascurata.

Nel 1689, dopo il rovesciamento del re Giacomo II, Newton fu eletto per la prima volta al Parlamento dall'Università di Cambridge e vi rimase per poco più di un anno. La seconda elezione ebbe luogo nel 1701-1702. C'è un aneddoto popolare secondo cui egli prese la parola per parlare alla Camera dei Comuni una sola volta, chiedendo che la finestra fosse chiusa per evitare correnti d'aria. Newton, infatti, svolgeva le sue funzioni parlamentari con la stessa coscienziosità con cui trattava tutti i suoi affari.

Intorno al 1691, Newton si ammalò gravemente (molto probabilmente fu avvelenato durante esperimenti chimici, sebbene esistano altre versioni: superlavoro, shock dopo un incendio, che portò alla perdita di risultati importanti e disturbi legati all'età). Quelli a lui vicini temevano per la sua sanità mentale; le poche sue lettere sopravvissute di questo periodo indicano disturbi mentali. Solo alla fine del 1693 la salute di Newton si riprese completamente.

Nel 1679, Newton incontrò al Trinity un aristocratico diciottenne, amante della scienza e dell'alchimia, Charles Montagu (1661-1715). Newton probabilmente fece una forte impressione su Montagu, perché nel 1696, divenuto Lord Halifax, presidente della Royal Society e Cancelliere dello Scacchiere (cioè ministro dello Scacchiere d'Inghilterra), Montagu propose al re di nominare Newton come custode della Zecca. Il re diede il suo consenso e nel 1696 Newton prese questa posizione, lasciò Cambridge e si trasferì a Londra.

Per cominciare, Newton ha studiato a fondo la tecnologia di produzione delle monete, ha messo in ordine le pratiche burocratiche e ha rifatto la contabilità negli ultimi 30 anni. Allo stesso tempo, Newton contribuì energicamente e abilmente alla riforma monetaria di Montagu, ripristinando la fiducia nel sistema monetario inglese, che era stato completamente trascurato dai suoi predecessori. In Inghilterra durante questi anni circolavano quasi esclusivamente monete di valore inferiore e in quantità considerevoli circolavano monete contraffatte. Si diffuse la rifilatura dei bordi delle monete d'argento, mentre le monete di nuova coniazione scomparvero non appena messe in circolazione, poiché venivano rifuse in massa, esportate all'estero e nascoste nelle casse. In questa situazione, Montagu giunse alla conclusione che la situazione poteva essere cambiata solo riconiando tutte le monete circolanti in Inghilterra e vietando la circolazione delle monete ritagliate, il che richiedeva un forte aumento della produttività della Zecca reale. Ciò richiedeva un amministratore competente e Newton divenne proprio una persona del genere, assumendo la posizione di custode della zecca nel marzo 1696.

Grazie all'energico intervento di Newton nel corso del 1696, venne creata una rete di filiali della Zecca nelle città dell'Inghilterra, in particolare a Chester, dove Newton nominò direttore della filiale l'amico Halley, che permise di aumentare la produzione di monete d'argento di 8 volte. Newton introdusse l'uso di un bordo con un'iscrizione nella tecnologia di conio delle monete, dopo di che la macinazione criminale del metallo divenne quasi impossibile. Nel corso di 2 anni, la vecchia moneta d'argento di qualità inferiore fu completamente ritirata dalla circolazione e coniata nuovamente, la produzione di nuove monete aumentò per far fronte al loro fabbisogno e la loro qualità migliorò. In precedenza, durante tali riforme, la popolazione doveva cambiare il vecchio denaro in base al peso, dopodiché il volume del contante diminuiva sia tra gli individui (privati ​​e legali) che in tutto il paese, ma gli interessi e gli obblighi di prestito rimanevano gli stessi, motivo per cui l'economia cominciò la stagnazione. Newton propose di scambiare la moneta alla pari, cosa che evitò questi problemi, e l’inevitabile carenza di fondi fu compensata con la richiesta di prestiti da altri paesi (soprattutto dai Paesi Bassi), l’inflazione calò drasticamente, ma il debito pubblico estero crebbe del metà del secolo a livelli senza precedenti nella storia dell'Inghilterra. Ma durante questo periodo si è verificata una notevole crescita economica, a causa di ciò sono aumentati i contributi fiscali al tesoro (di dimensioni pari a quelli della Francia, nonostante il fatto che la Francia fosse abitata da 2,5 volte più persone), a causa di ciò, il debito nazionale è stato gradualmente ripagato.

Nel 1699 fu completata la coniazione delle monete e, a quanto pare, come ricompensa per i suoi servizi, in quell'anno Newton fu nominato direttore ("maestro") della Zecca. Tuttavia, una persona onesta e competente a capo della Zecca non andava bene per tutti. Fin dai primi giorni, su Newton piovvero denunce e denunce e apparvero costantemente commissioni di ispezione. Come si è scoperto, molte denunce sono arrivate da contraffattori, irritati dalle riforme di Newton. Newton, di regola, era indifferente alle calunnie, ma non perdonava mai se ciò intaccava il suo onore e la sua reputazione. Fu coinvolto personalmente in decine di indagini e più di 100 contraffattori furono rintracciati e condannati; in assenza di circostanze aggravanti, venivano spesso inviati nelle colonie nordamericane, ma diversi leader furono giustiziati. Il numero di monete contraffatte in Inghilterra è diminuito in modo significativo. Montagu, nelle sue memorie, apprezzò molto le straordinarie capacità amministrative dimostrate da Newton e assicurò il successo della riforma. Pertanto, le riforme attuate dallo scienziato non solo hanno evitato una crisi economica, ma, dopo decenni, hanno anche portato ad un aumento significativo del benessere del paese.

Nell'aprile del 1698, lo zar russo Pietro I visitò la Zecca tre volte durante la “Grande Ambasciata”; Sfortunatamente, i dettagli della sua visita e della comunicazione con Newton non sono stati conservati. È noto, però, che nel 1700 in Russia venne attuata una riforma monetaria simile a quella inglese. E nel 1713 Newton inviò le prime sei copie stampate della seconda edizione dei Principia allo zar Pietro in Russia.

Il trionfo scientifico di Newton fu simboleggiato da due eventi nel 1699: l'insegnamento del sistema del mondo di Newton iniziò a Cambridge (dal 1704 a Oxford) e l'Accademia delle Scienze di Parigi, roccaforte dei suoi avversari cartesiani, lo elesse membro straniero. Per tutto questo tempo Newton era ancora elencato come membro e professore del Trinity College, ma nel dicembre 1701 si dimise ufficialmente da tutti i suoi incarichi a Cambridge.

Nel 1703 morì il presidente della Royal Society, Lord John Somers, che aveva partecipato alle riunioni della Società solo due volte durante i 5 anni della sua presidenza. A novembre, Newton fu eletto suo successore e governò la Società per il resto della sua vita, più di vent'anni. A differenza dei suoi predecessori, era presente personalmente a tutte le riunioni e fece di tutto affinché la British Royal Society occupasse un posto onorevole nel mondo scientifico. Il numero dei membri della Società crebbe (tra questi, oltre a Halley, si possono evidenziare Denis Papin, Abraham de Moivre, Roger Coates, Brooke Taylor), furono condotti e discussi esperimenti interessanti, la qualità degli articoli di riviste migliorò significativamente, i problemi finanziari furono mitigati. La società acquisì segretarie retribuite e una propria residenza (in Fleet Street); Newton pagò di tasca propria le spese di trasloco. In questi anni Newton fu spesso invitato come consulente in varie commissioni governative e la principessa Carolina, futura regina consorte di Gran Bretagna, trascorreva ore con lui a conversare nel palazzo su argomenti filosofici e religiosi.

L'anno scorso

Nel 1704 fu pubblicata la monografia “Ottica” (prima in inglese), che determinò lo sviluppo di questa scienza fino all'inizio del XIX secolo. Conteneva un'appendice "Sulla quadratura delle curve" - ​​la prima e abbastanza completa presentazione della versione di analisi matematica di Newton. In realtà, questo è l'ultimo lavoro di Newton sulle scienze naturali, sebbene visse per più di 20 anni. Il catalogo della biblioteca che lasciò conteneva libri principalmente di storia e teologia, e fu a queste attività che Newton dedicò il resto della sua vita. Newton rimase il direttore della Zecca, poiché questo incarico, a differenza della posizione di sovrintendente, non richiedeva molta attività da parte sua. Due volte alla settimana andava alla Zecca, una volta alla settimana a una riunione della Royal Society. Newton non viaggiò mai fuori dall'Inghilterra.

Nel 1705, la regina Anna nominò cavaliere Newton. D'ora in poi lui Sir Isaac Newton. Per la prima volta nella storia inglese il titolo di cavaliere venne assegnato per meriti scientifici; la volta successiva che accadde fu più di un secolo dopo (1819, in riferimento a Humphry Davy). Tuttavia, alcuni biografi ritengono che la regina fosse guidata non da motivi scientifici, ma politici. Newton acquisì il proprio stemma e un pedigree poco affidabile.

Nel 1707 fu pubblicata una raccolta di lezioni di algebra di Newton, chiamata "Aritmetica universale". I metodi numerici in esso presentati segnarono la nascita di una nuova promettente disciplina: l'analisi numerica.

Nel 1708 iniziò una disputa aperta sulla priorità con Leibniz, nella quale furono coinvolte anche le persone regnanti. Questa disputa tra due geni costò caro alla scienza: la scuola matematica inglese ridusse presto l'attività per un intero secolo, e la scuola europea ignorò molte delle idee eccezionali di Newton, riscoprendole molto più tardi. Anche la morte di Leibniz (1716) non estinse il conflitto.

La prima edizione dei Principia di Newton è esaurita da tempo. Il lavoro pluriennale di Newton per preparare la 2a edizione, rivista e ampliata, fu coronato dal successo nel 1710, quando fu pubblicato il primo volume della nuova edizione (l'ultimo, il terzo - nel 1713). La tiratura iniziale (700 copie) si rivelò chiaramente insufficiente; vi furono ulteriori stampe nel 1714 e nel 1723. Nel finalizzare il secondo volume, Newton, eccezionalmente, dovette tornare alla fisica per spiegare la discrepanza tra teoria e dati sperimentali, e fece immediatamente un'importante scoperta: la compressione idrodinamica del getto. La teoria ora concordava bene con l'esperimento. Newton aggiunse alla fine del libro un'Istruzione con una critica feroce alla “teoria del vortice” con cui i suoi avversari cartesiani cercavano di spiegare il moto dei pianeti. Alla domanda naturale “come stanno davvero le cose?” il libro segue la famosa e onesta risposta: “Non sono ancora riuscito a dedurre la causa... delle proprietà della forza di gravità dai fenomeni, e non invento ipotesi”.

Nell'aprile 1714, Newton riassunse la sua esperienza in materia di regolamentazione finanziaria e presentò al Tesoro il suo articolo "Osservazioni sul valore dell'oro e dell'argento". L'articolo conteneva proposte concrete per adeguare il costo dei metalli preziosi. Queste proposte furono parzialmente accettate e ciò ebbe un effetto benefico sull'economia britannica.

Poco prima della sua morte, Newton divenne una delle vittime di una truffa finanziaria da parte di una grande società commerciale, la South Sea Company, sostenuta dal governo. Acquistò i titoli della società per una grossa somma e insistette anche affinché la loro acquisizione da parte della Royal Society. Il 24 settembre 1720 la banca aziendale dichiarò fallimento. La nipote Catherine ha ricordato nei suoi appunti che Newton ha perso più di 20.000 libbre, dopo di che ha dichiarato di poter calcolare il movimento dei corpi celesti, ma non il grado di follia della folla. Tuttavia, molti biografi ritengono che Catherine non intendesse una perdita reale, ma un fallimento nel ricevere il profitto atteso. Dopo il fallimento della società, Newton si offrì di risarcire di tasca propria la Royal Society per le perdite, ma la sua offerta fu respinta.

Newton dedicò gli ultimi anni della sua vita alla stesura della Cronologia degli antichi regni, alla quale lavorò per circa 40 anni, oltre che alla preparazione della terza edizione dei Principia, che fu pubblicata nel 1726. A differenza della seconda, i cambiamenti nella terza edizione furono minori - principalmente i risultati di nuove osservazioni astronomiche, inclusa una guida abbastanza completa alle comete osservate a partire dal XIV secolo. Tra le altre venne presentata l'orbita calcolata della cometa di Halley, la cui ricomparsa all'ora indicata (1758) confermò chiaramente i calcoli teorici dei (ormai defunti) Newton e Halley. La tiratura del libro per una pubblicazione scientifica di quegli anni poteva considerarsi enorme: 1250 copie.

Nel 1725, la salute di Newton cominciò a peggiorare notevolmente, e si trasferì a Kensington, non lontano da Londra, dove morì di notte, nel sonno, il 20 (31) marzo 1727. Non lasciò un testamento scritto, ma lo fece non lasciare una parte significativa della sua grande fortuna poco prima della sua morte consegnata ai suoi parenti più stretti. Sepolto nell'Abbazia di Westminster. Fernando Savater, secondo le lettere di Voltaire, descrive il funerale di Newton come segue:

Tutta Londra vi ha preso parte. Il corpo fu prima esposto al pubblico in un magnifico carro funebre, fiancheggiato da enormi lampade, poi trasferito nell'Abbazia di Westminster, dove Newton fu sepolto tra re e importanti statisti. Alla testa del corteo funebre c'era il Lord Cancelliere, seguito da tutti i ministri reali.

Qualità personali

Tratti caratteriali

È difficile tracciare un ritratto psicologico di Newton, poiché anche le persone che simpatizzano con lui spesso attribuiscono a Newton varie qualità. Dobbiamo anche tenere conto del culto di Newton in Inghilterra, che costrinse gli autori di memorie a dotare il grande scienziato di tutte le virtù immaginabili, ignorando le vere contraddizioni della sua natura. Inoltre, alla fine della sua vita, il carattere di Newton acquisì tratti come la buona natura, la condiscendenza e la socievolezza, che prima non erano caratteristici di lui.

In apparenza, Newton era basso, di corporatura robusta, con i capelli ondulati. Non si ammalò quasi mai, e fino alla vecchiaia conservò i suoi folti capelli (già completamente grigi dall'età di 40 anni) e tutti i denti tranne uno. Non ho mai usato gli occhiali (secondo altre fonti quasi mai), anche se ero leggermente miope. Non rideva quasi mai né si irritava; non si parla delle sue battute o di altre manifestazioni del suo senso dell'umorismo. Nelle transazioni finanziarie era attento e parsimonioso, ma non avaro. Mai sposato. Di solito era in uno stato di profonda concentrazione interna, motivo per cui mostrava spesso distrazione: ad esempio, una volta, dopo aver invitato gli ospiti, andò nella dispensa a prendere del vino, ma poi gli venne in mente qualche idea scientifica, si precipitò in ufficio e mai restituito agli ospiti. Era indifferente allo sport, alla musica, all'arte, al teatro e ai viaggi, sebbene sapesse disegnare bene. Il suo assistente ricorda: “Non si concedeva alcun riposo o tregua... considerava perduta ogni ora non dedicata [alla scienza]... Penso che fosse piuttosto rattristato dalla necessità di perdere tempo mangiando e dormendo. " Con tutto ciò che è stato detto, Newton è stato in grado di coniugare praticità quotidiana e buon senso, chiaramente manifestati nella sua gestione di successo della Zecca e della Royal Society.

Cresciuto nelle tradizioni puritane, Newton stabilì per sé una serie di principi rigorosi e di autocontrollo. E non era disposto a perdonare agli altri ciò che non avrebbe perdonato a se stesso; Questa è la radice di molti dei suoi conflitti. Trattava calorosamente i suoi parenti e molti colleghi, ma non aveva amici intimi, non cercava la compagnia di altre persone e rimaneva in disparte. Allo stesso tempo, Newton non era senza cuore e indifferente al destino degli altri. Quando, dopo la morte della sua sorellastra Anna, i suoi figli rimasero senza mezzi di sostentamento, Newton assegnò un assegno ai figli minori e in seguito prese in cura la figlia di Anna, Katherine. Aiutava costantemente altri parenti. “Essendo parsimonioso e prudente, era allo stesso tempo molto libero con il denaro ed era sempre pronto ad aiutare un amico nel bisogno, senza essere invadente. È particolarmente nobile verso i giovani”. Molti famosi scienziati inglesi - Stirling, Maclaurin, l'astronomo James Pound e altri - hanno ricordato con profonda gratitudine l'aiuto fornito da Newton all'inizio della loro carriera scientifica.

Conflitti

Newton e Hooke

Nel 1675 Newton inviò alla Società il suo trattato con nuove ricerche e speculazioni sulla natura della luce. Robert Hooke ha dichiarato durante l'incontro che tutto ciò che è prezioso nel trattato è già disponibile nel libro di Hooke "Micrografia", precedentemente pubblicato. Nelle conversazioni private, ha accusato Newton di plagio: "Ho dimostrato che il signor Newton ha usato le mie ipotesi sugli impulsi e sulle onde" (dal diario di Hooke). Hooke contestò la priorità di tutte le scoperte di Newton nel campo dell'ottica, tranne quelle con cui non era d'accordo. Oldenburg informò immediatamente Newton di queste accuse e lui le considerò come insinuazioni. Questa volta il conflitto fu risolto e gli scienziati si scambiarono lettere di conciliazione (1676). Tuttavia, da quel momento fino alla morte di Hooke (1703), Newton non pubblicò alcun lavoro sull'ottica, sebbene accumulò un'enorme quantità di materiale, che sistematizzò nella classica monografia "Ottica" (1704).

Un'altra controversia prioritaria era legata alla scoperta della legge di gravità. Già nel 1666, Hooke giunse alla conclusione che il movimento dei pianeti è una sovrapposizione della caduta sul Sole dovuta alla forza di attrazione del Sole e del movimento per inerzia tangente alla traiettoria del pianeta. Secondo lui, questa sovrapposizione di movimenti determina la forma ellittica della traiettoria del pianeta attorno al Sole. Tuttavia, non riuscì a dimostrarlo matematicamente e nel 1679 inviò una lettera a Newton, in cui offrì collaborazione per risolvere questo problema. Questa lettera affermava anche il presupposto che la forza di attrazione del Sole diminuisce in proporzione inversa al quadrato della distanza. In risposta, Newton notò di aver precedentemente lavorato sul problema del movimento planetario, ma abbandonò questi studi. Infatti, come mostrano documenti ritrovati successivamente, Newton si occupò del problema del moto planetario già nel 1665-1669, quando, sulla base della III legge di Keplero, stabilì che “la tendenza dei pianeti ad allontanarsi dal Sole sarà inversamente proporzionale proporzionale al quadrato delle loro distanze dal Sole”. Tuttavia in quegli anni non aveva ancora sviluppato del tutto l’idea dell’orbita del pianeta come unicamente risultato dell’uguaglianza delle forze di attrazione verso il Sole e della forza centrifuga.

Successivamente, la corrispondenza tra Hooke e Newton fu interrotta. Hooke tornò ai tentativi di costruire la traiettoria del pianeta sotto l'influenza di una forza che diminuisce secondo la legge dell'inverso del quadrato. Tuttavia anche questi tentativi non hanno avuto successo. Nel frattempo, Newton tornò allo studio del movimento planetario e risolse questo problema.

Quando Newton stava preparando i suoi Principia per la pubblicazione, Hooke chiese che Newton stabilisse nella prefazione la priorità di Hooke riguardo alla legge di gravitazione. Newton ribatté che Bulliald, Christopher Wren e lo stesso Newton arrivarono alla stessa formula indipendentemente e prima di Hooke. Scoppiò un conflitto che avvelenò gravemente la vita di entrambi gli scienziati.

Gli autori moderni rendono omaggio sia a Newton che a Hooke. La priorità di Hooke è formulare il problema della costruzione della traiettoria del pianeta dovuta alla sovrapposizione della sua caduta sul Sole secondo la legge dell'inverso del quadrato e del moto per inerzia. È anche possibile che sia stata la lettera di Hooke a spingere direttamente Newton a completare la soluzione a questo problema. Tuttavia, lo stesso Hooke non ha risolto il problema e non ha nemmeno indovinato l'universalità della gravità. Secondo SI Vavilov,

Se uniamo in uno tutti i presupposti e i pensieri di Hooke sul movimento dei pianeti e sulla gravitazione, da lui espressi per quasi 20 anni, allora incontreremo quasi tutte le principali conclusioni dei "Principi" di Newton, espressi solo in modo incerto e con poche prove forma basata. Senza risolvere il problema, Hooke trovò la risposta. Allo stesso tempo, quello che abbiamo davanti non è affatto un pensiero casuale, ma senza dubbio il frutto di tanti anni di lavoro. Hooke ebbe la brillante intuizione di un fisico sperimentale che distinse le vere relazioni e le leggi della natura nel labirinto dei fatti. Incontriamo una simile rara intuizione di uno sperimentatore nella storia della scienza in Faraday, ma Hooke e Faraday non erano matematici. Il loro lavoro fu completato da Newton e Maxwell. La lotta senza scopo con Newton per la priorità getta un'ombra sul glorioso nome di Hooke, ma è tempo che la storia, dopo quasi tre secoli, dia a ciascuno il dovuto. Hooke non riuscì a seguire il percorso rettilineo e impeccabile dei “Principi della matematica” di Newton, ma con i suoi percorsi tortuosi, di cui non troviamo più traccia, arrivò lì.

Successivamente, il rapporto di Newton con Hooke rimase teso. Ad esempio, quando Newton presentò alla Società un nuovo progetto per un sestante, Hooke dichiarò immediatamente di aver inventato un dispositivo del genere più di 30 anni fa (sebbene non avesse mai costruito un sestante). Tuttavia Newton era consapevole del valore scientifico delle scoperte di Hooke e nella sua “Ottica” menzionò più volte il suo defunto avversario.

Oltre a Newton, Hooke ebbe controversie prioritarie con molti altri scienziati inglesi e continentali, tra cui Robert Boyle, che accusò di essersi appropriato del miglioramento della pompa dell'aria, nonché con il segretario della Royal Society Oldenburg, sostenendo che con l'aiuto di Oldenburg Huygens ha rubato l'orologio ideato da Hooke con una molla a spirale.

Il mito secondo cui Newton avrebbe ordinato la distruzione dell'unico ritratto di Hooke è discusso di seguito.

Newton e Flamsteed

John Flamsteed, un eccezionale astronomo inglese, incontrò Newton a Cambridge (1670), quando Flamsteed era ancora uno studente e Newton un maestro. Tuttavia, già nel 1673, quasi contemporaneamente a Newton, anche Flamsteed divenne famoso: pubblicò tavole astronomiche di eccellente qualità, per le quali il re gli assegnò un'udienza personale e il titolo di "Astronomo reale". Inoltre, il re ordinò la costruzione di un osservatorio a Greenwich vicino a Londra e il suo trasferimento a Flamsteed. Tuttavia, il re considerò i soldi per attrezzare l'osservatorio una spesa inutile e quasi tutte le entrate di Flamsteed andarono alla costruzione di strumenti e ai bisogni economici dell'osservatorio.

All'inizio, il rapporto tra Newton e Flamsteed era cordiale. Newton stava preparando la seconda edizione dei Principia e aveva un disperato bisogno di osservazioni accurate della Luna per costruire e (come sperava) confermare la sua teoria del suo movimento; Nella prima edizione la teoria del moto della Luna e delle comete era insoddisfacente. Ciò fu importante anche per l’affermazione della teoria della gravitazione di Newton, che fu aspramente criticata dai cartesiani del continente. Flamsteed gli fornì volentieri i dati richiesti e nel 1694 Newton informò con orgoglio Flamsteed che un confronto tra dati calcolati e sperimentali mostrava il loro accordo pratico. In alcune lettere, Flamsteed chiese urgentemente a Newton, nel caso di utilizzo di osservazioni, di stabilire la sua priorità, quella di Flamsteed; questo si applicava principalmente a Halley, che Flamsteed non amava e sospettava di disonestà scientifica, ma poteva anche significare una mancanza di fiducia nello stesso Newton. Le lettere di Flamsteed iniziano a mostrare risentimento:

Sono d'accordo: il filo è più costoso dell'oro di cui è composto. Tuttavia, ho raccolto quest'oro, l'ho pulito e lavato, e non oso pensare che tu apprezzi così poco il mio aiuto solo perché l'hai ricevuto così facilmente.

Il conflitto aperto iniziò con una lettera di Flamsteed, in cui riferiva in tono di scuse di aver scoperto una serie di errori sistematici in alcuni dei dati forniti a Newton. Ciò mise a repentaglio la teoria della Luna di Newton e costrinse a rifare i calcoli, e anche la fiducia nei dati rimanenti fu scossa. Newton, che odiava la disonestà, era estremamente irritato e sospettava persino che gli errori fossero stati introdotti deliberatamente da Flamsteed.

Nel 1704, Newton visitò Flamsteed, che a quel tempo aveva ricevuto dati osservativi nuovi ed estremamente accurati, e gli chiese di trasmettere questi dati; in cambio, Newton promise di aiutare Flamsteed a pubblicare la sua opera principale, il Great Star Catalog. Flamsteed, però, cominciò a ritardare per due motivi: il catalogo non era ancora del tutto pronto, non si fidava più di Newton e temeva il furto delle sue inestimabili osservazioni. Flamsteed utilizzò gli esperti calcolatori fornitigli per completare il lavoro per calcolare le posizioni delle stelle, mentre Newton era interessato principalmente alla Luna, ai pianeti e alle comete. Finalmente, nel 1706, iniziò la stampa del libro, ma Flamsteed, affetto da una gotta agonizzante e diventando sempre più sospettoso, chiese a Newton di non aprire la copia sigillata finché la stampa non fosse stata completata; Newton, che aveva urgente bisogno dei dati, ignorò questo divieto e annotò i valori necessari. La tensione cresceva. Flamsteed affrontò Newton per aver tentato di correggere personalmente errori minori. La stampa del libro è stata estremamente lenta.

A causa di difficoltà finanziarie, Flamsteed non riuscì a pagare la quota associativa e fu espulso dalla Royal Society; un nuovo colpo venne inferto dalla regina che, apparentemente su richiesta di Newton, trasferì alla Società le funzioni di controllo sull’osservatorio. Newton diede a Flamsteed un ultimatum:

Avete presentato un catalogo imperfetto, in cui manca molto, non avete indicato le posizioni delle stelle che si desideravano, e ho sentito che la stampa ora è interrotta a causa della loro incapacità di fornirle. Dovresti quindi inviare la fine del tuo catalogo al dottor Arbuthnot, o almeno inviargli le osservazioni necessarie per completarlo in modo che la stampa possa continuare.

Newton minacciò anche che ulteriori ritardi sarebbero stati considerati disobbedienza agli ordini di Sua Maestà. Nel marzo 1710, Flamsteed, dopo accese denunce per l'ingiustizia e le macchinazioni dei nemici, consegnò tuttavia le ultime pagine del suo catalogo e all'inizio del 1712 fu pubblicato il primo volume, intitolato "Storia celeste". Conteneva tutti i dati di cui Newton aveva bisogno e, un anno dopo, apparve rapidamente anche un'edizione rivista dei Principia, con una teoria della Luna molto più accurata. Il vendicativo Newton non incluse la gratitudine a Flamsteed nell'edizione e cancellò tutti i riferimenti a lui presenti nella prima edizione. In risposta, Flamsteed bruciò nel caminetto tutte le 300 copie invendute del catalogo e iniziò a prepararne la seconda edizione, questa volta secondo i suoi gusti. Morì nel 1719, ma grazie agli sforzi di sua moglie e dei suoi amici questa meravigliosa pubblicazione, orgoglio dell'astronomia inglese, fu pubblicata nel 1725.

Newton e Leibniz

Dai documenti sopravvissuti, gli storici della scienza hanno scoperto che Newton creò il calcolo differenziale e integrale nel 1665-1666, ma lo pubblicò solo nel 1704. Leibniz sviluppò la sua versione del calcolo infinitesimale in modo indipendente (dal 1675), sebbene l'impulso iniziale al suo pensiero provenisse probabilmente dalle voci secondo cui Newton possedeva già un calcolo del genere, nonché dalle conversazioni scientifiche in Inghilterra e dalla corrispondenza con Newton. A differenza di Newton, Leibniz pubblicò immediatamente la sua versione e in seguito, insieme a Jacob e Johann Bernoulli, diffuse ampiamente questa scoperta epocale in tutta Europa. La maggior parte degli scienziati del continente non aveva dubbi sul fatto che Leibniz avesse scoperto l’analisi.

Dopo aver ascoltato la persuasione degli amici che facevano appello al suo patriottismo, Newton, nel 2° libro dei suoi “Principi” (1687), disse:

Nelle lettere che ho scambiato circa dieci anni fa con l'abile matematico signor Leibniz, lo informavo che avevo un metodo per determinare i massimi e i minimi, tracciare le tangenti e risolvere problemi simili, applicabile ugualmente sia ai termini razionali che a quelli razionali. quelli, e ho nascosto il metodo riorganizzando le lettere della seguente frase: "quando viene data un'equazione contenente un numero qualsiasi di quantità correnti, trova le flussioni e viceversa." L'uomo più famoso mi ha risposto che anche lui attaccava un metodo del genere e mi ha raccontato il suo metodo, che si è rivelato poco diverso dal mio, e quindi solo nei termini e nello schema delle formule.

Il nostro Wallis ha aggiunto alla sua “Algebra”, appena apparsa, alcune delle lettere che ti ho scritto una volta. Allo stesso tempo, mi ha chiesto di dichiarare apertamente il metodo che a quel tempo ti nascondevo riordinando le lettere; L'ho reso il più breve possibile. Spero di non aver scritto nulla che possa dispiacerti, ma se ciò accadesse, per favore fammelo sapere, perché gli amici mi sono più cari delle scoperte matematiche.

Dopo la prima pubblicazione dettagliata dell'analisi di Newton (appendice matematica dell'Ottica, 1704) apparsa sulla rivista Acta eruditorum di Leibniz, apparve una recensione anonima con allusioni offensive a Newton. La revisione indicava chiaramente che l'autore del nuovo calcolo era Leibniz. Lo stesso Leibniz negò fermamente di aver scritto la recensione, ma gli storici riuscirono a trovarne una bozza scritta di suo pugno. Newton ignorò l'articolo di Leibniz, ma i suoi studenti risposero con indignazione, dopo di che scoppiò una guerra prioritaria paneuropea, "il battibecco più vergognoso dell'intera storia della matematica".

Il 31 gennaio 1713 la Royal Society ricevette una lettera di Leibniz contenente una formulazione conciliante: egli concordava sul fatto che Newton fosse arrivato all'analisi in modo indipendente, "su principi generali simili ai nostri". Un Newton arrabbiato ha chiesto la creazione di una commissione internazionale per chiarire le priorità. La commissione non ebbe bisogno di molto tempo: dopo un mese e mezzo, dopo aver studiato la corrispondenza di Newton con Oldenburg e altri documenti, riconobbe all'unanimità la priorità di Newton e, a parole, questa volta offensiva nei confronti di Leibniz. La decisione della commissione è stata pubblicata negli atti della Società con tutti i documenti giustificativi allegati. In risposta, dall'estate del 1713, l'Europa fu inondata di opuscoli anonimi che difendevano la priorità di Leibniz e sostenevano che "Newton si arroga l'onore che appartiene a un altro". Gli opuscoli accusavano anche Newton di aver rubato i risultati di Hooke e Flamsteed. Gli amici di Newton, dal canto loro, accusarono lo stesso Leibniz di plagio; Secondo la loro versione, durante il suo soggiorno a Londra (1676), Leibniz conobbe le opere e le lettere inedite di Newton alla Royal Society, dopo di che Leibniz pubblicò le idee lì espresse e le spacciava per sue.

La guerra continuò senza sosta fino al dicembre 1716, quando l'Abate Conti ( Antonio Schinella Conti) informò Newton: "Leibniz è morto - la disputa è finita".

Attività scientifica

Una nuova era nella fisica e nella matematica è associata al lavoro di Newton. Completò la creazione della fisica teorica, iniziata da Galileo, basata, da un lato, su dati sperimentali e, dall'altro, su una descrizione quantitativa e matematica della natura. In matematica stanno emergendo potenti metodi analitici. In fisica, il metodo principale per studiare la natura è la costruzione di adeguati modelli matematici dei processi naturali e la ricerca intensiva di questi modelli con l'uso sistematico di tutta la potenza del nuovo apparato matematico. I secoli successivi hanno dimostrato l’eccezionale fecondità di questo approccio.

Filosofia e metodo scientifico

Newton rifiutò risolutamente l’approccio di Cartesio e dei suoi seguaci cartesiani, diffuso alla fine del XVII secolo, che prescriveva che quando si costruisce una teoria scientifica, si debba prima usare il “discernimento della mente” per trovare le “cause profonde” del problema. fenomeno oggetto di studio. In pratica, questo approccio portava spesso alla formulazione di ipotesi inverosimili su “sostanze” e “proprietà nascoste” che non erano suscettibili di verifica sperimentale. Newton credeva che nella "filosofia naturale" (cioè la fisica) siano ammessi solo tali presupposti ("principi", ora preferiamo il nome "leggi della natura") che derivano direttamente da esperimenti affidabili e generalizzano i loro risultati; Chiamò ipotesi le ipotesi che non erano sufficientemente comprovate dagli esperimenti. “Tutto... ciò che non si deduce dai fenomeni dovrebbe chiamarsi ipotesi; le ipotesi di proprietà metafisiche, fisiche, meccaniche e nascoste non hanno posto nella filosofia sperimentale”. Esempi di principi sono la legge di gravità e le 3 leggi della meccanica in Principia; la parola "principi" ( Principia Matematica, tradizionalmente tradotto come “principi matematici”) è contenuto anche nel titolo del suo libro principale.

In una lettera a Pardiz, Newton formulò la “regola d’oro della scienza”:

Il metodo migliore e più sicuro per filosofare, mi sembra, dovrebbe essere prima quello di studiare diligentemente le proprietà delle cose e stabilirle mediante esperimenti, e poi avanzare gradualmente verso ipotesi che spieghino queste proprietà. Le ipotesi possono essere utili solo per spiegare le proprietà delle cose, ma non è necessario caricarle della responsabilità di determinare tali proprietà oltre i limiti rivelati dall'esperimento... dopo tutto, molte ipotesi possono essere inventate per spiegare eventuali nuove difficoltà.

Questo approccio non solo poneva le fantasie speculative al di fuori della scienza (ad esempio, il ragionamento dei cartesiani sulle proprietà delle “materie sottili” che presumibilmente spiegavano i fenomeni elettromagnetici), ma era più flessibile e fruttuoso perché consentiva la modellizzazione matematica di fenomeni per i quali la radice le cause non erano ancora state scoperte. Questo è quello che è successo con la gravità e la teoria della luce: la loro natura è diventata chiara molto più tardi, il che non ha interferito con il successo secolare dell'uso dei modelli newtoniani.

La famosa frase “Non invento ipotesi” (lat. Hypotheses non fingo), ovviamente, non significa che Newton sottovalutasse l'importanza di trovare “cause prime” se queste sono chiaramente confermate dall'esperienza. I principi generali ottenuti dall'esperimento e le conseguenze che ne derivano devono essere sottoposti anche a prove sperimentali, che possono portare ad un aggiustamento o addirittura a un cambiamento dei principi. “Tutta la difficoltà della fisica... consiste nel riconoscere le forze della natura dai fenomeni del movimento, e poi usare queste forze per spiegare altri fenomeni.”

Newton, come Galileo, credeva che il movimento meccanico fosse alla base di tutti i processi naturali:

Sarebbe desiderabile dedurre dai principi della meccanica e da altri fenomeni naturali... poiché molto mi fa supporre che tutti questi fenomeni siano determinati da certe forze con le quali le particelle dei corpi, per ragioni ancora sconosciute, o tendono l'una all'altra l'altro e si intrecciano in figure regolari, oppure si respingono a vicenda e si allontanano l'uno dall'altro. Poiché queste forze sono sconosciute, fino ad ora i tentativi dei filosofi di spiegare i fenomeni naturali sono rimasti infruttuosi.

Newton formulò il suo metodo scientifico nel suo libro “Ottica”:

Come in matematica, così nella sperimentazione della natura, nell'investigazione di questioni difficili, il metodo analitico deve precedere quello sintetico. Questa analisi consiste nel trarre conclusioni generali da esperimenti e osservazioni per induzione e non ammettere contro di esse alcuna obiezione che non proceda da esperimenti o altre verità attendibili. Perché le ipotesi non sono prese in considerazione nella filosofia sperimentale. Sebbene i risultati ottenuti per induzione da esperimenti e osservazioni non possano ancora servire come prova di conclusioni universali, questo è ancora il modo migliore per trarre conclusioni, consentito dalla natura delle cose.

Nel 3° libro degli Elementi (a partire dalla 2° edizione), Newton pose una serie di regole metodologiche dirette contro i cartesiani; Il primo di questi è una variante del rasoio di Occam:

Regola I. Non bisogna accettare altre cause in natura oltre a quelle che sono vere e sufficienti a spiegare i fenomeni... la natura non fa nulla invano, e sarebbe vano che molti facessero ciò che possono fare in pochi. La natura è semplice e non si concede il lusso di cause superflue delle cose...

Regola IV. Nella fisica sperimentale, le proposizioni derivate da fenomeni che si verificano per mezzo dell'induzione, nonostante la possibilità di assunzioni contrarie ad esse, dovrebbero essere considerate vere esattamente o approssimativamente, finché tali fenomeni non vengano scoperti, siano ulteriormente raffinati o soggetti a eccezioni.

Le visioni meccanicistiche di Newton si rivelarono errate: non tutti i fenomeni naturali derivano dal movimento meccanico. Tuttavia, il suo metodo scientifico si affermò nella scienza. La fisica moderna esplora e applica con successo fenomeni la cui natura non è stata ancora chiarita (ad esempio le particelle elementari). A partire da Newton, le scienze naturali si sono sviluppate nella ferma convinzione che il mondo sia conoscibile perché la natura è organizzata secondo semplici principi matematici. Questa fiducia divenne la base filosofica per l’enorme progresso della scienza e della tecnologia.

Matematica

Newton fece le sue prime scoperte matematiche già da studente: la classificazione delle curve algebriche del 3° ordine (le curve del 2° ordine furono studiate da Fermat) e l'espansione binomiale di un grado arbitrario (non necessariamente intero), da cui la teoria di Newton iniziarono le serie infinite: un nuovo e potente strumento di analisi. Newton considerava l'espansione in serie il metodo principale e generale per analizzare le funzioni, e in questa materia raggiunse l'apice della maestria. Ha utilizzato le serie per calcolare tabelle, risolvere equazioni (comprese quelle differenziali) e studiare il comportamento delle funzioni. Newton riuscì ad ottenere espansioni per tutte le funzioni che all'epoca erano standard.

Newton sviluppò il calcolo differenziale e integrale contemporaneamente a G. Leibniz (poco prima) e indipendentemente da lui. Prima di Newton, le operazioni con gli infinitesimi non erano collegate in un'unica teoria e avevano il carattere di tecniche ingegnose isolate. La creazione di un'analisi matematica sistemica riduce la soluzione dei problemi rilevanti, in larga misura, al livello tecnico. Apparve un complesso di concetti, operazioni e simboli, che divenne il punto di partenza per l'ulteriore sviluppo della matematica. Il secolo successivo, il XVIII secolo, fu un secolo di sviluppo rapido ed estremamente positivo dei metodi analitici.

Forse Newton è arrivato all'idea dell'analisi attraverso metodi di differenza, che ha studiato molto e profondamente. È vero, nei suoi "Principi" Newton quasi non usava gli infinitesimi, aderendo agli antichi metodi di dimostrazione (geometrici), ma in altri lavori li usò liberamente.

Punto di partenza per il calcolo differenziale e integrale furono le opere di Cavalieri e soprattutto di Fermat, che già sapevano (per le curve algebriche) disegnare le tangenti, trovare gli estremi, i punti di flesso e la curvatura di una curva, e calcolare l'area del suo segmento . Tra gli altri predecessori, lo stesso Newton chiamò Wallis, Barrow e lo scienziato scozzese James Gregory. Non esisteva ancora il concetto di funzione; interpretava cinematicamente tutte le curve come traiettorie di un punto in movimento.

Già da studente Newton si rese conto che differenziazione e integrazione sono operazioni reciprocamente inverse. Questo fondamentale teorema dell'analisi era già emerso più o meno chiaramente nelle opere di Torricelli, Gregory e Barrow, ma solo Newton si rese conto che su questa base era possibile ottenere non solo scoperte individuali, ma un potente calcolo sistemico, simile all'algebra, con regole chiare e possibilità gigantesche.

Per quasi 30 anni Newton non si preoccupò di pubblicare la sua versione dell'analisi, sebbene nelle lettere (in particolare a Leibniz) condividesse volentieri gran parte di ciò che aveva ottenuto. Nel frattempo, la versione di Leibniz si era diffusa ampiamente e apertamente in tutta Europa a partire dal 1676. Solo nel 1693 apparve la prima presentazione della versione di Newton, sotto forma di appendice al Trattato di Algebra di Wallis. Dobbiamo ammettere che la terminologia e il simbolismo di Newton sono piuttosto goffi rispetto a quelli di Leibniz: fluxion (derivativo), fluente (antiderivativo), momento di grandezza (differenziale), ecc. Solo la notazione di Newton “è conservata in matematica”. o» per infinitesimo dt(tuttavia questa lettera fu usata prima da Gregorio nello stesso senso), e anche il punto sopra la lettera come simbolo della derivata rispetto al tempo.

Newton pubblicò un'esposizione abbastanza completa dei principi dell'analisi solo nell'opera "Sulla quadratura delle curve" (1704), allegata alla sua monografia "Ottica". Quasi tutto il materiale presentato era pronto negli anni 1670-1680, ma solo ora Gregory e Halley convinsero Newton a pubblicare l'opera, che, 40 anni dopo, divenne la prima opera stampata di Newton sull'analisi. Qui Newton introdusse le derivate di ordine superiore, trovò i valori degli integrali di varie funzioni razionali e irrazionali e fornì esempi di risoluzione di equazioni differenziali del primo ordine.

Nel 1707 fu pubblicato il libro “Aritmetica universale”. Presenta una varietà di metodi numerici. Newton prestò sempre grande attenzione alla soluzione approssimativa delle equazioni. Il famoso metodo di Newton permise di trovare le radici delle equazioni con una velocità e una precisione prima inimmaginabili (pubblicato in Wallis' Algebra, 1685). Il metodo iterativo di Newton ricevette la sua forma moderna da Joseph Raphson (1690).

Nel 1711, dopo 40 anni, fu finalmente pubblicata l'Analisi delle equazioni con un numero infinito di termini. In questo lavoro, Newton esplora sia le curve algebriche che quelle “meccaniche” (cicloide, quadratrice) con uguale facilità. Appaiono le derivate parziali. Nello stesso anno fu pubblicato il “Metodo delle differenze”, in cui Newton propose una formula di interpolazione per effettuare (n+1) punti dati con ascisse equidistanti o disuguali del polinomio N-esimo ordine. Questa è una differenza analoga alla formula di Taylor.

Nel 1736 fu pubblicata postuma l’opera finale, “Il metodo delle flussioni e delle serie infinite”, significativamente avanzata rispetto all’”Analisi per equazioni”. Fornisce numerosi esempi di ricerca di estremi, tangenti e normali, calcolo di raggi e centri di curvatura in coordinate cartesiane e polari, ricerca di punti di flesso, ecc. Nello stesso lavoro sono state eseguite quadrature e raddrizzamenti di varie curve.

Va notato che Newton non solo ha sviluppato l'analisi in modo abbastanza completo, ma ha anche tentato di comprovarne rigorosamente i principi. Se Leibniz era propenso all’idea degli infinitesimi reali, allora Newton propose (nei Principia) una teoria generale del passaggio ai limiti, che chiamò in modo un po’ florido il “metodo delle relazioni prime e ultime”. Viene utilizzato il termine moderno "limite" (latino limes), sebbene non vi sia una descrizione chiara dell'essenza di questo termine, il che implica una comprensione intuitiva. La teoria dei limiti è esposta in 11 lemmi nel Libro I degli Elementi; un lemma è anche nel libro II. Non esiste l'aritmetica dei limiti, non esiste la prova dell'unicità del limite e non è stata rivelata la sua connessione con gli infinitesimi. Tuttavia Newton sottolinea giustamente il maggior rigore di questo approccio rispetto al metodo “grezzo” degli indivisibili. Tuttavia, nel Libro II, introducendo i “momenti” (differenziali), Newton confonde nuovamente la questione, considerandoli di fatto come veri e propri infinitesimi.

È interessante notare che Newton non era affatto interessato alla teoria dei numeri. Apparentemente per lui la fisica era molto più vicina alla matematica.

Meccanica

Il merito di Newton sta nella soluzione di due problemi fondamentali.

• Creazione di una base assiomatica per la meccanica, che di fatto trasferì questa scienza nella categoria delle rigorose teorie matematiche.
• Creazione di dinamiche che collegano il comportamento del corpo con le caratteristiche delle influenze esterne (forze) su di esso.

Inoltre, Newton seppellì finalmente l'idea, radicata fin dall'antichità, che le leggi del movimento dei corpi terrestri e celesti siano completamente diverse. Nel suo modello del mondo, l'intero Universo è soggetto a leggi uniformi che possono essere formulate matematicamente.

L'assiomatica di Newton consisteva in tre leggi, che egli stesso formulò come segue.

1. Ogni corpo continua a mantenersi in uno stato di riposo o di moto uniforme e rettilineo finché e a meno che non sia costretto dalle forze applicate a cambiare questo stato.
2. La variazione della quantità di moto è proporzionale alla forza applicata e avviene nella direzione della retta lungo la quale agisce questa forza.
3. Un'azione ha sempre una reazione uguale e contraria, altrimenti le interazioni di due corpi l'uno sull'altro sono uguali e dirette in direzioni opposte.

Testo originale(lat.)

LEX I
Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quantenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.

LEX II
Mutationem motus proporzionaleem esse vi motrici impressae et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.

Actioni contrariam semper et aequalem esse reactem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi.

- Spasskij B.I. Storia della fisica. - T. 1. - P. 139.

La prima legge (la legge dell'inerzia), in una forma meno chiara, fu pubblicata da Galileo. Va notato che Galileo consentiva la libera circolazione non solo in linea retta, ma anche in circolo (apparentemente per ragioni astronomiche). Galileo formulò anche il più importante principio di relatività, che Newton non incluse nella sua assiomatica, perché per i processi meccanici questo principio è una conseguenza diretta delle equazioni della dinamica (Corollario V dei Principia). Inoltre, Newton considerava lo spazio e il tempo come concetti assoluti, comuni a tutto l'Universo, e lo indicava chiaramente nei suoi Principia.

Newton diede anche definizioni rigorose di concetti fisici come quantità di moto(non usato chiaramente da Cartesio) e forza. Introdusse nella fisica il concetto di massa come misura dell'inerzia e, allo stesso tempo, delle proprietà gravitazionali. In precedenza, i fisici utilizzavano il concetto peso, tuttavia, il peso di un corpo dipende non solo dal corpo stesso, ma anche dal suo ambiente (ad esempio, dalla distanza dal centro della Terra), quindi era necessaria una nuova caratteristica invariante.

Eulero e Lagrange completarono la matematizzazione della meccanica.

Gravità universale e astronomia

Aristotele e i suoi sostenitori consideravano la gravità il desiderio dei corpi del “mondo sublunare” verso i loro luoghi naturali. Alcuni altri filosofi antichi (tra cui Empedocle e Platone) credevano che la gravità fosse il desiderio di corpi imparentati di unirsi. Nel XVI secolo, questo punto di vista fu sostenuto da Nicolaus Copernicus, nel cui sistema eliocentrico la Terra era considerata solo uno dei pianeti. Giordano Bruno e Galileo Galilei avevano opinioni simili. Giovanni Keplero credeva che la ragione della caduta dei corpi non fossero le loro aspirazioni interne, ma la forza di attrazione della Terra, e non solo la Terra attrae la pietra, ma anche la pietra attrae la Terra. Secondo lui la gravità si estende almeno fino alla Luna. Nei suoi lavori successivi espresse l'opinione che la forza di gravità diminuisce con la distanza e che tutti i corpi del sistema solare sono soggetti ad attrazione reciproca. René Descartes, Gilles Roberval, Christian Huygens e altri scienziati del XVII secolo cercarono di svelare la natura fisica della gravità.

Lo stesso Keplero fu il primo a suggerire che il movimento dei pianeti sia controllato da forze emanate dal Sole. Nella sua teoria c'erano tre di queste forze: una, circolare, spinge il pianeta nella sua orbita, agendo tangenzialmente alla traiettoria (a causa di questa forza il pianeta si muove), l'altra attrae o respinge il pianeta dal Sole (a causa di essa l'orbita del pianeta è un'ellisse) e il terzo agisce attraverso il piano dell'eclittica (per cui l'orbita del pianeta si trova sullo stesso piano). Considerò che la forza circolare diminuisse in proporzione inversa alla distanza dal Sole. Nessuna di queste tre forze veniva identificata con la gravità. La teoria kepleriana fu respinta dal principale astronomo teorico della metà del XVII secolo, Ismael Bulliald, secondo il quale, in primo luogo, i pianeti si muovono attorno al Sole non sotto l'influenza delle forze che emanano da esso, ma a causa del desiderio interno, e in secondo luogo , se esistesse una forza circolare, essa diminuirebbe fino al secondo grado di distanza, e non al primo, come credeva Keplero. Cartesio credeva che i pianeti fossero trasportati attorno al Sole da vortici giganti.

L'ipotesi sull'esistenza di una forza emanata dal Sole che controlla il movimento dei pianeti è stata espressa da Jeremy Horrocks. Secondo Giovanni Alfonso Borelli, dal Sole emanano tre forze: una spinge il pianeta nella sua orbita, l'altra lo attira verso il Sole e la terza (centrifuga), al contrario, spinge via il pianeta. L'orbita ellittica del pianeta è il risultato del confronto tra questi ultimi due. Nel 1666, Robert Hooke suggerì che la sola forza di gravità verso il Sole è abbastanza sufficiente per spiegare il movimento dei pianeti, è semplicemente necessario supporre che l'orbita planetaria sia il risultato di una combinazione (sovrapposizione) di cadute sul Sole (dovuto alla forza di gravità) e movimento dovuto all'inerzia (dovuto alla gravità) tangente alla traiettoria del pianeta). Secondo lui, questa sovrapposizione di movimenti determina la forma ellittica della traiettoria del pianeta attorno al Sole. Anche Christopher Wren ha espresso opinioni simili, ma in forma piuttosto vaga. Hooke e Wren ipotizzarono che la forza di gravità diminuisse in proporzione inversa al quadrato della distanza dal Sole.

Tuttavia, nessuno prima di Newton era stato in grado di collegare in modo chiaro e matematico la legge di gravità (una forza inversamente proporzionale al quadrato della distanza) e le leggi del moto planetario (leggi di Keplero). Inoltre, fu Newton il primo a intuire che la gravità agisce tra due corpi qualsiasi nell'Universo; Il movimento di una mela che cade e la rotazione della Luna attorno alla Terra sono controllati dalla stessa forza. Infine, Newton non solo pubblicò la presunta formula della legge di gravitazione universale, ma in realtà propose un modello matematico olistico:

• legge di gravitazione;
• legge del moto (seconda legge di Newton);
• sistema di metodi per la ricerca matematica (analisi matematica).

Nel loro insieme, questa triade è sufficiente per uno studio completo dei movimenti più complessi dei corpi celesti, creando così le basi della meccanica celeste. Solo quindi con le opere di Newton inizia la scienza della dinamica, anche applicata al movimento dei corpi celesti. Prima della creazione della teoria della relatività e della meccanica quantistica, non erano necessarie modifiche fondamentali a questo modello, sebbene si rivelasse necessario uno sviluppo significativo dell'apparato matematico.

Il primo argomento a favore del modello newtoniano fu la rigorosa derivazione delle leggi empiriche di Keplero sulla sua base. Il passo successivo fu la teoria del movimento delle comete e della Luna, esposta nei “Principi”. Successivamente, con l'aiuto della gravità newtoniana, tutti i movimenti osservati dei corpi celesti furono spiegati con elevata precisione; Questo è un grande merito di Eulero, Clairaut e Laplace, che hanno sviluppato la teoria delle perturbazioni a questo scopo. Il fondamento di questa teoria fu posto da Newton, che analizzò il moto della Luna utilizzando il suo consueto metodo di espansione in serie; su questo percorso scoprì le cause delle irregolarità allora note ( disuguaglianze) nel movimento della Luna.

La legge di gravità ha permesso di risolvere non solo problemi di meccanica celeste, ma anche una serie di problemi fisici e astrofisici. Newton indicò un metodo per determinare la massa del Sole e dei pianeti. Scoprì la causa delle maree: la gravità della Luna (anche Galileo considerava le maree un effetto centrifugo). Inoltre, dopo aver elaborato molti anni di dati sull'altezza delle maree, calcolò la massa della Luna con buona precisione. Un'altra conseguenza della gravità era la precessione dell'asse terrestre. Newton scoprì che a causa dell'oblazione della Terra ai poli, l'asse terrestre subisce uno spostamento lento e costante con un periodo di 26.000 anni sotto l'influenza dell'attrazione della Luna e del Sole. Così, l'antico problema dell '"anticipazione degli equinozi" (notato per la prima volta da Ipparco) trovò una spiegazione scientifica.

La teoria della gravitazione di Newton ha causato molti anni di dibattiti e critiche al concetto di azione a lungo raggio in essa adottato. Tuttavia, gli eccezionali successi della meccanica celeste nel XVIII secolo confermarono l’opinione sull’adeguatezza del modello newtoniano. Le prime deviazioni osservate dalla teoria di Newton in astronomia (uno spostamento del perielio di Mercurio) furono scoperte solo 200 anni dopo. Queste deviazioni furono presto spiegate dalla teoria della relatività generale (GR); La teoria di Newton si è rivelata una sua versione approssimativa. La relatività generale ha anche riempito la teoria della gravitazione di contenuto fisico, indicando il portatore materiale della forza di attrazione - la metrica dello spazio-tempo, e ha permesso di eliminare l'azione a lungo raggio.

Ottica e teoria della luce

Newton fece scoperte fondamentali nel campo dell'ottica. Costruì il primo telescopio a specchio (riflettore), nel quale, a differenza dei telescopi puramente a lente, non c'era aberrazione cromatica. Studiò in dettaglio anche la dispersione della luce, dimostrando che quando la luce bianca passa attraverso un prisma trasparente, si decompone in una serie continua di raggi di diversi colori a causa della diversa rifrazione dei raggi di diversi colori, così Newton pose le basi della teoria teoria corretta dei colori. Newton creò la teoria matematica degli anelli di interferenza scoperti da Hooke, che da allora sono stati chiamati “anelli di Newton”. In una lettera a Flamsteed, delineò una teoria dettagliata della rifrazione astronomica. Ma il suo risultato principale fu la creazione dei fondamenti dell'ottica fisica (non solo geometrica) come scienza e lo sviluppo delle sue basi matematiche, la trasformazione della teoria della luce da un insieme non sistematico di fatti in una scienza con ricche risorse qualitative e quantitative. contenuto, sperimentalmente ben documentato. Gli esperimenti ottici di Newton divennero per decenni un modello di profonda ricerca fisica.

Durante questo periodo c'erano molte teorie speculative sulla luce e sul colore; Fondamentalmente, combattevano tra i punti di vista di Aristotele ("colori diversi sono una miscela di luce e oscurità in proporzioni diverse") e Cartesio ("colori diversi vengono creati quando le particelle di luce ruotano a velocità diverse"). Hooke, nella sua Micrographia (1665), propose una variante delle visioni aristoteliche. Molti credevano che il colore fosse un attributo non della luce, ma di un oggetto illuminato. La discordia generale fu aggravata da una cascata di scoperte nel XVII secolo: diffrazione (1665, Grimaldi), interferenza (1665, Hooke), doppia rifrazione (1670, Erasmus Bartholin, studiato da Huygens), stima della velocità della luce (1675 , Roemer). Non esisteva alcuna teoria della luce compatibile con tutti questi fatti.

Dispersione della luce
(esperimento di Newton)

Nel suo discorso alla Royal Society, Newton confutò sia Aristotele che Cartesio e dimostrò in modo convincente che la luce bianca non è primaria, ma è costituita da componenti colorati con diversi “gradi di rifrazione”. Questi componenti sono primari: Newton non può cambiare il loro colore con nessun trucco. Pertanto, la sensazione soggettiva del colore ha ricevuto una solida base oggettiva: nella terminologia moderna, la lunghezza d'onda della luce, che potrebbe essere giudicata dal grado di rifrazione.

Nel 1689 Newton smise di pubblicare nel campo dell'ottica (anche se continuò la ricerca) - secondo una leggenda diffusa, giurò di non pubblicare nulla in questo campo durante la vita di Hooke. In ogni caso, nel 1704, l’anno successivo alla morte di Hooke, venne pubblicata (in inglese) la monografia “Optics”. La prefazione contiene un chiaro accenno a un conflitto con Hooke: "Non volendo essere coinvolto in controversie su varie questioni, ho ritardato questa pubblicazione e l'avrei ritardata ulteriormente se non fosse stato per la tenacia dei miei amici". Nel corso della vita dell'autore, l'Ottica, come Principia, conobbe tre edizioni (1704, 1717, 1721) e numerose traduzioni, di cui tre in latino.

• Libro primo: principi di ottica geometrica, studio della dispersione della luce e della composizione del colore bianco con varie applicazioni, compresa la teoria dell'arcobaleno.
• Libro secondo: Interferenza della luce nelle lastre sottili.
• Libro terzo: diffrazione e polarizzazione della luce.

Gli storici distinguono due gruppi di ipotesi allora correnti sulla natura della luce.

• Emissiva (corpuscolare): la luce è costituita da piccole particelle (corpuscoli) emesse da un corpo luminoso. Questa opinione era supportata dalla rettilineità della propagazione della luce, su cui si basa l'ottica geometrica, ma la diffrazione e l'interferenza non si adattavano bene a questa teoria.
• Onda: la luce è un'onda nell'etere del mondo invisibile. Gli avversari di Newton (Hooke, Huygens) sono spesso chiamati sostenitori della teoria ondulatoria, ma bisogna tenere presente che per onda non intendevano un'oscillazione periodica, come nella teoria moderna, ma un singolo impulso; per questo motivo le loro spiegazioni dei fenomeni luminosi erano difficilmente plausibili e non potevano competere con quelle di Newton (Huygens cercò addirittura di confutare la diffrazione). L'ottica ondulatoria sviluppata apparve solo all'inizio del XIX secolo.

Newton è spesso considerato un sostenitore della teoria corpuscolare della luce; infatti, come al solito, “non inventò ipotesi” e ammise prontamente che la luce poteva essere associata anche alle onde dell'etere. In un trattato presentato alla Royal Society nel 1675, scrive che la luce non può essere semplicemente una vibrazione dell'etere, poiché allora potrebbe, ad esempio, viaggiare attraverso un tubo curvo, come fa il suono. Ma, d'altra parte, suggerisce che la propagazione della luce eccita vibrazioni nell'etere, che danno origine alla diffrazione e ad altri effetti ondulatori. In sostanza, Newton, chiaramente consapevole dei vantaggi e degli svantaggi di entrambi gli approcci, propone una teoria della luce di compromesso, particella-onda. Nelle sue opere Newton descrisse dettagliatamente il modello matematico dei fenomeni luminosi, tralasciando la questione del portatore fisico della luce: “Il mio insegnamento sulla rifrazione della luce e dei colori consiste esclusivamente nello stabilire alcune proprietà della luce senza alcuna ipotesi sulla sua origine .” L'ottica ondulatoria, quando apparve, non rifiutò i modelli di Newton, ma li assorbì e li espanse su basi nuove.

Nonostante la sua avversione per le ipotesi, Newton incluse alla fine di Ottica un elenco di problemi irrisolti e le possibili risposte ad essi. Tuttavia, in questi anni poteva già permetterselo: l'autorità di Newton dopo "Principia" divenne indiscutibile e poche persone osarono disturbarlo con obiezioni. Diverse ipotesi si sono rivelate profetiche. Nello specifico, Newton predisse:

• deflessione della luce in un campo gravitazionale;
• il fenomeno della polarizzazione della luce;
• interconversione di luce e materia.

Altri lavori in fisica

Newton fu il primo a ricavare la velocità del suono in un gas, basandosi sulla legge di Boyle-Mariotte. Suggerì l'esistenza della legge dell'attrito viscoso e descrisse la compressione idrodinamica del getto. Propose una formula per la legge della resistenza di un corpo in un mezzo rarefatto (formula di Newton) e, sulla base di essa, considerò uno dei primi problemi sulla forma più favorevole di un corpo aerodinamico (problema aerodinamico di Newton). In "Principi" ha espresso e sostenuto il presupposto corretto che una cometa abbia un nucleo solido, la cui evaporazione sotto l'influenza del calore solare forma un'estesa coda, sempre diretta nella direzione opposta al Sole. Newton lavorò anche su questioni relative al trasferimento di calore, uno dei risultati è chiamato legge di Newton-Richmann.

Newton predisse l'oblazione della Terra ai poli, stimandola intorno a 1:230. Allo stesso tempo, Newton utilizzò un modello fluido omogeneo per descrivere la Terra, applicò la legge di gravitazione universale e tenne conto della forza centrifuga. Allo stesso tempo, calcoli simili furono eseguiti da Huygens, che non credeva nella forza gravitazionale a lungo raggio e affrontò il problema in modo puramente cinematico. Di conseguenza, Huygens predisse una compressione inferiore alla metà di quella di Newton, 1:576. Inoltre, Cassini e altri cartesiani sostenevano che la Terra non è compressa, ma allungata ai poli come un limone. Successivamente, anche se non immediatamente (le prime misurazioni erano imprecise), misurazioni dirette (Clerot, 1743) confermarono la correttezza di Newton; la compressione effettiva è 1:298. La ragione per cui questo valore differisce da quello proposto da Newton a favore di quello di Huygens è che il modello di un liquido omogeneo non è ancora del tutto accurato (la densità aumenta notevolmente con la profondità). Una teoria più accurata, che prendeva esplicitamente in considerazione la dipendenza della densità dalla profondità, fu sviluppata solo nel XIX secolo.

Studenti

A rigor di termini, Newton non aveva studenti diretti. Tuttavia, un'intera generazione di scienziati inglesi è cresciuta leggendo i suoi libri e comunicando con lui, quindi loro stessi si consideravano studenti di Newton. Tra questi i più famosi sono:

• Edmund Halley
• Ruggero Cotes
• Colin Maclaurin
• Abraham de Moivre
• James Stirling
• Brooke Taylor
• William Whiston

Altri settori di attività

Chimica e alchimia

Parallelamente alle ricerche che gettarono le basi dell'attuale tradizione scientifica (fisica e matematica), Newton dedicò molto tempo all'alchimia, oltre che alla teologia. I libri di alchimia costituivano un decimo della sua biblioteca. Non pubblicò alcun lavoro di chimica o alchimia e l'unico risultato noto di questo hobby a lungo termine fu il grave avvelenamento di Newton nel 1691. Quando il corpo di Newton fu riesumato, nel suo corpo furono trovati livelli pericolosi di mercurio.

Stukeley ricorda che Newton scrisse un trattato di chimica, "spiegando i principi di questa misteriosa arte attraverso prove sperimentali e matematiche", ma il manoscritto, sfortunatamente, fu distrutto da un incendio e Newton non fece alcun tentativo di restaurarlo. Le lettere e gli appunti sopravvissuti suggeriscono che Newton stesse riflettendo sulla possibilità di una sorta di unificazione delle leggi della fisica e della chimica in un unico sistema del mondo; Ha formulato diverse ipotesi su questo argomento alla fine di Ottica.

B. G. Kuznetsov ritiene che gli studi alchemici di Newton fossero tentativi di rivelare la struttura atomica della materia e di altri tipi di materia (ad esempio luce, calore, magnetismo). L'interesse di Newton per l'alchimia era disinteressato e piuttosto teorico:

Il suo atomismo si basa sull'idea di una gerarchia di corpuscoli formati da forze sempre meno intense di reciproca attrazione tra le parti. Questa idea di una gerarchia infinita di particelle discrete di materia è legata all'idea dell'unità della materia. Newton non credeva nell'esistenza di elementi che non fossero capaci di trasformarsi l'uno nell'altro. Al contrario, riteneva che l'idea dell'indecomponibilità delle particelle e, di conseguenza, delle differenze qualitative tra gli elementi fosse associata alle capacità storicamente limitate della tecnologia sperimentale.

Questa ipotesi è confermata dall’affermazione di Newton: “L’alchimia non ha a che fare con i metalli, come credono gli ignoranti. Questa filosofia non è di quelle che servono alla vanità e all’inganno; serve piuttosto al beneficio e all’edificazione, e la cosa principale qui è la conoscenza di Dio”.

Teologia

Essendo un uomo profondamente religioso, Newton considerava la Bibbia (come ogni altra cosa nel mondo) da una posizione razionalistica. Il rifiuto della Trinità di Dio da parte di Newton è apparentemente collegato a questo approccio. La maggior parte degli storici ritiene che Newton, che lavorò per molti anni al Trinity College, non credesse nella Trinità stessa. I ricercatori dei suoi lavori teologici hanno scoperto che le opinioni religiose di Newton erano vicine all'arianesimo eretico.

Il grado di vicinanza delle opinioni di Newton alle varie eresie condannate dalla chiesa viene valutato diversamente. Lo storico tedesco Fisenmayer ha suggerito che Newton accettasse la Trinità, ma più vicino alla sua comprensione orientale e ortodossa. Lo storico americano Stephen Snobelen, citando una serie di prove documentali, respinse decisamente questo punto di vista e classificò Newton come sociniano.

Esteriormente, tuttavia, Newton rimase fedele alla Chiesa anglicana di stato. C'era una buona ragione per questo: l'atto legislativo del 1697 "Per la soppressione della blasfemia e dell'empietà" per la negazione di una qualsiasi delle persone della Trinità prevedeva la perdita dei diritti civili e, se il crimine si ripeteva, la reclusione. Ad esempio, l'amico di Newton William Whiston fu privato della sua cattedra ed espulso dall'Università di Cambridge nel 1710 per le sue affermazioni secondo cui il credo della Chiesa primitiva era ariano. Tuttavia, nelle lettere a persone che la pensano allo stesso modo (Locke, Halley, ecc.) Newton era piuttosto franco.

Oltre all’antitrinitarismo, nella visione religiosa del mondo di Newton si vedono elementi di deismo. Newton credeva nella presenza materiale di Dio in ogni punto dell'Universo e chiamava lo spazio il “sensorium di Dio” (lat. sensorium Dei). Questa idea panteistica unisce le visioni scientifiche, filosofiche e teologiche di Newton in un unico insieme; “tutte le aree degli interessi di Newton, dalla filosofia naturale all’alchimia, rappresentano proiezioni diverse e allo stesso tempo contesti diversi di questa idea centrale che regnava sovrana su di lui”.

Newton pubblicò (parzialmente) i risultati delle sue ricerche teologiche in tarda età, ma queste iniziarono molto prima, non oltre il 1673. Newton propose la sua versione della cronologia biblica, lasciò il lavoro sull'ermeneutica biblica e scrisse un commento all'Apocalisse. Ha studiato la lingua ebraica, ha studiato la Bibbia con metodi scientifici, per dimostrare il suo punto di vista ha utilizzato calcoli astronomici relativi alle eclissi solari, analisi linguistiche, ecc.. Secondo i suoi calcoli, la fine del mondo arriverà non prima del 2060.

I manoscritti teologici di Newton sono ora conservati a Gerusalemme, nella Biblioteca Nazionale.

Giudizi

L'iscrizione sulla tomba di Newton recita:

Qui giace Sir Isaac Newton, il quale, con una potenza d'intelletto quasi divina, fu il primo a spiegare, con il suo metodo matematico, i movimenti e le forme dei pianeti, i percorsi delle comete e le maree degli oceani.

Fu lui a esplorare le differenze nei raggi luminosi e le conseguenti diverse proprietà dei colori, che nessuno aveva sospettato prima. Interprete diligente, astuto e fedele della natura, dell'antichità e della Sacra Scrittura, affermò con la sua filosofia la grandezza dell'onnipotente creatore, e instillò nella sua indole la semplicità richiesta dal Vangelo.

Si rallegrino i mortali che un tale ornamento del genere umano vivesse tra loro.

Testo originale(lat.)

S. S. E. ISAACUS NEWTON Eques Auratus,

Qui, animi vi prope divinâ,
Planetarum Motus, Figuras,
Cometarum semitas, Oceanique Aestus. Suâ Mathesi facem praeferente
Primus dimostravit:
Radiorum Lucis dissimilitudines,
Colorumque inde nascentium proprietates,
Quas nemo antea vel suspicatus erat, pervestigavit.
Naturae, Antiquitatis, S. Scripturae,
Sedulus, sagax, fidus Interpres
Dei O. M. Majestatem Philosophiâ asseruit,
Evangelij Simplicitatem Moribus expressit.
Sibi gratulentur Mortales,
Racconto tantumque exstitisse
GENERE UMANO DECUS.
NAT XXV DIC. ANNO DOMINI. MDCXLII. OBIIT. XX. MAR. MDCCXXVI

Il lavoro di Isaac Newton è stato complesso: ha lavorato contemporaneamente in diversi campi della conoscenza. Una tappa importante nel lavoro di Newton è stata la sua matematica, che ha permesso di migliorare il sistema di calcolo nell'ambito di altri. L'importante scoperta di Newton fu il teorema fondamentale dell'analisi. Ha permesso di dimostrare che il calcolo differenziale è l'inverso del calcolo integrale e viceversa. Anche la scoperta di Newton della possibilità dell'espansione binomiale dei numeri ha svolto un ruolo importante nello sviluppo dell'algebra. Anche il metodo di Newton per estrarre le radici dalle equazioni ha svolto un importante ruolo pratico, semplificando notevolmente tali calcoli.

Meccanica newtoniana

Newton fece le scoperte più significative. In effetti, ha creato una branca della fisica come la meccanica. Ha formato 3 assiomi della meccanica, chiamati leggi di Newton. La prima legge, altrimenti chiamata legge, afferma che qualsiasi corpo sarà in uno stato di riposo o di movimento finché non gli verrà applicata una forza. La seconda legge di Newton chiarisce il problema del moto differenziale e afferma che l'accelerazione di un corpo è direttamente proporzionale alle forze risultanti applicate al corpo e inversamente proporzionale alla massa del corpo. La terza legge descrive l'interazione dei corpi tra loro. Newton lo formulò come il fatto che ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria.

Le leggi di Newton divennero la base della meccanica classica.

Ma la scoperta più famosa di Newton fu la legge di gravitazione universale. Riuscì anche a dimostrare che le forze gravitazionali si applicano non solo ai corpi terrestri ma anche a quelli celesti. Queste leggi furono descritte nel 1687 dopo la pubblicazione di Newton sull'uso dei metodi matematici in fisica.

La legge di gravitazione di Newton divenne la prima di numerose teorie sulla gravità emerse successivamente.

Ottica

Newton dedicò molto tempo a un ramo della fisica come l'ottica. Ha scoperto un fenomeno così importante come la decomposizione spettrale dei colori: con l'aiuto di una lente ha imparato a rifrangere la luce bianca in altri colori. Grazie a Newton, la conoscenza dell'ottica fu sistematizzata. Ha creato il dispositivo più importante: un telescopio riflettente, che ha migliorato la qualità delle osservazioni del cielo.

Va notato che dopo le scoperte di Newton, l'ottica iniziò a svilupparsi molto rapidamente. Riuscì a generalizzare scoperte dei suoi predecessori come la diffrazione, la doppia rifrazione di un raggio e la determinazione della velocità della luce.