Biografia do físico Newton. Breve biografia de Isaac Newton

A breve biografia de Isaac Newton é descrita neste artigo.

Breve biografia de Isaac Newton

Isaac Newton- Matemático, astrônomo, físico, mecânico inglês, que lançou as bases da mecânica clássica. Ele explicou o movimento dos corpos celestes - os planetas ao redor do Sol e a Lua ao redor da Terra. Sua descoberta mais famosa foi a lei da gravitação universal

Nasceu 25 de dezembro de 1642 anos em uma família de agricultores na cidade de Woolsthorpe, perto de Grantham. Seu pai morreu antes de ele nascer. A partir dos 12 anos estudou na Grantham School. Naquela época morava na casa do farmacêutico Clark, o que pode ter despertado nele o desejo pelas ciências químicas

Em 1661 ingressou no Trinity College da Universidade de Cambridge como patrocinador.Depois de se formar na faculdade em 1665, Newton recebeu o diploma de bacharel. 1665-67, durante a peste, esteve em sua aldeia natal, Woolsthorpe; Esses anos foram os mais produtivos no trabalho científico de Newton.

Em 1665-1667, Newton desenvolveu ideias que o levaram à criação do cálculo diferencial e integral, à invenção de um telescópio refletor (feito por ele mesmo em 1668) e à descoberta da lei da gravitação universal. Aqui ele conduziu experimentos sobre a decomposição (dispersão) da luz. Foi então que Newton delineou um programa para um maior crescimento científico.

Em 1668 ele defendeu com sucesso seu mestrado e tornou-se membro sênior do Trinity College.

Em 1889 recebe um dos departamentos da Universidade de Cambridge: a Cátedra Lucasiana de Matemática.

Em 1671, Newton construiu seu segundo telescópio refletor, maior e de melhor qualidade que o primeiro. A demonstração do telescópio causou forte impressão em seus contemporâneos e logo depois (em janeiro de 1672) Newton foi eleito membro da Royal Society de Londres - a Academia Inglesa de Ciências.

Também em 1672, Newton apresentou sua pesquisa sobre uma nova teoria da luz e das cores à Royal Society de Londres, o que causou acalorada controvérsia com Robert Hooke. Newton tinha ideias sobre os raios de luz monocromáticos e a periodicidade de suas propriedades, fundamentadas pelos melhores experimentos. Em 1687, ele publicou seu grandioso trabalho “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural” (“Princípios”).

Em 1696, Newton foi nomeado Diretor da Casa da Moeda por Decreto Real. A sua reforma enérgica está a restaurar rapidamente a confiança no sistema monetário do Reino Unido. 1703 - A eleição de Newton como presidente da Royal Society, que governou por 20 anos. 1703 - A Rainha Ana nomeou Newton cavaleiro por méritos científicos. Nos últimos anos de sua vida, ele dedicou muito tempo à teologia e à história antiga e bíblica.

O pai de Newton não viveu para ver o filho nascer. O menino nasceu doente, prematuro, mas ainda sobreviveu. Newton considerou o fato de ter nascido no Natal um sinal especial do destino. Apesar do parto difícil, Newton viveu até os 84 anos.

Torre do Relógio do Trinity College

O patrono do menino era seu tio materno, William Ayscough. Quando criança, Newton, segundo os contemporâneos, era retraído e isolado, adorava ler e fazer brinquedos técnicos: um relógio, um moinho, etc. Depois de se formar na escola (), ingressou no Trinity College (Faculdade da Santíssima Trindade) de a Universidade de Cambridge. Mesmo assim, seu caráter poderoso tomou forma - meticulosidade científica, desejo de ir ao fundo das coisas, intolerância ao engano e à opressão, indiferença à fama pública.

O apoio científico e a inspiração para o trabalho de Newton foram principalmente os físicos: Galileu, Descartes e Kepler. Newton completou seu trabalho combinando-os em um sistema universal do mundo. Outros matemáticos e físicos tiveram uma influência menor, mas significativa: Euclides, Fermat, Huygens, Wallis e seu professor imediato, Barrow.

Parece que Newton fez uma parte significativa de suas descobertas matemáticas ainda estudante, durante os “anos da peste” -. Aos 23 anos, ele já era fluente nos métodos de cálculo diferencial e integral, incluindo expansão em série de funções e o que mais tarde foi chamado de fórmula de Newton-Leibniz. Ao mesmo tempo, segundo ele, descobriu a lei da gravitação universal, ou melhor, estava convencido de que esta lei decorre da terceira lei de Kepler. Além disso, durante esses anos, Newton provou que a cor branca é uma mistura de cores, derivou a fórmula do “binômio de Newton” para um expoente racional arbitrário (incluindo os negativos), etc.

Os experimentos em óptica e teoria das cores continuam. Newton explora a aberração esférica e cromática. Para reduzi-los ao mínimo, ele constrói um telescópio refletor misto (lente e espelho esférico côncavo, que ele mesmo lustra). Ele está seriamente interessado em alquimia e conduz muitos experimentos químicos.

Avaliações

A inscrição no túmulo de Newton diz:

Aqui jaz Sir Isaac Newton, o nobre que, com uma mente quase divina, foi o primeiro a provar com a tocha da matemática o movimento dos planetas, a trajetória dos cometas e as marés dos oceanos.
Ele investigou a diferença nos raios de luz e as diversas propriedades das cores que apareciam ao mesmo tempo, das quais ninguém havia suspeitado anteriormente. Intérprete diligente, sábio e fiel da natureza, da antiguidade e da Sagrada Escritura, afirmou com a sua filosofia a grandeza de Deus Todo-Poderoso, e com a sua disposição expressou a simplicidade evangélica.
Que os mortais se regozijem com a existência de tal adorno para a raça humana.

Estátua de Newton no Trinity College

A estátua erguida a Newton em 1755 no Trinity College está inscrita com versos de Lucrécio:

O próprio Newton avaliou suas realizações de forma mais modesta:

Não sei como o mundo me percebe, mas para mim pareço apenas um menino brincando à beira-mar, que se diverte encontrando de vez em quando uma pedra mais colorida que as outras, ou uma linda concha, enquanto o grande oceano de a verdade se espalha diante de mim, inexplorada por mim.

No entanto, no Livro II, ao introduzir momentos (diferenciais), Newton novamente confunde a questão, de fato considerando-os como infinitesimais reais.

É digno de nota que Newton não estava nem um pouco interessado na teoria dos números. Aparentemente, a física estava muito mais próxima da matemática para ele.

Mecânica

Página dos Principia de Newton com os axiomas da mecânica

O mérito de Newton reside na solução de dois problemas fundamentais.

• Criação de uma base axiomática para a mecânica, que na verdade transferiu esta ciência para a categoria de teorias matemáticas estritas.
• Criação de dinâmicas que conectam o comportamento do corpo com as características das influências externas (forças) sobre ele.

Além disso, Newton finalmente enterrou a ideia, enraizada desde os tempos antigos, de que as leis do movimento dos corpos terrestres e celestes são completamente diferentes. Em seu modelo de mundo, todo o Universo está sujeito a leis uniformes.

Newton também deu definições estritas de conceitos físicos como impulso(não usado claramente por Descartes) e força. Ele introduziu na física o conceito de massa como medida de inércia e, ao mesmo tempo, de propriedades gravitacionais (anteriormente, os físicos usavam o conceito peso).

Euler e Lagrange completaram a matematização da mecânica.

Teoria da gravidade

Lei da gravidade de Newton

A própria ideia da força universal da gravidade foi expressa repetidamente antes de Newton. Anteriormente, Epicuro, Gassendi, Kepler, Borelli, Descartes, Huygens e outros pensaram nisso. Kepler acreditava que a gravidade é inversamente proporcional à distância ao Sol e se estende apenas no plano da eclíptica; Descartes considerou isso o resultado de vórtices no éter. Houve, no entanto, suposições com a fórmula correta (Bulliald, Wren, Hooke), e até mesmo fundamentadas cinematicamente (usando a correlação da fórmula de Huygens para força centrífuga e a terceira lei de Kepler para órbitas circulares). . Mas antes de Newton, ninguém foi capaz de conectar de forma clara e matematicamente conclusiva a lei da gravidade (uma força inversamente proporcional ao quadrado da distância) e as leis do movimento planetário (leis de Kepler). A ciência da dinâmica começa apenas com os trabalhos de Newton.

É importante notar que Newton não publicou simplesmente uma fórmula proposta para a lei da gravitação universal, mas na verdade propôs um modelo matemático completo no contexto de uma abordagem bem desenvolvida, completa, explícita e sistemática da mecânica:

• lei da gravitação;
• lei do movimento (2ª lei de Newton);
• sistema de métodos de pesquisa matemática (análise matemática).

Em conjunto, esta tríade é suficiente para um estudo completo dos movimentos mais complexos dos corpos celestes, criando assim os fundamentos da mecânica celeste. Antes de Einstein, nenhuma alteração fundamental foi necessária neste modelo, embora o aparato matemático tenha sido necessário para um desenvolvimento significativo.

A teoria da gravidade de Newton gerou muitos anos de debate e críticas ao conceito de ação à distância.

Um argumento importante a favor do modelo newtoniano foi a derivação rigorosa das leis empíricas de Kepler baseadas nele. O próximo passo foi a teoria do movimento dos cometas e da Lua, exposta nos “Princípios”. Mais tarde, com a ajuda da gravidade newtoniana, todos os movimentos observados dos corpos celestes foram explicados com alta precisão; Este é um grande mérito de Euler, Clairaut e Laplace, que desenvolveram a teoria das perturbações para isso. A base desta teoria foi lançada por Newton, que analisou o movimento da Lua usando o seu método habitual de expansão em série; neste caminho ele descobriu as causas das anomalias então conhecidas ( desigualdades) no movimento da Lua.

As primeiras correções observáveis ​​à teoria de Newton na astronomia (explicadas pela relatividade geral) foram descobertas apenas mais de 200 anos depois (mudança do periélio de Mercúrio). No entanto, eles também são muito pequenos no sistema solar.

Newton também descobriu a causa das marés: a gravidade da Lua (até Galileu considerava as marés um efeito centrífugo). Além disso, tendo processado muitos anos de dados sobre a altura das marés, ele calculou a massa da Lua com boa precisão.

Outra consequência da gravidade foi a precessão do eixo da Terra. Newton descobriu que devido ao achatamento da Terra nos pólos, o eixo da Terra sofre um deslocamento lento e constante com um período de 26.000 anos sob a influência da atração da Lua e do Sol. Assim, o antigo problema da “antecipação dos equinócios” (observado pela primeira vez por Hiparco) encontrou uma explicação científica.

Óptica e teoria da luz

Newton fez descobertas fundamentais em óptica. Ele construiu o primeiro telescópio de espelho (refletor), que, ao contrário dos telescópios puramente de lente, não possuía aberração cromática. Ele também descobriu a dispersão da luz, mostrou que a luz branca se decompõe nas cores do arco-íris devido à diferente refração dos raios de cores diferentes ao passar por um prisma e lançou as bases para uma teoria correta das cores.

Durante este período existiram muitas teorias especulativas sobre luz e cor; Basicamente, eles lutaram entre os pontos de vista de Aristóteles (“cores diferentes são uma mistura de luz e escuridão em proporções diferentes”) e de Descartes (“cores diferentes são criadas quando as partículas de luz giram em velocidades diferentes”). Hooke, em sua Micrographia (1665), propôs uma variante das visões aristotélicas. Muitos acreditavam que a cor não era um atributo da luz, mas de um objeto iluminado. A discórdia geral foi agravada por uma cascata de descobertas no século XVII: difração (1665, Grimaldi), interferência (1665, Hooke), birrefringência (1670, Erasmus Bartholin ( Rasmus Bartholin), estudado por Huygens), estimativa da velocidade da luz (1675, Roemer). Não havia teoria da luz compatível com todos esses fatos.

Dispersão de luz
(Experimento de Newton)

Em seu discurso na Royal Society, Newton refutou Aristóteles e Descartes e provou de forma convincente que a luz branca não é primária, mas consiste em componentes coloridos com diferentes ângulos de refração. Esses componentes são primários - Newton não conseguia mudar sua cor com nenhum truque. Assim, a sensação subjetiva de cor recebeu uma base objetiva sólida - o índice de refração.

Newton criou a teoria matemática dos anéis de interferência descobertos por Hooke, que desde então foram chamados de "anéis de Newton".

Página de título da Óptica de Newton

Em 1689, Newton interrompeu as pesquisas no campo da óptica - segundo uma lenda muito difundida, ele jurou não publicar nada nesse campo durante a vida de Hooke, que constantemente incomodava Newton com críticas dolorosas para este último. De qualquer forma, em 1704, um ano após a morte de Hooke, foi publicada a monografia “Óptica”. Durante a vida do autor, “Optics”, assim como “Principles”, teve três edições e muitas traduções.

O livro um da monografia continha os princípios da óptica geométrica, a doutrina da dispersão da luz e a composição da cor branca com diversas aplicações.

Ele previu o achatamento da Terra nos pólos, aproximadamente 1:230. Ao mesmo tempo, Newton usou um modelo de fluido homogêneo para descrever a Terra, aplicou a lei da gravitação universal e levou em consideração a força centrífuga. Ao mesmo tempo, cálculos semelhantes foram realizados por Huygens, que não acreditava na força gravitacional de longo alcance e abordou o problema de forma puramente cinematográfica. Conseqüentemente, Huygens previu uma compressão inferior à metade da de Newton, 1:576. Além disso, Cassini e outros cartesianos argumentaram que a Terra não está comprimida, mas inchada nos pólos como um limão. Posteriormente, embora não imediatamente (as primeiras medições foram imprecisas), medições diretas (Clerot) confirmaram a correção de Newton; a compressão real é 1:298. A razão pela qual este valor difere daquele proposto por Newton em favor do de Huygens é que o modelo de um líquido homogêneo ainda não é totalmente preciso (a densidade aumenta visivelmente com a profundidade). Uma teoria mais precisa, levando explicitamente em conta a dependência da densidade em relação à profundidade, foi desenvolvida apenas no século XIX.

Outras áreas de atividade

Cronologia refinada de reinos antigos

Paralelamente às pesquisas que lançaram as bases da atual tradição científica (física e matemática), Newton dedicou muito tempo à alquimia, bem como à teologia. Ele não publicou nenhum trabalho sobre alquimia, e o único resultado conhecido desse hobby de longo prazo foi o grave envenenamento de Newton em 1691.

Newton propôs sua própria versão da cronologia bíblica, deixando para trás um número significativo de manuscritos sobre essas questões. Além disso, ele escreveu um comentário sobre o Apocalipse. Os manuscritos teológicos de Newton estão agora guardados em Jerusalém, na Biblioteca Nacional.

Notas

Principais obras publicadas de Newton

• Método de Fluxões(, "Method of Fluxions", publicado postumamente, em 1736)
• De Motu Corporum em Gyrum ()
• Philosophiae Naturalis Princípios Matemáticos(, "Princípios matemáticos da filosofia natural")
• Óptica(, "Óptica")
• Aritmética Universal(, "Aritmética Universal")
• Curta Crônica, O Sistema do Mundo, Palestras Ópticas, A cronologia dos reinos antigos, alterada E De mundi sistematizado publicado postumamente em 1728.
• Um relato histórico de duas notáveis ​​corrupções das Escrituras (1754)

Literatura

Ensaios

• Newton I. Trabalhos matemáticos. Por. e com. D. D. Mordukhai-Boltovsky. M.-L.: ONTI, 1937.
• Newton I. Aritmética Geral ou Livro de Síntese e Análise Aritmética. M.: Editora. Academia de Ciências da URSS, 1948.
• Newton I. Princípios matemáticos da filosofia natural. Por. e aprox. A. N. Krylov. M.: Nauka, 1989.
• Newton I. Palestras sobre óptica. M.: Editora. Academia de Ciências da URSS, 1946.
• Newton I.Óptica ou um tratado sobre reflexões, refrações, curvaturas e cores da luz. M.: Gostekhizdat, 1954.
• Newton I. Notas sobre o livro do profeta Daniel e o Apocalipse de S. John. Pág.: Novo tempo, 1915.
• Newton I. Cronologia corrigida de reinos antigos. M.: RIMIS, 2007.

Sobre ele

• Arnaldo V.I. Huygens e Barrow, Newton e Hooke. . M.: Nauka, 1989.
• Bell E.T. Criadores da matemática. M.: Educação, 1979.
• Vavilov S.I. Isaac Newton. 2º acréscimo. Ed. M.-L.: Editora. Academia de Ciências da URSS, 1945.
• História da matemática editada por A.P. Yushkevich em três volumes, M.: Nauka, 1970. Volume 2. Matemática do século XVII.
• Kartsev V. Newton. M.: Jovem Guarda, 1987.
• Katasonov V.N. Matemática metafísica do século XVII. M.: Nauka, 1993.
• Kirsanov V.S. Revolução científica do século XVII. M.: Nauka, 1987.
• Kuznetsov B.G. Newton. M.: Mysl, 1982.
• Universidade de Moscou - em memória de Isaac Newton. M., 1946.
• Spassky B.I. História da física. Ed. 2º. M.: Escola Superior, 1977. Parte 1. Parte 2.
• Hellman H. Grandes Controvérsias na Ciência. Dez dos debates mais emocionantes. M.: Dialética, 2007. - Capítulo 3. Newton versus Leibniz: Choque de Titãs.
• Yushkevich A.P. Nos manuscritos matemáticos de Newton. Pesquisa Histórica e Matemática, 22, 1977, p. 127-192.
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• Weinstock R. Principia de Newton e órbitas quadradas inversas: a falha reexaminada. História Matemática, 19, 1992, p. 60-70.
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• Whiteside D.T. Padrões de pensamento matemático no final do século XVII. Arquivo de História das Ciências Exatas, 1, 1963, p. 179-388.
• Branco M. Isaac Newton: O último feiticeiro. Perseu, 1999, 928 pp.

Trabalhos de arte

Sir Isaac Newton (inglês Sir Isaac Newton, 25 de dezembro de 1642 - 20 de março de 1727 de acordo com o calendário juliano usado na Inglaterra naquela época; ou 4 de janeiro de 1643 - 31 de março de 1727 de acordo com o calendário gregoriano) - um grande inglês físico, matemático e astrônomo. Autor da obra fundamental “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural” (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), na qual descreveu a lei da gravitação universal e as chamadas Leis de Newton, que lançaram as bases da mecânica clássica. Ele desenvolveu cálculo diferencial e integral, teoria das cores e muitas outras teorias matemáticas e físicas.

Desenvolveu (independentemente de G. Leibniz) cálculo diferencial e integral. Ele descobriu a dispersão da luz, a aberração cromática, estudou interferência e difração, desenvolveu a teoria corpuscular da luz e apresentou uma hipótese que combinava conceitos corpusculares e ondulatórios. Construiu um telescópio refletor. Formulou as leis básicas da mecânica clássica. Ele descobriu a lei da gravitação universal, deu uma teoria do movimento dos corpos celestes, criando os fundamentos da mecânica celeste. Espaço e tempo eram considerados absolutos. O trabalho de Newton estava muito à frente do nível científico geral de sua época e foi mal compreendido por seus contemporâneos. Ele foi o diretor da Casa da Moeda e estabeleceu o negócio de moedas na Inglaterra. Alquimista famoso, Newton estudou a cronologia dos reinos antigos. Ele dedicou seus trabalhos teológicos à interpretação das profecias bíblicas (a maioria não publicada).

Newton nasceu em 4 de janeiro de 1643 na vila de Woolsthorpe, (Lincolnshire, Inglaterra) na família de um pequeno agricultor que morreu três meses antes do nascimento de seu filho. O bebê era prematuro; Conta a lenda que ele era tão pequeno que foi colocado com uma luva de pele de carneiro deitado em um banco, do qual um dia caiu e bateu com força a cabeça no chão. Quando a criança tinha três anos, sua mãe se casou novamente e foi embora, deixando-o aos cuidados da avó. Newton cresceu doente e anti-social, propenso a sonhar acordado. Sentiu-se atraído pela poesia e pela pintura; longe de seus pares, fez pipas de papel, inventou um moinho de vento, um relógio de água e um carrinho de pedal. O início da vida escolar foi difícil para Newton. Ele estudava mal, era um menino fraco e um dia seus colegas bateram nele até ele perder a consciência. Era insuportável para o orgulhoso Newton suportar isso, e só restava uma coisa: destacar-se pelo sucesso acadêmico. Com muito trabalho, ele alcançou o primeiro lugar na turma.

O interesse pela tecnologia fez Newton pensar nos fenômenos naturais; Ele também estudou matemática em profundidade. Jean Baptiste Bieux escreveu mais tarde sobre isso: “Um de seus tios, encontrando-o um dia sob uma sebe com um livro nas mãos, imerso em pensamentos profundos, tirou-lhe o livro e descobriu que ele estava ocupado resolvendo um problema matemático. por meio de uma direção tão séria e ativa, um homem tão jovem convenceu a mãe a não resistir mais aos desejos do filho e a mandá-lo continuar os estudos.”

Após uma preparação séria, Newton ingressou em Cambridge em 1660 como Subsizzfr (os chamados estudantes pobres que eram obrigados a servir aos membros do colégio, o que não podia deixar de sobrecarregar Newton). Comecei a estudar astrologia durante meu último ano de faculdade.

Newton levava a astrologia a sério e a defendia zelosamente dos ataques de seus colegas. Os estudos em astrologia e o desejo de comprovar o seu significado levaram-no a pesquisar na área do movimento dos corpos celestes e sua influência no nosso planeta.

Em seis anos, Newton completou todos os cursos universitários e preparou todas as suas futuras grandes descobertas. Em 1665 Newton tornou-se Mestre em Artes. No mesmo ano, quando a epidemia de peste assolava a Inglaterra, ele decidiu estabelecer-se temporariamente em Woolsthorpe. Foi lá que ele começou a se envolver ativamente na óptica. O leitmotiv de todas as pesquisas foi o desejo de compreender a natureza física da luz. Newton acreditava que a luz é um fluxo de partículas especiais (corpúsculos) emitidas por uma fonte e que se movem em linha reta até encontrarem obstáculos. O modelo corpuscular explicava não apenas a retilinidade da propagação da luz, mas também a lei da reflexão (reflexão elástica) e a lei da refração.

Nessa época, o trabalho já estava em grande parte concluído, o que estava destinado a se tornar o principal grande resultado do trabalho de Newton - a criação de uma imagem física unificada do Mundo baseada nas leis da mecânica por ele formuladas.

Tendo colocado o problema do estudo de várias forças, o próprio Newton deu o primeiro exemplo brilhante de sua solução, formulando a lei da gravitação universal. A lei da gravitação universal permitiu a Newton dar uma explicação quantitativa do movimento dos planetas ao redor do Sol e da natureza das marés. Isso não poderia deixar de causar uma grande impressão nas mentes dos pesquisadores. O programa para uma descrição mecânica unificada de todos os fenômenos naturais - tanto “terrestres” quanto “celestiais” - foi estabelecido na física há muitos anos.

Em 1668, Newton retornou a Cambridge e logo recebeu a Cátedra Lucasiana de Matemática. Esta cadeira foi anteriormente ocupada por seu professor I. Barrow, que cedeu a cadeira ao seu aluno preferido para sustentá-lo financeiramente. Nessa época, Newton já era o autor do binômio e o criador (simultaneamente com Leibniz, mas independentemente dele) do método de cálculo diferencial e integral.

Não se limitando apenas à pesquisa teórica, nos mesmos anos projetou um telescópio refletor (reflexivo). O segundo telescópio fabricado (melhorado) serviu de motivo para apresentar Newton como membro da Royal Society de Londres. Quando Newton recusou a adesão por impossibilidade de pagamento de quotas, considerou-se possível, dados os seus méritos científicos, abrir-lhe uma exceção, isentando-o do seu pagamento. Sua teoria da luz e das cores, apresentada em 1675, causou tais ataques que Newton decidiu não publicar nada sobre óptica enquanto Hooke, seu oponente mais ferrenho, estivesse vivo. De 1688 a 1694 Newton foi membro do Parlamento.

Naquela época, em 1687, já haviam sido publicados os “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural” - a base da mecânica de todos os fenômenos físicos, desde o movimento dos corpos celestes até a propagação do som. Vários séculos depois, este programa determinou o desenvolvimento da física e seu significado não se esgota até hoje. Um constante sentimento opressivo de insegurança material, enorme estresse nervoso e mental foram, sem dúvida, uma das causas da doença de Newton. O ímpeto imediato para a doença foi um incêndio no qual todos os manuscritos que ele preparou foram perdidos. Portanto, o cargo de Diretor da Casa da Moeda, embora mantendo o cargo de professor em Cambridge, foi de grande importância para ele. Começando a trabalhar com zelo e alcançando rapidamente um sucesso notável, Newton foi nomeado diretor em 1699. Era impossível combinar isso com o ensino, e Newton mudou-se para Londres.

No final de 1703 foi eleito presidente da Royal Society. Naquela época, Newton havia alcançado o auge da fama. Em 1705 foi elevado à dignidade de cavaleiro, mas, tendo um amplo apartamento, seis empregados e uma família rica, permanece solitário.

O tempo da criatividade ativa acabou e Newton limita-se a preparar a publicação de “Óptica”, a reedição da obra “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural” e a interpretação das Sagradas Escrituras (ele é o autor da interpretação do Apocalipse, um ensaio sobre o profeta Daniel).

Newton morreu em 31 de março de 1727 em Londres e foi enterrado na Abadia de Westminster. A inscrição em seu túmulo termina com as palavras: “Que os mortais se regozijem por tal adorno da raça humana ter vivido em seu meio”.

Inglês Isaac Newton

Físico, matemático, mecânico e astrônomo inglês, um dos fundadores da física clássica

Curta biografia

Um cientista mundialmente famoso cuja contribuição para a ciência é incrivelmente difícil de superestimar. Ele foi mecânico, físico, astrônomo, matemático; É a ele quem se atribui a formulação das principais leis da mecânica clássica, a descoberta das leis da gravitação universal e a explicação do mecanismo de movimento dos corpos celestes. Ele lançou as bases para a acústica, a óptica física e a mecânica contínua. Isaac Newton, sendo uma personalidade versátil, tinha fama de alquimista famoso, estudou a cronologia dos reinos antigos, escreveu obras teológicas, a maioria das quais permaneceu inédita. Seus contemporâneos subestimaram e pouco compreenderam suas obras, pois estavam muito à frente do nível da ciência da época.

Em 4 de janeiro de 1643, no condado de Lincolnshire, não muito longe de Grantham, no vilarejo de Woolsthorpe, nasceu uma criança pequena e fraca na família de um fazendeiro, a quem tiveram até medo de batizar, acreditando que não viveria muito. . Seu nome era Isaac, ele viveu 84 anos e se tornou o maior cientista. Desde os três anos de idade, Isaac foi criado pela avó, ficava doente com frequência, evitava os colegas e passava muito tempo sonhando e pensando. O menino em crescimento foi mandado para a escola primária e aos 12 anos foi parar em Grantham, onde frequentou a escola e morou com um farmacêutico. Estando fisicamente fraco e enfrentando sérias dificuldades de comunicação, o jovem Newton fez muitos esforços para ter sucesso nos estudos e se tornar o primeiro entre seus pares.

A seriedade do menino, seu interesse pela matemática e seu talento não passaram despercebidos; seus conhecidos persuadiram em conjunto a mãe de Isaac a permitir que seu filho continuasse seus estudos, embora ela tivesse seus próprios planos para ele. Como resultado, após uma preparação séria, em 5 de junho de 1660, Newton, de 17 anos, ingressou na Universidade de Cambridge com uma posição especial: ele não pagava mensalidades, mas era obrigado a atender estudantes ricos. Newton tornou-se um verdadeiro estudante em 1664 e, no ano seguinte, já recebeu o diploma de Bacharel em Belas Artes.

Foi durante seus anos de estudo em Cambridge que foram preparadas novas descobertas que imortalizaram seu nome. Este período mais frutífero de sua biografia científica durou mesmo quando, em conexão com uma epidemia (possivelmente peste) que começou no campus universitário, ele passou de 1665 a 1607. morava em casa. Aqui ele descobriu a lei da gravitação universal, apresentou as ideias do cálculo integral e diferencial e inventou um telescópio refletor.

Em 1668, Newton retornou a Cambridge, onde fez mestrado e assumiu a cátedra lucasiana de matemática: o famoso matemático I. Barrow deu-a ao seu aluno favorito para apoiá-lo financeiramente. Newton chefiou o Departamento de Física e Matemática da Universidade de Cambridge de 1669 a 1701. Em janeiro de 1672 foi eleito membro da Royal Society de Londres. Em abril de 1686, Newton enviou à capital duas partes da famosa obra fundamental “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”, que lançou as bases da física clássica e resumiu muitos de seus trabalhos anteriores nas áreas de matemática, física, astronomia e óptica.

Em 1689, morreu a mãe de Newton, o que foi um duro golpe para ele e foi, junto com uma grande tensão intelectual e nervosa constante, um dos fatores do transtorno mental que atingiu o cientista em 1692. Foi provocado por um incêndio que destruiu um grande número de manuscritos. Tendo se recuperado com dificuldade da doença, Newton continuou a estudar ciências, mas não tão intensamente.

Outra das razões subjacentes à doença de Newton foi a sua deprimente insegurança financeira. Em 1695, a sorte finalmente sorriu para ele: ele recebeu o cargo de zelador da Casa da Moeda, permanecendo professor em Cambridge. Em 1699, graças ao seu excelente trabalho, foi nomeado diretor, e por isso deixou o ensino e foi para Londres, onde permaneceu no cargo de diretor até sua morte.

Em 1703, ano de sua eleição como presidente da Royal Society, Newton estava no auge de sua fama. Em 1705 foi condecorado com o título de cavaleiro, recebia um grande salário, morava em um apartamento espaçoso, mas permanecia humanamente sozinho - como sempre. Em 1725, Newton deixou o serviço governamental e, em 1727, quando a Inglaterra foi engolida pela peste, ele morreu em 31 de março. O dia do seu funeral tornou-se um dia de luto nacional; O notável cientista foi enterrado na Abadia de Westminster.

Biografia da Wikipédia

Senhor Isaac Newton(ou Newton) (Inglês Isaac Newton /ˈnjuːtən/, 25 de dezembro de 1642 - 20 de março de 1727 de acordo com o calendário juliano, que vigorou na Inglaterra até 1752; ou 4 de janeiro de 1643 - 31 de março de 1727 de acordo com o calendário gregoriano) - Físico, matemático, mecânico e astrônomo inglês, um dos criadores da física clássica. Autor da obra fundamental “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”, na qual delineou a lei da gravitação universal e as três leis da mecânica, que se tornaram a base da mecânica clássica. Ele desenvolveu cálculo diferencial e integral, teoria das cores, lançou as bases da óptica física moderna e criou muitas outras teorias matemáticas e físicas.

primeiros anos

Isaac Newton nasceu na vila de Woolsthorpe, Lincolnshire, às vésperas da Guerra Civil. O pai de Newton, um pequeno mas bem-sucedido agricultor Isaac Newton (1606-1642), não viveu para ver o nascimento de seu filho. O menino nasceu prematuro e estava doente, por isso não se atreveram a batizá-lo por muito tempo. Mesmo assim ele sobreviveu, foi batizado (1º de janeiro) e recebeu o nome de Isaque em memória de seu pai. Newton considerou o fato de ter nascido no Natal um sinal especial do destino. Apesar de problemas de saúde na infância, ele viveu até os 84 anos.

Newton acreditava sinceramente que sua família remontava aos nobres escoceses do século XV, mas os historiadores descobriram que em 1524 seus ancestrais eram camponeses pobres. No final do século 16, a família enriqueceu e tornou-se yeomen (proprietários de terras). O pai de Newton deixou uma herança de uma grande soma de 500 libras esterlinas na época e várias centenas de acres de terras férteis ocupadas por campos e florestas.

Em janeiro de 1646, a mãe de Newton, Hannah Ayscough (1623-1679), casou-se novamente. Ela teve três filhos com o novo marido, um viúvo de 63 anos, e começou a dar pouca atenção a Isaque. O patrono do menino era seu tio materno, William Ayscough. Quando criança, Newton, segundo os contemporâneos, era calado, retraído e isolado, adorava ler e fazer brinquedos técnicos: relógio de sol e relógio de água, moinho, etc.

Seu padrasto morreu em 1653, parte de sua herança foi para a mãe de Newton e foi imediatamente registrada por ela em nome de Isaac. A mãe voltou para casa, mas concentrou a maior parte da sua atenção nos três filhos mais novos e na extensa família; Isaac ainda foi deixado por conta própria.

Em 1655, Newton, de 12 anos, foi enviado para estudar em uma escola próxima em Grantham, onde morou na casa do farmacêutico Clark. Logo o menino mostrou habilidades extraordinárias, mas em 1659 sua mãe Anna o devolveu à propriedade e tentou confiar parte da administração da casa ao filho de 16 anos. A tentativa não teve sucesso - Isaac preferia ler livros, escrever poesia e, principalmente, projetar vários mecanismos a todas as outras atividades. Nessa época, Stokes, o professor de Newton, abordou Anna e começou a persuadi-la a continuar a educação de seu filho extraordinariamente talentoso; Este pedido foi acompanhado pelo tio William e pelo conhecido Grantham de Isaac (parente do farmacêutico Clark) Humphrey Babington, membro do Trinity College Cambridge. Com seus esforços combinados, eles finalmente alcançaram seu objetivo. Em 1661, Newton se formou com sucesso na escola e foi continuar seus estudos na Universidade de Cambridge.

Colégio Trindade (1661-1664)

Em junho de 1661, Newton, de 18 anos, chegou a Cambridge. De acordo com a carta, ele foi submetido a um exame de conhecimento da língua latina, após o qual foi informado de que havia sido aceito no Trinity College (College of the Holy Trinity) da Universidade de Cambridge. Mais de 30 anos da vida de Newton estão associados a esta instituição educacional.

A faculdade, como toda a universidade, estava passando por um momento difícil. A monarquia acabava de ser restaurada na Inglaterra (1660), o rei Carlos II atrasava frequentemente os pagamentos devidos à universidade e demitiu uma parte significativa do corpo docente nomeado durante a revolução. No total, viviam no Trinity College 400 pessoas, entre estudantes, empregados e 20 mendigos, a quem, segundo o foral, o colégio era obrigado a dar esmolas. O processo educacional estava em um estado deplorável.

Newton foi incluído na categoria de estudantes “sizar” aos quais não eram cobradas propinas (provavelmente por recomendação de Babington). De acordo com as normas da época, o sizer era obrigado a pagar a sua educação através de vários trabalhos na Universidade, ou prestando serviços a estudantes mais abastados. Muito poucas evidências documentais e memórias deste período de sua vida sobreviveram. Durante esses anos, o caráter de Newton foi finalmente formado - o desejo de chegar ao fundo, a intolerância ao engano, a calúnia e a opressão, a indiferença à fama pública. Ele ainda não tinha amigos.

Em abril de 1664, Newton, tendo passado nos exames, passou para uma categoria superior de estudantes seniores ( estudiosos), o que o tornou elegível a uma bolsa para continuar seus estudos na faculdade.

Apesar das descobertas de Galileu, as ciências naturais e a filosofia em Cambridge ainda eram ensinadas de acordo com Aristóteles. No entanto, os cadernos sobreviventes de Newton já mencionam Galileu, Copérnico, Cartesianismo, Kepler e a teoria atômica de Gassendi. A julgar por esses cadernos, ele continuou a fabricar (principalmente instrumentos científicos) e se envolveu com entusiasmo em óptica, astronomia, matemática, fonética e teoria musical. Segundo as memórias de seu colega de quarto, Newton dedicou-se de todo o coração aos estudos, esquecendo-se da comida e do sono; provavelmente, apesar de todas as dificuldades, esse era exatamente o modo de vida que ele próprio desejava.

O ano de 1664 na vida de Newton foi rico em outros eventos. Newton experimentou uma onda criativa, iniciou atividades científicas independentes e compilou uma lista em grande escala (de 45 pontos) de problemas não resolvidos na natureza e na vida humana ( Questionário, lat. Questiones quaedam philosophicae). No futuro, listas semelhantes aparecerão mais de uma vez em suas pastas de trabalho. Em março do mesmo ano, as palestras começaram no recém-fundado (1663) departamento de matemática da faculdade por um novo professor, Isaac Barrow, de 34 anos, um grande matemático, futuro amigo e professor de Newton. O interesse de Newton pela matemática aumentou acentuadamente. Ele fez a primeira descoberta matemática significativa: a expansão binomial para um expoente racional arbitrário (incluindo os negativos), e por meio dela chegou ao seu principal método matemático - a expansão de uma função em uma série infinita. No final do ano, Newton tornou-se solteiro.

O suporte científico e a inspiração para o trabalho de Newton foram os físicos: Galileu, Descartes e Kepler. Newton completou seu trabalho combinando-os em um sistema universal do mundo. Outros matemáticos e físicos tiveram uma influência menor, mas significativa: Euclides, Fermat, Huygens, Wallis e seu professor imediato, Barrow. No caderno do aluno de Newton há uma frase de programa:

Na filosofia não pode haver nenhum soberano exceto a verdade... Devemos erigir monumentos de ouro a Kepler, Galileu, Descartes e escrever em cada um deles: “Platão é um amigo, Aristóteles é um amigo, mas o principal amigo é a verdade”.

"Os anos da peste" (1665-1667)

Na véspera de Natal de 1664, cruzes vermelhas começaram a aparecer nas casas de Londres - as primeiras marcas da Grande Epidemia da Peste. No verão, a epidemia mortal havia se expandido significativamente. Em 8 de agosto de 1665, as aulas no Trinity College foram suspensas e o pessoal dissolvido até o fim da epidemia. Newton voltou para casa em Woolsthorpe, levando consigo os principais livros, cadernos e instrumentos.

Foram anos desastrosos para a Inglaterra - uma praga devastadora (um quinto da população morreu só em Londres), uma guerra devastadora com a Holanda e o Grande Incêndio de Londres. Mas Newton fez uma parte significativa das suas descobertas científicas na solidão dos “anos de peste”. A partir das notas sobreviventes, fica claro que Newton, de 23 anos, já era fluente nos métodos básicos de cálculo diferencial e integral, incluindo expansão de funções em série e o que mais tarde foi chamado de fórmula de Newton-Leibniz. Depois de realizar uma série de experimentos ópticos engenhosos, ele provou que a cor branca é uma mistura das cores do espectro. Newton mais tarde relembrou esses anos:

No início de 1665, encontrei o método das séries aproximadas e a regra para transformar qualquer potência de um binômio em tal série... em novembro recebi o método direto das fluxões [cálculo diferencial]; em janeiro do ano seguinte recebi a teoria das cores, e em maio comecei o método inverso das fluxões [cálculo integral]... Nessa época eu vivia o melhor momento da minha juventude e me interessava mais por matemática e [ filosofia natural] do que em qualquer momento posterior.

Mas a sua descoberta mais significativa durante estes anos foi a lei da gravitação universal. Mais tarde, em 1686, Newton escreveu a Halley:

Em artigos escritos há mais de 15 anos (não posso dar a data exata, mas, em todo caso, foi antes do início da minha correspondência com Oldenburg), expressei a proporcionalidade quadrática inversa da atração gravitacional dos planetas em direção ao Sol dependendo da distância e calculou a proporção correta entre a gravidade terrestre e o conatus recedi [esforço] da Lua em direção ao centro da Terra, embora não com total precisão.

A imprecisão mencionada por Newton foi causada pelo fato de Newton ter tirado as dimensões da Terra e a magnitude da aceleração da gravidade da Mecânica de Galileu, onde foram fornecidas com um erro significativo. Mais tarde, Newton recebeu dados mais precisos de Picard e finalmente se convenceu da veracidade de sua teoria.

Existe uma lenda bem conhecida de que Newton descobriu a lei da gravidade observando uma maçã caindo de um galho de árvore. Pela primeira vez, a “maçã de Newton” foi brevemente mencionada pelo biógrafo de Newton, William Stukeley (livro “Memórias da Vida de Newton”, 1752):

Depois do almoço o tempo esquentou, saímos para o jardim e tomamos chá à sombra das macieiras. Ele [Newton] me disse que a ideia da gravidade lhe ocorreu enquanto ele estava sentado debaixo de uma árvore da mesma maneira. Ele estava pensativo quando de repente uma maçã caiu de um galho. “Por que as maçãs sempre caem perpendicularmente ao solo?” - ele pensou.

A lenda tornou-se popular graças a Voltaire. Na verdade, como pode ser visto nos livros de exercícios de Newton, sua teoria da gravitação universal desenvolveu-se gradualmente. Outro biógrafo, Henry Pemberton, apresenta o raciocínio de Newton (sem mencionar a maçã) com mais detalhes: "ao comparar os períodos dos vários planetas e suas distâncias do Sol, ele descobriu que ... esta força deve diminuir em proporção quadrática à medida que o a distância aumenta." Ou seja, Newton descobriu que a partir da terceira lei de Kepler, que relaciona os períodos orbitais dos planetas à distância ao Sol, segue-se precisamente a “fórmula do inverso do quadrado” da lei da gravidade (na aproximação das órbitas circulares). Newton escreveu a formulação final da lei da gravitação, que foi incluída nos livros didáticos mais tarde, depois que as leis da mecânica se tornaram claras para ele.

Essas descobertas, assim como muitas das posteriores, foram publicadas 20 a 40 anos depois de terem sido feitas. Newton não buscou a fama. Em 1670 ele escreveu a John Collins: “Não vejo nada desejável na fama, mesmo que fosse capaz de conquistá-la. Isso talvez aumentaria o número de meus conhecidos, mas é exatamente isso que mais tento evitar.” Não publicou seu primeiro trabalho científico (outubro de 1666), que delineava os fundamentos da análise; foi encontrado apenas 300 anos depois.

Início da fama científica (1667-1684)

Em março-junho de 1666, Newton visitou Cambridge. No entanto, no verão, uma nova onda de peste o forçou a voltar para casa. Finalmente, no início de 1667, a epidemia cedeu e Newton regressou a Cambridge em abril. Em 1º de outubro foi eleito membro do Trinity College e em 1668 tornou-se mestre. Ele recebeu um espaçoso quarto separado para morar, recebeu um salário (2 libras por ano) e um grupo de alunos com os quais estudou conscientemente matérias acadêmicas padrão durante várias horas por semana. No entanto, nem naquela época nem depois Newton se tornou famoso como professor; suas palestras foram pouco frequentadas.

Tendo fortalecido sua posição, Newton viajou para Londres, onde pouco antes, em 1660, foi criada a Royal Society of London - uma organização autorizada de figuras científicas proeminentes, uma das primeiras Academias de Ciências. A publicação da Royal Society foi a revista Philosophical Transactions.

Em 1669, trabalhos matemáticos utilizando expansões em séries infinitas começaram a aparecer na Europa. Embora a profundidade destas descobertas não pudesse ser comparada com a de Newton, Barrow insistiu que o seu aluno fixasse a sua prioridade nesta questão. Newton escreveu um resumo breve, mas bastante completo, desta parte de suas descobertas, que chamou de “Análise por Equações com um Número Infinito de Termos”. Barrow enviou este tratado para Londres. Newton pediu a Barrow que não revelasse o nome do autor da obra (mas ele mesmo assim deixou escapar). A “análise” se espalhou entre os especialistas e ganhou fama na Inglaterra e no exterior.

No mesmo ano, Barrow aceitou o convite do rei para se tornar capelão da corte e deixou o ensino. Em 29 de outubro de 1669, Newton, de 26 anos, foi eleito seu sucessor como "Professor Lucasiano" de matemática e óptica no Trinity College. Nesta posição, Newton recebia um salário de £ 100 por ano, além de outros bônus e bolsas de estudo da Trinity. A nova postagem também deu a Newton mais tempo para suas próprias pesquisas. Barrow deixou para Newton um extenso laboratório alquímico; Durante este período, Newton ficou seriamente interessado em alquimia e conduziu muitos experimentos químicos.

Ao mesmo tempo, Newton continuou experimentos em óptica e teoria das cores. Newton estudou aberração esférica e cromática. Para reduzi-los ao mínimo, ele construiu um telescópio refletor misto: uma lente e um espelho esférico côncavo, que ele mesmo fez e poliu. O projeto de tal telescópio foi proposto pela primeira vez por James Gregory (1663), mas esse plano nunca foi implementado. O primeiro projeto de Newton (1668) não teve sucesso, mas o seguinte, com um espelho polido com mais cuidado, apesar de seu pequeno tamanho, proporcionou uma ampliação de 40 vezes de excelente qualidade.

Rumores sobre o novo instrumento chegaram rapidamente a Londres, e Newton foi convidado a mostrar sua invenção à comunidade científica. No final de 1671 - início de 1672, ocorreu uma demonstração do refletor perante o rei e depois na Royal Society. O dispositivo recebeu ótimas críticas universais. A importância prática da invenção provavelmente também desempenhou um papel: as observações astronômicas serviram para determinar com precisão o tempo, que por sua vez era necessário para a navegação no mar. Newton tornou-se famoso e em janeiro de 1672 foi eleito membro da Royal Society. Mais tarde, refletores aprimorados tornaram-se as principais ferramentas dos astrônomos, com a ajuda deles foram descobertos o planeta Urano, outras galáxias e o desvio para o vermelho.

A princípio, Newton valorizou sua comunicação com colegas da Royal Society, que incluía, além de Barrow, James Gregory, John Wallis, Robert Hooke, Robert Boyle, Christopher Wren e outras figuras famosas da ciência inglesa. No entanto, logo começaram conflitos tediosos, dos quais Newton realmente não gostou. Em particular, surgiu uma ruidosa controvérsia sobre a natureza da luz. Tudo começou quando, em fevereiro de 1672, Newton publicou uma descrição detalhada de seus experimentos clássicos com prismas e sua teoria da cor nas Transações Filosóficas. Hooke, que já havia publicado sua própria teoria, afirmou não estar convencido pelos resultados de Newton; ele foi apoiado por Huygens alegando que a teoria de Newton "contradiz as opiniões geralmente aceitas". Newton respondeu às suas críticas apenas seis meses depois, mas a essa altura o número de críticos havia aumentado significativamente.

Uma avalanche de ataques incompetentes deixou Newton irritado e deprimido. Newton pediu ao secretário da Sociedade de Oldenburg que não lhe enviasse mais cartas críticas e fez uma promessa para o futuro: não se envolver em disputas científicas. Em suas cartas, ele reclama que se depara com uma escolha: ou não publicar suas descobertas, ou gastar todo o seu tempo e energia repelindo críticas amadoras e hostis. No final escolheu a primeira opção e anunciou a sua demissão da Royal Society (8 de março de 1673). Não foi sem dificuldade que Oldenburg o convenceu a ficar, mas os contactos científicos com a Sociedade foram reduzidos ao mínimo durante muito tempo.

Dois eventos importantes ocorreram em 1673. Primeiro: por decreto real, o velho amigo e patrono de Newton, Isaac Barrow, retornou ao Trinity, agora como chefe ("mestre") do colégio. Segundo: Leibniz, conhecido na época como filósofo e inventor, interessou-se pelas descobertas matemáticas de Newton. Tendo recebido o trabalho de Newton sobre séries infinitas de 1669 e estudado-o profundamente, ele então começou a desenvolver de forma independente sua própria versão de análise. Em 1676, Newton e Leibniz trocaram cartas nas quais Newton explicava vários de seus métodos, respondia às perguntas de Leibniz e insinuava a existência de métodos ainda mais gerais, ainda não publicados (ou seja, cálculo diferencial geral e integral). O secretário da Royal Society, Henry Oldenburg, pediu persistentemente a Newton que publicasse suas descobertas matemáticas sobre análise para a glória da Inglaterra, mas Newton respondeu que estava trabalhando em outro tópico há cinco anos e não queria se distrair. Newton não respondeu à carta seguinte de Leibniz. A primeira breve publicação sobre a versão de análise de Newton apareceu apenas em 1693, quando a versão de Leibniz já havia se espalhado amplamente por toda a Europa.

O final da década de 1670 foi triste para Newton. Em maio de 1677, Barrow, de 47 anos, morreu inesperadamente. No inverno do mesmo ano, um forte incêndio eclodiu na casa de Newton e parte do arquivo de manuscritos de Newton pegou fogo. Em setembro de 1677, o secretário da Royal Society, Oldenburg, que favorecia Newton, morreu, e Hooke, que era hostil a Newton, tornou-se o novo secretário. Em 1679, a mãe Anna ficou gravemente doente; Newton, deixando todos os seus assuntos, veio até ela, participou ativamente no cuidado da paciente, mas o estado da mãe piorou rapidamente e ela morreu. Mãe e Barrow estavam entre as poucas pessoas que iluminaram a solidão de Newton.

"Princípios matemáticos da filosofia natural" (1684-1686)

A história da criação desta obra, uma das mais famosas da história da ciência, começou em 1682, quando a passagem do cometa Halley provocou um aumento no interesse pela mecânica celeste. Edmond Halley tentou persuadir Newton a publicar sua “teoria geral do movimento”, que há muito era alvo de rumores na comunidade científica. Newton, não querendo ser arrastado para novas disputas e brigas científicas, recusou.

Em agosto de 1684, Halley foi a Cambridge e disse a Newton que ele, Wren e Hooke haviam discutido como derivar a elipticidade das órbitas planetárias a partir da fórmula da lei da gravidade, mas não sabiam como abordar a solução. Newton relatou que já tinha essa prova e, em novembro, enviou a Halley o manuscrito finalizado. Ele imediatamente apreciou o significado do resultado e do método, visitou imediatamente Newton novamente e desta vez conseguiu persuadi-lo a publicar suas descobertas. Em 10 de dezembro de 1684, um registro histórico apareceu nas atas da Royal Society:

Sr. Halley... recentemente viu o Sr. Newton em Cambridge, e ele lhe mostrou um tratado interessante "De motu" [Sobre Movimento]. De acordo com os desejos do Sr. Halley, Newton prometeu enviar o referido tratado à Sociedade.

O trabalho no livro ocorreu em 1684-1686. Segundo as lembranças de Humphrey Newton, parente do cientista e seu assistente durante esses anos, a princípio Newton escreveu “Principia” entre os experimentos alquímicos, aos quais prestou atenção principal, depois aos poucos foi se deixando levar e se dedicou com entusiasmo. para trabalhar no livro principal de sua vida.

A publicação deveria ser realizada com recursos da Royal Society, mas no início de 1686 a Sociedade publicou um tratado sobre a história dos peixes que não era procurado e, portanto, esgotou seu orçamento. Então Halley anunciou que ele mesmo arcaria com os custos da publicação. A Sociedade aceitou com gratidão esta generosa oferta e, como compensação parcial, forneceu a Halley 50 exemplares gratuitos de um tratado sobre a história dos peixes.

A obra de Newton - talvez por analogia com os "Princípios de Filosofia" de Descartes (1644) ou, segundo alguns historiadores da ciência, como um desafio aos cartesianos - foi chamada de "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural" (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) , isto é, em linguagem moderna, “Fundamentos matemáticos da física”.

Em 28 de abril de 1686, o primeiro volume de "Princípios Matemáticos" foi apresentado à Royal Society. Todos os três volumes, após algumas edições do autor, foram publicados em 1687. A tiragem (cerca de 300 exemplares) esgotou-se em 4 anos - muito rapidamente para a época.

Tanto no nível físico como matemático, o trabalho de Newton é qualitativamente superior ao trabalho de todos os seus antecessores. Falta-lhe a metafísica aristotélica ou cartesiana, com o seu raciocínio vago e as “causas primeiras” dos fenómenos naturais vagamente formuladas, muitas vezes rebuscadas. Newton, por exemplo, não proclama que a lei da gravidade opera na natureza, ele prova estritamente este fato, com base na imagem observada do movimento dos planetas e seus satélites. O método de Newton consiste em criar um modelo de um fenômeno, “sem inventar hipóteses”, e então, se houver dados suficientes, procurar suas causas. Esta abordagem, que começou com Galileu, significou o fim da velha física. A descrição qualitativa da natureza deu lugar à quantitativa - uma parte significativa do livro é ocupada por cálculos, desenhos e tabelas.

Em seu livro, Newton definiu claramente os conceitos básicos da mecânica e introduziu vários novos, incluindo quantidades físicas importantes como massa, força externa e momento. Três leis da mecânica são formuladas. É fornecida uma derivação rigorosa da lei da gravidade de todas as três leis de Kepler. Observe que as órbitas hiperbólicas e parabólicas de corpos celestes desconhecidos pelo Kepler também foram descritas. A verdade do sistema heliocêntrico de Copérnico não é discutida diretamente por Newton, mas está implícita; ele até estima o desvio do Sol em relação ao centro de massa do sistema solar. Por outras palavras, o Sol no sistema de Newton, ao contrário do sistema de Kepleriano, não está em repouso, mas obedece às leis gerais do movimento. O sistema geral também incluía cometas, cujo tipo de órbita causou grande polêmica na época.

O ponto fraco da teoria da gravidade de Newton, segundo muitos cientistas da época, era a falta de explicação da natureza dessa força. Newton delineou apenas o aparato matemático, deixando questões em aberto sobre a causa da gravidade e seu portador material. Para a comunidade científica, criada na filosofia de Descartes, esta era uma abordagem incomum e desafiadora, e somente o sucesso triunfante da mecânica celeste no século XVIII forçou os físicos a se reconciliarem temporariamente com a teoria newtoniana. A base física da gravidade só ficou clara mais de dois séculos depois, com o advento da Teoria Geral da Relatividade.

Newton construiu o aparato matemático e a estrutura geral do livro o mais próximo possível do então padrão de rigor científico - os Elementos de Euclides. Ele deliberadamente não usou análise matemática em quase nenhum lugar - o uso de métodos novos e incomuns teria comprometido a credibilidade dos resultados apresentados. Esta cautela, contudo, desvalorizou o método de apresentação de Newton para as gerações subsequentes de leitores. O livro de Newton foi o primeiro trabalho sobre a nova física e, ao mesmo tempo, um dos últimos trabalhos sérios que utilizou métodos antigos de pesquisa matemática. Todos os seguidores de Newton já utilizavam os poderosos métodos de análise matemática que ele criou. Os maiores sucessores diretos do trabalho de Newton foram D'Alembert, Euler, Laplace, Clairaut e Lagrange.

Atividades administrativas (1687-1703)

O ano de 1687 foi marcado não apenas pela publicação do grande livro, mas também pelo conflito de Newton com o rei Jaime II. Em Fevereiro, o rei, prosseguindo consistentemente a sua linha de restauração do catolicismo em Inglaterra, ordenou à Universidade de Cambridge que desse um mestrado ao monge católico Alban Francis. A liderança da universidade hesitou, não querendo infringir a lei nem irritar o rei; Logo, uma delegação de cientistas, incluindo Newton, foi convocada para represálias ao Lord Chief Justice, George Jeffreys, conhecido por sua grosseria e crueldade. Newton opôs-se a qualquer compromisso que prejudicasse a autonomia universitária e convenceu a delegação a tomar uma posição de princípios. Como resultado, o vice-reitor da universidade foi destituído do cargo, mas o desejo do rei nunca foi realizado. Em uma de suas cartas destes anos, Newton delineou seus princípios políticos:

Toda pessoa honesta, de acordo com as leis de Deus e dos homens, é obrigada a obedecer às ordens legais do rei. Mas se Sua Majestade for aconselhado a exigir algo que não pode ser feito por lei, então ninguém deverá sofrer se tal exigência for negligenciada.

Em 1689, após a derrubada do rei Jaime II, Newton foi eleito pela primeira vez para o Parlamento pela Universidade de Cambridge e lá permaneceu por pouco mais de um ano. A segunda eleição ocorreu em 1701-1702. Há uma anedota popular de que ele tomou a palavra para falar na Câmara dos Comuns apenas uma vez, pedindo que a janela fosse fechada para evitar correntes de ar. Na verdade, Newton desempenhou as suas funções parlamentares com a mesma consciência com que tratou todos os seus assuntos.

Por volta de 1691, Newton ficou gravemente doente (provavelmente, ele foi envenenado durante experimentos químicos, embora existam outras versões - excesso de trabalho, choque após um incêndio, que levou à perda de resultados importantes, e doenças relacionadas à idade). As pessoas próximas a ele temiam por sua sanidade; as poucas cartas que sobreviveram desse período indicam transtorno mental. Somente no final de 1693 a saúde de Newton se recuperou totalmente.

Em 1679, Newton conheceu em Trinity um aristocrata de 18 anos, amante da ciência e da alquimia, Charles Montagu (1661-1715). Newton provavelmente causou uma forte impressão em Montagu, porque em 1696, tendo se tornado Lord Halifax, Presidente da Royal Society e Chanceler do Tesouro (ou seja, Ministro do Tesouro da Inglaterra), Montagu propôs ao rei nomear Newton como guardião da Casa da Moeda. O rei deu seu consentimento e, em 1696, Newton assumiu esta posição, deixou Cambridge e mudou-se para Londres.

Para começar, Newton estudou minuciosamente a tecnologia de produção de moedas, colocou a papelada em ordem e refez a contabilidade nos últimos 30 anos. Ao mesmo tempo, Newton contribuiu enérgica e habilmente para a reforma monetária de Montagu, restaurando a confiança no sistema monetário inglês, que tinha sido completamente negligenciado pelos seus antecessores. Na Inglaterra, durante esses anos, circulavam quase exclusivamente moedas de qualidade inferior e em quantidades consideráveis ​​moedas falsificadas. O aparamento das bordas das moedas de prata generalizou-se, enquanto as moedas da nova cunhagem desapareceram assim que entraram em circulação, pois foram reformuladas em massa, exportadas para o exterior e escondidas em baús. Nesta situação, Montagu chegou à conclusão de que a situação só poderia ser alterada com a reminagem de todas as moedas que circulavam na Inglaterra e a proibição da circulação de moedas recortadas, o que exigia um aumento acentuado da produtividade da Casa da Moeda Real. Isso exigia um administrador competente, e Newton tornou-se essa pessoa, assumindo o cargo de guardião da Casa da Moeda em março de 1696.

Graças às ações enérgicas de Newton durante 1696, foi criada uma rede de filiais da Casa da Moeda nas cidades da Inglaterra, em particular em Chester, onde Newton nomeou seu amigo Halley como diretor da filial, o que permitiu aumentar a produção de moedas de prata em 8 vezes. Newton introduziu o uso de uma borda com inscrição na tecnologia de cunhagem de moedas, após o que a moagem criminosa do metal tornou-se quase impossível. Ao longo de 2 anos, a antiga moeda de prata inferior foi completamente retirada de circulação e re-cunhada, a produção de novas moedas aumentou para acompanhar a necessidade delas e a sua qualidade melhorou. Anteriormente, durante essas reformas, a população tinha que trocar o dinheiro antigo por peso, após o que o volume de dinheiro diminuiu tanto entre os indivíduos (privados e legais) como em todo o país, mas os juros e as obrigações de empréstimo permaneceram os mesmos, razão pela qual a economia começou a estagnação. Newton propôs trocar dinheiro ao par, o que evitou estes problemas, e a inevitável escassez de fundos depois disso foi compensada pela tomada de empréstimos de outros países (principalmente da Holanda), a inflação caiu drasticamente, mas a dívida pública externa cresceu em meados do século para níveis sem precedentes na história dos tamanhos da Inglaterra. Mas durante este período ocorreu um crescimento económico notável, por causa disso, as contribuições fiscais para o tesouro aumentaram (iguais em tamanho às da França, apesar de a França ser habitada por 2,5 vezes mais pessoas), devido a isso, a dívida nacional foi gradualmente pago.

Em 1699, a reminagem das moedas foi concluída e, aparentemente, como recompensa pelos seus serviços, neste ano Newton foi nomeado gerente (“mestre”) da Casa da Moeda. No entanto, uma pessoa honesta e competente à frente da Casa da Moeda não agradava a todos. Desde os primeiros dias choveram reclamações e denúncias sobre Newton e comissões de fiscalização apareciam constantemente. Acontece que muitas denúncias vieram de falsificadores, irritados com as reformas de Newton. Newton, via de regra, era indiferente à calúnia, mas nunca perdoava se isso afetasse sua honra e reputação. Ele esteve pessoalmente envolvido em dezenas de investigações e mais de 100 falsificadores foram localizados e condenados; na ausência de circunstâncias agravantes, na maioria das vezes eram enviados para as colônias norte-americanas, mas vários líderes foram executados. O número de moedas falsas na Inglaterra diminuiu significativamente. Montagu, em suas memórias, apreciou muito as extraordinárias habilidades administrativas demonstradas por Newton e garantiu o sucesso da reforma. Assim, as reformas levadas a cabo pelo cientista não só evitaram uma crise económica, mas também, décadas depois, levaram a um aumento significativo do bem-estar do país.

Em abril de 1698, o czar russo Pedro I visitou a Casa da Moeda três vezes durante a “Grande Embaixada”; Infelizmente, os detalhes de sua visita e comunicação com Newton não foram preservados. Sabe-se, porém, que em 1700 foi realizada na Rússia uma reforma monetária semelhante à inglesa. E em 1713, Newton enviou as primeiras seis cópias impressas da 2ª edição dos Principia ao czar Pedro na Rússia.

O triunfo científico de Newton foi simbolizado por dois eventos em 1699: o ensino do sistema mundial de Newton começou em Cambridge (a partir de 1704 em Oxford), e a Academia de Ciências de Paris, o reduto de seus oponentes cartesianos, elegeu-o como membro estrangeiro. Durante todo esse tempo, Newton ainda estava listado como membro e professor do Trinity College, mas em dezembro de 1701 renunciou oficialmente a todos os seus cargos em Cambridge.

Em 1703, o Presidente da Royal Society, Lord John Somers, morreu, tendo assistido às reuniões da Sociedade apenas duas vezes durante os 5 anos da sua presidência. Em novembro, Newton foi eleito seu sucessor e governou a Sociedade pelo resto de sua vida – mais de vinte anos. Ao contrário de seus antecessores, ele esteve pessoalmente presente em todas as reuniões e fez de tudo para garantir que a Sociedade Real Britânica ocupasse um lugar de honra no mundo científico. O número de membros da Sociedade cresceu (entre eles, além de Halley, destacam-se Denis Papin, Abraham de Moivre, Roger Coates, Brooke Taylor), experimentos interessantes foram realizados e discutidos, a qualidade dos artigos de periódicos melhorou significativamente, os problemas financeiros foram mitigados. A sociedade adquiriu secretárias remuneradas e residência própria (na Fleet Street); Newton pagou as despesas de mudança do seu próprio bolso. Durante esses anos, Newton foi frequentemente convidado como consultor para várias comissões governamentais, e a princesa Caroline, a futura rainha consorte da Grã-Bretanha, passou horas conversando com ele no palácio sobre temas filosóficos e religiosos.

Últimos anos

Em 1704 foi publicada a monografia “Óptica” (primeira em inglês), que determinou o desenvolvimento desta ciência até ao início do século XIX. Continha um apêndice “Sobre a quadratura das curvas” – a primeira e bastante completa apresentação da versão de análise matemática de Newton. Na verdade, este é o último trabalho de Newton nas ciências naturais, embora ele tenha vivido mais de 20 anos. O catálogo da biblioteca que ele deixou continha livros principalmente sobre história e teologia, e foi a essas atividades que Newton dedicou o resto de sua vida. Newton continuou sendo o gerente da Casa da Moeda, pois esse cargo, ao contrário do cargo de superintendente, não exigia dele muita atividade. Duas vezes por semana ele ia à Casa da Moeda, uma vez por semana a uma reunião da Royal Society. Newton nunca viajou para fora da Inglaterra.

Em 1705, a Rainha Anne nomeou Newton como cavaleiro. De agora em diante ele Senhor Isaac Newton. Pela primeira vez na história inglesa, o título de cavaleiro foi concedido por mérito científico; a próxima vez que isso aconteceu foi mais de um século depois (1819, em referência a Humphry Davy). No entanto, alguns biógrafos acreditam que a rainha foi guiada não por motivos científicos, mas por motivos políticos. Newton adquiriu seu próprio brasão e um pedigree não muito confiável.

Em 1707, foi publicada uma coleção de palestras de Newton sobre álgebra, chamada “Aritmética Universal”. Os métodos numéricos nele apresentados marcaram o nascimento de uma nova disciplina promissora - a análise numérica.

Em 1708, começou uma disputa aberta de prioridades com Leibniz, na qual até mesmo os governantes estavam envolvidos. Esta disputa entre dois gênios custou caro à ciência - a escola matemática inglesa logo reduziu a atividade durante um século inteiro, e a escola europeia ignorou muitas das ideias notáveis ​​​​de Newton, redescobrindo-as muito mais tarde. Mesmo a morte de Leibniz (1716) não extinguiu o conflito.

A primeira edição dos Principia de Newton está esgotada há muito tempo. Os muitos anos de trabalho de Newton na preparação da 2ª edição, revisada e ampliada, foram coroados de sucesso em 1710, quando foi publicado o primeiro volume da nova edição (o último, o terceiro - em 1713). A tiragem inicial (700 exemplares) revelou-se claramente insuficiente; houve edições adicionais em 1714 e 1723. Ao finalizar o segundo volume, Newton, excepcionalmente, teve que retornar à física para explicar a discrepância entre a teoria e os dados experimentais, e imediatamente fez uma grande descoberta - a compressão hidrodinâmica do jato. A teoria agora concordava bem com a experiência. Newton acrescentou uma instrução ao final do livro com uma crítica contundente à “teoria do vórtice” com a qual seus oponentes cartesianos tentaram explicar o movimento dos planetas. À pergunta natural “como é realmente?” o livro segue a famosa e honesta resposta: “Ainda não consegui deduzir a causa... das propriedades da força da gravidade a partir dos fenômenos, e não invento hipóteses”.

Em abril de 1714, Newton resumiu a sua experiência de regulação financeira e apresentou ao Tesouro o seu artigo “Observações sobre o valor do ouro e da prata”. O artigo continha propostas específicas para ajuste do custo dos metais preciosos. Estas propostas foram parcialmente aceites, o que teve um efeito benéfico na economia britânica.

Pouco antes de sua morte, Newton foi uma das vítimas de um golpe financeiro cometido por uma grande empresa comercial, a South Sea Company, que era apoiada pelo governo. Ele comprou os títulos da empresa por uma grande quantia e também insistiu na sua aquisição pela Royal Society. Em 24 de setembro de 1720, o banco da empresa declarou falência. A sobrinha Catherine lembrou em suas anotações que Newton perdeu mais de 20.000 libras, após o que declarou que poderia calcular o movimento dos corpos celestes, mas não o grau de loucura da multidão. No entanto, muitos biógrafos acreditam que Catarina não quis dizer uma perda real, mas sim uma falha em receber o lucro esperado. Após a falência da empresa, Newton ofereceu compensar a Royal Society pelas perdas com seu próprio bolso, mas sua oferta foi rejeitada.

Newton dedicou os últimos anos de sua vida a escrever a Cronologia dos Reinos Antigos, na qual trabalhou durante cerca de 40 anos, bem como a preparar a terceira edição dos Principia, publicada em 1726. Ao contrário da segunda, as mudanças na terceira edição foram menores – principalmente os resultados de novas observações astronômicas, incluindo um guia bastante abrangente para cometas observados desde o século XIV. Entre outros, foi apresentada a órbita calculada do cometa Halley, cujo reaparecimento no momento indicado (1758) confirmou claramente os cálculos teóricos dos (já falecidos) Newton e Halley. A tiragem do livro para uma publicação científica daqueles anos poderia ser considerada enorme: 1.250 exemplares.

Em 1725, a saúde de Newton começou a piorar visivelmente e ele se mudou para Kensington, não muito longe de Londres, onde morreu à noite, durante o sono, em 20 (31) de março de 1727. Ele não deixou um testamento escrito, mas o fez não deixou uma parte significativa de sua grande fortuna pouco antes de sua morte entregue aos seus parentes mais próximos. Enterrado na Abadia de Westminster. Fernando Savater, segundo as cartas de Voltaire, descreve o funeral de Newton da seguinte forma:

Toda Londres participou deles. O corpo foi primeiro exposto ao público em um magnífico carro funerário, ladeado por enormes lâmpadas, e depois transferido para a Abadia de Westminster, onde Newton foi enterrado entre reis e estadistas proeminentes. À frente do cortejo fúnebre estava o Lorde Chanceler, seguido por todos os ministros reais.

Qualidades pessoais

Traços de caráter

É difícil traçar um retrato psicológico de Newton, pois mesmo as pessoas que simpatizam com ele costumam atribuir várias qualidades a Newton. Também devemos levar em conta o culto a Newton na Inglaterra, que obrigou os autores de memórias a dotar o grande cientista de todas as virtudes concebíveis, ignorando as reais contradições de sua natureza. Além disso, ao final da vida, o personagem de Newton adquiriu traços como boa índole, condescendência e sociabilidade, que antes não eram característicos dele.

Na aparência, Newton era baixo, de constituição forte e cabelos ondulados. Quase nunca adoecia e até a velhice manteve os cabelos grossos (já completamente grisalhos desde os 40 anos) e todos os dentes, exceto um. Nunca (de acordo com outras fontes, quase nunca) usei óculos, embora fosse um pouco míope. Ele quase nunca ria ou se irritava; não há menção às suas piadas ou outras manifestações de seu senso de humor. Nas transações financeiras ele era cuidadoso e econômico, mas não mesquinho. Nunca casado. Geralmente estava em estado de profunda concentração interna, razão pela qual muitas vezes se mostrava distraído: por exemplo, uma vez, tendo convidado convidados, foi à despensa buscar vinho, mas então alguma ideia científica lhe ocorreu, ele correu para o escritório e nunca mais voltou para os convidados. Era indiferente aos esportes, à música, às artes, ao teatro e às viagens, embora soubesse desenhar bem. Seu assistente lembrou: “Ele não se permitia nenhum descanso ou trégua... considerava perdida cada hora não dedicada à [ciência]... Acho que ele ficou bastante triste com a necessidade de perder tempo comendo e dormindo. ” Com tudo o que foi dito, Newton conseguiu combinar a praticidade cotidiana e o bom senso, claramente manifestado em sua gestão bem-sucedida da Casa da Moeda e da Royal Society.

Criado nas tradições puritanas, Newton estabeleceu para si uma série de princípios estritos e autocontrole. E ele não estava inclinado a perdoar aos outros o que não perdoaria a si mesmo; esta é a raiz de muitos de seus conflitos. Ele tratava calorosamente seus parentes e muitos colegas, mas não tinha amigos íntimos, não procurava a companhia de outras pessoas e permanecia distante. Ao mesmo tempo, Newton não era cruel e indiferente ao destino dos outros. Quando, após a morte de sua meia-irmã Anna, seus filhos ficaram sem meios de sustento, Newton atribuiu uma mesada aos filhos menores e, mais tarde, tomou a filha de Anna, Katherine, aos seus cuidados. Ele constantemente ajudava outros parentes. “Sendo económico e prudente, era ao mesmo tempo muito liberal com o dinheiro e estava sempre pronto a ajudar um amigo necessitado, sem ser intrusivo. Ele é especialmente nobre com os jovens.” Muitos cientistas ingleses famosos - Stirling, Maclaurin, o astrônomo James Pound e outros - relembraram com profunda gratidão a ajuda prestada por Newton no início de suas carreiras científicas.

Conflitos

Newton e Hooke

Em 1675, Newton enviou à Sociedade seu tratado com novas pesquisas e especulações sobre a natureza da luz. Robert Hooke afirmou na reunião que tudo o que é valioso no tratado já está disponível no livro “Micrografia” publicado anteriormente por Hooke. Em conversas privadas, ele acusou Newton de plágio: “Mostrei que o Sr. Newton usou minhas hipóteses sobre impulsos e ondas” (do diário de Hooke). Hooke contestou a prioridade de todas as descobertas de Newton no campo da óptica, exceto aquelas com as quais ele não concordou. Oldenburg informou imediatamente Newton sobre essas acusações, e ele as considerou como insinuações. Desta vez o conflito foi resolvido e os cientistas trocaram cartas de conciliação (1676). Porém, daquele momento até a morte de Hooke (1703), Newton não publicou nenhum trabalho sobre óptica, embora tenha acumulado uma enorme quantidade de material, que sistematizou na clássica monografia “Óptica” (1704).

Outra disputa prioritária estava relacionada à descoberta da lei da gravidade. Em 1666, Hooke chegou à conclusão de que o movimento dos planetas é uma superposição de queda sobre o Sol devido à força de atração do Sol e movimento por inércia tangencial à trajetória do planeta. Na sua opinião, esta superposição de movimento determina a forma elíptica da trajetória do planeta em torno do Sol. No entanto, ele não conseguiu provar isso matematicamente e enviou uma carta a Newton em 1679, onde ofereceu cooperação na resolução deste problema. Esta carta também afirmava a suposição de que a força de atração do Sol diminui na proporção inversa ao quadrado da distância. Em resposta, Newton observou que já havia trabalhado no problema do movimento planetário, mas abandonou esses estudos. Na verdade, como mostram os documentos encontrados posteriormente, Newton tratou do problema do movimento planetário já em 1665-1669, quando, com base na lei III de Kepler, estabeleceu que “a tendência dos planetas de se afastarem do Sol será inversamente proporcionais aos quadrados de suas distâncias ao Sol.” No entanto, naqueles anos ele ainda não havia desenvolvido totalmente a ideia da órbita do planeta apenas como resultado da igualdade das forças de atração do Sol e da força centrífuga.

Posteriormente, a correspondência entre Hooke e Newton foi interrompida. Hooke voltou às tentativas de construir a trajetória do planeta sob a influência de uma força que diminui de acordo com a lei do inverso do quadrado. No entanto, essas tentativas também não tiveram sucesso. Enquanto isso, Newton voltou ao estudo do movimento planetário e resolveu este problema.

Quando Newton estava preparando seus Principia para publicação, Hooke exigiu que Newton estipulasse no prefácio a prioridade de Hooke em relação à lei da gravitação. Newton respondeu que Bulliald, Christopher Wren e o próprio Newton chegaram à mesma fórmula independentemente e antes de Hooke. Eclodiu um conflito que envenenou gravemente a vida de ambos os cientistas.

Autores modernos prestam homenagem a Newton e Hooke. A prioridade de Hooke é formular o problema de construir a trajetória do planeta devido à superposição de sua queda no Sol de acordo com a lei do inverso do quadrado e o movimento por inércia. Também é possível que tenha sido a carta de Hooke que empurrou Newton diretamente para completar a solução para este problema. No entanto, o próprio Hooke não resolveu o problema e também não adivinhou a universalidade da gravidade. De acordo com S.I. Vavilov,

Se combinarmos em um só todas as suposições e pensamentos de Hooke sobre o movimento dos planetas e a gravitação, expressos por ele por quase 20 anos, então encontraremos quase todas as principais conclusões dos “Princípios” de Newton, expressas apenas de forma incerta e com poucas evidências. formulário baseado em. Sem resolver o problema, Hooke encontrou a resposta. Ao mesmo tempo, o que temos diante de nós não é de forma alguma um pensamento aleatório, mas sem dúvida fruto de muitos anos de trabalho. Hooke teve o palpite brilhante de um físico experimental que discerniu as verdadeiras relações e leis da natureza no labirinto de fatos. Encontramos uma intuição rara semelhante de um experimentador na história da ciência em Faraday, mas Hooke e Faraday não eram matemáticos. Seu trabalho foi concluído por Newton e Maxwell. A luta sem objetivo com Newton pela prioridade lançou uma sombra sobre o glorioso nome de Hooke, mas é hora de a história, depois de quase três séculos, dar a cada um o que lhe é devido. Hooke não conseguiu seguir o caminho reto e impecável dos “Princípios da Matemática” de Newton, mas com seus caminhos indiretos, cujos vestígios não podemos mais encontrar, ele chegou lá.

Posteriormente, o relacionamento de Newton com Hooke permaneceu tenso. Por exemplo, quando Newton apresentou à Sociedade um novo projeto para um sextante, Hooke imediatamente afirmou que havia inventado tal dispositivo há mais de 30 anos (embora nunca tivesse construído um sextante). No entanto, Newton estava ciente do valor científico das descobertas de Hooke e em sua “Óptica” mencionou várias vezes seu já falecido oponente.

Além de Newton, Hooke teve disputas prioritárias com muitos outros cientistas ingleses e continentais, incluindo Robert Boyle, a quem acusou de se apropriar da melhoria da bomba de ar, bem como com o secretário da Royal Society Oldenburg, alegando que com a ajuda de Oldenburg Huygens roubou o relógio ideal de Hooke com mola espiral.

O mito de que Newton supostamente ordenou a destruição do único retrato de Hooke é discutido abaixo.

Newton e Flamsteed

John Flamsteed, um notável astrônomo inglês, conheceu Newton em Cambridge (1670), quando Flamsteed ainda era estudante e Newton era mestre. Porém, já em 1673, quase simultaneamente com Newton, Flamsteed também se tornou famoso - publicou tabelas astronómicas de excelente qualidade, pelas quais o rei lhe concedeu uma audiência pessoal e o título de “Astrónomo Real”. Além disso, o rei ordenou a construção de um observatório em Greenwich, perto de Londres, e a transferência para Flamsteed. No entanto, o rei considerou o dinheiro para equipar o observatório uma despesa desnecessária, e quase todos os rendimentos de Flamsteed foram para a construção de instrumentos e para as necessidades económicas do observatório.

No início, o relacionamento de Newton e Flamsteed foi cordial. Newton estava preparando a segunda edição dos Principia e precisava urgentemente de observações precisas da Lua para construir e (como esperava) confirmar sua teoria do seu movimento; Na primeira edição, a teoria do movimento da Lua e dos cometas era insatisfatória. Isto também foi importante para o estabelecimento da teoria da gravitação de Newton, que foi duramente criticada pelos cartesianos no continente. Flamsteed forneceu-lhe de bom grado os dados solicitados e, em 1694, Newton informou orgulhosamente a Flamsteed que uma comparação de dados calculados e experimentais mostrava sua concordância prática. Em algumas cartas, Flamsteed pediu urgentemente a Newton, no caso de usar observações, que estipulasse a sua prioridade, a de Flamsteed; isso se aplicava principalmente a Halley, de quem Flamsteed não gostava e suspeitava de desonestidade científica, mas também poderia significar falta de confiança no próprio Newton. As cartas de Flamsteed começam a mostrar ressentimento:

Concordo: o fio é mais caro que o ouro com que é feito. Porém, coletei esse ouro, limpei-o e lavei-o, e não me atrevo a pensar que você valoriza tão pouco minha ajuda só porque a recebeu com tanta facilidade.

O conflito aberto começou com uma carta de Flamsteed, na qual ele relatava, desculpando-se, ter descoberto uma série de erros sistemáticos em alguns dos dados fornecidos a Newton. Isso colocou em risco a teoria da Lua de Newton e forçou os cálculos a serem refeitos, e a confiança nos dados restantes também foi abalada. Newton, que odiava a desonestidade, ficou extremamente irritado e até suspeitou que os erros foram introduzidos deliberadamente por Flamsteed.

Em 1704, Newton visitou Flamsteed, que nessa época já havia recebido dados observacionais novos e extremamente precisos, e pediu-lhe que transmitisse esses dados; em troca, Newton prometeu ajudar Flamsteed na publicação de sua obra principal, o Catálogo Great Star. Flamsteed, porém, começou a atrasar por dois motivos: o catálogo ainda não estava completamente pronto e ele não confiava mais em Newton e tinha medo do roubo de suas inestimáveis ​​observações. Flamsteed usou as calculadoras experientes que lhe foram fornecidas para completar o trabalho de cálculo das posições das estrelas, enquanto Newton estava interessado principalmente na Lua, nos planetas e nos cometas. Finalmente, em 1706, a impressão do livro começou, mas Flamsteed, sofrendo de uma gota agonizante e ficando cada vez mais desconfiado, exigiu que Newton não abrisse a cópia lacrada até que a impressão fosse concluída; Newton, que precisava urgentemente dos dados, ignorou esta proibição e anotou os valores necessários. A tensão cresceu. Flamsteed confrontou Newton por tentar corrigir pessoalmente pequenos erros. A impressão do livro foi extremamente lenta.

Devido a dificuldades financeiras, Flamsteed não pagou a taxa de adesão e foi expulso da Royal Society; um novo golpe foi desferido pela rainha, que, aparentemente a pedido de Newton, transferiu as funções de controle do observatório para a Sociedade. Newton deu um ultimato a Flamsteed:

Você apresentou um catálogo imperfeito, no qual falta muita coisa, você não deu as posições das estrelas que eram desejadas, e ouvi dizer que a impressão foi interrompida devido à falta de fornecê-las. Portanto, espera-se que você envie o final do seu catálogo ao Dr. Arbuthnot, ou pelo menos envie-lhe as observações necessárias para completá-lo, para que a impressão possa continuar.

Newton também ameaçou que novos atrasos seriam considerados desobediência às ordens de Sua Majestade. Em março de 1710, Flamsteed, após acaloradas reclamações sobre a injustiça e as maquinações dos inimigos, entregou as páginas finais de seu catálogo, e no início de 1712 foi publicado o primeiro volume, intitulado “História Celestial”. Continha todos os dados de que Newton precisava e, um ano depois, uma edição revisada do Principia, com uma teoria da Lua muito mais precisa, também apareceu rapidamente. O vingativo Newton não incluiu agradecimentos a Flamsteed na edição e riscou todas as referências a ele que estavam presentes na primeira edição. Em resposta, Flamsteed queimou todas as 300 cópias não vendidas do catálogo em sua lareira e começou a preparar sua segunda edição, desta vez ao seu gosto. Ele morreu em 1719, mas através dos esforços de sua esposa e amigos esta publicação maravilhosa, o orgulho da astronomia inglesa, foi publicada em 1725.

Newton e Leibniz

A partir de documentos sobreviventes, os historiadores da ciência descobriram que Newton criou o cálculo diferencial e integral em 1665-1666, mas não o publicou até 1704. Leibniz desenvolveu sua versão do cálculo de forma independente (a partir de 1675), embora o ímpeto inicial para seu pensamento provavelmente tenha vindo de rumores de que Newton já tinha tal cálculo, bem como de conversas científicas na Inglaterra e correspondência com Newton. Ao contrário de Newton, Leibniz publicou imediatamente a sua versão e, mais tarde, juntamente com Jacob e Johann Bernoulli, propagou amplamente esta descoberta que marcou época por toda a Europa. A maioria dos cientistas do continente não tinha dúvidas de que Leibniz havia descoberto a análise.

Tendo ouvido a persuasão de amigos que apelaram ao seu patriotismo, Newton, no 2º livro dos seus “Princípios” (1687), disse:

Em cartas que troquei há cerca de dez anos com o hábil matemático Sr. Leibniz, informei-o de que tinha um método para determinar máximos e mínimos, traçar tangentes e resolver questões semelhantes, igualmente aplicável a termos racionais e racionais. uns, e escondi o método reorganizando as letras da seguinte frase: “quando dada uma equação contendo qualquer número de quantidades atuais, encontre as fluxões e vice-versa”. O homem mais famoso me respondeu que também atacou tal método e me contou seu método, que acabou sendo pouco diferente do meu, e apenas em termos e esboço de fórmulas.

Nosso Wallis acrescentou à sua “Álgebra”, que acabava de aparecer, algumas das cartas que uma vez lhe escrevi. Ao mesmo tempo, exigiu que eu declarasse abertamente o método que naquela época escondi de você, reorganizando as letras; Fiz o mais curto que pude. Espero não ter escrito nada que possa ser desagradável para você, mas se isso aconteceu, por favor me avise, porque os amigos são mais caros para mim do que as descobertas matemáticas.

Depois que a primeira publicação detalhada da análise de Newton (apêndice matemático à Óptica, 1704) apareceu no jornal Acta eruditorum de Leibniz, uma revisão anônima apareceu com alusões insultuosas a Newton. A revisão indicou claramente que o autor do novo cálculo foi Leibniz. O próprio Leibniz negou veementemente ter escrito a resenha, mas os historiadores conseguiram encontrar um rascunho escrito com sua caligrafia. Newton ignorou o artigo de Leibniz, mas os seus alunos responderam indignados, após o que eclodiu uma guerra de prioridades pan-europeia, "a disputa mais vergonhosa em toda a história da matemática".

Em 31 de janeiro de 1713, a Royal Society recebeu uma carta de Leibniz contendo uma formulação conciliatória: ele concordava que Newton chegava à análise de forma independente, “com base em princípios gerais semelhantes aos nossos”. Um Newton furioso exigiu a criação de uma comissão internacional para esclarecer a prioridade. A comissão não precisou de muito tempo: depois de um mês e meio, tendo estudado a correspondência de Newton com Oldenburg e outros documentos, reconheceu unanimemente a prioridade de Newton e, em palavras, desta vez ofensiva para Leibniz. A decisão da comissão foi publicada nos anais da Sociedade com todos os documentos comprovativos anexados. Em resposta, a partir do verão de 1713, a Europa foi inundada com panfletos anônimos que defendiam a prioridade de Leibniz e argumentavam que “Newton se arroga a honra que pertence a outro”. Os panfletos também acusavam Newton de roubar os resultados de Hooke e Flamsteed. Os amigos de Newton, por sua vez, acusaram o próprio Leibniz de plágio; De acordo com a versão deles, durante sua estada em Londres (1676), Leibniz, da Royal Society, conheceu as obras e cartas inéditas de Newton, após o que Leibniz publicou as ideias ali expressas e as passou como suas.

A guerra continuou inabalável até dezembro de 1716, quando o Abade Conti ( Antonio Schinella Conti) informou Newton: “Leibniz está morto – a disputa acabou”.

Atividade científica

Uma nova era na física e na matemática está associada ao trabalho de Newton. Concluiu a criação da física teórica, iniciada por Galileu, baseada, por um lado, em dados experimentais e, por outro, numa descrição quantitativa e matemática da natureza. Métodos analíticos poderosos estão surgindo na matemática. Na física, o principal método de estudo da natureza é a construção de modelos matemáticos adequados dos processos naturais e a pesquisa intensiva desses modelos com o uso sistemático de todo o poder do novo aparato matemático. Os séculos subsequentes provaram a excepcional fecundidade desta abordagem.

Filosofia e método científico

Newton rejeitou resolutamente a abordagem de Descartes e de seus seguidores cartesianos, popular no final do século XVII, que prescrevia que, ao construir uma teoria científica, deve-se primeiro usar o “discernimento da mente” para encontrar as “causas profundas” do fenômeno em estudo. Na prática, esta abordagem levou frequentemente à formulação de hipóteses absurdas sobre “substâncias” e “propriedades ocultas” que não eram passíveis de verificação experimental. Newton acreditava que na “filosofia natural” (isto é, na física), apenas tais suposições (“princípios”, agora eles preferem o nome “leis da natureza”) são permitidas, que decorrem diretamente de experimentos confiáveis ​​​​e generalizam seus resultados; Ele chamou as hipóteses de suposições que não foram suficientemente fundamentadas por experimentos. “Tudo... que não é deduzido dos fenômenos deveria ser chamado de hipótese; hipóteses de propriedades metafísicas, físicas, mecânicas e ocultas não têm lugar na filosofia experimental.” Exemplos de princípios são a lei da gravidade e as 3 leis da mecânica nos Principia; a palavra "princípios" ( Princípios Matemáticos, tradicionalmente traduzido como “princípios matemáticos”) também está contido no título de seu livro principal.

Numa carta a Pardiz, Newton formulou a “regra de ouro da ciência”:

O melhor e mais seguro método de filosofar, parece-me, deveria ser primeiro estudar diligentemente as propriedades das coisas e estabelecer essas propriedades por meio de experimentos, e depois avançar gradualmente para hipóteses que explicam essas propriedades. As hipóteses podem ser úteis apenas para explicar as propriedades das coisas, mas não há necessidade de sobrecarregá-las com a responsabilidade de determinar essas propriedades além dos limites revelados pela experiência... afinal, muitas hipóteses podem ser inventadas para explicar quaisquer novas dificuldades.

Esta abordagem não apenas colocou as fantasias especulativas fora da ciência (por exemplo, o raciocínio dos cartesianos sobre as propriedades das “matérias sutis” que supostamente explicavam os fenômenos eletromagnéticos), mas foi mais flexível e frutífera porque permitiu a modelagem matemática de fenômenos para os quais a raiz as causas ainda não haviam sido descobertas. Foi o que aconteceu com a gravidade e a teoria da luz - sua natureza ficou clara muito mais tarde, o que não interferiu no sucesso do uso secular dos modelos newtonianos.

A famosa frase “Eu não invento hipóteses” (lat. Hypotheses non fingo), é claro, não significa que Newton subestimou a importância de encontrar “causas primeiras” se elas forem claramente confirmadas pela experiência. Os princípios gerais obtidos no experimento e as consequências deles também devem passar por testes experimentais, que podem levar a um ajuste ou mesmo a uma mudança nos princípios. “Toda a dificuldade da física... consiste em reconhecer as forças da natureza a partir dos fenómenos do movimento e depois usar essas forças para explicar outros fenómenos.”

Newton, como Galileu, acreditava que o movimento mecânico está subjacente a todos os processos naturais:

Seria desejável deduzir dos princípios da mecânica e de outros fenômenos naturais... pois muito me faz supor que todos esses fenômenos são determinados por certas forças com as quais as partículas dos corpos, por razões ainda desconhecidas, ou tendem uma para a outra. outro e se entrelaçam em figuras regulares, ou se repelem e se afastam mutuamente. Como essas forças são desconhecidas, até agora as tentativas dos filósofos de explicar os fenômenos naturais permaneceram infrutíferas.

Newton formulou seu método científico em seu livro “Óptica”:

Tal como na matemática, também nos testes da natureza, na investigação de questões difíceis, o método analítico deve preceder o sintético. Esta análise consiste em tirar conclusões gerais de experimentos e observações por indução e não permitir quaisquer objeções contra eles que não provenham de experimentos ou outras verdades confiáveis. Pois hipóteses não são consideradas na filosofia experimental. Embora os resultados obtidos através da indução a partir de experiências e observações ainda não possam servir como prova de conclusões universais, esta ainda é a melhor forma de tirar conclusões, o que a natureza das coisas permite.

No 3º livro dos Elementos (a partir da 2ª edição), Newton colocou uma série de regras metodológicas dirigidas contra os cartesianos; A primeira delas é uma variante da navalha de Occam:

Regra I. Não se deve aceitar outras causas na natureza além daquelas que são verdadeiras e suficientes para explicar os fenômenos... a natureza não faz nada em vão, e seria em vão que muitos fizessem o que pode ser feito por menos. A natureza é simples e não se dá ao luxo de causas supérfluas das coisas...

Regra IV. Na física experimental, as proposições derivadas de fenômenos ocorridos por meio de indução, apesar da possibilidade de suposições contrárias a elas, devem ser consideradas verdadeiras exatamente ou aproximadamente, até que tais fenômenos sejam descobertos e sejam ainda mais refinados ou estejam sujeitos a exceções.

As visões mecanicistas de Newton revelaram-se incorretas - nem todos os fenômenos naturais surgem do movimento mecânico. No entanto, seu método científico se estabeleceu na ciência. A física moderna explora e aplica com sucesso fenômenos cuja natureza ainda não foi esclarecida (por exemplo, partículas elementares). Desde Newton, a ciência natural desenvolveu-se com a firme convicção de que o mundo é cognoscível porque a natureza é organizada de acordo com princípios matemáticos simples. Essa confiança tornou-se a base filosófica para o tremendo progresso da ciência e da tecnologia.

Matemática

Newton fez suas primeiras descobertas matemáticas ainda em seus anos de estudante: a classificação de curvas algébricas de 3ª ordem (curvas de 2ª ordem foram estudadas por Fermat) e a expansão binomial de um grau arbitrário (não necessariamente inteiro), a partir do qual a teoria de Newton de séries infinitas começou - uma nova e poderosa ferramenta de análise. Newton considerou a expansão em série o método principal e geral de análise de funções e, neste assunto, alcançou o auge do domínio. Ele usou séries para calcular tabelas, resolver equações (inclusive diferenciais) e estudar o comportamento de funções. Newton conseguiu obter expansões para todas as funções padrão da época.

Newton desenvolveu cálculo diferencial e integral simultaneamente com G. Leibniz (um pouco antes) e independentemente dele. Antes de Newton, as operações com infinitesimais não estavam vinculadas a uma única teoria e tinham o caráter de técnicas engenhosas isoladas. A criação de uma análise matemática sistêmica reduz a solução de problemas relevantes, em grande medida, ao nível técnico. Surgiu um complexo de conceitos, operações e símbolos, que se tornou o ponto de partida para o desenvolvimento da matemática. O século seguinte, o século XVIII, foi um século de desenvolvimento rápido e extremamente bem-sucedido de métodos analíticos.

Talvez Newton tenha tido a ideia da análise por meio de métodos diferenciais, que estudou muito e profundamente. É verdade que em seus “Princípios” Newton quase não usou infinitesimais, aderindo a métodos antigos (geométricos) de prova, mas em outras obras ele os usou livremente.

O ponto de partida para o cálculo diferencial e integral foram os trabalhos de Cavalieri e principalmente de Fermat, que já sabia (para curvas algébricas) desenhar tangentes, encontrar extremos, pontos de inflexão e curvatura de uma curva, e calcular a área de seu segmento . Entre outros antecessores, o próprio Newton nomeou Wallis, Barrow e o cientista escocês James Gregory. Ainda não havia conceito de função; ele interpretou todas as curvas cinematicamente como trajetórias de um ponto móvel.

Já como estudante, Newton percebeu que diferenciação e integração são operações mutuamente inversas. Este teorema fundamental de análise já havia surgido mais ou menos claramente nos trabalhos de Torricelli, Gregory e Barrow, mas apenas Newton percebeu que nesta base era possível obter não apenas descobertas individuais, mas um poderoso cálculo sistêmico, semelhante à álgebra, com regras claras e possibilidades gigantescas.

Durante quase 30 anos, Newton não se preocupou em publicar a sua versão da análise, embora em cartas (em particular a Leibniz) tenha partilhado de bom grado muito do que tinha conseguido. Enquanto isso, a versão de Leibniz vinha se espalhando ampla e abertamente por toda a Europa desde 1676. Somente em 1693 apareceu a primeira apresentação da versão de Newton - na forma de um apêndice ao Tratado de Álgebra de Wallis. Temos que admitir que a terminologia e o simbolismo de Newton são bastante desajeitados em comparação com os de Leibniz: fluxão (derivada), fluente (antiderivada), momento de magnitude (diferencial), etc. Apenas a notação de Newton “é preservada na matemática”. ó» para infinitesimal dt(no entanto, esta letra foi usada anteriormente por Gregório no mesmo sentido), e também o ponto acima da letra como símbolo da derivada em relação ao tempo.

Newton publicou uma declaração bastante completa dos princípios de análise apenas na obra “Sobre a quadratura das curvas” (1704), anexada à sua monografia “Óptica”. Quase todo o material apresentado estava pronto nas décadas de 1670-1680, mas só agora Gregory e Halley persuadiram Newton a publicar o trabalho, que, com 40 anos de atraso, se tornou o primeiro trabalho impresso de Newton sobre análise. Aqui, Newton introduziu derivadas de ordens superiores, encontrou os valores das integrais de várias funções racionais e irracionais e deu exemplos de resolução de equações diferenciais de 1ª ordem.

Em 1707, foi publicado o livro “Aritmética Universal”. Apresenta uma variedade de métodos numéricos. Newton sempre prestou muita atenção à solução aproximada de equações. O famoso método de Newton tornou possível encontrar as raízes das equações com velocidade e precisão até então inimagináveis ​​(publicado em Wallis' Algebra, 1685). O método iterativo de Newton recebeu sua forma moderna por Joseph Raphson (1690).

Em 1711, após 40 anos, foi finalmente publicada a Análise por Equações com Número Infinito de Termos. Neste trabalho, Newton explora curvas algébricas e “mecânicas” (ciclóide, quadratriz) com igual facilidade. Aparecem derivadas parciais. No mesmo ano, foi publicado o “Método das Diferenças”, onde Newton propôs uma fórmula de interpolação para realizar (n+1) pontos de dados com abscissas igualmente espaçadas ou desigualmente espaçadas do polinômio n-ª ordem. Este é um análogo diferencial da fórmula de Taylor.

Em 1736, o trabalho final, “O Método das Fluxões e Séries Infinitas”, foi publicado postumamente, significativamente avançado em comparação com “Análise por Equações”. Fornece numerosos exemplos de localização de extremos, tangentes e normais, cálculo de raios e centros de curvatura em coordenadas cartesianas e polares, localização de pontos de inflexão, etc. No mesmo trabalho foram realizadas quadraturas e retificações de diversas curvas.

Deve-se notar que Newton não apenas desenvolveu a análise de forma bastante completa, mas também fez uma tentativa de fundamentar estritamente seus princípios. Se Leibniz estava inclinado à ideia de infinitesimais reais, então Newton propôs (nos Principia) uma teoria geral de passagem aos limites, que ele chamou de maneira um tanto florida de “método das primeiras e últimas relações”. É utilizado o termo moderno “limite” (latim limes), embora não haja uma descrição clara da essência deste termo, implicando uma compreensão intuitiva. A teoria dos limites é exposta em 11 lemas do Livro I dos Elementos; um lema também está no livro II. Não há aritmética de limites, não há prova da unicidade do limite e sua conexão com os infinitesimais não foi revelada. No entanto, Newton aponta com razão o maior rigor desta abordagem em comparação com o método “grosseiro” dos indivisíveis. No entanto, no Livro II, ao introduzir “momentos” (diferenciais), Newton confunde novamente a questão, de facto considerando-os como infinitesimais reais.

É digno de nota que Newton não estava nem um pouco interessado na teoria dos números. Aparentemente, a física estava muito mais próxima da matemática para ele.

Mecânica

O mérito de Newton reside na solução de dois problemas fundamentais.

• Criação de uma base axiomática para a mecânica, que na verdade transferiu esta ciência para a categoria de teorias matemáticas estritas.
• Criação de dinâmicas que conectam o comportamento do corpo com as características das influências externas (forças) sobre ele.

Além disso, Newton finalmente enterrou a ideia, enraizada desde os tempos antigos, de que as leis do movimento dos corpos terrestres e celestes são completamente diferentes. Em seu modelo de mundo, todo o Universo está sujeito a leis uniformes que podem ser formuladas matematicamente.

A axiomática de Newton consistia em três leis, que ele mesmo formulou da seguinte forma.

1. Todo corpo continua a ser mantido em estado de repouso ou movimento uniforme e retilíneo até e a menos que seja forçado por forças aplicadas a mudar esse estado.
2. A mudança no momento é proporcional à força aplicada e ocorre na direção da linha reta ao longo da qual essa força atua.
3. Uma ação sempre tem uma reação igual e oposta, caso contrário, as interações de dois corpos entre si são iguais e direcionadas em direções opostas.

Texto original(lat.)

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

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

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

- Spassky B.I. História da física. - T. 1. - P. 139.

A primeira lei (a lei da inércia), de forma menos clara, foi publicada por Galileu. Deve-se notar que Galileu permitiu a livre circulação não apenas em linha reta, mas também em círculo (aparentemente por razões astronômicas). Galileu também formulou o princípio mais importante da relatividade, que Newton não incluiu em sua axiomática, porque para os processos mecânicos este princípio é uma consequência direta das equações da dinâmica (Corolário V nos Principia). Além disso, Newton considerava o espaço e o tempo conceitos absolutos, comuns a todo o Universo, e indicou isso claramente em seus Principia.

Newton também deu definições estritas de conceitos físicos como impulso(não usado claramente por Descartes) e força. Ele introduziu na física o conceito de massa como medida de inércia e, ao mesmo tempo, de propriedades gravitacionais. Anteriormente, os físicos usavam o conceito peso, entretanto, o peso de um corpo depende não apenas do próprio corpo, mas também de seu ambiente (por exemplo, da distância ao centro da Terra), portanto, era necessária uma característica nova e invariante.

Euler e Lagrange completaram a matematização da mecânica.

Gravidade universal e astronomia

Aristóteles e seus defensores consideravam a gravidade o desejo dos corpos do “mundo sublunar” aos seus lugares naturais. Alguns outros filósofos antigos (entre eles Empédocles, Platão) acreditavam que a gravidade era o desejo de união de corpos relacionados. No século XVI, este ponto de vista foi apoiado por Nicolau Copérnico, em cujo sistema heliocêntrico a Terra era considerada apenas um dos planetas. Giordano Bruno e Galileo Galilei tinham opiniões semelhantes. Johannes Kepler acreditava que o motivo da queda dos corpos não são suas aspirações internas, mas a força de atração da Terra, e não só a Terra atrai uma pedra, mas a pedra também atrai a Terra. Na sua opinião, a gravidade se estende pelo menos até a Lua. Em seus trabalhos posteriores, ele expressou a opinião de que a força da gravidade diminui com a distância e todos os corpos do sistema solar estão sujeitos à atração mútua. René Descartes, Gilles Roberval, Christian Huygens e outros cientistas do século XVII tentaram desvendar a natureza física da gravidade.

O mesmo Kepler foi o primeiro a sugerir que o movimento dos planetas é controlado por forças que emanam do Sol. Em sua teoria existiam três dessas forças: uma, circular, empurra o planeta em sua órbita, agindo tangencialmente à trajetória (devido a essa força o planeta se move), a outra atrai ou repele o planeta do Sol (devido a isso a órbita do planeta é uma elipse) e a terceira atua através do plano da eclíptica (devido ao qual a órbita do planeta está no mesmo plano). Ele considerou que a força circular diminuía na proporção inversa à distância do Sol. Nenhuma dessas três forças foi identificada com a gravidade. A teoria Kepleriana foi rejeitada pelo principal astrônomo teórico de meados do século XVII, Ismael Bulliald, segundo o qual, em primeiro lugar, os planetas se movem ao redor do Sol não sob a influência de forças que dele emanam, mas devido ao desejo interno, e em segundo lugar , se existisse uma força circular, ela diminuiria de volta para o segundo grau de distância, e não para o primeiro, como Kepler acreditava. Descartes acreditava que os planetas eram transportados ao redor do Sol por vórtices gigantes.

A suposição sobre a existência de uma força emanada do Sol que controla o movimento dos planetas foi expressa por Jeremy Horrocks. Segundo Giovanni Alfonso Borelli, três forças emanam do Sol: uma impulsiona o planeta em sua órbita, a outra atrai o planeta para o Sol e a terceira (centrífuga), ao contrário, afasta o planeta. A órbita elíptica do planeta é resultado do confronto entre os dois últimos. Em 1666, Robert Hooke sugeriu que a força da gravidade em direção ao Sol por si só é suficiente para explicar o movimento dos planetas, é simplesmente necessário assumir que a órbita planetária é o resultado de uma combinação (superposição) de queda no Sol (devido à força da gravidade) e movimento devido à inércia (devido à gravidade).tangente à trajetória do planeta). Na sua opinião, esta sobreposição de movimentos determina a forma elíptica da trajetória do planeta em torno do Sol. Christopher Wren também expressou opiniões semelhantes, mas de forma bastante vaga. Hooke e Wren adivinharam que a força da gravidade diminui na proporção inversa ao quadrado da distância ao Sol.

No entanto, ninguém antes de Newton foi capaz de conectar de forma clara e matematicamente conclusiva a lei da gravidade (uma força inversamente proporcional ao quadrado da distância) e as leis do movimento planetário (leis de Kepler). Além disso, foi Newton quem primeiro adivinhou que a gravidade atua entre dois corpos quaisquer no Universo; O movimento de uma maçã caindo e a rotação da Lua em torno da Terra são controlados pela mesma força. Finalmente, Newton não apenas publicou a suposta fórmula da lei da gravitação universal, mas na verdade propôs um modelo matemático holístico:

• lei da gravitação;
• lei do movimento (segunda lei de Newton);
• sistema de métodos de pesquisa matemática (análise matemática).

Em conjunto, esta tríade é suficiente para um estudo completo dos movimentos mais complexos dos corpos celestes, criando assim os fundamentos da mecânica celeste. Assim, somente com os trabalhos de Newton começa a ciência da dinâmica, inclusive aplicada ao movimento dos corpos celestes. Antes da criação da teoria da relatividade e da mecânica quântica, nenhuma alteração fundamental foi necessária neste modelo, embora o aparato matemático tenha sido necessário para um desenvolvimento significativo.

O primeiro argumento a favor do modelo newtoniano foi a derivação rigorosa das leis empíricas de Kepler com base nele. O próximo passo foi a teoria do movimento dos cometas e da Lua, exposta nos “Princípios”. Mais tarde, com a ajuda da gravidade newtoniana, todos os movimentos observados dos corpos celestes foram explicados com alta precisão; Este é um grande mérito de Euler, Clairaut e Laplace, que desenvolveram a teoria das perturbações para isso. A base desta teoria foi lançada por Newton, que analisou o movimento da Lua usando o seu método habitual de expansão em série; neste caminho descobriu as causas das irregularidades então conhecidas ( desigualdades) no movimento da Lua.

A lei da gravidade permitiu resolver não apenas problemas de mecânica celeste, mas também uma série de problemas físicos e astrofísicos. Newton indicou um método para determinar a massa do Sol e dos planetas. Ele descobriu a causa das marés: a gravidade da Lua (até mesmo Galileu considerava as marés um efeito centrífugo). Além disso, tendo processado muitos anos de dados sobre a altura das marés, ele calculou a massa da Lua com boa precisão. Outra consequência da gravidade foi a precessão do eixo da Terra. Newton descobriu que devido ao achatamento da Terra nos pólos, o eixo da Terra sofre um deslocamento lento e constante com um período de 26.000 anos sob a influência da atração da Lua e do Sol. Assim, o antigo problema da “antecipação dos equinócios” (observado pela primeira vez por Hiparco) encontrou uma explicação científica.

A teoria da gravitação de Newton causou muitos anos de debate e críticas ao conceito de ação de longo alcance nela adotado. No entanto, os notáveis ​​sucessos da mecânica celeste no século XVIII confirmaram a opinião sobre a adequação do modelo newtoniano. Os primeiros desvios observados da teoria de Newton na astronomia (uma mudança no periélio de Mercúrio) foram descobertos apenas 200 anos depois. Estes desvios foram logo explicados pela teoria da relatividade geral (GR); A teoria de Newton revelou-se uma versão aproximada dela. A relatividade geral também encheu a teoria da gravitação de conteúdo físico, indicando o portador material da força de atração - a métrica do espaço-tempo, e possibilitou livrar-se da ação de longo alcance.

Óptica e teoria da luz

Newton fez descobertas fundamentais em óptica. Ele construiu o primeiro telescópio espelhado (refletor), no qual, ao contrário dos telescópios puramente de lente, não havia aberração cromática. Ele também estudou detalhadamente a dispersão da luz, mostrando que quando a luz branca passa por um prisma transparente, ela se decompõe em uma série contínua de raios de cores diferentes devido à refração diferente de raios de cores diferentes, assim Newton lançou as bases do teoria correta das cores. Newton criou a teoria matemática dos anéis de interferência descobertos por Hooke, que desde então foram chamados de “anéis de Newton”. Numa carta a Flamsteed, ele delineou uma teoria detalhada da refração astronômica. Mas sua principal conquista foi a criação dos fundamentos da óptica física (não apenas geométrica) como ciência e o desenvolvimento de sua base matemática, a transformação da teoria da luz de um conjunto assistemático de fatos em uma ciência com rica qualidade qualitativa e quantitativa. conteúdo, experimentalmente bem fundamentado. Os experimentos ópticos de Newton tornaram-se um modelo de pesquisa física profunda durante décadas.

Durante este período existiram muitas teorias especulativas sobre luz e cor; Basicamente, eles lutaram entre os pontos de vista de Aristóteles (“cores diferentes são uma mistura de luz e escuridão em proporções diferentes”) e de Descartes (“cores diferentes são criadas quando as partículas de luz giram em velocidades diferentes”). Hooke, em sua Micrographia (1665), propôs uma variante das visões aristotélicas. Muitos acreditavam que a cor não era um atributo da luz, mas de um objeto iluminado. A discórdia geral foi agravada por uma cascata de descobertas no século XVII: difração (1665, Grimaldi), interferência (1665, Hooke), refração dupla (1670, Erasmus Bartholin, estudado por Huygens), estimativa da velocidade da luz (1675 , Roemer). Não havia teoria da luz compatível com todos esses fatos.

Dispersão de luz
(Experimento de Newton)

No seu discurso à Royal Society, Newton refutou Aristóteles e Descartes e provou de forma convincente que a luz branca não é primária, mas consiste em componentes coloridos com diferentes “graus de refração”. Esses componentes são primários - Newton não conseguia mudar sua cor com nenhum truque. Assim, a sensação subjetiva de cor recebeu uma base objetiva sólida - na terminologia moderna, o comprimento de onda da luz, que poderia ser julgado pelo grau de refração.

Em 1689, Newton parou de publicar no campo da óptica (embora continuasse a pesquisar) - de acordo com uma lenda generalizada, ele jurou não publicar nada neste campo durante a vida de Hooke. De qualquer forma, em 1704, um ano após a morte de Hooke, foi publicada a monografia “Optics” (em inglês). O prefácio contém uma clara sugestão de conflito com Hooke: “Não querendo ser envolvido em disputas sobre vários assuntos, adiei esta publicação e a teria adiado ainda mais se não fosse pela persistência de meus amigos”. Durante a vida do autor, Óptica, assim como Principia, teve três edições (1704, 1717, 1721) e muitas traduções, incluindo três em latim.

• Livro um: princípios da óptica geométrica, o estudo da dispersão da luz e da composição da cor branca com diversas aplicações, incluindo a teoria do arco-íris.
• Livro dois: interferência da luz em placas finas.
• Livro três: difração e polarização da luz.

Os historiadores distinguem dois grupos de hipóteses então atuais sobre a natureza da luz.

• Emissiva (corpuscular): a luz consiste em pequenas partículas (corpúsculos) emitidas por um corpo luminoso. Esta opinião foi apoiada pela retilinidade da propagação da luz, na qual se baseia a óptica geométrica, mas a difração e a interferência não se enquadravam bem nesta teoria.
• Onda: a luz é uma onda no éter do mundo invisível. Os oponentes de Newton (Hooke, Huygens) são frequentemente chamados de defensores da teoria das ondas, mas deve-se ter em mente que por onda eles não queriam dizer uma oscilação periódica, como na teoria moderna, mas um único impulso; por esta razão, as suas explicações dos fenómenos luminosos eram dificilmente plausíveis e não podiam competir com as de Newton (Huygens até tentou refutar a difração). A óptica ondulatória desenvolvida apareceu apenas no início do século XIX.

Newton é frequentemente considerado um defensor da teoria corpuscular da luz; na verdade, como sempre, ele “não inventou hipóteses” e admitiu prontamente que a luz também poderia estar associada a ondas no éter. Num tratado apresentado à Royal Society em 1675, ele escreve que a luz não pode ser simplesmente vibrações do éter, pois então poderia, por exemplo, viajar através de um tubo curvo, como faz o som. Mas, por outro lado, ele sugere que a propagação da luz excita vibrações no éter, o que dá origem à difração e outros efeitos de onda. Essencialmente, Newton, claramente consciente das vantagens e desvantagens de ambas as abordagens, apresenta um compromisso, a teoria da luz partícula-onda. Em suas obras, Newton descreveu detalhadamente o modelo matemático dos fenômenos luminosos, deixando de lado a questão do portador físico da luz: “Meu ensino sobre a refração da luz e das cores consiste unicamente em estabelecer certas propriedades da luz sem quaisquer hipóteses sobre sua origem .” A óptica ondulatória, quando apareceu, não rejeitou os modelos de Newton, mas absorveu-os e expandiu-os numa nova base.

Apesar de não gostar de hipóteses, Newton incluiu no final de Óptica uma lista de problemas não resolvidos e possíveis respostas para eles. No entanto, durante esses anos ele já podia pagar por isso - a autoridade de Newton depois de “Principia” tornou-se indiscutível, e poucas pessoas ousaram incomodá-lo com objeções. Várias hipóteses revelaram-se proféticas. Especificamente, Newton previu:

• deflexão da luz num campo gravitacional;
• o fenômeno da polarização da luz;
• interconversão de luz e matéria.

Outros trabalhos em física

Newton foi o primeiro a derivar a velocidade do som num gás, com base na lei de Boyle-Mariotte. Ele sugeriu a existência da lei do atrito viscoso e descreveu a compressão hidrodinâmica do jato. Ele propôs uma fórmula para a lei do arrasto de um corpo em um meio rarefeito (fórmula de Newton) e, com base nela, considerou um dos primeiros problemas sobre a forma mais favorável de um corpo aerodinâmico (problema aerodinâmico de Newton). Em “Princípios” ele expressou e argumentou a suposição correta de que um cometa possui um núcleo sólido, cuja evaporação sob a influência do calor solar forma uma extensa cauda, ​​sempre direcionada na direção oposta ao Sol. Newton também trabalhou em questões de transferência de calor, um dos resultados é chamado de lei de Newton-Richmann.

Newton previu o achatamento da Terra nos pólos, estimando-o em aproximadamente 1:230. Ao mesmo tempo, Newton usou um modelo de fluido homogêneo para descrever a Terra, aplicou a lei da gravitação universal e levou em consideração a força centrífuga. Ao mesmo tempo, cálculos semelhantes foram realizados por Huygens, que não acreditava na força gravitacional de longo alcance e abordou o problema de forma puramente cinematográfica. Conseqüentemente, Huygens previu uma compressão inferior à metade da de Newton, 1:576. Além disso, Cassini e outros cartesianos argumentaram que a Terra não é comprimida, mas alongada nos pólos como um limão. Posteriormente, embora não imediatamente (as primeiras medições foram imprecisas), medições diretas (Clerot, 1743) confirmaram a correção de Newton; a compressão real é 1:298. A razão pela qual este valor difere daquele proposto por Newton em favor do de Huygens é que o modelo de um líquido homogêneo ainda não é totalmente preciso (a densidade aumenta visivelmente com a profundidade). Uma teoria mais precisa, levando explicitamente em conta a dependência da densidade em relação à profundidade, foi desenvolvida apenas no século XIX.

Alunos

A rigor, Newton não teve alunos diretos. No entanto, toda uma geração de cientistas ingleses cresceu lendo seus livros e se comunicando com ele, de modo que eles próprios se consideravam alunos de Newton. Entre eles os mais famosos são:

• Edmundo Halley
• Roger Cotes
• Colin MacLaurin
• Abraão de Moivre
• James Stirling
• Brooke Taylor
• William Whiston

Outras áreas de atividade

Química e alquimia

Paralelamente às pesquisas que lançaram as bases da atual tradição científica (física e matemática), Newton dedicou muito tempo à alquimia, bem como à teologia. Livros sobre alquimia representavam um décimo de sua biblioteca. Ele não publicou nenhum trabalho sobre química ou alquimia, e o único resultado conhecido desse hobby de longo prazo foi o grave envenenamento de Newton em 1691. Quando o corpo de Newton foi exumado, foram encontrados níveis perigosos de mercúrio em seu corpo.

Stukeley lembra que Newton escreveu um tratado sobre química, “explicando os princípios desta arte misteriosa a partir de provas experimentais e matemáticas”, mas o manuscrito, infelizmente, foi destruído pelo fogo, e Newton não fez nenhuma tentativa de restaurá-lo. As cartas e notas que sobreviveram sugerem que Newton estava ponderando a possibilidade de algum tipo de unificação das leis da física e da química em um único sistema mundial; Ele colocou várias hipóteses sobre esse tema no final da Óptica.

B. G. Kuznetsov acredita que os estudos alquímicos de Newton foram tentativas de revelar a estrutura atômica da matéria e de outros tipos de matéria (por exemplo, luz, calor, magnetismo). O interesse de Newton pela alquimia era desinteressado e bastante teórico:

Seu atomismo baseia-se na ideia de uma hierarquia de corpúsculos formada por forças cada vez menos intensas de atração mútua entre as partes. Esta ideia de uma hierarquia infinita de partículas discretas de matéria está relacionada com a ideia da unidade da matéria. Newton não acreditava na existência de elementos que não fossem capazes de se transformar uns nos outros. Pelo contrário, ele assumiu que a ideia da indecomponibilidade das partículas e, consequentemente, das diferenças qualitativas entre os elementos está associada às capacidades historicamente limitadas da tecnologia experimental.

Esta suposição é confirmada pela afirmação do próprio Newton: “A alquimia não lida com metais, como acreditam os ignorantes. Esta filosofia não é daquelas que servem à vaidade e ao engano; antes serve ao benefício e à edificação, e o principal aqui é o conhecimento de Deus”.

Teologia

Sendo um homem profundamente religioso, Newton via a Bíblia (como tudo no mundo) de uma posição racionalista. A rejeição da Trindade de Deus por parte de Newton está aparentemente ligada a esta abordagem. A maioria dos historiadores acredita que Newton, que trabalhou por muitos anos no Trinity College, não acreditava na Trindade. Os pesquisadores de seus trabalhos teológicos descobriram que as visões religiosas de Newton eram próximas do arianismo herético.

O grau de proximidade dos pontos de vista de Newton com várias heresias condenadas pela Igreja é avaliado de forma diferente. O historiador alemão Fisenmayer sugeriu que Newton aceitava a Trindade, mas mais próximo da compreensão oriental e ortodoxa dela. O historiador americano Stephen Snobelen, citando uma série de evidências documentais, rejeitou decisivamente este ponto de vista e classificou Newton como um sociniano.

Exteriormente, porém, Newton permaneceu leal à Igreja Anglicana estatal. Havia uma boa razão para isso: o ato legislativo de 1697 “Para a supressão da blasfêmia e da impiedade” por negar qualquer uma das pessoas da Trindade previa a perda dos direitos civis, e se o crime se repetisse - prisão. Por exemplo, William Whiston, amigo de Newton, foi destituído de seu cargo de professor e expulso da Universidade de Cambridge em 1710 por alegar que o credo da Igreja primitiva era ariano. No entanto, em cartas para pessoas com ideias semelhantes (Locke, Halley, etc.), Newton foi bastante franco.

Além do antitrinitarismo, elementos de deísmo são vistos na cosmovisão religiosa de Newton. Newton acreditava na presença material de Deus em todos os pontos do Universo e chamou o espaço de “sensorium de Deus” (lat. sensorium Dei). Esta ideia panteísta une as visões científicas, filosóficas e teológicas de Newton num único todo; “todas as áreas de interesse de Newton, da filosofia natural à alquimia, representam diferentes projeções e ao mesmo tempo diferentes contextos desta ideia central que reinou suprema sobre ele”.

Newton publicou (parcialmente) os resultados de sua pesquisa teológica no final de sua vida, mas ela começou muito antes, no máximo em 1673. Newton propôs sua própria versão da cronologia bíblica, deixou o trabalho sobre a hermenêutica bíblica e escreveu um comentário sobre o Apocalipse. Ele estudou a língua hebraica, estudou a Bíblia usando métodos científicos, usando cálculos astronômicos relacionados a eclipses solares, análises linguísticas, etc. para fundamentar seu ponto de vista. De acordo com seus cálculos, o fim do mundo não chegará antes de 2060.

Os manuscritos teológicos de Newton estão agora guardados em Jerusalém, na Biblioteca Nacional.

Avaliações

A inscrição no túmulo de Newton diz:

Aqui jaz Sir Isaac Newton, que, com um poder de intelecto quase divino, foi o primeiro a explicar, pelo seu método matemático, os movimentos e formas dos planetas, as trajetórias dos cometas e as marés dos oceanos.

Foi ele quem explorou as diferenças nos raios de luz e as diferentes propriedades das cores resultantes, das quais ninguém suspeitava anteriormente. Intérprete diligente, astuto e fiel da natureza, da antiguidade e da Sagrada Escritura, afirmou com a sua filosofia a grandeza do criador todo-poderoso, e na sua disposição incutiu a simplicidade exigida pelo Evangelho.

Que os mortais se regozijem por tal adorno da raça humana ter vivido entre eles.

Texto original(lat.)

HSE ISAACUS NEWTON Eques Auratus,

Qui, animi vi prope divina,
Planetarum Motus, Figuras,
Cometarum semitas, Oceanique Aestus. Suâ Mathesi facem praeferente
Primus demonstravit:
Radiorum Lucis dissimilitudes,
Propriedades Colorumque inde nascentium,
Quas nemo antes do suspeito erat, pervestigavit.
Naturae, Antiquitatis, S. Scripturae,
Sedulus, sagax, fidus Interpres
Dei O. M. Majestatem Philosophiâ assertuit,
Evangelij Simplicitatem Moribus expressit.
Sibi gratulentur Mortales,
Conto tantumque exstitese
HUMANI GENERIS DECUS.
NAT XXV DEZ. DE ANÚNCIOS. MDCXLII. OBIT. XX. MAR. MDCCXXVI

O trabalho de Isaac Newton foi complexo - atuou simultaneamente em diversas áreas do conhecimento. Uma etapa importante no trabalho de Newton foi a sua matemática, que permitiu melhorar o sistema de cálculo no âmbito de outros. A importante descoberta de Newton foi o teorema fundamental da análise. Permitiu provar que o cálculo diferencial é o inverso do cálculo integral e vice-versa. A descoberta de Newton da possibilidade de expansão binomial dos números também desempenhou um papel importante no desenvolvimento da álgebra. O método de Newton para extrair raízes de equações também desempenhou um importante papel prático, o que simplificou bastante esses cálculos.

Mecânica newtoniana

Newton fez as descobertas mais significativas. Na verdade, ele criou um ramo da física como a mecânica. Ele formou 3 axiomas da mecânica, chamados de leis de Newton. A primeira lei, também chamada de lei, afirma que qualquer corpo estará em estado de repouso ou movimento até que qualquer força seja aplicada a ele. A segunda lei de Newton esclarece o problema do movimento diferencial e diz que a aceleração de um corpo é diretamente proporcional às forças resultantes aplicadas ao corpo e inversamente proporcional à massa do corpo. A terceira lei descreve a interação dos corpos entre si. Newton formulou isso como o fato de que para cada ação há uma reação igual e oposta.

As leis de Newton tornaram-se a base da mecânica clássica.

Mas a descoberta mais famosa de Newton foi a lei da gravitação universal. Ele também foi capaz de provar que as forças gravitacionais se aplicam não apenas aos corpos terrestres, mas também aos corpos celestes. Essas leis foram descritas em 1687 após a publicação de Newton sobre o uso de métodos matemáticos em física.

A lei da gravitação de Newton tornou-se a primeira de inúmeras teorias da gravidade que surgiram posteriormente.

Óptica

Newton dedicou muito tempo a um ramo da física como a óptica. Ele descobriu um fenômeno tão importante como a decomposição espectral das cores - com a ajuda de uma lente aprendeu a refratar a luz branca em outras cores. Graças a Newton, o conhecimento em óptica foi sistematizado. Ele criou o dispositivo mais importante - um telescópio refletor, que melhorou a qualidade das observações do céu.

Deve-se notar que após as descobertas de Newton, a óptica começou a se desenvolver muito rapidamente. Ele foi capaz de generalizar descobertas de seus antecessores como difração, refração dupla de um feixe e determinação da velocidade da luz.