Sir Isaac Newton (4 de enero [O.S. 25 de diciembre] 1643 - 31 de marzo [O.S. 20 de marzo] 1727) fue un distinguido erudito inglés, cuya diversa experiencia abarcaba matemáticas, física, astronomía, alquimia, teología, autoría e invención. Desempeñó un papel fundamental tanto en la Revolución Científica como en la posterior era de la Ilustración. Su obra fundamental, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Principios matemáticos de la filosofía natural), publicada inicialmente en 1687, marcó la gran unificación inaugural de la física y sentó las bases de la mecánica clásica. Las importantes contribuciones de Newton se extendieron al campo de la óptica, y se le atribuye conjuntamente con el matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz el desarrollo del cálculo infinitesimal, a pesar de que Newton lo había formulado varios años antes. Además, Newton avanzó y refinó el método científico, y su obra se considera ampliamente como la más influyente en el surgimiento de la ciencia moderna.
Sir Isaac Newton ( ; 4 de enero [O.S. 25 de diciembre] 1643 – 31 de marzo [O.S. 20 de marzo] 1727) fue un erudito inglés, matemático, físico, astrónomo, alquimista, teólogo, autor e inventor. Fue una figura clave en la Revolución Científica y la Ilustración que siguió. Su libro Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Principios matemáticos de la filosofía natural), publicado por primera vez en 1687, logró la primera gran unificación en física y estableció la mecánica clásica. Newton también hizo contribuciones fundamentales a la óptica y comparte el mérito con el matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz por formular el cálculo infinitesimal, aunque desarrolló el cálculo años antes que Leibniz. Newton contribuyó y perfeccionó el método científico, y su trabajo se considera el más influyente en el desarrollo de la ciencia moderna.
En las páginas de su Principia, Newton articuló las leyes fundamentales del movimiento y la gravitación universal, que constituyeron el paradigma científico predominante durante siglos hasta su eventual reemplazo por la teoría de la relatividad. Sin embargo, estas leyes siguen proporcionando aproximaciones muy precisas para la mayoría de los fenómenos físicos caracterizados por velocidades bajas (significativamente inferiores a la velocidad de la luz) y campos gravitacionales débiles. Empleando su marco matemático para la gravedad, Newton derivó con éxito las leyes del movimiento planetario de Kepler, explicó los patrones de mareas, las trayectorias de los cometas, la precesión de los equinoccios y varios otros fenómenos celestes, estableciendo así de manera concluyente el modelo heliocéntrico del Sistema Solar. Resolvió el problema de los dos cuerpos y posteriormente introdujo el problema más complejo de los tres cuerpos. Newton demostró que principios idénticos gobernaban el movimiento de los objetos terrestres y celestes. Su hipótesis de que la Tierra es un esferoide achatado fue posteriormente validada por mediciones geodésicas realizadas por Alexis Clairaut, Charles Marie de La Condamine y otros investigadores, que persuadieron a la mayoría de los científicos europeos sobre la preeminencia de la mecánica newtoniana en comparación con los marcos teóricos anteriores. Además, fue el primero en determinar experimentalmente la edad de la Tierra y conceptualizó una forma temprana del túnel de viento moderno. Además, Newton fue el primero en ofrecer una estimación cuantitativa de la masa del Sol.
Newton construyó el telescopio reflector inaugural y formuló una teoría avanzada del color, basada en la observación de que un prisma dispersa la luz blanca en su espectro visible constituyente. Su extensa investigación sobre la luz se recopiló en su tratado, Opticks, que se publicó en 1704. Fue pionero en el uso de prismas como expansores de haz y en conjuntos de prismas múltiples, componentes que posteriormente resultaron cruciales para el avance de los láseres sintonizables. Newton también ideó un cuadrante de doble reflexión y fue el primero en postular el efecto Goos-Hänchen. Además, estableció una ley empírica de enfriamiento, que representa la formulación inicial de la transferencia de calor y sirve como base formal para la transferencia de calor por convección; realizó el primer cálculo teórico de la velocidad del sonido; e introdujo los conceptos de fluido newtoniano y cuerpo negro. También fue el primero en dilucidar el efecto Magnus. Además, realizó el análisis inicial del flujo de Couette. Más allá de su innovador desarrollo del cálculo, las contribuciones matemáticas de Newton fueron enormes. Generalizó el teorema binomial para cualquier exponente real, introdujo la serie de Puiseux, fue el primero en articular el teorema de Bézout, clasificó sistemáticamente la mayoría de las curvas planas cúbicas, contribuyó significativamente a la investigación de las transformaciones de Cremona, ideó una metodología para aproximar raíces funcionales, originó las fórmulas de Newton-Cotes para la integración numérica y proporcionó la primera formulación explícita de la serie general de Taylor. Además, Newton fue pionero en el campo del cálculo de variaciones, formuló y resolvió el problema inicial de probabilidad geométrica, concibió la primera iteración de regresión lineal y fue una figura fundamental en el análisis vectorial.
Newton ocupó cargos como miembro del Trinity College y, a la edad de 26 años, fue nombrado segundo profesor lucasiano de matemáticas en la Universidad de Cambridge. Aunque era un cristiano devoto, en privado rechazó la doctrina de la Trinidad, una postura poco ortodoxa que lo llevó a rechazar las órdenes sagradas en la Iglesia de Inglaterra, a diferencia de la mayoría de sus compañeros de la facultad de Cambridge. Más allá de su importante trabajo en ciencias matemáticas, Newton dedicó un esfuerzo considerable al estudio de la alquimia y la cronología bíblica, aunque gran parte de esta investigación permaneció inédita hasta mucho después de su muerte. Alineado políticamente con los Whigs, sirvió dos breves mandatos como miembro del Parlamento de la Universidad de Cambridge, de 1689 a 1690 y de 1701 a 1702. En 1705, la reina Ana lo nombró caballero. Pasó las últimas tres décadas de su vida en Londres, sirviendo como director (1696-1699) y luego maestro (1699-1727) de la Royal Mint, donde mejoró la precisión y seguridad de las monedas británicas. También sirvió como presidente de la Royal Society desde 1703 hasta 1727.
Vida temprana
Isaac Newton nació el día de Navidad, el 25 de diciembre de 1642, según el calendario juliano entonces en uso en Inglaterra (o el 4 de enero de 1643, nuevo estilo), en Woolsthorpe Manor en Woolsthorpe-by-Colsterworth, una aldea en Lincolnshire. Su padre, también llamado Isaac Newton, había muerto tres meses antes de su nacimiento. Newton, nacido prematuramente, era un niño pequeño; Según los informes, su madre, Hannah Ayscough, afirmó que podría haber cabido dentro de una taza de un cuarto de galón. Cuando Newton tenía tres años, su madre se volvió a casar con el reverendo Barnabas Smith y se mudó a vivir con él, dejando a su hijo al cuidado de su abuela materna, Margery Ayscough (de soltera Blythe). Newton desarrolló una fuerte aversión por su padrastro y albergaba resentimiento hacia su madre por su nuevo matrimonio, un sentimiento revelado en una entrada de una lista de pecados que cometió hasta los 19 años: "Amenazar a mi padre y a mi madre Smith con quemarlos a ellos y a la casa sobre ellos". Posteriormente, la madre de Newton tuvo tres hijos: Mary, Benjamin y Hannah, de su segundo matrimonio.
La escuela del Rey
Desde los doce hasta los diecisiete años aproximadamente, Newton recibió su educación en The King's School en Grantham, donde estudió latín y griego antiguo, donde probablemente adquirió una base matemática sustancial. Posteriormente, su madre lo sacó de la escuela y regresó a Woolsthorpe en octubre de 1659. Habiendo enviudado por segunda vez, su madre intentó obligarlo a dedicarse a la agricultura, una ocupación que no le gustaba mucho. Sin embargo, Henry Stokes, el maestro de The King's School, y el reverendo William Ayscough, tío de Newton, convencieron con éxito a su madre para que le permitiera reanudar sus estudios. Impulsado por un deseo de venganza contra un matón del colegio, a quien Newton derrotó y humilló en un altercado físico, destacó académicamente, convirtiéndose en el estudiante mejor clasificado y distinguiéndose notablemente por la construcción de relojes de sol y modelos de molinos de viento.
Universidad de Cambridge
En junio de 1661, Newton fue admitido en el Trinity College de la Universidad de Cambridge, después de haber sido recomendado por su tío, el reverendo William Ayscough, que había sido alumno de Cambridge. Inicialmente, Newton se inscribió como subsizar y financió su educación a través de tareas de valet hasta que recibió una beca en 1664. Esta beca cubrió sus costos universitarios durante cuatro años adicionales, lo que le permitió completar su Maestría en Artes. En ese momento, las enseñanzas de Cambridge eran predominantemente aristotélicas, una filosofía que Newton estudió junto con pensadores más contemporáneos, incluido René Descartes, y astrónomos como Galileo Galilei y Thomas Street. Documentó en su cuaderno una serie de "Cuestiones" sobre filosofía mecánica. En 1665 descubrió el teorema del binomio generalizado y comenzó a formular una teoría matemática que más tarde se convertiría en cálculo. Poco después de que Newton obtuviera su Licenciatura en Artes en Cambridge en agosto de 1665, la universidad cerró temporalmente como medida de precaución contra la Gran Plaga.
Aunque su desempeño académico como estudiante de Cambridge no fue particularmente distinguido, los estudios privados de Newton y los años inmediatamente posteriores a su licenciatura han sido descritos como "los más ricos y productivos jamás experimentados por un científico". Los dos años siguientes, que pasó en su casa de Woolsthorpe, fueron testigos del desarrollo de sus teorías sobre el cálculo, la óptica y la ley de la gravitación. El físico Louis Trenchard More afirma que "No hay otros ejemplos de logros en la historia de la ciencia que se puedan comparar con los de Newton durante esos dos años dorados".
Newton se ha caracterizado por ser un individuo meticulosamente organizado en cuanto a la toma de notas, marcando sistemáticamente páginas importantes. Sus índices, estructurados alfabéticamente por temas, se parecen a los sistemas de indexación modernos. La extensa biblioteca de Newton reflejaba sus diversas actividades intelectuales, y fue descrito como un "pensador janusiano", capaz de sintetizar disciplinas aparentemente dispares para fomentar avances innovadores. William Stukeley observó la habilidad de Newton tanto con los instrumentos mecánicos como con la escritura, detallando cómo la habitación de Newton en Grantham presentaba paredes adornadas con imágenes meticulosamente dibujadas de "pájaros, bestias, hombres, barcos y esquemas matemáticos". Stukeley también destacó la "habilidad e industria poco comunes de Newton en trabajos mecánicos".
Newton regresó a la Universidad de Cambridge en abril de 1667, consiguiendo la elección como miembro del Trinity College en octubre del mismo año. Si bien normalmente se requería que los becarios fueran ordenados sacerdotes anglicanos, este mandato no se aplicó estrictamente durante el período de la Restauración; bastaba una declaración de conformidad con la Iglesia de Inglaterra. Newton se comprometió formalmente y declaró: "O estableceré la Teología como objeto de mis estudios y tomaré las sagradas órdenes cuando llegue el tiempo prescrito por estos estatutos [7 años], o dimitiré de la universidad". Antes de esto, Newton había prestado una atención limitada a las cuestiones religiosas, habiéndose suscrito dos veces los Treinta y nueve Artículos, que forman la doctrina fundamental de la Iglesia de Inglaterra. Sin embargo, en 1675, la cuestión se volvió inevitable, ya que sus perspectivas religiosas heterodoxas presentaban un impedimento importante.
Las contribuciones académicas de Newton ganaron la admiración de Isaac Barrow, el profesor lucasiano, que buscó avanzar en su propia carrera religiosa y administrativa (Barrow posteriormente se convirtió en maestro del Trinity College dos años después). En 1669, apenas un año después de completar su maestría, Newton sucedió a Barrow en la cátedra. Newton sostuvo que su cátedra debería otorgarle la exención del requisito de ordenación. El rey Carlos II, cuyo consentimiento real era necesario, aceptó este razonamiento, evitando así un conflicto directo entre las convicciones religiosas personales de Newton y la ortodoxia anglicana. Este nombramiento se produjo cuando Newton tenía 26 años.
A pesar de sus profundos logros teóricos, Newton demostró ser un educador ineficaz y sus conferencias experimentaban constantemente una asistencia mínima. Humphrey Newton, su sizar (asistente), observó que Newton llegaría puntualmente y, si la sala de conferencias estaba vacía, reduciría a la mitad la duración de su conferencia de 30 a 15 minutos, se dirigiría a la sala vacía y luego se retiraría a su laboratorio para realizar experimentos, satisfaciendo así sus deberes contractuales. Newton, por su parte, no mostró ningún entusiasmo ni por enseñar ni por interactuar con los estudiantes. A lo largo de su carrera académica, solo se le asignaron tres estudiantes para recibir tutoría privada, ninguno de los cuales logró una distinción notable.
En 1672, Newton fue elegido miembro de la Royal Society (FRS).
Revisión de Geographia Generalis
La Cátedra Lucasiana de Matemáticas en Cambridge abarcaba el deber de enseñar geografía. Tanto en 1672 como en 1681, Newton supervisó la publicación de ediciones revisadas, corregidas y enmendadas de Geographia Generalis, un libro de texto de geografía publicado originalmente en 1650 por el difunto Bernhardus Varenius. Dentro de Geographia Generalis, Varenius se esforzó por establecer un marco teórico que conectara los principios científicos con los conceptos geográficos clásicos, definiendo la geografía como una amalgama de ciencia y matemáticas puras aplicadas a la cuantificación de las características de la Tierra. Aunque sigue siendo incierto si Newton alguna vez dio conferencias sobre geografía, la traducción al inglés de 1733 de Dugdale y Shaw afirmó que Newton publicó el libro para uso de los estudiantes durante sus conferencias sobre el tema. Algunos estudiosos consideran que la Geographia Generalis representa la demarcación entre las tradiciones antiguas y modernas en la historia de la geografía, y las contribuciones de Newton a sus ediciones posteriores se consideran ampliamente fundamentales para su influencia duradera.
Estudios científicos
Matemáticas
Las contribuciones de Newton son ampliamente reconocidas por hacer avanzar significativamente todas las disciplinas matemáticas predominantes durante su época. Su trabajo fundamental en cálculo, al que denominó fluxiones, comenzó en 1664. Un manuscrito fechado el 20 de mayo de 1665 demuestra que Newton ya había progresado lo suficiente en cálculo como para calcular tangentes y curvaturas para cualquier punto de una curva continua. En 1665, sus esfuerzos culminaron en un cálculo sistemático que integraba diferenciación e integración. Aplicó este marco al análisis dinámico de curvas algebraicas y trascendentales, una metodología que el académico Tom Whiteside caracterizó como "radicalmente novedosa, de hecho sin precedentes", y que posteriormente proporcionó la base teórica para las órbitas de fuerza central detalladas en los Principia. Desde entonces se ha publicado un manuscrito adicional de octubre de 1666 dentro de la recopilación de artículos matemáticos de Newton. Newton documentó un tratado definitivo sobre cálculo en su "Libro de residuos". Newton fue autodidacta en matemáticas y realizó sus investigaciones de forma autónoma. El académico Richard S. Westfall corrobora esto, afirmando: "Según todos los indicios que tenemos, Newton llevó a cabo su educación en matemáticas y su programa de investigación enteramente por su cuenta". Su tratado, De analysi per aequationes numero terminorum infinitas, transmitido por Isaac Barrow a John Collins en junio de 1669, fue posteriormente descrito por Barrow en una carta de agosto a Collins como el producto "de un extraordinario genio y competencia en estas cosas".
Posteriormente, Newton entabló una notable disputa con el erudito alemán Gottfried Wilhelm Leibniz sobre la precedencia en el desarrollo del cálculo. Ambos académicos ahora son reconocidos por desarrollar cálculo de forma independiente, aunque emplean notaciones matemáticas distintas. Sin embargo, la evidencia histórica confirma que Newton formuló el cálculo mucho antes que Leibniz. A pesar del desarrollo anterior de Newton, la notación de Leibniz ganó reconocimiento como más conveniente, lo que llevó a su adopción por matemáticos de Europa continental y, después de 1820, por matemáticos británicos.
A. Rupert Hall, un distinguido historiador de la ciencia, observa que si bien Leibniz merece reconocimiento por su formulación independiente del cálculo, Newton fue inequívocamente pionero en su desarrollo, afirmando:
Sin embargo, estas consideraciones tienen una importancia menor cuando se yuxtaponen con la verdad fundamental, universalmente reconocida desde hace mucho tiempo, de que Newton había dominado las técnicas básicas del cálculo a finales de 1666, casi nueve años antes que Leibniz. La afirmación de Newton de haber dominado el nuevo cálculo infinitesimal mucho antes que Leibniz, e incluso de haber comenzado una exposición publicable del mismo ya en 1671, está respaldada por abundantes pruebas. Aunque Leibniz y sus asociados intentaron disminuir las afirmaciones de Newton, la veracidad de esta línea de tiempo ha permanecido en gran medida indiscutible durante los últimos 250 años.
Hall señala además que dentro de los Principia, Newton hábilmente "formuló y resolvió problemas mediante la integración de ecuaciones diferenciales" y "de hecho, anticipó en su libro muchos resultados que los exponentes posteriores del cálculo consideraron como sus propios logros novedosos." Hall destaca el progreso acelerado de Newton en cálculo en relación con sus contemporáneos, afirmando que Newton, "mucho antes de 1690... había alcanzado aproximadamente el punto en el desarrollo del cálculo que Leibniz, los dos Bernoulli, L'Hospital, Hermann y otros habían alcanzado mediante esfuerzos conjuntos en forma impresa a principios del siglo XVIII".
A pesar de la conveniencia percibida de la notación de Leibniz, se ha observado que el sistema de notación de Newton poseía el potencial para desarrollar técnicas multivariadas, y su notación de puntos sigue prevaleciendo en la física contemporánea. Varios académicos han subrayado la profunda riqueza y profundidad de las contribuciones de Newton. Por ejemplo, el físico Roger Penrose comentó que "en la mayoría de los casos los métodos geométricos de Newton no sólo son más concisos y elegantes, sino que revelan principios más profundos de los que serían evidentes mediante el uso de aquellos métodos formales de cálculo que hoy en día parecerían más directos". El matemático Vladimir Arnold articuló que "Al comparar los textos de Newton con los comentarios de sus sucesores, sorprende cómo la presentación original de Newton es más moderna, más comprensible y más rica en ideas que la traducción debida a los comentaristas de sus ideas geométricas al lenguaje formal del cálculo de Leibniz".
El extenso trabajo de Newton incorporó el cálculo geométricamente, basándose en los valores límite de proporciones de cantidades infinitamente pequeñas. Dentro de los Principia, Newton demostró explícitamente este enfoque, denominándolo "el método de las primeras y últimas proporciones" y justificó su presentación señalando su equivalencia con "el método de los indivisibles". En consecuencia, los Principia se reconocen hoy como "un libro lleno de teoría y aplicación del cálculo infinitesimal", una caracterización que se alinea con las opiniones contemporáneas durante la era de Newton, cuando "casi todo es de este cálculo". Esta metodología, que implicaba "uno o más órdenes de lo infinitamente pequeño", fue evidente en su obra de 1684, De motu corporum in gyrum, y en sus diversos artículos sobre el movimiento publicados "durante las dos décadas anteriores a 1684".
Algunos estudiosos han postulado que la comprensión de los límites de Newton era imprecisa o limitada. Por el contrario, el matemático Bruce Pourciau sostiene que los Principia de Newton revelan una comprensión de los límites más avanzada de lo que comúnmente se reconoce, en particular al ser el primero en introducir un argumento épsilon.
Al principio, Newton dudó en publicar su cálculo, temeroso de posibles controversias y críticas. Mantuvo una estrecha asociación con el matemático suizo Nicolas Fatio de Duillier. En 1691, Duillier comenzó a trabajar en una edición revisada de los Principia de Newton y mantuvo correspondencia con Leibniz. En 1693, la relación entre Duillier y Newton se había deteriorado, lo que llevó al abandono del proyecto del libro. A partir de 1699, Duillier acusó públicamente a Leibniz de plagio. La situación se agravó aún más en 1708 cuando el matemático John Keill reiteró la acusación de plagio contra Leibniz en una revista de la Royal Society. La disputa estalló de lleno en 1711, cuando un estudio de la Royal Society declaró a Newton como el verdadero descubridor y tildó a Leibniz de fraude; Posteriormente se reveló que el propio Newton había sido el autor de las observaciones finales del estudio sobre Leibniz. Esto marcó el comienzo de una controversia prolongada y enconada que eclipsó las vidas de ambos individuos hasta la muerte de Leibniz en 1716.
La importante contribución matemática inicial de Newton fue el teorema del binomio generalizado, formulado entre 1664 y 1665, que se aplica a cualquier exponente y ha sido alabado como "uno de los más poderosos y significativos de todas las matemáticas". También desarrolló las identidades de Newton (probablemente sin conocer el trabajo anterior de Albert Girard en 1629), el método de Newton, el polígono de Newton y curvas planas cúbicas categorizadas sistemáticamente (polinomios de tercer grado que involucran dos variables). Además, Newton es reconocido como uno de los fundadores de la teoría de las transformaciones de Cremona e hizo contribuciones sustanciales a la teoría de las diferencias finitas, lo que le valió la distinción de "el contribuyente más significativo a la interpolación en diferencias finitas" a través de sus numerosas innovaciones formuladas. Fue el primero en articular el teorema de Bézout, en utilizar índices fraccionarios y en aplicar la geometría de coordenadas para resolver ecuaciones diofánticas. Su trabajo incluyó la aproximación de sumas parciales de series armónicas utilizando logaritmos, una técnica que presagió la fórmula de suma de Euler, y fue pionero en la aplicación segura y la reversión de series de potencias. También presentó la serie Puisseux. La primera formulación explícita de la serie general de Taylor también fue proporcionada por él, que aparece en un borrador de 1691-1692 de su De Quadratura Curvarum. Creó las fórmulas de Newton-Cotes para la integración numérica. Las investigaciones de Newton sobre series infinitas estuvieron influenciadas por el trabajo de Simon Stevin sobre decimales. También inició el campo del cálculo de variaciones, siendo el primero en formular y resolver un problema dentro de él: el problema de resistencia mínima de Newton, que planteó y resolvió en 1685 y posteriormente publicó en Principia en 1687. Este problema es considerado uno de los más desafiantes abordados por métodos variacionales antes del siglo XX. Posteriormente, aplicó el cálculo de variaciones para resolver el problema de la curva braquistocrona en 1697, un desafío planteado por Johann Bernoulli en 1696, resolviéndolo de la noche a la mañana y, por lo tanto, siendo pionero en el campo a través de su trabajo en estos dos problemas. Además, fue un pionero del análisis vectorial, demostrando la aplicación de la ley del paralelogramo para sumar diversas cantidades físicas y reconociendo que estas cantidades podían descomponerse en componentes en cualquier dirección. Se le atribuye la introducción del concepto de vector en sus Principia, al proponer que cantidades físicas como la velocidad, la aceleración, el momento y la fuerza se conceptualicen como cantidades dirigidas, estableciendo así a Newton como el "verdadero creador de este objeto matemático".
Newton probablemente fue pionero en el desarrollo de un sistema estrictamente analítico de coordenadas polares, y sus contribuciones al tema superaron a todas las demás durante su vida en términos de generalidad y flexibilidad. Su obra de 1671, Método de fluxiones, es anterior a la publicación inicial de Jacob Bernoulli sobre el tema en 1691. También se le reconoce como el creador estricto de las coordenadas bipolares.
Un manuscrito privado de Newton, que data de 1664 a 1666, contiene el problema más antiguo conocido en el dominio de la probabilidad geométrica. Este problema se refería a la probabilidad de que una bola insignificante cayera dentro de uno de dos sectores desiguales de un círculo. En su análisis, propuso reemplazar la enumeración de sucesos con una evaluación cuantitativa y sustituir la estimación de la proporción de un área con un recuento de puntos, lo que le llevó a ser reconocido como el fundador de la estereología.
A Newton se le atribuyen los orígenes europeos modernos de la eliminación gaussiana. Entre 1669 y 1670, Newton observó que los textos de álgebra contemporáneos carecían de instrucción para resolver ecuaciones simultáneas, deficiencia que abordó posteriormente. Aunque sus notas permanecieron inéditas durante décadas, su eventual publicación resultó en que su libro de texto se volviera muy influyente, estableciendo el método de sustitución e introduciendo la terminología crucial de "exterminio" (actualmente conocida como eliminación).
Durante las décadas de 1660 y 1670, Newton identificó 72 de las 78 "especies" de curvas cúbicas, clasificándolas en cuatro tipos distintos y sistematizando sus hallazgos en publicaciones posteriores. Sin embargo, un manuscrito de la década de 1690, analizado más tarde, reveló que Newton había identificado las 78 curvas cúbicas pero optó por no publicar las seis restantes por razones no reveladas. En 1717, probablemente con la ayuda de Newton, James Stirling demostró que todas las curvas cúbicas pertenecían a uno de estos cuatro tipos. Stirling afirmó que estos cuatro tipos podían derivarse mediante proyección plana a partir de uno solo, afirmación que fue corroborada en 1731, cuatro años después de la muerte de Newton.
En 1693, Newton se dedicó brevemente a la teoría de la probabilidad, manteniendo correspondencia con Samuel Pepys sobre el problema de Newton-Pepys. Este problema se refería a la probabilidad de obtener seises con un número específico de dados. El resultado A se definió como al menos un seis que aparece en seis dados, el resultado B como al menos dos seis que aparecen en doce dados y el resultado C como al menos tres seis que aparecen en dieciocho dados. Newton identificó correctamente el resultado A como el más probable, mientras que Pepys seleccionó incorrectamente el resultado C. Sin embargo, el razonamiento intuitivo de Newton para su solución contenía fallas.
Óptica
En 1666, Newton observó que el espectro de colores que emergían de un prisma en la posición de mínima desviación parecía oblongo, incluso cuando el rayo de luz incidente era circular. Esto indicó que el prisma refractaba diferentes colores en diferentes ángulos. Esta observación le llevó a concluir que el color es una propiedad intrínseca de la luz, un concepto que anteriormente había sido objeto de considerable debate.
De 1670 a 1672, Newton impartió conferencias sobre óptica, durante las cuales investigó la refracción de la luz. Demostró que la imagen multicolor producida por un prisma, a la que denominó espectro, podía recomponerse en luz blanca utilizando una lente y un segundo prisma. Los estudios contemporáneos sugieren que el análisis y la resíntesis de la luz blanca de Newton estuvieron influenciados por la alquimia corpuscular.
En su trabajo de 1671 sobre los anillos de Newton, empleó una metodología sin precedentes en el siglo XVII. promedió todas las diferencias observadas y posteriormente calculó la desviación entre este promedio y el valor del primer anillo, introduciendo así una técnica ahora estándar para mitigar el ruido de medición, un método no documentado en ningún otro lugar en ese momento. Más tarde amplió este "método para eliminar errores" a sus estudios de los equinoccios en 1700, un enfoque descrito como "completamente sin precedentes". Esta aplicación se diferenciaba en que Newton "requería buenos valores para cada uno de los tiempos equinocciales originales, por lo que ideó un método que les permitía, por así decirlo, autocorregirse". Newton también desarrolló una técnica reconocida hoy como análisis de regresión lineal. Formuló la primera de las dos "ecuaciones normales" asociadas con mínimos cuadrados ordinarios, promedió un conjunto de datos 50 años antes que Tobias Mayer (a quien tradicionalmente se le acreditaba como el primer practicante) y se aseguró de que los residuos sumaran cero, forzando así la línea de regresión a través del punto medio. Distinguió entre dos conjuntos de datos dispares y pudo haber considerado una solución óptima en cuanto al sesgo, aunque no explícitamente en términos de efectividad.
Newton demostró que la luz coloreada conserva sus características intrínsecas independientemente de su interacción con los objetos. Aislando un haz de color y dirigiéndolo hacia varias superficies, demostró que el color de la luz permanecía constante ya sea reflejada, dispersada o transmitida. En consecuencia, postuló que el color resulta de los objetos que interactúan con una luz de color preexistente, en lugar de que los objetos generen color por sí mismos. Este concepto se conoce como teoría del color de Newton. Su artículo de 1672 sobre la naturaleza de la luz blanca y los colores estableció el marco fundamental para todas las investigaciones posteriores sobre el color y la visión del color.
La investigación de Newton lo llevó a concluir que las lentes refractivas de los telescopios sufrían inherentemente de aberración cromática, la dispersión de la luz en varios colores. Para solucionar este problema, ideó y construyó un telescopio que empleaba espejos reflectantes como objetivo, en lugar de lentes. El desarrollo de este instrumento, reconocido hoy como el primer telescopio reflector funcional y conocido como telescopio newtoniano, requirió superar desafíos relacionados con la identificación de un material de espejo apropiado y el perfeccionamiento de técnicas de modelado. Los diseños anteriores de telescopios reflectores habían permanecido teóricos o no habían tenido éxito, lo que convirtió el dispositivo de Newton en el primero verdaderamente operativo. Newton molió meticulosamente sus espejos a partir de una aleación hecha a medida de metal de espéculo altamente reflectante, utilizando el fenómeno de los anillos de Newton para evaluar la calidad óptica de sus telescopios. A finales de 1668, produjo con éxito este telescopio reflector inicial, un instrumento de aproximadamente veinte centímetros de largo que producía imágenes más claras y ampliadas. Newton documentó sus observaciones, destacando su capacidad para discernir las cuatro lunas galileanas de Júpiter y la fase creciente de Venus con su nuevo telescopio reflector. En 1671, la Royal Society solicitó una demostración de su invento. Este interés lo impulsó a publicar sus notas preliminares, Of Colors, que posteriormente amplió hasta convertirse en el trabajo fundamental Opticks. Tras las críticas de Robert Hooke a algunos de los conceptos de Newton, Newton, sintiéndose ofendido, inicialmente se retiró del discurso público. Sin embargo, entre 1679 y 1680 se produjo una breve correspondencia entre ellos, iniciada por Hooke, entonces secretario de la Royal Society, para solicitar las contribuciones de Newton a las transacciones de la Sociedad. Esta interacción finalmente estimuló a Newton a formular una prueba que demuestra que las trayectorias elípticas de las órbitas planetarias surgen de una fuerza centrípeta inversamente proporcional al cuadrado del radio vector.
En el campo de la astronomía, Newton también es reconocido por su idea de que las ubicaciones elevadas ofrecen condiciones de observación superiores. Atribuyó esta ventaja al "Aire más sereno y silencioso" que se encuentra sobre las capas más densas y turbulentas de la atmósfera, a las que se refirió como "Nubes más densas", mitigando así el efecto de centelleo de las estrellas.
Newton postuló que la luz estaba formada por partículas, o corpúsculos, que sufrían refracción al acelerarse al entrar en un medio más denso. Mientras se acercaba a una explicación ondulatoria para los patrones periódicos de reflexión y transmisión observados en películas delgadas (Opticks Bk. II, Props. 12), simultáneamente mantuvo su teoría de los "ataques", que predisponían a los corpúsculos a la reflexión o a la transmisión (Props.13). A pesar de su preferencia declarada por una teoría de partículas, Newton reconoció en Opticks que la luz exhibía características tanto de partículas como de ondas. Teorizó que los corpúsculos deben interactuar con las ondas dentro de un medio para explicar los patrones de interferencia y el fenómeno más amplio de la difracción.
En su obra de 1675, Hipótesis de la luz, Newton propuso la existencia de un éter como medio para transmitir fuerzas entre partículas. Su compromiso con el filósofo platónico de Cambridge Henry More reavivó su interés por la alquimia. Posteriormente, Newton suplantó el concepto de éter por fuerzas ocultas, basándose en los principios herméticos de atracción y repulsión entre partículas. Es imperativo reconocer que sus contribuciones científicas están indisolublemente ligadas a sus investigaciones alquímicas, particularmente dado el período histórico en el que aún no se había establecido una demarcación clara entre alquimia y ciencia.
Newton avanzó en el estudio del astigmatismo estableciendo sus fundamentos matemáticos. Descubrió que la refracción de los lápices de luz oblicuos da como resultado la formación de dos puntos de imagen distintos, un hallazgo que posteriormente influyó en la investigación de Thomas Young.
En 1704, Newton publicó Opticks, una obra que elaboró su teoría corpuscular de la luz. El tratado concluyó con una serie de consultas, presentadas como preguntas no resueltas y declaraciones afirmativas. De acuerdo con su teoría de los corpúsculos, Newton planteó la hipótesis de que la materia ordinaria comprendía "corpúsculos más densos" y especuló sobre una forma de transmutación alquímica, como se expresa en la Pregunta 30: "¿No son los Cuerpos densos y la Luz convertibles entre sí, y es posible que los Cuerpos no reciban gran parte de su Actividad de las Partículas de Luz que entran en su Composición?" Además, la consulta 6 introdujo el concepto fundamental de cuerpo negro. Opticks se cita con frecuencia como uno de los "primeros ejemplos de procedimiento experimental".
En 1699, Newton presentó a la Royal Society una versión mejorada de su cuadrante reflectante, también conocido como octante, un dispositivo que probablemente había concebido ya en 1677. Este instrumento es importante por ser el cuadrante inaugural que incorpora dos espejos, una característica que aumentó sustancialmente la precisión de las mediciones al ofrecer simultáneamente una perspectiva estable tanto del horizonte como de los objetos celestes. Aunque construido, el cuadrante de Newton no parece haber perdurado hasta nuestros días. Posteriormente, John Hadley desarrolló su propio cuadrante de doble reflexión, que tenía un parecido sorprendente con el diseño original de Newton. Sin embargo, Hadley probablemente desconocía el invento anterior de Newton, lo que históricamente ha generado ambigüedades sobre el verdadero creador del dispositivo.
En 1704, Newton diseñó y presentó un espejo ardiente a la Royal Society. Este aparato constaba de siete espejos de vidrio cóncavos, cada uno de aproximadamente un pie de diámetro. Su energía radiante potencial máxima se estima en 460 W cm⁻², un rendimiento caracterizado como "ciertamente más brillante térmicamente que mil soles (1.000 × 0,065 W cm⁻²)", derivado de una intensidad de radiación solar estimada de 0,065 W cm⁻² en Londres durante mayo de 1704. En consecuencia, la intensidad radiante máxima potencialmente alcanzada por este espejo sugiere que Newton "pudo haber producido la mayor intensidad de radiación provocada por el ser humano". agencia antes de la llegada de las armas nucleares en 1945." Los relatos contemporáneos de David Gregory indican que el espejo inducía a los metales a fumar, hervía el oro y provocaba la vitrificación de la pizarra. William Derham lo consideraba el espejo ardiente más potente de Europa durante esa época.
Newton también llevó a cabo investigaciones pioneras sobre la electricidad, en particular construyendo un rudimentario generador electrostático de fricción utilizando un globo de vidrio. Este fue el primer caso en el que se utilizó vidrio para un dispositivo de este tipo, a diferencia de los globos de azufre utilizados anteriormente por científicos como Otto von Guericke. En 1675, documentó un experimento que demostraba que frotar un lado de una lámina de vidrio para inducir una carga eléctrica provocaba que "cuerpos luminosos" fueran atraídos hacia el lado opuesto. Interpretó este fenómeno como evidencia de que las fuerzas eléctricas podían atravesar el vidrio. Además, Newton informó a la Royal Society que el vidrio era eficaz para generar electricidad estática, clasificándolo como un "buen eléctrico" décadas antes de que esta propiedad obtuviera un reconocimiento generalizado. Su propuesta en Opticks, que sugiere que la reflexión y la refracción ópticas resultan de interacciones en toda una superficie, se considera un precursor de la teoría de campo de la fuerza eléctrica. También reconoció el papel fundamental de la electricidad en la naturaleza, atribuyéndole diversos fenómenos, entre ellos los efectos de emisión, reflexión, refracción, inflexión y calentamiento de la luz. Newton postuló que la electricidad era parte integral de las sensaciones corporales humanas, influyendo en procesos desde el movimiento muscular hasta la función cerebral. Su teoría de la transmisión nerviosa tuvo un impacto significativo en la investigación de Luigi Galvani, ya que la hipótesis de Newton se centraba en la electricidad como mediador potencial de los impulsos nerviosos, desafiando así la teoría hidráulica cartesiana predominante en la época. También fue el primero en articular una teoría integral y equilibrada que explicara el funcionamiento sinérgico de los mecanismos eléctricos y químicos dentro del sistema nervioso. El modelo de dispersión de masa de Newton, un precursor de la aplicación exitosa del principio de mínima acción, ofreció un marco sólido para comprender la refracción, particularmente a través de su enfoque basado en el momento.
Dentro de Óptica, Newton fue pionero en el concepto de prismas que funcionan como expansores de haz y conjuntos de prismas múltiples. Estas configuraciones prismáticas se adoptaron posteriormente casi 278 años después en láseres sintonizables, donde los expansores de haz de prismas múltiples resultaron fundamentales para desarrollar sistemas de ancho de línea estrecho. La aplicación de estos expansores de haz prismático dio lugar finalmente a la teoría de la dispersión de prismas múltiples.
Newton fue el primero en plantear la hipótesis del efecto Goos-Hänchen, un fenómeno óptico caracterizado por un desplazamiento lateral menor de la luz linealmente polarizada tras la reflexión interna total. Justificó esta teoría tanto con observaciones experimentales como con un marco teórico derivado de un modelo mecánico.
La comunidad científica finalmente distinguió entre la percepción subjetiva del color y los principios objetivos de la óptica matemática. Si bien el erudito alemán Johann Wolfgang von Goethe aceptó en gran medida los principios newtonianos, identificó un defecto crítico en las afirmaciones de Newton. Newton había postulado que la refracción sin color era inalcanzable, lo que lo llevó a concluir que las lentes de los objetivos de los telescopios seguirían siendo inherentemente defectuosas debido a la incompatibilidad del acromatismo y la refracción. Sin embargo, Dollond demostró posteriormente la inexactitud de esta inferencia.
Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica
El trabajo fundamental de Newton sobre la teoría de la gravitación comenzó ya en 1665. En 1679, reanudó sus investigaciones sobre la mecánica celeste, analizando la influencia de la gravitación en las órbitas planetarias junto con las leyes del movimiento planetario de Kepler. Su renovado compromiso con los fenómenos astronómicos se vio impulsado aún más por la aparición de un cometa durante el invierno de 1680-1681, lo que provocó correspondencia con John Flamsteed. Tras conversaciones con Robert Hooke, Newton formuló una prueba que demostraba que las órbitas planetarias elípticas surgen de una fuerza centrípeta inversamente proporcional al cuadrado del radio vector. Estos hallazgos fueron presentados posteriormente a Edmond Halley y la Royal Society en De motu corporum in gyrum, un tratado conciso de aproximadamente nueve páginas, que se registró oficialmente en el Libro de Registro de la Royal Society en diciembre de 1684. Dentro de este trabajo, Newton también introdujo el término "fuerza centrípeta". Este tratado sirvió como núcleo fundacional que Newton más tarde elaboraría y ampliaría hasta convertirlo en el monumental Principia.
La obra fundamental, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, se publicó el 5 de julio de 1687, facilitado por el estímulo y el apoyo financiero de Edmond Halley. En este tratado, Newton articuló las tres leyes universales del movimiento. En conjunto, estas leyes delinean la interacción entre un objeto, las fuerzas ejercidas sobre él y su movimiento posterior, estableciendo así la base de la mecánica clásica. Estos principios impulsaron innumerables avances tecnológicos a lo largo de la Revolución Industrial y permanecieron indiscutidos durante más de dos siglos. Un número significativo de estos conceptos fundamentales continúan respaldando las tecnologías no relativistas contemporáneas. Newton empleó el término latino gravitas (que significa "peso") para describir el fenómeno que posteriormente se denominó gravedad, y al mismo tiempo formuló la ley de la gravitación universal. Este logro monumental representó la gran unificación inaugural en el campo de la física. Resolvió con éxito el problema de los dos cuerpos y posteriormente introdujo el problema más complejo de los tres cuerpos.
En la misma publicación, Newton introdujo un método de análisis geométrico similar al cálculo que empleaba "primeras y últimas razones". También proporcionó la determinación analítica inaugural de la velocidad del sonido en el aire, derivada de la ley de Boyle, y dedujo el achatamiento de la forma esferoidal de la Tierra. Además, explicó la precesión de los equinoccios como consecuencia de la influencia gravitacional de la Luna sobre la forma achatada de la Tierra, inició la investigación gravitacional sobre las irregularidades del movimiento lunar y presentó un marco teórico para predecir las órbitas de los cometas, entre muchas otras contribuciones. El biógrafo de Newton, David Brewster, documentó que la intrincada aplicación de su teoría gravitacional al movimiento lunar afectó significativamente la salud de Newton. Durante su trabajo sobre este problema en 1692-1693, Newton supuestamente "fue privado del apetito y del sueño" y le confió al astrónomo John Machin que "nunca le dolía la cabeza excepto cuando estudiaba el tema". Brewster contó además que Edmond Halley informó a John Conduitt que cuando se le instaba a finalizar su análisis, Newton respondía constantemente que le causaba dolores de cabeza y "lo mantenía despierto con tanta frecuencia que no pensaba más en ello". Además, realizó el primer cálculo experimental de la edad de la Tierra y conceptualizó un precursor del túnel de viento contemporáneo.
Newton delineó dos escenarios principales de atracción gravitacional: la ley del cuadrado inverso y una fuerza central directamente proporcional a la distancia. Demostró que ambos principios dan como resultado órbitas estables de sección cónica y que los objetos esféricamente simétricos se comportan como si toda su masa estuviera concentrada en un solo punto. En la física contemporánea, esta ley de fuerza lineal es matemáticamente análoga a la fuerza asociada con la constante cosmológica.
Newton avanzó significativamente en la mecánica de fluidos a través del Libro II de sus Principia. Análisis posteriores confirman la exactitud de casi todas sus 53 proposiciones, y sólo unas pocas siguen siendo discutibles. Las proposiciones 1 a 18 representan la exploración integral inaugural del movimiento sujeto a resistencia proporcional a la velocidad o su cuadrado. Esto llevó al erudito Richard S. Westfall a afirmar que Newton "creó casi sin precedentes el tratamiento científico del movimiento en condiciones de resistencia, es decir, del movimiento tal como se encuentra en el mundo". En particular, la Proposición 15 demostró que un cuerpo en órbita circular que experimenta arrastre dentro de una atmósfera donde la densidad disminuye inversamente con la distancia seguiría una espiral equiangular, hallazgo que más tarde corroboró de forma independiente Morduchow y Volpe (1973). En la Sección IX del Libro II, Newton estableció la relación lineal entre la resistencia viscosa y el gradiente de velocidad, que ahora caracteriza a un fluido newtoniano, a pesar de que sus experimentos ofrecen evidencia directa limitada de la viscosidad. Además, Newton investigó el movimiento circular de los fluidos y fue pionero en el análisis del flujo de Couette, inicialmente en la Proposición 51 para un solo cilindro giratorio y posteriormente ampliado en el Corolario 2 para abarcar el flujo entre dos cilindros concéntricos. También fue el primero en analizar la resistencia que encuentran los cuerpos axisimétricos al atravesar un medio enrarecido.
Dentro de los Principia, Newton presentó la estimación cuantitativa inicial de la masa del Sol. Las ediciones posteriores, integrando mediciones más precisas, refinaron su cálculo de la relación de masa Sol-Tierra para aproximarse a los valores modernos. Además, calculó las masas y densidades de Júpiter y Saturno, estableciendo así una escala comparativa unificada para estas cuatro entidades celestes: el Sol, la Tierra, Júpiter y Saturno. Este logro particular de Newton ha sido elogiado como "una expresión suprema de la doctrina de que un conjunto de conceptos y principios físicos se aplica a todos los cuerpos de la Tierra, a la Tierra misma y a los cuerpos en cualquier parte del universo".
Newton articuló una perspectiva heliocéntrica del Sistema Solar, que era notablemente avanzada para su época, ya que ya había identificado la "desviación del Sol" del centro de gravedad del Sistema Solar a mediados de la década de 1680. Según Newton, el verdadero punto estacionario no era precisamente el centro del Sol ni de ningún otro cuerpo celeste individual. En cambio, postuló que "el centro de gravedad común de la Tierra, el Sol y todos los planetas debe considerarse el centro del mundo", y este centro gravitacional "está en reposo o se mueve uniformemente hacia adelante en línea recta". Newton favoreció la interpretación "en reposo", alineándose con el consenso predominante de que el centro del universo, independientemente de su ubicación exacta, permanecía estacionario.
Newton enfrentó críticas por incorporar "agencias ocultas" en el discurso científico, específicamente debido a su postulación de una fuerza invisible capaz de actuar a través de distancias inmensas. Posteriormente, en la segunda edición de los Principia de 1713, Newton refutó decisivamente estas críticas en un Escolio General concluyente. Afirmó que los fenómenos observados demostraban suficientemente la atracción gravitacional, incluso si no revelaban su causa subyacente. En consecuencia, consideró superfluo e inapropiado formular hipótesis sobre aspectos que no están directamente implicados en las observaciones empíricas. Fue en este contexto que articuló la famosa frase "Hypotheses non fingo".
La publicación del Principia le valió a Newton el reconocimiento internacional. Posteriormente atrajo a una cohorte de admiradores, entre los que se encontraba el matemático nacido en Suiza Nicolas Fatio de Duillier.
Otras contribuciones significativas
Newton investigó la transferencia de calor y energía y desarrolló una ley empírica de enfriamiento. Esta ley postula que la velocidad de enfriamiento de un objeto es directamente proporcional al diferencial de temperatura entre el objeto y su entorno ambiental. Articulado por primera vez en 1701, representó la formalización inicial de la transferencia de calor y estableció los principios fundamentales para la transferencia de calor por convección, posteriormente integrados en el trabajo de Joseph Fourier.
Isaac Newton proporcionó la descripción cualitativa inicial de lo que más tarde se reconocería formalmente como el efecto Magnus, precediendo las investigaciones experimentales de Heinrich Magnus en casi dos siglos. En un texto de 1672, Newton documentó su observación de los jugadores de tenis en el Cambridge College, observando la trayectoria curva de una pelota de tenis golpeada oblicuamente con un movimiento giratorio. Postuló que la interacción de los movimientos de rotación y traslación de la pelota daba como resultado que un lado ejerciera una interacción más contundente con el aire circundante, lo que llevaba a una "desgana y reacción del aire proporcionalmente mayor" en ese lado. Esto constituyó una percepción temprana y perspicaz de la diferencia de presión que genera la desviación lateral.
Filosofía de la Ciencia
Las contribuciones filosóficas de Isaac Newton fueron profundamente influyentes, y una comprensión integral del medio filosófico de finales del siglo XVII y principios del XVIII requiere un reconocimiento de su papel fundamental. A lo largo de la historia, Newton ha sido ampliamente reconocido como una figura fundamental de la filosofía moderna. Por ejemplo, la Historia Critica Philosophiae (1744) de Johann Jakob Brucker, considerada la primera historia moderna integral de la filosofía, destacó a Newton como un intelecto filosófico central. Esta representación influyó significativamente en la conceptualización de la filosofía moderna entre destacados pensadores de la Ilustración, incluidos Denis Diderot, Jean le Rond d'Alembert e Immanuel Kant.
A partir de la segunda edición de su obra fundamental, Principia, Newton incorporó una sección final dedicada a la filosofía o metodología de la ciencia. Dentro de esta sección, articuló en latín "hypotheses non fingo", que se traduce como "No finjo hipótesis". En este contexto, Newton abogaba contra la formulación de hipótesis sin fundamento en la investigación científica. La afirmación de Newton, "hypotheses non fingo", subrayó su negativa a especular sobre causas que no estén directamente sustentadas por fenómenos observables. Harper aclara que la filosofía experimental de Newton exige una clara diferenciación entre hipótesis, definidas como conjeturas no verificadas, y proposiciones derivadas de fenómenos y posteriormente generalizadas mediante razonamiento inductivo. Newton sostuvo que la investigación científica auténtica necesita una base rigurosa de las explicaciones exclusivamente en datos empíricos, en lugar de basarse en razonamientos especulativos. En consecuencia, Newton argumentó que proponer hipótesis carentes de apoyo empírico compromete la integridad de la filosofía experimental, ya que las hipótesis deberían funcionar únicamente como sugerencias provisionales subordinadas a la evidencia observacional.
Su texto original en latín dice:
Rationem vero harum gravitatis proprietatum ex phaenomenis nondum potui deducere, & hipótesis non fingo. Quicquid enim ex phaenomenis non deducitur, hipótesis vocanda est; &erio hipótesis, seu metaphysicae, seu physicae, seu qualitatum occultarum, seu Mechanicalae, in philosophia experimentalilo locum non habent. In hac philosophia propositiones deducuntur ex phaenomenis, et redduntur generales per inductionem.
Este pasaje se traduce como:
"Hasta ahora no he podido descubrir la causa de esas propiedades de la gravedad a partir de los fenómenos, y no formulo hipótesis, porque todo lo que no se deduce de los fenómenos debe llamarse hipótesis; y las hipótesis, ya sean metafísicas o físicas, ya sean de cualidades ocultas o mecánicas, no tienen lugar en la filosofía experimental. En esta filosofía, las proposiciones particulares se infieren a partir de los fenómenos y luego se vuelven generales mediante inducción".
Newton avanzó y perfeccionó significativamente el método científico. Sus investigaciones sobre las propiedades de la luz durante la década de 1670 ejemplificaron su enfoque metodológico riguroso. Esto implicó realizar experimentos sistemáticamente, registrar meticulosamente las observaciones, tomar medidas precisas y luego diseñar experimentos adicionales basados en los hallazgos iniciales. Posteriormente formuló una teoría, ideó experimentos adicionales para probarla rigurosamente y finalmente documentó todo el proceso con suficiente detalle para permitir que otros científicos replicaran cada etapa.
En su tratado de 1687, Principia, Newton delineó cuatro reglas fundamentales: La primera regla establece: "No debemos admitir más causas de las cosas naturales que las que son verdaderas y suficientes para explicar sus apariencias". La segunda regla establece: "A los mismos efectos naturales debemos, en la medida de lo posible, asignar las mismas causas". La tercera regla afirma: "Las cualidades de los cuerpos, que no admiten ni intensificación ni remisión de grados, y que pertenecen a todos los cuerpos dentro del alcance de nuestros experimentos, deben considerarse cualidades universales de todos los cuerpos". Finalmente, la cuarta regla declara: "En filosofía experimental debemos considerar las proposiciones inferidas por inducción general a partir de fenómenos como exactas o casi verdaderas, a pesar de cualquier hipótesis contraria que pueda imaginarse, hasta el momento en que ocurran otros fenómenos, mediante los cuales puedan volverse más precisos o susceptibles de excepciones". Estos principios han formado posteriormente los principios fundamentales de las metodologías científicas modernas.
La metodología científica de Newton avanzó significativamente más allá de la mera predicción a través de tres mejoras cruciales, aumentando así el marco hipotético-deductivo fundamental. En primer lugar, introdujo un estándar más sofisticado para la validación empírica, exigiendo que los fenómenos observados cuantificaran con precisión las variables teóricas. En segundo lugar, convirtió investigaciones teóricas abstractas en cuestiones susceptibles de resolución empírica mediante mediciones. En tercer lugar, empleó hipótesis tentativamente aceptadas para dirigir las investigaciones, facilitando un proceso de aproximaciones sucesivas donde las discrepancias impulsaron el desarrollo de modelos más refinados. Este poderoso enfoque, caracterizado por mediciones mediadas por teorías, fue posteriormente adoptado por sus seguidores para aplicar sus teorías a la astronomía y continúa constituyendo una piedra angular de la física contemporánea.
Vida posterior
Casa de la Moneda Real
Durante la década de 1690, Newton escribió varios tratados religiosos que exploraban las interpretaciones tanto literales como simbólicas de la Biblia. Un manuscrito, enviado por Newton a John Locke, cuestionaba la autenticidad de 1 Juan 5:7 (conocida como la coma joánica) y su correspondencia con los manuscritos originales del Nuevo Testamento; este trabajo no se publicó hasta 1785.
Newton también sirvió como miembro del Parlamento de la Universidad de Cambridge en el Parlamento inglés durante 1689 y 1701. Informes anecdóticos sugieren que sus únicas contribuciones al discurso parlamentario involucraron expresar malestar por una corriente de aire fría y solicitar el cierre de una ventana. Sin embargo, el cronista de Cambridge Abraham de la Pryme registró a Newton reprendiendo a los estudiantes que alarmaban a los residentes locales al afirmar que una casa en particular estaba encantada.
En 1696, Newton se mudó a Londres para asumir el papel de Guardián de la Casa de la Moneda bajo el rey Guillermo III, una posición asegurada gracias al patrocinio de Charles Montagu, primer conde de Halifax, quien entonces era Ministro de Hacienda. Supervisó el extenso esfuerzo de recuperación de Inglaterra, encontró conflictos con Robert Lucas, tercer barón Lucas de Shenfield, el gobernador de la Torre, y dispuso que Edmond Halley se convirtiera en contralor adjunto de la sucursal provisional de Chester. Tras la muerte de Thomas Neale en 1699, Newton ascendió al puesto de Maestro de la Casa de la Moneda, cargo que ocupó durante las últimas tres décadas de su vida y por el que llegó a ser ampliamente reconocido. Aunque estos nombramientos se consideraban típicamente sinecuras, Newton los abordó con considerable dedicación. Renunció a sus responsabilidades en Cambridge en 1701 y utilizó su autoridad para implementar reformas monetarias y procesar a personas involucradas en recortes y falsificaciones.
En su calidad de Guardián y posteriormente Maestro de la Casa de la Moneda Real, Newton estimó que aproximadamente el 20 por ciento de las monedas recolectadas durante la Gran Reacuñación de 1696 eran falsificadas. La falsificación constituía alta traición, un delito castigado con ahorcamiento, descuartizamiento y descuartizamiento. A pesar de la severidad de la pena, lograr condenas incluso contra los delincuentes más atroces presentaba desafíos importantes, pero Newton demostró una eficacia notable en este esfuerzo.
Adoptando la apariencia de un cliente frecuente de bares y tabernas, Newton recopiló personalmente una parte sustancial de las pruebas incriminatorias. A pesar de los obstáculos procesales al procesamiento y la separación de poderes gubernamentales, el derecho inglés conservó tradiciones de autoridad formidables y antiguas. Newton organizó su propio nombramiento como juez de paz en todos los condados de origen. Una carta preliminar sobre este asunto se encuentra en la primera edición personal de Newton de Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, que presumiblemente estaba anotando en ese período. Posteriormente, entre junio de 1698 y la Navidad de 1699, realizó más de 100 interrogatorios de testigos, informantes y sospechosos. Sus esfuerzos llevaron al procesamiento exitoso de 28 acuñadores, incluido el prolífico falsificador William Chaloner, quien posteriormente fue ejecutado en la horca.
Además de sus esfuerzos contra los falsificadores, Newton mejoró la tecnología de acuñación, reduciendo la desviación estándar de los pesos de guinea de 1,3 gramos a 0,75 gramos. A partir de 1707, instituyó la práctica de probar una pequeña muestra de monedas de una libra durante la prueba del píxide, lo que contribuyó a minimizar el margen de error permitido. En última instancia, sus innovaciones, que siguieron siendo efectivas hasta la década de 1770, ahorraron al Tesoro unas 41.510 libras esterlinas en ese momento, equivalentes a aproximadamente 3 millones de libras esterlinas en 2012, mejorando así la precisión de las monedas británicas. Aumentó sustancialmente la productividad de la Casa de la Moneda, elevando la producción semanal de monedas de 15.000 libras a 100.000 libras. Newton también es reconocido por iniciar las primeras formas de estudios del tiempo y el movimiento, aunque sus contribuciones involucraron cálculos teóricos de la capacidad física en lugar del desarrollo de un modelo de productividad industrial estandarizado.
Los compromisos de Newton en la Royal Mint influyeron significativamente en los intereses científicos y comerciales emergentes en disciplinas como la numismática, la geología, la minería, la metalurgia y la metrología a principios del siglo XVIII.
Newton sostenía una perspectiva económica avanzada, considerando el crédito en papel, como la deuda pública, como un remedio pragmático y juicioso para las limitaciones inherentes a un sistema monetario puramente metálico. Postuló que una emisión ampliada de dicho crédito en papel podría reducir las tasas de interés, fomentando así la actividad comercial y generando oportunidades de empleo. Newton también mantuvo un punto de vista minoritario y poco convencional de que la valoración de las monedas metálicas y de papel estaba determinada por la percepción y la confianza del público.
Newton asumió la presidencia de la Royal Society en 1703 y se convirtió en asociado de la Academia de Ciencias de Francia. En su calidad de miembro de la Royal Society, Newton se enfrentó a John Flamsteed, el astrónomo real, al publicar prematuramente la Historia Coelestis Britannica de Flamsteed, una obra que Newton había utilizado en su propia investigación.
Caballero
La reina Ana confirió el título de caballero a Newton durante una ceremonia real. Este honor probablemente fue motivado por consideraciones políticas relacionadas con las elecciones parlamentarias de mayo de 1705, en lugar de un reconocimiento de sus contribuciones científicas o su servicio como Maestro de la Casa de la Moneda. Fue el segundo científico en recibir el título de caballero, después de Francis Bacon.
Tras un informe presentado por Newton a los Lores Comisionados del Tesoro de Su Majestad el 21 de septiembre de 1717, una proclamación real del 22 de diciembre de 1717 alteró la proporción bimetálica entre las monedas de oro y plata, prohibiendo el intercambio de guineas de oro por más de 21 chelines de plata. Esta medida provocó involuntariamente una escasez de plata, ya que las monedas de plata se utilizaban para pagar las importaciones, mientras que las exportaciones se liquidaban en oro. Esto efectivamente hizo que Gran Bretaña pasara de un patrón plata a su patrón oro inaugural. Si este resultado fue intencional sigue siendo un tema de debate académico. Algunos estudiosos sostienen que Newton percibía sus responsabilidades en la Casa de la Moneda como una extensión de sus actividades alquímicas.
Newton tenía inversiones en la South Sea Company e incurrió en pérdidas de al menos £ 10 000, potencialmente superando las £ 20 000 (equivalente a £ 4,4 millones en 2020), tras su colapso alrededor de 1720. A pesar de estas pérdidas, la riqueza sustancial de Newton antes de la burbuja le aseguró que se mantuviera adinerado a su muerte, con su patrimonio. valorado en aproximadamente £ 30.000.
En sus últimos años, Newton residió ocasionalmente en Cranbury Park, cerca de Winchester, la finca de su sobrina y su marido, aunque su residencia principal permaneció en Londres. Su media sobrina, Catherine Barton, actuaba como su anfitriona en eventos sociales en su residencia de Jermyn Street en Londres. Una carta conservada de 1700, escrita durante su recuperación de la viruela, concluye con la frase de Newton "tu muy querido tío", una demostración de solicitud familiar característica de las convenciones epistolares del siglo XVII. La historiadora Patricia Fara observa que el tono de la carta es afectuoso y paternal, ofreciendo consejo médico y preocupación por su aspecto durante la convalecencia, sin matices románticos.
Riqueza
Newton participó periódicamente en inversiones activas, en particular participando en la Burbuja de los Mares del Sur. Tras su fallecimiento, su patrimonio fue valorado en aproximadamente 30.000 libras esterlinas, una cantidad equivalente a casi mil millones de libras esterlinas en moneda contemporánea.
Muerte
Newton falleció mientras dormía en Londres el 20 de marzo de 1727 (NS 31 de marzo de 1727), a la edad de 84 años. Recibió un funeral de estado, el primer honor de este tipo en Inglaterra para un individuo celebrado principalmente por sus logros intelectuales. El Lord Canciller, dos duques y tres condes sirvieron como portadores del féretro, acompañados por la mayoría de la Royal Society. Sus restos permanecieron en la Abadía de Westminster durante ocho días antes del entierro en la nave. Newton fue el primer científico enterrado en la Abadía. Se cree que Voltaire asistió a su funeral. Como soltero, había distribuido una parte importante de su patrimonio a familiares en sus últimos años y murió sin testamento. Sus documentos personales fueron legados a John Conduitt y Catherine Barton.
Después de su muerte, se moldeó una máscara mortuoria de yeso de Newton. Esta máscara fue utilizada posteriormente por el escultor flamenco John Michael Rysbrack para crear una escultura de Newton. La Royal Society posee actualmente este artefacto.
Un examen póstumo del cabello de Newton reveló la presencia de mercurio, probablemente atribuible a sus esfuerzos alquímicos. Se ha propuesto el envenenamiento por mercurio como una posible explicación del comportamiento excéntrico de Newton en sus últimos años.
Personalidad
Newton ha sido descrito como un individuo excepcionalmente motivado y disciplinado que dedicó su existencia a sus actividades intelectuales. Se le reconoce por poseer una notable capacidad de trabajo, que priorizaba por encima de su bienestar personal. Newton también ejerció un estricto control sobre sus deseos físicos, siendo abstemio en el consumo de alimentos y bebidas y adoptando una dieta vegetariana en sus últimos años. Si bien Newton tenía una personalidad solitaria y neurótica, no se le clasifica como psicótico o bipolar. Se le ha caracterizado como un "erudito extraordinario" que era "profundamente versátil", y sus investigaciones iniciales abarcaron el desarrollo de un alfabeto fonético y un lenguaje universal.
El amplio espectro de las actividades intelectuales de Newton es evidente en su biblioteca personal, que comprende 1.752 volúmenes identificables. Una proporción significativa estaba compuesta por textos teológicos (27,2%, 477 libros), seguidos por obras de alquimia (9,6%, 169 libros), matemáticas (7,2%, 126 libros), física (3,0%, 52 libros) y finalmente astronomía (1,9%, 33 libros). Sorprendentemente, los volúmenes directamente relacionados con sus reconocidas contribuciones científicas constituyeron menos del 12% de la colección total.
A pesar de las afirmaciones de un compromiso anterior, Newton permaneció soltero durante toda su vida. Voltaire, presente en Londres durante el funeral de Newton, afirmó que Newton "nunca fue sensible a ninguna pasión, no estuvo sujeto a las debilidades comunes de la humanidad, ni tuvo ningún comercio con mujeres, circunstancia que me aseguró el médico y cirujano que lo atendió en sus últimos momentos".
Newton cultivó una estrecha amistad con el matemático suizo Nicolas Fatio de Duillier, a quien conoció en Londres alrededor de 1689; Se conservan partes de su correspondencia. Su asociación concluyó abrupta e inexplicablemente en 1693, coincidiendo con la experiencia de Newton de un ataque de nervios, manifestado a través del envío de cartas erráticas y acusatorias a sus conocidos Samuel Pepys y John Locke. En su comunicación a Locke, Newton alegó que Locke había intentado "enredarlo" con "mujeres y por otros medios".
Newton se presentó como relativamente modesto con respecto a sus logros, afirmando en una memoria posterior: "No sé cómo puedo aparecer ante el mundo, pero para mí mismo me parece haber sido sólo como un niño jugando en la orilla del mar, y divirtiéndome de vez en cuando encontrando un guijarro más suave o una concha más bonita que lo normal, mientras que el gran El océano de la verdad yacía por descubrir ante mí". Sin embargo, exhibió una intensa competitividad y ocasionalmente abrigó resentimientos contra sus adversarios intelectuales, recurriendo a ataques personales cuando era estratégicamente ventajoso, una característica que prevalecía entre muchos de sus contemporáneos. Por ejemplo, en una carta dirigida a Robert Hooke en febrero de 1675, reconoció: "Si he visto más lejos es porque me he subido a hombros de gigantes". Ciertos historiadores han postulado que esta declaración, compuesta durante un período de disputa entre Newton y Hooke sobre los descubrimientos ópticos, constituyó un desaire indirecto contra Hooke, quien supuestamente era de baja estatura y jorobado, más que una simple expresión de humildad. Por el contrario, el conocido aforismo sobre estar sobre los hombros de gigantes, que aparece en obras como Jacula Prudentum (1651) del poeta del siglo XVII George Herbert, transmite principalmente que "un enano sobre los hombros de un gigante ve más lejos de los dos", posicionando así implícitamente al propio Newton, en lugar de Hooke, como el 'enano' con visión superior.
Teología
Puntos de vista religiosos
A pesar de su educación anglicana, en su tercera década Newton había formulado creencias heterodoxas, lo que llevó al historiador Stephen Snobelen a caracterizarlo como un hereje. Sin embargo, durante su vida, Newton fue considerado un teólogo profundo y perspicaz, que inspiraba el respeto de sus contemporáneos, como lo demostró Thomas Tenison, entonces arzobispo de Canterbury, al comentarle: "Tú sabes más divinidad que todos nosotros juntos", y el filósofo John Locke lo caracterizó como "un hombre muy valioso no sólo por su maravillosa habilidad en Matemáticas, sino también en teología y su gran conocimiento de las Escrituras, donde pocas conozco. iguales." En 1680, su posición en la erudición bíblica estaba firmemente establecida. John Mill solicitó su consejo respecto de una edición crítica del Nuevo Testamento y mantuvieron un breve intercambio de cartas sobre la interpretación de los capítulos iniciales del Génesis. Thomas Burnet consultó a Newton sobre las versiones preliminares de Telluris theoria sacra y entabló conversaciones con Henry More en Cambridge sobre la interpretación del Apocalipsis.
William Stukeley documentó la asiduidad de Newton en su lectura y estudio de la Biblia:
El profundo compromiso de Newton con la Biblia no tuvo paralelo en Inglaterra, como lo demuestran sus obras publicadas, numerosos manuscritos inéditos y el estado excepcionalmente desgastado de su Biblia personal, lo que indica un estudio extenso y frecuente.
A partir de 1672, Newton documentó meticulosamente sus investigaciones teológicas en cuadernos privados, que permanecieron inaccesibles hasta su publicación pública en 1972. Los extensos escritos de Newton se centraron en la teología y la alquimia, y la mayoría permaneció inédita. Estos documentos demuestran su profunda familiaridad con los primeros textos de la Iglesia e indican su alineación con Arrio, quien desafió la doctrina ortodoxa de la Trinidad y fue derrotado por Atanasio en la disputa teológica sobre el Credo. Newton percibió a Cristo como un intermediario divino entre Dios y la humanidad, subordinado al Padre que lo creó. Su interés particular residía en la profecía, pero consideraba que el trinitarismo era la "gran apostasía".
Newton inicialmente fracasó en sus intentos de conseguir una de las dos becas que proporcionaban la exención del requisito de ordenación. Sin embargo, en 1675, finalmente obtuvo una dispensa gubernamental que lo eximía a él y a todos los ocupantes posteriores de la silla lucasiana de esta obligación.
Newton consideraba que la adoración de Jesucristo como Dios era idolatría, una práctica que consideraba el pecado fundamental. En 1999, Snobelen afirmó que "Isaac Newton era un hereje. Pero... nunca hizo una declaración pública de su fe privada, que los ortodoxos habrían considerado extremadamente radical. Ocultó su fe tan bien que los estudiosos todavía están desentrañando sus creencias personales". El análisis de Snobelen sugiere que Newton era, como mínimo, un simpatizante sociniano (lo que lo demuestra su propiedad y lectura exhaustiva de al menos ocho textos socinianos), potencialmente un arriano y casi con certeza un antitrinitario.
Si bien las leyes del movimiento y la gravitación universal de Newton son sus descubrimientos más famosos, advirtió contra la interpretación del Universo como un sistema puramente mecanicista, similar a un gran reloj. Articuló: "Entonces la gravedad puede poner los planetas en movimiento, pero sin el Poder Divino nunca podría ponerlos en un movimiento circular como lo hacen alrededor del sol".
Más allá de su renombre científico, los extensos estudios de Newton sobre la Biblia y los primeros Padres de la Iglesia fueron igualmente significativos. Fue autor de obras de crítica textual, entre las que destacan Un relato histórico de dos notables corrupciones de las Escrituras y Observaciones sobre las profecías de Daniel y el Apocalipsis de San Juan. Newton calculó que la crucifixión de Jesucristo ocurrió el 3 de abril del año 33 d. C., una fecha consistente con una estimación histórica tradicionalmente aceptada.
Newton abrazó la creencia en un mundo racionalmente inmanente, pero rechazó explícitamente el hilozoísmo inherente a las filosofías de Gottfried Wilhelm Leibniz y Baruch Spinoza. Sostuvo que el Universo ordenado y estructurado dinámicamente era comprensible y, de hecho, necesitaba comprensión a través de la razón activa. En su correspondencia, Newton afirmó que su objetivo al componer los Principia era establecer "principios que pudieran funcionar para considerar a los hombres en cuanto a la creencia en una Deidad". Percibió evidencia de diseño inteligente dentro del orden cósmico, afirmando que "a una uniformidad tan maravillosa en el sistema planetario se le debe permitir el efecto de la elección". Sin embargo, Newton sostuvo que en última instancia sería necesaria la intervención divina para rectificar el sistema debido a la acumulación gradual de inestabilidades. Leibniz, en respuesta, satirizó este punto de vista, comentando: "Dios Todopoderoso quiere darle cuerda a su reloj de vez en cuando; de lo contrario, dejaría de moverse. Al parecer, no tuvo suficiente previsión para convertirlo en un movimiento perpetuo".
La postura de Newton fue posteriormente defendida por su seguidor, Samuel Clarke, en una notable correspondencia. Un siglo después, el tratado de Pierre-Simon Laplace, Mecánica celestial, ofrecía una explicación naturalista de la estabilidad de las órbitas planetarias, obviando la necesidad de una intervención divina periódica. El marcado contraste entre la cosmología mecanicista de Laplace y la perspectiva de Newton se ilustra más vívidamente en la célebre respuesta del científico francés a Napoleón, quien había criticado la ausencia de un Creador en Mécanique céleste: "Sire, j'ai pu me passer de cette hypothèse" ("Señor, puedo prescindir de esta hipótesis").
La comunidad académica debatió ampliamente la postura de Isaac Newton sobre la doctrina de la Trinidad. David Brewster, el biógrafo inicial de Newton y compilador de sus manuscritos, sugirió que Newton cuestionó la autenticidad de ciertos pasajes que apoyaban la Trinidad, pero no repudió explícitamente la doctrina en sí. Sin embargo, en el siglo XX, el descifrado de los manuscritos cifrados de Newton, adquiridos por John Maynard Keynes y otros, reveló su rechazo definitivo al trinitarismo.
Isaac Newton apoyó en general la futura restauración del pueblo judío en la Tierra de Israel, viéndola como un elemento de profecía bíblica, aunque evitó especificar una fecha exacta. Esta perspectiva prevaleció entre los teólogos y filósofos naturales del siglo XVII y principios del XVIII, abarcando a individuos asociados con la Royal Society y las instituciones académicas. Para Newton y sus contemporáneos, incluidos John Locke y Daniel Whitby, la convicción en una futura restauración sirvió principalmente como un contraargumento teológico a las críticas deístas, más que como un comentario sobre las comunidades judías contemporáneas. Su objetivo era reforzar las afirmaciones mesiánicas del cristianismo haciendo referencia a profecías cumplidas y anticipadas.
Pensamiento religioso
La filosofía mecanicista defendida por Isaac Newton y Robert Boyle fue defendida por los panfletistas racionalistas como una alternativa creíble al panteísmo y al entusiasmo religioso. Este enfoque recibió una cautelosa aceptación tanto de los predicadores ortodoxos como de los disidentes, incluidos los latitudinarios. La claridad y simplicidad percibidas de la investigación científica se consideraron eficaces para contrarrestar los excesos emocionales y metafísicos del fervor supersticioso y la amenaza percibida del ateísmo. Al mismo tiempo, la segunda ola de deístas ingleses aprovechó los descubrimientos de Newton para ilustrar la viabilidad de una "religión natural".
Las críticas dirigidas al "pensamiento mágico" anterior a la Ilustración y a las dimensiones místicas del cristianismo encontraron su base en la comprensión mecánica del universo de Robert Boyle. Newton desarrolló aún más los conceptos de Boyle, brindándoles fundamentación matemática y, significativamente, logrando una amplia popularización de estas ideas.
Alquimia
Aproximadamente un millón de palabras de los diez millones estimados de Newton en artículos existentes están dedicados a la alquimia. Una parte sustancial de los escritos alquímicos de Newton consiste en copias comentadas de otros manuscritos. Los textos alquímicos suelen integrar el conocimiento práctico artesanal con la investigación filosófica, empleando con frecuencia juegos de palabras, alegorías e imágenes intrincadas para salvaguardar los secretos artesanales esotéricos. Ciertos elementos de los artículos de Newton podrían haber sido considerados heréticos por las autoridades eclesiásticas.
En 1888, después de dieciséis años de catalogar los artículos de Newton, la Universidad de Cambridge retuvo una selección limitada y devolvió el resto al conde de Portsmouth. En 1936, un descendiente puso estos papeles a la venta en Sotheby's, donde la colección se desagregó y se vendió por aproximadamente £ 9.000. John Maynard Keynes estuvo entre aproximadamente tres docenas de postores que adquirieron partes de la colección en una subasta. Posteriormente, Keynes volvió a reunir aproximadamente la mitad de los documentos alquímicos de Newton antes de legar su colección a la Universidad de Cambridge en 1946.
Todos los escritos alquímicos documentados de Isaac Newton se están digitalizando y haciendo accesibles en línea a través de un proyecto de la Universidad de Indiana, titulado "La química de Isaac Newton", y también se han resumido en un libro publicado.
Las contribuciones científicas fundamentales de Isaac Newton abarcan la cuantificación de la atracción gravitacional, la revelación de que la luz blanca comprende colores espectrales inmutables y el desarrollo del cálculo. Sin embargo, existe un aspecto menos comprendido y más enigmático de la vida de Newton, que involucra un área de actividad que abarca aproximadamente treinta años, que ocultó en gran medida a sus contemporáneos y pares. Esto se refiere al compromiso de Newton con la alquimia, o "química", como se la llamaba frecuentemente en la Inglaterra del siglo XVII.
Durante junio de 2020, Bonhams ofreció para subasta en línea dos páginas inéditas de las anotaciones de Isaac Newton sobre el libro de Jan Baptist van Helmont sobre la peste, De Peste. Según Bonhams, el examen que Newton hizo de este texto, realizado en Cambridge durante su autoaislamiento tras la epidemia de peste bubónica de Londres de 1665-66, representa su comentario escrito más extenso conocido sobre la peste. En cuanto a los enfoques terapéuticos, Newton documentó que "el mejor es un sapo suspendido por las patas en una chimenea durante tres días, que finalmente vomitó tierra con varios insectos en ella, en un plato de cera amarilla, y poco después murió. Combinando el sapo en polvo con las excreciones y el suero convertidos en pastillas y aplicados sobre el área afectada, eliminó el contagio y extrajo el veneno".
Legacy
Reconocimiento
Joseph-Louis Lagrange, un destacado matemático y físico, postuló con frecuencia que Newton representaba el pináculo del genio humano. Comentó además que Newton era "el más afortunado, porque no podemos encontrar más de una vez un sistema del mundo que establecer". El renombrado poeta inglés Alexander Pope compuso el célebre epitafio:
La naturaleza y sus leyes se esconden en la noche.
Dios dijo: ¡Deja en paz a Newton! y todo fue luz.
Sin embargo, esta inscripción no estaba permitida en el monumento a Newton en la Abadía de Westminster. El epitafio finalmente incluido dice lo siguiente:
H. S. E. ISAACUS NEWTON Eques Auratus, / Qui, animi vi prope divinâ, / Planetarum Motus, Figuras, / Cometarum semitas, Oceanique Aestus. Suâ Mathesi facem praeferente / Primus demonstravit: / Radiorum Lucis dissimilitudines, / Colorumque inde nascentium proprietates, / Quas nemo antea vel suspicatus erat, pervestigavit. / Naturae, Antiquitatis, S. Scripturae, / Sedulus, sagax, fidus Interpres / Dei O. M. Majestatem Philosophiâ asseruit, / Evangelij Simplicitatem Moribus expressit. / Sibi gratulentur Mortales, / Tale tantumque exstitisse / HUMANI GENERIS DECUS. /NAT. XXV DIC. AD MDCXLII. OBIIT. XX. MAR. MDCCXXVI,
A continuación se proporciona una traducción de esta inscripción:
Aquí yace Isaac Newton, Knight, quien con una fuerza mental casi divina y principios matemáticos peculiarmente suyos, exploró el curso y las figuras de los planetas, las trayectorias de los cometas, las mareas del mar, las diferencias en los rayos de luz y, lo que ningún otro erudito había imaginado anteriormente, las propiedades de los colores así producidos. Diligente, sagaz y fiel, en sus exposiciones de la naturaleza, la antigüedad y las Sagradas Escrituras, reivindicó con su filosofía la majestad de Dios fuerte y bueno, y expresó en sus modales la sencillez del Evangelio. ¡Los mortales se alegran de que haya existido tal y tan grande ornamento del género humano! Nació el 25 de diciembre de 1642 y murió el 20 de marzo de 1726.
El escritor científico John G. Simmons posicionó a Newton como la figura más destacada en The Scientific 100, una clasificación derivada de una evaluación cualitativa de la influencia acumulativa de los científicos, caracterizándolo como "la figura más influyente en la historia de la ciencia occidental". El físico Peter Rowlands identificó a Newton como "la figura central en la historia de la ciencia", afirmando que él "más que nadie es la fuente de nuestra gran confianza en el poder de la ciencia". La publicación New Scientist se refirió a Newton como "el genio supremo y el personaje más enigmático de la historia de la ciencia". El filósofo e historiador David Hume proclamó de manera similar a Newton como "el genio más grande y raro que jamás haya surgido para el ornamento y la instrucción de la especie". En Monticello, su residencia personal, Thomas Jefferson, padre fundador y presidente de los Estados Unidos, mantuvo retratos de John Locke, Sir Francis Bacon y Newton. Caracterizó a estos tres como "los tres hombres más grandes que jamás hayan existido, sin excepción alguna", atribuyéndoles el establecimiento de "los cimientos de aquellas superestructuras que se han levantado en las ciencias físicas y morales". El escritor y filósofo Voltaire comentó sobre Newton que "si todos los genios del universo estuvieran reunidos, Newton debería liderar el grupo". El neurólogo y psicoanalista Ernest Jones describió a Newton como "el mayor genio de todos los tiempos". El matemático Guillaume de l'Hôpital sentía una reverencia casi mítica por Newton, articulándola a través de una profunda pregunta y declaración: "¿Come, bebe o duerme el señor Newton como los demás hombres? Lo represento como un genio celestial, completamente desconectado de la materia".
Newton ha sido caracterizado como "la figura destacada de la Revolución Científica" y como "simplemente el más destacado" entre los muchos pensadores distinguidos de su época. El erudito Johann Wolfgang von Goethe designó 1642, el año de la muerte de Galileo Galilei y el nacimiento de Newton, como la "Navidad de la era moderna". Vilfredo Pareto, otro erudito, consideraba a Newton el individuo más grande de la historia de la humanidad. Durante el bicentenario de la muerte de Newton en 1927, el astrónomo James Jeans lo declaró "sin duda el mayor hombre de ciencia, y quizás el mayor intelecto que la raza humana haya visto". El físico Peter Rowlands sugirió de manera similar que Newton "posiblemente poseía el intelecto más poderoso de toda la historia de la humanidad". Newton inició cuatro cambios transformadores en la óptica, las matemáticas, la mecánica y la gravedad, y también anticipó un quinto en la electricidad, aunque en sus últimos años careció de la capacidad para realizarlo plenamente. Sus contribuciones son ampliamente consideradas como las más fundamentales para el desarrollo de la ciencia moderna.
El historiador de la ciencia James Gleick observó que Newton "descubrió más del núcleo esencial del conocimiento humano que nadie antes o después", y explicó:
Fue el principal arquitecto del mundo moderno. Respondió a los antiguos enigmas filosóficos de la luz y el movimiento, y descubrió efectivamente la gravedad. Mostró cómo predecir los cursos de los cuerpos celestes y así estableció nuestro lugar en el cosmos. Hizo del conocimiento algo sustancial: cuantitativo y exacto. Él estableció principios y a ellos se les llama sus leyes.
El físico Ludwig Boltzmann describió los Principia de Newton como "el primer y mejor trabajo jamás escrito sobre física teórica". De manera similar, el físico Stephen Hawking se refirió a Principia como "probablemente el trabajo individual más importante jamás publicado en las ciencias físicas". El matemático y físico Joseph-Louis Lagrange aclamó Principia como "la mayor producción de la mente humana", y expresó que "se sentía aturdido ante tal ilustración de lo que el intelecto del hombre podría ser capaz".
El físico Edward Andrade afirmó que Newton "era capaz de realizar un mayor esfuerzo mental sostenido que cualquier hombre, antes o después". Comentó además la importancia histórica de Newton, afirmando:
De vez en cuando en la historia de la humanidad surge un hombre que tiene importancia universal, cuyo trabajo cambia la corriente del pensamiento humano o de la experiencia humana, de modo que todo lo que viene después de él da evidencia de su espíritu. Tal hombre fue Shakespeare, tal hombre fue Beethoven, tal hombre fue Newton y, de los tres, su reino es el más extendido.
El físico y matemático francés Jean-Baptiste Biot elogió el genio de Newton y comentó:
Nunca la supremacía del intelecto estuvo tan justamente establecida y tan plenamente confesada. . . En matemáticas y en ciencia experimental sin igual y sin ejemplo; combinando el genio de ambos en su más alto grado.
A pesar de su notable rivalidad con Gottfried Wilhelm Leibniz, el propio Leibniz reconoció las contribuciones de Newton. Cuando Sofía Carlota, reina de Prusia, le preguntó en una cena en 1701 sobre su opinión sobre Newton, Leibniz respondió:
Llevando las matemáticas desde el principio del mundo hasta la época en que vivió Newton, lo que había hecho era mucho más que la mejor mitad.
Matemático E.T. Bell posicionó a Newton junto a Carl Friedrich Gauss y Arquímedes como uno de los tres matemáticos más destacados de la historia, sentimiento del que se hizo eco Donald M. Davis, quien de manera similar señaló la clasificación consistente de Newton con estas dos figuras. En un artículo de 1962 publicado en The Mathematics Teacher, Walter Crosby Eells llevó a cabo una evaluación objetiva para identificar a los matemáticos más distinguidos de todos los tiempos, colocando a Newton en primer lugar entre los 100 primeros, una clasificación afirmada estadísticamente incluso después de tener en cuenta el error potencial. Clifford A. Pickover, editor y autor científico, también clasificó a Newton como el matemático más influyente en su libro de 2001, Wonders of Numbers, que enumeraba los diez primeros. En The Cambridge Companion to Isaac Newton (2016), Newton se caracteriza como un "extraordinario solucionador de problemas" desde una edad temprana, potencialmente sin paralelo en la historia de la humanidad. En última instancia, se le considera uno de los dos o tres científicos teóricos más importantes, junto con James Clerk Maxwell y Albert Einstein; el matemático más destacado, junto a Carl F. Gauss; y un destacado experimentalista. Esta combinación única coloca a "Newton en una clase aparte entre los científicos empíricos, porque uno tiene problemas para pensar en cualquier otro candidato que estuviera en el primer rango incluso de dos de estas categorías". Además, se ha destacado su excepcional capacidad para situar sus esfuerzos científicos dentro de una perspectiva más amplia, particularmente en comparación con científicos posteriores. El propio Gauss tenía en alta estima a Arquímedes y a Newton, empleando términos como clarissimus o magnus para otros intelectuales notables, incluidos matemáticos y filósofos, pero reservaba el superlativo summus exclusivamente para Newton. Al reconocer el profundo impacto del trabajo de Newton en científicos como Lagrange y Pierre-Simon Laplace, Gauss proclamó: "¡Newton seguirá siendo para siempre el maestro de todos los maestros!"
William H. Cropper, un químico, subrayó el genio incomparable de Newton en su libro Grandes físicos, afirmando:
Una evaluación concluye inequívocamente que Newton representa el genio creativo más grande de la historia de la física. Ningún otro candidato a esta distinción superlativa (incluidos Einstein, Maxwell, Boltzmann, Gibbs y Feynman) ha igualado los logros integrados de Newton como teórico, experimentalista y matemático.
Albert Einstein mostró un retrato de Newton en su estudio, junto con los de Michael Faraday y James Clerk Maxwell. Einstein postuló que el desarrollo del cálculo por parte de Newton, particularmente en conjunto con sus leyes del movimiento, constituyó "quizás el mayor avance en pensamiento que un solo individuo haya tenido el privilegio de hacer". Además, enfatizó la profunda influencia de Newton y comentó:
Toda la progresión de nuestra comprensión de los procesos naturales, en la que nos hemos centrado hasta ahora, podría percibirse como una evolución orgánica derivada de los conceptos de Newton.
En 1999, una encuesta en la que participaron 100 físicos prominentes de la época designó a Einstein como el "mejor físico de todos los tiempos", y Newton aseguró la segunda posición. Por el contrario, una encuesta simultánea entre físicos generales clasificó a Newton como el más destacado. Una encuesta dual realizada en 2005, que abarcó tanto al público como a miembros de la Royal Society británica, planteó dos preguntas: qué individuo, Newton o Einstein, hizo contribuciones generales más significativas a la ciencia y cuál hizo mayores contribuciones positivas a la humanidad. En ambos grupos demográficos y para ambas preguntas, el consenso predominante indicó que Newton había aportado las contribuciones generales más sustanciales.
En 1999, la revista Time reconoció a Newton como la Persona del Siglo XVII. Ocupó el sexto lugar en la encuesta de la BBC de 2002 sobre los 100 británicos más grandes. Sin embargo, en 2003, una encuesta de la BBC World lo designó como el mejor británico, con Winston Churchill en segundo lugar. Además, en 2009, los estudiantes de la Universidad de Cambridge lo votaron como el mejor cántabro.
El físico Lev Landau estableció una escala logarítmica, que va de 0 a 5, para evaluar a los físicos en función de su productividad y genio. Newton recibió la calificación más alta posible de 0, mientras que Einstein obtuvo 0,5. A figuras destacadas de la mecánica cuántica, incluidos Werner Heisenberg y Paul Dirac, se les asignó un rango de 1. El propio Landau, premio Nobel y descubridor de la superfluidez, se ubicó en 2 en esta escala.
La unidad de fuerza derivada del SI, el newton, lleva su nombre en su honor.
La mayoría de los documentos científicos y técnicos de Isaac Newton que se conservan se encuentran en la Universidad de Cambridge. La biblioteca de la Universidad de Cambridge tiene la colección más extensa, con documentos adicionales ubicados en King's College, Trinity College y el Museo Fitzwilliam. En la Biblioteca Nacional de Israel se conserva un archivo dedicado a sus escritos teológicos y alquímicos, complementado con colecciones más pequeñas en la Institución Smithsonian, la Biblioteca de la Universidad de Stanford y la Biblioteca Huntington. La Royal Society de Londres también conserva una selección de sus manuscritos. En 2015, la UNESCO reconoció la importancia global de la colección de Israel inscribiéndola en su Registro Internacional Memoria del Mundo, y en 2017 se agregaron a este registro las colecciones de Cambridge y la Royal Society.
La anécdota de Apple
Newton contaba con frecuencia que su teoría de la gravitación se inspiró en la observación de una manzana caer de un árbol. Se cree ampliamente que esta historia entró en el discurso popular después de que Catherine Barton, la sobrina de Newton, la compartiera con Voltaire. Posteriormente, Voltaire documentó en su Ensayo sobre poesía épica (1727) que "Sir Isaac Newton, paseando por sus jardines, tuvo la primera idea de su sistema de gravitación al ver una manzana caer de un árbol".
Aunque en ocasiones se cuestiona la veracidad de la historia de la manzana, los conocidos de Newton le atribuyeron el relato directamente, aunque no incluyeron el detalle apócrifo de la manzana golpeando su cabeza. William Stukeley, cuyo relato manuscrito de 1752 es accesible a través de la Royal Society, registró una conversación con Newton en Kensington el 15 de abril de 1726, en la que decía:
fuimos al jardín y & bebió thea bajo la sombra de unos manzanos, sólo él, &Amp mí mismo. En medio de otras conversaciones, me dijo, se encontraba exactamente en la misma situación que cuando antes le vino a la mente la noción de gravitación. "¿Por qué esa manzana siempre debería descender perpendicularmente al suelo", pensó para sí mismo: ocasionado por la caída de una manzana, mientras estaba sentado en un estado de ánimo contemplativo: "¿por qué no debería ir hacia los lados o hacia arriba? sino constantemente hacia el centro de la Tierra? Sin duda, la razón es que la Tierra la atrae. Debe haber un poder de atracción en la materia. Y la suma del poder de atracción en la materia de la Tierra debe estar en el centro de la Tierra, no en cualquier lado del la tierra. por lo tanto esta manzana cae perpendicularmente, o hacia el centro, si la materia así atrae a la materia, debe ser en proporción a su cantidad, por lo tanto la manzana atrae a la tierra, así como la tierra atrae a la manzana."
John Conduitt, quien sirvió como asistente de Newton en la Royal Mint y estaba casado con la sobrina de Newton, también proporcionó un relato de este evento en sus escritos biográficos sobre Newton:
En el año 1666 se retiró nuevamente de Cambridge con su madre en Lincolnshire. Mientras deambulaba pensativamente por un jardín, se le ocurrió que el poder de la gravedad (que lleva una manzana de un árbol al suelo) no se limita a una cierta distancia de la tierra, sino que este poder debe extenderse mucho más allá de lo que normalmente se pensaba. ¿Por qué no tan alto como la Luna?, se dijo a sí mismo & Si es así, eso debe influir en su movimiento y forma. quizás retenerla en su órbita, con lo cual se puso a calcular cuál sería el efecto de esa suposición.
Los cuadernos de notas de Newton revelan que a finales de la década de 1660 estaba deliberando sobre el concepto de que la gravedad terrestre se extiende hasta la Luna, siguiendo una proporción inversa al cuadrado, una noción que otros científicos habían conjeturado previamente. Alrededor de 1665, Newton realizó análisis cuantitativos, considerando el período y la distancia orbital de la Luna, junto con el momento en que los objetos caen sobre la Tierra. Sin embargo, Newton no publicó estos hallazgos en ese momento porque carecía de pruebas de que la gravedad de la Tierra opera como si toda su masa estuviera concentrada en su centro, una demostración que le llevaría dos décadas completar.
Un análisis exhaustivo de registros históricos, corroborado por dendrocronología y análisis de ADN, indica que un manzano específico en un jardín en Woolsthorpe Manor era al que Newton hacía referencia. Este árbol fue derribado por una tormenta alrededor de 1816, pero posteriormente volvió a crecer desde sus raíces y ahora se mantiene como una atracción turística bajo la administración del National Trust.
Una progenie del árbol original se cultiva actualmente afuera de la puerta principal del Trinity College, Cambridge, situada debajo de la habitación que Newton ocupó durante sus estudios allí. La Colección Nacional de Frutas de Brogdale, Kent, ofrece injertos de su espécimen, que desde el punto de vista hortícola parece idéntico a la Flor de Kent, una variedad de manzana para cocinar que se caracteriza por su pulpa gruesa.
Conmemoraciones
El monumento a Newton, erigido en 1731, está situado en la Abadía de Westminster, concretamente al norte de la entrada del coro, junto a la mampara del coro y cerca de su tumba. El escultor Michael Rysbrack (1694-1770) ejecutó esta pieza en mármol blanco y gris, basada en un diseño del arquitecto William Kent. El monumento representa a Newton reclinado sobre un sarcófago, con el codo derecho apoyado en varios de sus libros destacados y la mano izquierda señalando un pergamino con un diseño matemático. Encima de esta figura, una pirámide y un globo celeste ilustran los signos del zodíaco y la trayectoria del cometa de 1680. Un panel en relieve muestra además amorcillos interactuando con instrumentos científicos, incluidos un telescopio y un prisma.
Entre 1978 y 1988, una representación de Newton, diseñada por Harry Ecclestone, apareció en los billetes de £1 Serie D emitidos por el Banco de Inglaterra, que fueron los últimos billetes de £1 producidos por la institución. El reverso de estas notas mostraba a Newton sosteniendo un libro, acompañado de un telescopio, un prisma y un mapa del Sistema Solar.
Una efigie de Isaac Newton, que se muestra contemplando una manzana colocada a sus pies, se exhibe en el Museo de Historia Natural de la Universidad de Oxford. En Londres, una importante escultura de bronce titulada Newton, en honor a William Blake, creada por Eduardo Paolozzi en 1995 e inspirada en el grabado de William Blake, domina la plaza de la Biblioteca Británica. Además, en 1858 se erigió una estatua de bronce de Newton en la zona central de Grantham, donde asistió a la escuela, situada en un lugar destacado frente al Grantham Guildhall.
La casa solariega de Woolsthorpe está designada como edificio catalogado de Grado I por la Inglaterra histórica, principalmente debido a su importancia como lugar de nacimiento y el sitio "donde descubrió la gravedad y desarrolló sus teorías sobre la refracción de la luz".
El Instituto de Física (IOP) le confiere su premio más distinguido galardón, la Medalla Isaac Newton, nombrada en su honor, a personas por sus contribuciones globalmente significativas al campo de la física. Este premio fue inaugurado en 2008.
La Ilustración
Los filósofos e historiadores de la Ilustración europea generalmente sostienen que la publicación de los Principia por parte de Newton marcó un momento crucial en la Revolución Científica e inició la era de la Ilustración. La conceptualización de Newton de un universo gobernado por leyes naturales y racionalmente comprensibles sirvió como elemento fundacional para el pensamiento de la Ilustración. Figuras como John Locke y Voltaire extendieron los principios del derecho natural a los marcos políticos, defendiendo derechos inherentes. De manera similar, los fisiócratas y Adam Smith integraron puntos de vista naturalistas de la psicología y el interés propio en las teorías económicas. Los sociólogos, a su vez, criticaron las estructuras sociales existentes por intentar imponer narrativas históricas a los modelos naturales de progreso. Si bien James Burnett, Lord Monboddo y Samuel Clarke inicialmente expresaron reservas sobre ciertos aspectos del trabajo de Newton, finalmente lo reconciliaron con sus profundas interpretaciones religiosas de la naturaleza.
Obras
Publicado en vida
- De analysi per aequationes numero terminorum infinitas (1669, publicado en 1711)
- De la naturaleza Leyes y principios obvios Procesos en la vegetación (inédito, c. 1671–75)
- De motu corporum in gyrum (1684)
- Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687)
- Scala graduada Caloris. Descripción y contenido de calorías señal (1701)
- Óptica (1704)
- Reportes como Maestro de la Casa de la Moneda (1701-1725)
- Arithmetica Universalis (1707)
Publicado póstumamente
- De mundi systemate (El sistema del mundo) (1728)
- Conferencias de óptica (1728)
- La cronología de los reinos antiguos modificada (1728)
- Observaciones sobre Daniel y el Apocalipsis de San Juan (1733)
- Método de fluxiones (1671, publicado en 1736)
- Un relato histórico de dos corrupciones notables de las Escrituras (1754)
- Elementos de la Filosofía de Newton, un libro de Voltaire
- Lista de presidentes de la Royal Society
- Referencias
Referencias
Notas
Citas
Bibliografía
Primario
Religión
- Retratos de Sir Isaac Newton en la National Portrait Gallery de Londres
- Obras de o sobre Isaac Newton en Internet Archive
- Obras de Isaac Newton (audiolibros de dominio público)
Archivos digitales
- El Proyecto Newton, organizado por la Universidad de Oxford.
- Los documentos de Isaac Newton se encuentran en los archivos de la Royal Society.
- Los Manuscritos de Newton conservados en la Biblioteca Nacional de Israel.
- Los Newton Papers, a los que anteriormente se podía acceder a través de la Biblioteca Digital de Cambridge, no están disponibles actualmente.
- Bernhardus Varenius, Geographia Generalis, editado por Isaac Newton, segunda edición (Cambridge: Joann. Hayes, 1681).