سر آیزاک نیوتن (؛ 4 ژانویه [O.S. 25 دسامبر] 1643 - 31 مارس [O.S. 20 مارس] 1727) چند ریاضیدان برجسته انگلیسی بود که تخصص های گوناگون او شامل ریاضیات، فیزیک، فیزیک، علم، فیزیک و علم بود. او هم در انقلاب علمی و هم در عصر روشنگری پس از آن نقشی محوری ایفا کرد. اثر مهم او، Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (اصول ریاضی فلسفه طبیعی)، که در ابتدا در سال 1687 منتشر شد، اولین اتحاد بزرگ در فیزیک را نشان داد و اصول بنیادی مکانیک کلاسیک را پی ریزی کرد. کمک های قابل توجه نیوتن در زمینه اپتیک گسترش یافت، و او به طور مشترک با ریاضیدان آلمانی گوتفرید ویلهلم لایبنیتس برای توسعه حساب بی نهایت کوچک، علیرغم اینکه نیوتن چندین سال قبل آن را فرموله کرده بود، نسبت داده می شود. علاوه بر این، نیوتن روش علمی را پیش برد و اصلاح کرد، با مجموعه کارهایش که به طور گسترده به عنوان مؤثرترین روش در ظهور علم مدرن شناخته می شود.
سر آیزاک نیوتن ( ؛ 4 ژانویه [O.S. 25 دسامبر] 1643 –31 مارس [O.S. 20 مارس] 1727) یک دانشمند انگلیسی ریاضیدان، فیزیکدان، ستاره شناس، نویسنده، کیمیاگر و کیمیاگر بود. او یک شخصیت کلیدی در انقلاب علمی و روشنگری پس از آن بود. کتاب او Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (اصول ریاضی فلسفه طبیعی) که برای اولین بار در سال 1687 منتشر شد، به اولین وحدت بزرگ در فیزیک دست یافت و مکانیک کلاسیک را تأسیس کرد. نیوتن همچنین سهم مهمی در اپتیک داشت و با ریاضیدان آلمانی گوتفرید ویلهلم لایبنیتس برای فرمولبندی حساب بینهایت کوچک اعتبار دارد، اگرچه او سالها قبل از لایبنیتس حساب دیفرانسیل و انتگرال را توسعه داد. نیوتن به روش علمی کمک کرد و آن را اصلاح کرد، و کار او تأثیرگذارترین کار در ظهور علم مدرن در نظر گرفته میشود.
در صفحات Principia، نیوتن قوانین بنیادی حرکت و گرانش جهانی را تشکیل میدهند، بیان کرد. جایگزینی نهایی با نظریه نسبیت. با این وجود، این قوانین همچنان به ارائه تقریب های بسیار دقیق برای اکثر پدیده های فیزیکی که با سرعت کم (به طور قابل توجهی کمتر از سرعت نور) و میدان های گرانشی ضعیف مشخص می شوند، ادامه می دهند. نیوتن با استفاده از چارچوب ریاضی خود برای گرانش، قوانین کپلر را در مورد حرکت سیارات به دست آورد، الگوهای جزر و مد، مسیرهای دنباله دار، تقدم اعتدال ها و دیگر پدیده های آسمانی را توضیح داد، و بدین وسیله به طور قطعی مدل خورشیدمرکزی منظومه شمسی را ایجاد کرد. او مشکل دو بدنه را حل کرد و متعاقباً مشکل پیچیده تر سه بدنه را معرفی کرد. نیوتن نشان داد که اصول یکسانی بر حرکت اجرام زمینی و آسمانی حاکم است. فرضیه او مبنی بر اینکه زمین یک کروی مات است متعاقباً توسط اندازهگیریهای ژئودتیکی انجام شده توسط الکسیس کلراوت، چارلز ماری د لا کوندامین و سایر محققان تأیید شد که اکثر دانشمندان اروپایی را در مورد برتری مکانیک نیوتنی در مقایسه با چارچوبهای نظری قبلی متقاعد کرد. علاوه بر این، او اولین کسی بود که به طور تجربی سن زمین را تعیین کرد و شکل اولیه تونل باد مدرن را مفهومسازی کرد. علاوه بر این، نیوتن اولین کسی بود که تخمین کمی از جرم خورشید را ارائه کرد.
نیوتن تلسکوپ بازتابی افتتاحیه را ساخت و تئوری پیشرفته رنگ را فرموله کرد، که بر اساس این مشاهدات است که یک منشور نور سفید را در طیف مرئی تشکیل دهنده اش پراکنده می کند. تحقیقات گسترده او در مورد نور در رساله او به نام Opticks که در سال 1704 منتشر شد گردآوری شد. او پیشگام استفاده از منشورها به عنوان گسترش دهنده پرتو و در آرایه های چند منشوری بود، اجزایی که متعاقباً برای پیشرفت لیزرهای قابل تنظیم بسیار مهم بودند. نیوتن همچنین یک ربع بازتابی دوگانه ابداع کرد و اولین کسی بود که اثر گوس-هانچن را فرض کرد. علاوه بر این، او یک قانون تجربی خنک سازی را ایجاد کرد که فرمول اولیه در انتقال حرارت را نشان می دهد و به عنوان زیربنای رسمی برای انتقال حرارت همرفتی عمل می کند. او اولین محاسبات نظری سرعت صوت را انجام داد. و مفاهیم سیال نیوتنی و جسم سیاه را معرفی کرد. او همچنین اولین کسی بود که اثر مگنوس را روشن کرد. علاوه بر این، او تحلیل اولیه جریان کوئت را انجام داد. فراتر از توسعه پیشگامانه حساب دیفرانسیل و انتگرال، مشارکت های ریاضی نیوتن بسیار زیاد بود. او قضیه دوجمله ای را برای هر شارح واقعی تعمیم داد، سری Puiseux را معرفی کرد، اولین کسی بود که قضیه بزو را بیان کرد، اکثر منحنی های صفحه مکعب را به طور سیستماتیک طبقه بندی کرد، به طور قابل توجهی به بررسی تبدیل های کرمونا کمک کرد، روشی برای تقریب ریشه های تابع ابداع کرد، فرمول انتگرال نیوتن-کوت را منشأ گرفت. فرمولاسیون سری کلی تیلور. علاوه بر این، نیوتن در زمینه محاسبات تغییرات پیشگام بود، مسئله اولیه را در احتمال هندسی فرموله و حل کرد، اولین تکرار رگرسیون خطی را تصور کرد، و یک شکل اساسی در تحلیل برداری بود.
نیوتن به عنوان یکی از اعضای کالج ترینیتی سمت هایی داشت و در سن 26 سالگی به عنوان دومین استاد ریاضیات لوکاسی در دانشگاه کمبریج منصوب شد. اگرچه او یک مسیحی مومن بود، اما به طور خصوصی دکترین تثلیث را رد کرد، موضعی غیرمتعارف که باعث شد برخلاف بسیاری از همتایان خود در کمبریج، دستورات مقدس در کلیسای انگلستان را رد کند. فراتر از کارهای مهم خود در علوم ریاضی، نیوتن تلاش قابل توجهی را صرف مطالعه کیمیاگری و گاهشماری کتاب مقدس کرد، اگرچه بسیاری از این تحقیقات تا مدت ها پس از مرگ او منتشر نشده باقی ماند. او که از نظر سیاسی با ویگ ها همسو بود، دو دوره کوتاه به عنوان نماینده پارلمان در دانشگاه کمبریج، از 1689-1690 و 1701-1702 خدمت کرد. در سال 1705 ملکه آن به او لقب شوالیه داد. او سه دهه آخر عمر خود را در لندن گذراند و به عنوان سرپرست (1696-1699) و سپس استاد (1699-1727) ضرابخانه سلطنتی خدمت کرد و در آنجا دقت و امنیت ضرب سکه بریتانیا را بهبود بخشید. او همچنین از سال 1703 تا 1727 به عنوان رئیس انجمن سلطنتی خدمت کرد.
زندگی اولیه
ایزاک نیوتن در روز کریسمس، 25 دسامبر 1642، بر اساس تقویم جولیانی که در آن زمان در انگلستان استفاده می شد (یا 4 ژانویه 1643، به سبک جدید)، در Woolsthorpe Manor در Woolsthorpe-by-Colsterworth، دهکده ای در لینکلنشر به دنیا آمد. پدرش که آیزاک نیوتن نیز نام داشت، سه ماه قبل از تولدش فوت کرده بود. نیوتن که زودتر از موعد به دنیا آمد، کودک کوچکی بود. مادرش، هانا آیسکو، گفته میشود که میتوانست داخل یک لیوان کوارتی جا شود. وقتی نیوتن سه ساله بود، مادرش دوباره با کشیش بارناباس اسمیت ازدواج کرد و برای زندگی با او نقل مکان کرد و پسرش را تحت سرپرستی مادربزرگ مادریاش، مارگری آیسکو (بلایت) گذاشت. نیوتن به شدت از ناپدری خود بیزار بود و به خاطر ازدواج مجدد مادرش از او دلخور بود، احساسی که در فهرستی از گناهانی که او تا سن 19 سالگی مرتکب شده بود آشکار شد: "پدر و مادرم اسمیت را تهدید کردم که آنها و خانه را بر سر آنها بسوزاند." مادر نیوتن متعاقباً از ازدواج دوم خود سه فرزند به نامهای مری، بنجامین و هانا داشت.
مدرسه پادشاه
تقریباً از دوازده تا هفده سالگی، نیوتن تحصیلات خود را در مدرسه پادشاه در گرانتهام دریافت کرد، جایی که لاتین و یونان باستان را مطالعه کرد و احتمالاً پایه های ریاضی قابل توجهی را به دست آورد. مادرش متعاقباً او را از مدرسه کنار کشید و او در اکتبر 1659 به وولستورپ بازگشت. پس از بیوه شدن برای بار دوم، مادرش تلاش کرد او را مجبور به کشاورزی کند، شغلی که او به شدت از آن متنفر بود. با این حال، هنری استوکس، استاد مدرسه شاه، و کشیش ویلیام آیسکو، عموی نیوتن، با موفقیت مادرش را متقاعد کردند که به او اجازه دهد تا تحصیلاتش را از سر بگیرد. او به دلیل تمایل به تلافی در برابر یک قلدر حیاط مدرسه، که نیوتن او را در یک درگیری فیزیکی شکست داد و تحقیر کرد، از نظر تحصیلی عالی بود، به دانشآموز برتر تبدیل شد و بهویژه از طریق ساخت ساعتهای آفتابی و مدلهای آسیاب بادی متمایز شد.
دانشگاه کمبریج
در ژوئن 1661، نیوتن در کالج ترینیتی در دانشگاه کمبریج پذیرفته شد، که توسط عمویش، کشیش ویلیام آیسکو، که فارغ التحصیل کمبریج بود، توصیه شده بود. در ابتدا، نیوتن به عنوان subsizar ثبت نام کرد و هزینه تحصیل خود را از طریق وظایف نوکر تأمین مالی کرد تا اینکه در سال 1664 بورسیه تحصیلی به او اعطا شد. این بورس تحصیلی هزینه های دانشگاه او را برای چهار سال دیگر پوشش داد و منجر به تکمیل مدرک کارشناسی ارشد او شد. در آن زمان، آموزه های کمبریج عمدتاً ارسطویی بود، فلسفه ای که نیوتن در کنار متفکران معاصر بیشتری از جمله رنه دکارت و ستاره شناسانی مانند گالیله گالیله و خیابان توماس مطالعه کرد. او مجموعهای از «پرسشها» را در مورد فلسفه مکانیکی در دفترچهاش ثبت کرد. در سال 1665، او قضیه دو جمله ای تعمیم یافته را کشف کرد و شروع به تدوین یک نظریه ریاضی کرد که بعداً به حساب دیفرانسیل و انتگرال تبدیل شد. اندکی پس از اینکه نیوتن مدرک لیسانس هنرهای خود را در آگوست ۱۶۶۵ از کمبریج گرفت، دانشگاه بهعنوان احتیاط در برابر طاعون بزرگ موقتاً تعطیل شد.
اگرچه عملکرد آکادمیک او بهعنوان یک دانشجوی کمبریج چندان متمایز نبود، مطالعات خصوصی نیوتن و سالهای بلافاصله پس از مدرک لیسانس او توسط ثروتمندترین و با تجربهترین افراد توصیف شده است. دو سال بعدی که به تنهایی در خانه اش در وولستورپ گذراند، شاهد توسعه نظریه های او در مورد حساب دیفرانسیل و انتگرال، اپتیک و قانون گرانش بود. فیزیکدان لوئیس ترنچارد مور بیان میکند که «هیچ نمونهای از دستاوردهای دیگر در تاریخ علم وجود ندارد که بتوان آن را با دستاورد نیوتن در آن دو سال طلایی مقایسه کرد.»
نیوتن بهعنوان فردی بهدقت سازماندهیشده در خصوص یادداشتبرداری شناخته میشود که بهطور سیستماتیک صفحات مهم را علامتگذاری میکند. نمایه های او که بر اساس موضوع بر اساس حروف الفبا ساختار یافته اند، شبیه سیستم های نمایه سازی مدرن هستند. کتابخانه گسترده نیوتن منعکس کننده فعالیت های فکری متنوع او بود و او به عنوان یک "متفکر ژانوسی" توصیف شد که قادر به ترکیب رشته های به ظاهر متفاوت برای تقویت پیشرفت های نوآورانه بود. ویلیام استوکلی مهارت نیوتن را هم در ابزارهای مکانیکی و هم در نوشتن مشاهده کرد و توضیح داد که چگونه اتاق نیوتن در گرنتهام دارای دیوارهایی است که با تصاویری دقیق از "پرندگان، جانوران، انسان ها، کشتی ها و طرح های ریاضی" تزئین شده بودند. استوکلی همچنین «مهارت و صنعت غیرمعمول نیوتن در کارهای مکانیکی» را برجسته کرد.
نیوتن در آوریل 1667 به دانشگاه کمبریج بازگشت و در اکتبر همان سال به عنوان عضوی از کالج ترینیتی انتخاب شد. در حالی که عموماً لازم بود که یاران به عنوان کشیشان آنگلیکن منصوب شوند، این دستور در طول دوره بازسازی به شدت اجرا نشد. اعلام انطباق با کلیسای انگلستان کافی بود. نیوتن رسماً متعهد شد و اظهار داشت: "یا الهیات را هدف مطالعات خود قرار می دهم و با فرا رسیدن زمان مقرر در این قوانین [7 سال] دستورات مقدس را می پذیرم، یا از کالج استعفا خواهم داد." پیش از این، نیوتن توجه محدودی به مسائل دینی داشت و دو بار از سی و نه ماده که دکترین اساسی کلیسای انگلستان را تشکیل میدهند، پذیرفت. با این حال، در سال 1675، این موضوع اجتناب ناپذیر شد، زیرا دیدگاه های مذهبی دگرگرایانه او مانعی قابل توجه ایجاد کرد.
مشارکتهای علمی نیوتن تحسین آیزاک بارو، پروفسور لوکاسیایی را برانگیخت، که به دنبال پیشرفت شغلی مذهبی و اداری خود بود (بارو متعاقباً دو سال بعد استاد کالج ترینیتی شد). در سال 1669، تنها یک سال پس از اتمام کارشناسی ارشد، نیوتن جانشین بارو در سمت استادی شد. نیوتن مدعی شد که مقام استادی باید به او از شرط انتصاب معاف شود. شاه چارلز دوم، که موافقت سلطنتی او ضروری بود، این منطق را پذیرفت و در نتیجه از تضاد مستقیم بین اعتقادات مذهبی شخصی نیوتن و ارتدوکس آنگلیکن جلوگیری کرد. این انتصاب زمانی اتفاق افتاد که نیوتن 26 ساله بود.
علیرغم موفقیتهای عمیق نظریاش، نیوتن ثابت کرد که یک مربی بیاثر است و سخنرانیهایش پیوسته کمترین حضور را تجربه میکرد. همفری نیوتن، سیزار (دستیار) او، مشاهده کرد که نیوتن به موقع وارد می شود و اگر سالن سخنرانی خالی باشد، مدت زمان سخنرانی خود را از 30 دقیقه به 15 دقیقه کاهش می دهد، به اتاق خالی می پردازد و سپس برای انجام آزمایشات به آزمایشگاه خود می رود و بدین وسیله وظایف قراردادی خود را انجام می دهد. نیوتن به نوبه خود هیچ علاقه ای به تدریس یا تعامل با دانش آموزان نداشت. در طول دوران تحصیلی خود، تنها سه دانش آموز برای تدریس خصوصی به او اختصاص داده شد که هیچ یک از آنها امتیاز قابل توجهی کسب نکردند.
در سال 1672، نیوتن به عنوان عضو انجمن سلطنتی (FRS) انتخاب شد.
بازبینی Geographia Generalis
پروفسور ریاضیات لوکاسی در کمبریج وظیفه آموزش جغرافیا را در بر می گرفت. در هر دو سال 1672 و 1681، نیوتن بر انتشار نسخههای اصلاحشده، اصلاحشده و اصلاحشده Geographia Generalis نظارت داشت، کتاب درسی جغرافیا که در ابتدا در سال 1650 توسط مرحوم برنهاردوس وارنیوس منتشر شد. در Geographia Generalis، وارنیوس تلاش کرد تا چارچوبی نظری ایجاد کند که اصول علمی را با مفاهیم جغرافیایی کلاسیک مرتبط کند و جغرافیا را بهعنوان تلفیقی از علم و ریاضیات خالص که برای تعیین کمیت ویژگیهای زمین به کار میرود، تعریف کند. اگرچه هنوز مشخص نیست که آیا نیوتن تا به حال در مورد جغرافیا سخنرانی کرده است یا خیر، ترجمه انگلیسی 1733 توسط داگدیل و شاو اظهار داشت که نیوتن این کتاب را برای استفاده دانشجویان در طول سخنرانی های خود در مورد این موضوع منتشر کرده است. Geographia Generalis توسط برخی از محققان بهعنوان نشاندهنده مرزبندی بین سنتهای باستانی و مدرن در تاریخ جغرافیا در نظر گرفته میشود، با کمکهای نیوتن به نسخههای بعدی آن به طور گسترده به عنوان ابزاری برای تأثیر ماندگار آن در نظر گرفته میشود.
مطالعات علمی
ریاضیات
کمک های نیوتن به دلیل پیشرفت قابل توجهی در هر رشته ریاضی رایج در دوران او مورد تایید قرار گرفته است. کار اساسی او در مورد حساب دیفرانسیل و انتگرال، که او آن را شار نامید، در سال 1664 آغاز شد. یک نسخه خطی به تاریخ 20 می 1665، نشان می دهد که نیوتن قبلاً در حساب دیفرانسیل و انتگرال به اندازه کافی پیشرفت کرده بود تا مماس ها و انحناها را برای هر نقطه از یک منحنی پیوسته محاسبه کند. در سال 1665، تلاش های او در یک محاسبه سیستماتیک که تمایز و ادغام را یکپارچه می کرد، به اوج خود رسید. او این چارچوب را برای تحلیل دینامیکی منحنیهای جبری و استعلایی به کار برد، روشی که تام وایتساید محقق آن را «بسیار بدیع، در واقع بیسابقه» توصیف کرد و متعاقباً مبنای نظری مدارهای نیروی مرکزی به تفصیل در Principia ارائه کرد. از اکتبر 1666 نسخه خطی دیگری در مقالات ریاضی جمع آوری شده نیوتن منتشر شده است. یک رساله قطعی در مورد حساب دیفرانسیل و انتگرال توسط نیوتن در "کتاب ضایعات" خود مستند شده است. نیوتن در ریاضیات خودآموخته بود و تحقیقات خود را به طور مستقل انجام می داد. محقق ریچارد اس. وست فال این را تأیید می کند و می گوید: "با هر نشانه ای که داریم، نیوتن تحصیلات خود را در ریاضیات و برنامه تحقیقاتی خود کاملاً به تنهایی انجام داده است." رساله او، De analysi per aequationes numero terminorum infinitas، که توسط آیزاک بارو به جان کالینز در ژوئن 1669 مخابره شد، متعاقباً توسط بارو در نامه ای به کالینز به عنوان محصول "نابغه و مهارت فوق العاده در این چیزها" توصیف شد.
متعاقباً، نیوتن درگیر اختلاف قابل توجهی با گوتفرید ویلهلم لایب نیتس، شاعر آلمانی در مورد تقدم در توسعه حساب دیفرانسیل و انتگرال شد. هر دو محقق اکنون به دلیل توسعه مستقل حساب دیفرانسیل و انتگرال شناخته شده اند، البته از نمادهای ریاضی متمایز استفاده می کنند. با این وجود، شواهد تاریخی تأیید می کند که نیوتن حساب دیفرانسیل و انتگرال را بسیار زودتر از لایب نیتس فرموله کرده است. علیرغم توسعه قبلی نیوتن، نماد لایب نیتس به عنوان راحتتر شناخته شد، که منجر به پذیرش آن توسط ریاضیدانان قاره اروپا و پس از سال 1820 توسط ریاضیدانان بریتانیایی شد.
A. روپرت هال، مورخ برجسته علم، مشاهده میکند که در حالی که لایبنیتس به دلیل فرمولبندی مستقل حساب دیفرانسیل و انتگرال، شایستگی شناسایی را دارد، نیوتن بیتردید پیشگام توسعه آن بود و اظهار داشت:
اما، این ملاحظات زمانی که حقیقتی جدید برای مدتهای طولانی با حقیقت کنار هم قرار میگرفت، اهمیتی اساسی دارند. در اواخر سال 1666، تقریباً نه سال قبل از لایب نیتس، بر تکنیک های اصلی حسابان تسلط یافت. ادعای نیوتن مبنی بر تسلط بر محاسبات بی نهایت کوچک جدید قبل از لایب نیتس، و حتی شروع یک توضیح قابل انتشار از آن در اوایل سال 1671، با شواهد گسترده اثبات می شود. اگرچه لایب نیتس و همکارانش تلاش کردند تا ادعاهای نیوتن را کاهش دهند، اما صحت این جدول زمانی تا حد زیادی در 250 سال گذشته بلامنازع باقی مانده است.
هال علاوه بر این اظهار می کند که در اصول، نیوتن به طرز ماهرانه ای "مشکلات را با فرمول بندی، ادغام و حل و فصل متفاوتی از واقعیت ها[d] می کند." او در کتاب خود نتایج بسیاری را پیش بینی کرد که بعدها شارحان حساب دیفرانسیل و انتگرال آنها را دستاوردهای بدیع خود می دانستند. هال پیشرفت شتابان نیوتن در حساب دیفرانسیل و انتگرال را نسبت به هم عصرانش برجسته می کند و ادعا می کند که نیوتن، «خیلی پیش از سال 1690... تقریباً به نقطه توسعه حسابی رسیده بود که لایب نیتس، دو برنولی، بیمارستان، هرمان و دیگران با تلاش های مشترک اولیه به آن دست یافتند. 1700."
علیرغم راحتی درک شده از نمادگذاری لایبنیتس، مشاهده شده است که سیستم نمادنویسی نیوتن دارای پتانسیل توسعه تکنیکهای چند متغیره است و نماد نقطهای او همچنان در فیزیک معاصر رایج است. چندین دانشگاه بر غنای عمیق و عمق مشارکت نیوتن تأکید کرده اند. برای مثال، راجر پنروز، فیزیکدان، اظهار داشت: «در بیشتر موارد روشهای هندسی نیوتن نه تنها مختصرتر و ظریفتر هستند، بلکه اصول عمیقتری را آشکار میکنند که با استفاده از آن روشهای رسمی حساب که امروزه مستقیمتر به نظر میرسند، آشکار میشوند.» ریاضیدان ولادیمیر آرنولد بیان کرد که "مقایسه متون نیوتن با نظرات جانشینانش، قابل توجه است که چگونه ارائه اصلی نیوتن مدرن تر، قابل فهم تر و غنی تر از ترجمه به دلیل مفسران ایده های هندسی او به زبان رسمی حساب لایب نیتس است."
کار گسترده نیوتن، حساب هندسی را با تکیه بر مقادیر محدود نسبتهای کمیتهای بینهایت کوچک ترکیب کرد. در اصول، نیوتن به صراحت این رویکرد را نشان داد و آن را "روش نسبت های اول و آخر" نامید و ارائه آن را با ذکر معادل بودن آن با "روش غیرقابل تقسیم" توجیه کرد. در نتیجه، Principia امروزه به عنوان "کتابی متراکم با تئوری و کاربرد حساب بی نهایت کوچک" شناخته میشود، توصیفی که با دیدگاههای معاصر در دوران نیوتن همسو میشود، زمانی که "تقریباً تمام آن از این حساب است." این روش، که شامل "یک یا چند مرتبه از بی نهایت کوچک" بود، در کار او در سال 1684، De motu corporum in gyrum، و در مقالات مختلف او در مورد حرکت منتشر شده "طی دو دهه قبل از 1684" مشهود بود. برعکس، بروس پورسیائو، ریاضیدان، استدلال میکند که اصول نیوتن درک پیشرفتهتری از محدودیتها را نسبت به آنچه معمولاً تصدیق میشود نشان میدهد، به ویژه با معرفی اولین استدلال اپسیلون.
نیوتن در ابتدا در انتشار محاسبات خود تردید داشت، زیرا از بحث و انتقاد احتمالی نگران بود. او ارتباط نزدیکی با ریاضیدان سوئیسی نیکلاس فاتیو د دویلیه داشت. در سال 1691، دویلیه کار بر روی ویرایش اصلاح شده Principia نیوتن را آغاز کرد و با لایب نیتس مکاتبه کرد. در سال 1693، رابطه بین دویلیه و نیوتن تیره شد و منجر به رها شدن پروژه کتاب شد. از سال 1699 به بعد، دویلیه علناً لایب نیتس را به سرقت ادبی متهم کرد. این وضعیت در سال 1708 زمانی که ریاضیدان جان کیل اتهام سرقت ادبی علیه لایب نیتس را در یک مجله انجمن سلطنتی تکرار کرد، تشدید شد. این اختلاف به طور کامل در سال 1711 شروع شد، زمانی که یک مطالعه انجمن سلطنتی نیوتن را کاشف واقعی اعلام کرد و لایب نیتس را یک کلاهبردار نامید. متعاقباً مشخص شد که نیوتن خود سخنان پایانی این مطالعه را در مورد لایب نیتس نوشته است. این شروع یک مناقشه طولانی و شدید بود که زندگی هر دو نفر را تا زمان مرگ لایب نیتس در سال 1716 تحت الشعاع قرار داد.
مشارکت اولیه نیوتن در ریاضیات، قضیه دوجملهای تعمیمیافته بود که بین سالهای 1664 و 1665 فرمولبندی شد، که برای هر توانمندی کاربرد دارد و بهعنوان «یکی از قویترین و مهمترین در کل ریاضیات» ستایش شده است. او همچنین هویتهای نیوتن (احتمالاً از کار قبلی آلبر ژیرارد در سال 1629 بیاطلاع بود)، روش نیوتن، چندضلعی نیوتن، و منحنیهای صفحه مکعبی (چندجملهایهای درجه سوم شامل دو متغیر) را بهطور سیستماتیک طبقهبندی کرد. بهعلاوه، نیوتن بهعنوان بنیانگذار نظریه تبدیلهای کرمونا شناخته میشود و کمکهای قابلتوجهی به نظریه تفاوتهای متناهی کرده است، و او را از طریق نوآوریهای فرمولی متعددش به عنوان «مهمترین مشارکتکننده در درونیابی تفاضل محدود» متمایز کرده است. او اولین کسی بود که قضیه بزو را بیان کرد، از شاخص های کسری استفاده کرد و هندسه مختصات را برای حل معادلات دیوفانتین به کار برد. کار او شامل تقریب مجموع جزئی سری هارمونیک با استفاده از لگاریتم بود، تکنیکی که فرمول جمع اویلر را پیشبینی میکرد، و او پیشگام کاربرد مطمئن و بازگشت سری توان بود. او همچنین سری Puisseux را معرفی کرد. اولین فرمول صریح مجموعه کلی تیلور نیز توسط او ارائه شد، که در پیش نویس 1691-1692 De Quadratura Curvarum او ظاهر شد. او فرمول های نیوتن-کوتس را برای ادغام عددی ایجاد کرد. تحقیقات نیوتن در مورد سری های بی نهایت تحت تأثیر کار سیمون استوین بر روی اعشار بود. او همچنین زمینه محاسبات تغییرات را آغاز کرد و اولین کسی بود که یک مسئله را در آن فرموله و حل کرد: مسئله مقاومت حداقلی نیوتن، که او آن را در سال 1685 مطرح و حل کرد و متعاقباً در Principia در سال 1687 منتشر شد. این مسئله یکی از چالش برانگیزترین مسائلی است که توسط روش های تنوع قرن قبل از قرن بیستم به آن پرداخته شده است. متعاقباً، او حساب تغییرات را برای حل مسئله منحنی براکیستوکرون در سال 1697 به کار برد، چالشی که یوهان برنولی در سال 1696 مطرح کرد، معروف است که آن را یک شبه حل کرد و در نتیجه از طریق کار خود بر روی این دو مسئله، در این زمینه پیشگام شد. علاوه بر این، او پیشگام تحلیل برداری بود و کاربرد قانون متوازی الاضلاع را برای جمع کمیت های فیزیکی مختلف نشان داد و تشخیص داد که این کمیت ها می توانند در هر جهت به اجزایی تجزیه شوند. او با پیشنهاد اینکه کمیت های فیزیکی مانند سرعت، شتاب، تکانه و نیرو به عنوان کمیت های هدایت شده مفهوم شوند، مفهوم بردار را در اصول خود معرفی کرد و بدین ترتیب نیوتن را به عنوان "منشأ واقعی این جسم ریاضی" تثبیت کرد. کمک هایی به این موضوع که در طول زندگی اش از نظر کلی و انعطاف پذیری از همه دیگران پیشی گرفت. کار او در سال 1671، روش شارها، پیش از انتشار اولیه ژاکوب برنولی در مورد این موضوع در سال 1691 بود. او همچنین به عنوان مبتکر دقیق مختصات دوقطبی شناخته می شود.
نسخه خطی خصوصی نیوتن، متعلق به 1664 تا 1666، حاوی اولین مشکل شناخته شده در حوزه احتمالات هندسی است. این مشکل مربوط به احتمال فرود ناچیز توپ در یکی از دو بخش نابرابر یک دایره بود. او در تجزیه و تحلیل خود، جایگزینی شمارش رخدادها با ارزیابی کمی و جایگزینی تخمین نسبت یک منطقه با شمارش امتیازات را پیشنهاد کرد که منجر به شناخته شدن او به عنوان بنیانگذار استریولوژی شد.
نیوتن به منشأ اروپایی مدرن حذف گاوسی نسبت داده می شود. بین سالهای 1669 و 1670، نیوتن مشاهده کرد که متون جبر معاصر فاقد دستورالعملهایی برای حل معادلات همزمان هستند، نقصی که او متعاقباً به آن پرداخت. اگرچه یادداشتهای او برای دههها منتشر نشده باقی ماندند، اما انتشار نهایی آنها باعث شد که کتاب درسی او بسیار تأثیرگذار شود، روش جایگزینی را ایجاد کرد و اصطلاحات مهم «نابودی» (که در حال حاضر به عنوان حذف شناخته میشود) را معرفی کرد.
در طول دهههای 1660 و 1670، نیوتن «طبقات منحنی، 872» را شناسایی کرد. طبقه بندی آنها به چهار نوع متمایز و نظام مند کردن یافته های خود در انتشارات بعدی. با این وجود، نسخه خطی دهه 1690، که بعداً تجزیه و تحلیل شد، نشان داد که نیوتن تمام 78 منحنی مکعبی را شناسایی کرده است، اما به دلایل نامشخصی تصمیم گرفته است که شش منحنی باقیمانده را منتشر نکند. در سال 1717، احتمالاً با کمک نیوتن، جیمز استرلینگ نشان داد که همه منحنیهای مکعبی متعلق به یکی از این چهار نوع هستند. استرلینگ اظهار داشت که این چهار نوع را میتوان از طریق طرح ریزی سطحی از یک نمونه به دست آورد، ادعایی که در سال 1731، چهار سال پس از درگذشت نیوتن ثابت شد.
در سال 1693، نیوتن برای مدت کوتاهی با نظریه احتمال درگیر شد و با ساموئل پپیس در رابطه با مسئله نیوتن-پپیس مطابقت داشت. این مشکل مربوط به احتمال پرتاب شش ها از تعداد مشخصی تاس بود. نتیجه A به عنوان حداقل یک شش از شش تاس، نتیجه B به عنوان حداقل دو شش از دوازده تاس، و نتیجه C به عنوان حداقل سه شش از هجده تاس تعریف شد. نیوتن به درستی نتیجه A را به عنوان محتمل ترین نتیجه شناسایی کرد، در حالی که پپیس به اشتباه نتیجه C را انتخاب کرد. با این حال، منطق شهودی نیوتن برای راه حل خود حاوی نقص هایی بود.
اپتیک
در سال 1666، نیوتن مشاهده کرد که طیف رنگهایی که از یک منشور در موقعیت حداقل انحراف بیرون می آیند، مستطیل به نظر می رسند، حتی زمانی که پرتو نور فرودی دایره ای بود. این نشان می دهد که منشور رنگ های مختلف را در زوایای مختلف شکست می دهد. این مشاهدات او را به این نتیجه رساند که رنگ یک ویژگی ذاتی نور است، مفهومی که قبلاً موضوع بحث های قابل توجهی بوده است.
از سال 1670 تا 1672، نیوتن سخنرانی هایی در مورد اپتیک ارائه کرد که در طی آن انکسار نور را بررسی کرد. او نشان داد که تصویر رنگارنگ تولید شده توسط یک منشور، که او آن را طیف نامید، میتواند با استفاده از یک لنز و یک منشور دوم به نور سفید تبدیل شود. پژوهشهای معاصر نشان میدهد که تحلیل و سنتز مجدد نور سفید توسط نیوتن تحت تأثیر کیمیاگری جسمی بوده است.
در کار خود در سال 1671 روی حلقههای نیوتن، او روشی را به کار گرفت که در قرن هفدهم بیسابقه بود. او میانگین همه تفاوتهای مشاهدهشده را محاسبه کرد و متعاقباً انحراف بین این میانگین و مقدار حلقه اول را محاسبه کرد، بنابراین یک تکنیک استاندارد در حال حاضر برای کاهش نویز اندازهگیری را معرفی کرد، روشی که در آن زمان در جای دیگری مستند نشده بود. او بعداً این "روش حذف خطا" را به مطالعات خود در مورد اعتدال در سال 1700 تعمیم داد، رویکردی که به عنوان "کاملاً بی سابقه" توصیف شد. این کاربرد از این جهت متفاوت بود که نیوتن «برای هر یک از زمانهای اعتدال اولیه به مقادیر خوبی نیاز داشت، و بنابراین او روشی ابداع کرد که به آنها اجازه میداد تا خود تصحیح کنند». نیوتن همچنین تکنیکی را توسعه داد که امروزه به عنوان تحلیل رگرسیون خطی شناخته می شود. او اولین مورد از دو معادله نرمال را که با حداقل مربعات معمولی مرتبط است، فرموله کرد، یک مجموعه داده را 50 سال قبل از توبیاس مایر (که به طور سنتی به عنوان اولین متخصص شناخته می شد) به طور میانگین تعیین کرد و اطمینان حاصل کرد که مجموع باقیمانده ها به صفر می رسد، در نتیجه خط رگرسیون را از نقطه میانگین عبور می دهد. او بین دو مجموعه داده متفاوت تمایز قائل شد و ممکن است یک راه حل بهینه در مورد سوگیری در نظر گرفته باشد، البته نه به صراحت از نظر اثربخشی.
نیوتن نشان داد که نور رنگی بدون توجه به برهمکنشش با اجسام، ویژگی های ذاتی خود را حفظ می کند. او با جداسازی یک پرتو رنگی و هدایت آن بر روی سطوح مختلف، نشان داد که رنگ نور چه بازتابیده، چه پراکنده یا منتقل شود، ثابت می ماند. در نتیجه، او فرض کرد که رنگ ناشی از تعامل اشیاء با نور رنگی از قبل موجود است، نه اینکه اجسام خودشان رنگ تولید کنند. این مفهوم به نظریه رنگ نیوتن معروف است. مقاله او در سال 1672 در مورد ماهیت نور و رنگ های سفید، چارچوب اساسی برای تمام تحقیقات بعدی در مورد رنگ و بینایی رنگ ایجاد کرد.
تحقیقات نیوتن او را به این نتیجه رساند که عدسیهای تلسکوپ شکستی ذاتاً از انحراف رنگی، پراکندگی نور به رنگهای مختلف رنج میبرند. برای دور زدن این موضوع، او تلسکوپی ابداع و ساخت که از آینه های بازتابنده به عنوان هدف استفاده می کند، نه عدسی. توسعه این ابزار که امروزه به عنوان اولین تلسکوپ بازتابی کاربردی شناخته می شود و به عنوان تلسکوپ نیوتنی شناخته می شود، غلبه بر چالش های مربوط به شناسایی یک ماده آینه ای مناسب و تکمیل تکنیک های شکل دهی را ضروری کرد. طرحهای قبلی برای تلسکوپهای بازتابی یا تئوری باقی مانده بود یا ناموفق بود و دستگاه نیوتن را به عنوان اولین دستگاه واقعاً عملیاتی معرفی کرد. نیوتن با استفاده از پدیده حلقه های نیوتن برای ارزیابی کیفیت اپتیکی تلسکوپ هایش، آینه های خود را از آلیاژ سفارشی فلزی با انعکاس بسیار بالا آسیاب کرد. در اواخر سال 1668، او با موفقیت این تلسکوپ بازتابی اولیه را تولید کرد، ابزاری به طول تقریباً هشت اینچ که تصاویر واضحتر و بزرگنمایی میکرد. نیوتن مشاهدات خود را مستند کرد و به توانایی خود در تشخیص چهار قمر گالیله ای مشتری و فاز هلالی زهره با تلسکوپ بازتابی جدید خود اشاره کرد. در سال 1671، انجمن سلطنتی درخواست نمایش اختراع او را کرد. این علاقه او را بر آن داشت تا یادداشتهای اولیهاش را به نام رنگها منتشر کند، که متعاقباً آن را به کار مهم Opticks گسترش داد. به دنبال انتقادات رابرت هوک از برخی از مفاهیم نیوتن، نیوتن با احساس بیزاری، در ابتدا از گفتمان عمومی کناره گیری کرد. با این وجود، مکاتبات کوتاهی بین آنها در سالهای 1679-1680 اتفاق افتاد که توسط هوک، دبیر وقت انجمن سلطنتی، برای درخواست مشارکت نیوتن در معاملات انجمن آغاز شد. این فعل و انفعال در نهایت نیوتن را برانگیخت تا مدرکی را فرموله کند که نشان دهد مسیرهای بیضوی مدارهای سیارهای از نیروی مرکزگرا که نسبت معکوس با مربع بردار شعاع دارد، ناشی میشود.
در زمینه نجوم، نیوتن به دلیل بینشاش که موقعیتهای رصدی برتر ارائه میدهند، شناخته میشود. او این مزیت را به «آرامترین و آرامترین هوا» که در بالای لایههای متراکمتر و متلاطم جو یافت میشود، که از آن به عنوان «ابرهای درشتتر» یاد میکند، نسبت داد و بدین ترتیب اثر چشمک زن ستارهها را کاهش داد.
نیوتن فرض کرد که نور متشکل از ذرات یا ذرات است که با شتاب گرفتن به محض ورود به محیط متراکمتر، دچار شکست میشوند. در حالی که او به توضیح موج مانندی برای الگوهای دورهای بازتاب و انتقال مشاهده شده در لایههای نازک نزدیک شد (Opticks Bk. II، Props. 12)، او به طور همزمان نظریه خود را در مورد "تناسب" حفظ کرد، که جسم را مستعد بازتاب یا انتقال میکرد (Props.13). با وجود ترجیح اعلام شده خود برای نظریه ذره، نیوتن در Opticks تصدیق کرد که نور هر دو ویژگی ذره مانند و موج مانند را نشان می دهد. او این نظریه را مطرح کرد که اجسام باید با امواج درون یک محیط تعامل داشته باشند تا الگوهای تداخل و پدیده گستردهتر پراش را در نظر بگیرند.
در کار خود در سال 1675، فرضیه نور، نیوتن وجود اتر را به عنوان واسطهای برای انتقال نیرو بین ذرات پیشنهاد کرد. تعامل او با هنری مور، فیلسوف افلاطونی کمبریج، علاقه او را به کیمیاگری دوباره برانگیخت. متعاقباً، نیوتن با استفاده از اصول هرمسی جاذبه و دافعه بین ذرات، مفهوم اتر را با نیروهای پنهانی جایگزین کرد. تشخیص این امر ضروری است که مشارکت های علمی او به طور جدایی ناپذیر با تحقیقات کیمیاگری او مرتبط است، به ویژه با توجه به دوره تاریخی که هنوز مرزبندی مشخصی بین کیمیا و علم ایجاد نشده بود.
نیوتن مطالعه آستیگماتیسم را با ایجاد پایه های ریاضی آن پیش برد. او کشف کرد که شکست مدادهای نوری مایل منجر به تشکیل دو نقطه تصویر متمایز میشود، یافتهای که متعاقباً بر تحقیقات توماس یانگ تأثیر گذاشت.
در سال 1704، نیوتن Opticks را منتشر کرد، اثری که نظریه جسمی نوری خود را توضیح داد. این رساله با مجموعه ای از پرسش ها به پایان رسید که هم به عنوان سؤالات حل نشده و هم به عنوان اظهارات تأییدی ارائه شد. مطابق با نظریه جسم خود، نیوتن این فرضیه را مطرح کرد که ماده معمولی شامل "جسم های درشت تر" است و در مورد شکلی از دگرگونی کیمیاگری حدس زد، همانطور که در پرسش 30 بیان شد: "آیا اجسام ناخالص و نور قابل تبدیل به یکدیگر نیستند و ممکن است اجسام بخش زیادی از فعالیت خود را از ترکیبات نور خود دریافت نکنند؟" علاوه بر این، Query 6 مفهوم اساسی بدن سیاه را معرفی کرد. Opticks اغلب به عنوان یکی از "اولین نمونه های روش تجربی" ذکر می شود.
در سال 1699، نیوتن تکرار تقویتشدهای از ربع بازتابی خود، که به عنوان اکتانت نیز شناخته میشود، به انجمن سلطنتی ارائه کرد، دستگاهی که او احتمالاً در سال 1677 طراحی کرده بود. هم از افق و هم از اجرام سماوی. اگرچه ربع نیوتن ساخته شده است، اما به نظر نمی رسد که تا به امروز دوام بیاورد. پس از آن، جان هدلی ربع بازتابی دوگانه خود را توسعه داد که شباهت زیادی به طرح اصلی نیوتن داشت. با این وجود، هدلی احتمالاً از اختراع قبلی نیوتن بیاطلاع بوده است، که از نظر تاریخی منجر به ابهاماتی در مورد مبتکر واقعی دستگاه شده است.
در سال 1704، نیوتن آینهای در حال سوختن را مهندسی کرد و برای انجمن سلطنتی رونمایی کرد. این دستگاه شامل هفت آینه شیشه ای مقعر، هر یک تقریباً یک فوت قطر بود. حداکثر انرژی تابشی پتانسیل آن 460 وات سانتیمتر مربع تخمین زده میشود، عملکردی که بهعنوان «مسلماً روشنتر از نظر حرارتی از هزار خورشید (1000 × 0.065 وات سانتیمتر مربع)» مشخص میشود که از شدت تابش خورشیدی تخمینی 0.065 وات سانتیمتر مربع در لندن با شدت بالقوه تابشی در طول مه 17 به دست آمده است. به دست آمده توسط این آینه نشان می دهد که نیوتن "ممکن است بیشترین شدت تشعشعات ناشی از عوامل انسانی را قبل از رسیدن سلاح های هسته ای در سال 1945 تولید کرده باشد." گزارشهای امروزی از دیوید گرگوری نشان میدهد که آینه فلزات را به دود میکشاند، طلا را میجوشاند و باعث شیشهشدن تخته سنگ میشود. ویلیام درهام آن را قوی ترین آینه سوزان اروپا در آن دوران می دانست.
نیوتن همچنین تحقیقات پیشگامی در مورد الکتریسیته انجام داد، به ویژه ساخت یک ژنراتور الکترواستاتیک اصطکاکی ابتدایی با استفاده از یک کره شیشه ای. این اولین مورد استفاده از شیشه برای چنین وسیله ای بود، برخلاف کره های گوگردی که قبلاً توسط دانشمندانی مانند Otto von Guericke استفاده می شد. در سال 1675، او آزمایشی را مستند کرد که نشان میداد مالش یک طرف ورق شیشهای برای القای بار الکتریکی باعث میشود که "اجرام سبک" به طرف مقابل جذب شوند. او این پدیده را به عنوان مدرکی تعبیر کرد که نیروهای الکتریکی می توانند از شیشه عبور کنند. علاوه بر این، نیوتن به انجمن سلطنتی اطلاع داد که شیشه در تولید الکتریسیته ساکن موثر است و آن را به عنوان یک "الکتریک خوب" طبقه بندی کرد، چندین دهه قبل از اینکه این ویژگی به رسمیت شناخته شود. پیشنهاد او در Opticks، که نشان میدهد بازتاب نوری و انکسار ناشی از برهمکنشهای سراسر یک سطح است، پیشروی نظریه میدان نیروی الکتریکی در نظر گرفته میشود. او همچنین به نقش اساسی الکتریسیته در طبیعت اذعان کرد و به آن پدیدههای مختلفی از جمله گسیل، انعکاس، شکست، خمش و اثرات گرمایش نور نسبت داد. نیوتن اظهار داشت که الکتریسیته جزء جدایی ناپذیر احساسات بدن انسان است و بر فرآیندهای حرکت ماهیچه ای تا عملکرد مغز تأثیر می گذارد. نظریه انتقال عصبی او به طور قابل توجهی بر تحقیقات لوئیجی گالوانی تأثیر گذاشت، زیرا فرضیه نیوتن بر الکتریسیته به عنوان واسطهای بالقوه تکانههای عصبی متمرکز بود و در نتیجه نظریه هیدرولیک دکارتی رایج آن دوران را به چالش کشید. او همچنین اولین کسی بود که یک نظریه جامع و متعادل را بیان کرد که عملکرد هم افزایی مکانیزم های الکتریکی و شیمیایی درون سیستم عصبی را توضیح می داد. مدل پراکندگی جرم نیوتن، پیشروی برای کاربرد موفقیتآمیز اصل کمترین عمل، چارچوبی قوی برای درک شکست، بهویژه از طریق رویکرد مبتنی بر تکانهاش ارائه کرد.
در Opticks، نیوتن مفهوم منشورهایی را که بهعنوان منبسطکنندههای پرتو و آرایههای چند منشوری عمل میکنند، پیشگام کرد. این پیکربندیهای منشوری متعاقباً تقریباً 278 سال بعد در لیزرهای قابل تنظیم مورد استفاده قرار گرفتند، جایی که انبساطکنندههای پرتوی چند منشوری در توسعه سیستمهای با پهنای خط باریک مفید بودند. استفاده از این انبساطکنندههای پرتو منشوری در نهایت منجر به نظریه پراکندگی چند منشوری شد.
نیوتن اولین کسی بود که اثر Goos-Hänchen را فرض کرد، یک پدیده نوری که با یک جابجایی جانبی جزئی نور قطبیشده خطی بر بازتاب کامل داخلی مشخص میشود. او این نظریه را هم با مشاهدات تجربی و هم با چارچوب نظری برگرفته از یک مدل مکانیکی اثبات کرد.
جامعه علمی در نهایت بین ادراک ذهنی رنگ و اصول عینی اپتیک ریاضی تمایز قائل شد. در حالی که یوهان ولفگانگ فون گوته، شاعر آلمانی، اصول نیوتنی را تا حد زیادی پذیرفته بود، او یک نقص مهم را در ادعاهای نیوتن شناسایی کرد. نیوتن فرض کرده بود که شکست بدون رنگ دست نیافتنی است، و او را به این نتیجه رساند که عدسی های شیئی تلسکوپ ذاتاً به دلیل ناسازگاری اکروماتیسم و شکست ناقص باقی می مانند. با این حال، Dollond متعاقباً عدم دقت این استنتاج را نشان داد.
Philosophiæ Naturalis Principia Mathematicaکار اساسی نیوتن در مورد نظریه گرانش در اوایل سال 1665 آغاز شد. در سال 1679، او تحقیقات خود را در مورد مکانیک سماوی، تجزیه و تحلیل تأثیر گرانش بر مدارهای سیاره ای در ارتباط با قوانین حرکت سیاره کپلر از سر گرفت. درگیری مجدد او با پدیده های نجومی بیشتر با ظهور یک دنباله دار در زمستان 1680-1681 تحریک شد و باعث مکاتبه با جان فلمستید شد. به دنبال گفتگو با رابرت هوک، نیوتن اثباتی را فرموله کرد که نشان میدهد مدارهای سیارهای بیضوی از نیروی مرکزگرا که متناسب با مجذور بردار شعاع است، به وجود میآیند. این یافتهها متعاقباً در De motu corporum in gyrum به ادموند هالی و انجمن سلطنتی ارائه شد، رسالهای مختصر تقریباً نه صفحه، که رسماً در انجمن سلطنتی ثبت شد. زور. این رساله به عنوان هسته بنیادی عمل کرد که نیوتن بعداً آن را بسط داد و به Principia به یاد ماندنی بسط داد.
اثر مهم، Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica توسط پشتیبانی مالی 18 ژوئیه منتشر شد و توسط پشتیبانی مالی 18 ژوئیه 7 منتشر شد. هالی. نیوتن در این رساله سه قانون جهانی حرکت را بیان کرد. در مجموع، این قوانین تأثیر متقابل بین یک جسم، نیروهای اعمال شده بر آن، و حرکت بعدی آن را مشخص میکنند و از این طریق بستر مکانیک کلاسیک را ایجاد میکنند. این اصول باعث پیشرفت های تکنولوژیکی بی شماری در سراسر انقلاب صنعتی شد و برای بیش از دو قرن بدون چالش باقی ماندند. تعداد قابل توجهی از این مفاهیم بنیادی همچنان از فناوریهای غیرنسبیتی معاصر حمایت میکنند. نیوتن از واژه لاتین gravitas (به معنای وزن) برای توصیف پدیدهای که متعاقباً گرانش نامیده شد، استفاده کرد و همزمان قانون گرانش جهانی را تدوین کرد. این دستاورد عظیم نشان دهنده اتحاد بزرگ افتتاحیه در زمینه فیزیک بود. او مشکل دو بدنه را با موفقیت حل کرد و متعاقباً مسئله پیچیدهتر سه جسمی را معرفی کرد.
در همان نشریه، نیوتن روشی شبیه به حساب دیفرانسیل و انتگرال را برای تحلیل هندسی معرفی کرد که از «نسبتهای اول و آخر» استفاده میکرد. او همچنین تعیین تحلیلی اولیه سرعت صوت در هوا را که از قانون بویل به دست آمده بود، ارائه کرد و سفتی شکل کروی زمین را استنتاج کرد. علاوه بر این، او سبقت اعتدالها را در نتیجه تأثیر گرانشی ماه بر شکل مایل به زمین توضیح داد، تحقیقات گرانشی را در مورد بینظمیهای حرکت ماه آغاز کرد و چارچوبی نظری برای پیشبینی مدارهای دنبالهدارها، در میان مشارکتهای متعدد دیگر، ارائه کرد. دیوید بروستر، زندگی نامه نویس نیوتن، مستند کرد که کاربرد پیچیده نظریه گرانشی او در حرکت ماه به طور قابل توجهی بر سلامت نیوتن تأثیر می گذارد. طبق گزارشها، نیوتن در طول کار خود بر روی این مشکل در سالهای 1692-1693 «اشتها و خواب خود را از دست داد» و به جان ماچین منجم گفت که «سرش هرگز درد نمیکرد مگر زمانی که در حال مطالعه این موضوع بود». بروستر ادامه داد که ادموند هالی به جان کاندویت اطلاع داد که وقتی نیوتن از او خواسته شد تا تجزیه و تحلیل خود را نهایی کند، به طور مداوم پاسخ می دهد که باعث سردرد او می شود و او را آنقدر بیدار نگه می دارد که دیگر به آن فکر نمی کند. علاوه بر این، او اولین محاسبه تجربی سن زمین را انجام داد و پیشروی تونل باد معاصر را مفهومسازی کرد.
نیوتن دو سناریوی اصلی جاذبه گرانشی را ترسیم کرد: قانون مربع معکوس و نیروی مرکزی که مستقیماً با فاصله متناسب است. او نشان داد که هر دو اصل منجر به مدارهای با مقطع مخروطی پایدار می شوند و اجسام متقارن کروی طوری رفتار می کنند که انگار کل جرم آنها در یک نقطه متمرکز است. در فیزیک معاصر، این قانون نیروی خطی از نظر ریاضی مشابه نیروی مرتبط با ثابت کیهانی است.
نیوتن به طور قابل توجهی مکانیک سیالات را از طریق کتاب دوم اصول خود پیشرفت داد. تجزیه و تحلیل های بعدی صحت تقریباً تمام 53 گزاره آن را تأیید می کند و تنها چند مورد قابل بحث باقی مانده است. گزارههای 1-18 نشاندهنده کاوش جامع آغازین حرکت است که به مقاومت متناسب با سرعت یا مربع آن بستگی دارد. این باعث شد تا محقق ریچارد اس. وست فال ادعا کند که نیوتن "تقریباً بدون سابقه، درمان علمی حرکت را در شرایط مقاومت، یعنی حرکتی که در جهان یافت می شود، ایجاد کرد." نکته قابل توجه، گزاره 15 نشان داد که جسمی در مدار دایرهای که در اتمسفر را تجربه میکند که در آن چگالی به طور معکوس با فاصله کاهش مییابد، از یک مارپیچ متساوی الاضلاع پیروی میکند، یافتهای که بعداً به طور مستقل توسط Morduchow و Volpe (1973) تأیید شد. در بخش نهم از کتاب دوم، نیوتن رابطه خطی بین مقاومت چسبناک و گرادیان سرعت را ایجاد کرد، که اکنون سیال نیوتنی را مشخص میکند، علیرغم اینکه آزمایشهای او شواهد مستقیم محدودی از ویسکوزیته ارائه میدهند. علاوه بر این، نیوتن حرکت دایره ای سیالات را بررسی کرد و در تحلیل جریان کوئت، ابتدا در گزاره 51 برای یک استوانه دوار منفرد، و متعاقباً در نتیجه 2 گسترش یافت تا جریان بین دو استوانه متحدالمرکز را در بر گیرد. او همچنین اولین کسی بود که مقاومتی را که توسط اجسام متقارن محوری که از یک محیط کمیاب عبور می کنند، تجزیه و تحلیل کرد.
در Principia، نیوتن تخمین کمی اولیه جرم خورشید را ارائه کرد. نسخههای بعدی، با ادغام اندازهگیریهای دقیقتر، محاسبه نسبت جرم خورشید به زمین را برای مقادیر تقریبی مدرن اصلاح کردند. او علاوه بر این، جرم و چگالی مشتری و زحل را محاسبه کرد و بدین وسیله یک مقیاس مقایسه ای یکپارچه برای این چهار موجود آسمانی ایجاد کرد: خورشید، زمین، مشتری و زحل. این دستاورد خاص توسط نیوتن به عنوان "بیان عالی این آموزه ستایش شده است که مجموعه ای از مفاهیم و اصول فیزیکی برای همه اجرام روی زمین، خود زمین، و اجسام در هر نقطه در سراسر جهان اعمال می شود."
نیوتن چشم انداز منظومه شمسی را که به طور قابل توجهی به عنوان "خورشید از قبل شناسایی شده بود" بیان کرد. مرکز ثقل منظومه شمسی تا اواسط دهه 1680. به گفته نیوتن، نقطه ثابت واقعی دقیقاً مرکز خورشید یا هیچ جرم آسمانی دیگری نبود. در عوض، او اظهار داشت که "مرکز گرانش مشترک زمین، خورشید و تمام سیارات باید مرکز جهان باشد" و این مرکز گرانشی "یا در حالت سکون است یا به طور یکنواخت در یک خط راست به جلو حرکت می کند." نیوتن از تفسیر «در حال سکون» طرفداری میکرد و با اجماع رایج که مرکز جهان، صرفنظر از مکان دقیق آن، ثابت میماند، موافق بود.
نیوتن به دلیل ادغام «آژانسهای غیبی» در گفتمان علمی، بهویژه به دلیل فرضیهاش از نیرویی نامرئی که قادر به عمل در فاصلهای غیرقابلمعناست، با انتقاد مواجه شد. متعاقباً، در ویرایش دوم Principia در سال 1713، نیوتن قاطعانه این انتقادات را در یک مدرسه عمومی نهایی رد کرد. او اظهار داشت که پدیده های مشاهده شده به اندازه کافی جاذبه گرانشی را نشان می دهند، حتی اگر علت اصلی آن را آشکار نکنند. در نتیجه، او فرموله کردن فرضیههایی را در مورد جنبههایی که مستقیماً توسط مشاهدات تجربی بیان نمیشوند، اضافی و نامناسب میدانست. در این زمینه بود که او به طور معروف عبارت "Hypotheses non fingo" را بیان کرد.
انتشار Principia garner
نیوتن انتقال گرما و انرژی را بررسی کرد و یک قانون تجربی خنک سازی را توسعه داد. این قانون بیان می کند که سرعت خنک شدن یک جسم با اختلاف دمای بین جسم و محیط اطراف آن نسبت مستقیم دارد. این اولین بار در سال 1701 بیان شد، این نشان دهنده رسمی شدن اولیه انتقال حرارت و ایجاد اصول اساسی برای انتقال حرارت همرفتی است که متعاقباً در کار جوزف فوریه ادغام شد. آیزاک نیوتن توصیف کیفی اولیه را از آنچه که بعداً به طور رسمی به عنوان اثر مگنوس شناخته شد، ارائه کرد، که تقریباً دو قرن پیش از تحقیقات تجربی هاینریش مگنوس بود. در متنی در سال 1672، نیوتن مشاهدات خود را از بازیکنان تنیس در کالج کمبریج مستند کرد و به مسیر منحنی توپ تنیس اشاره کرد که به صورت مایل با یک حرکت چرخشی برخورد کرد. او اظهار داشت که فعل و انفعال حرکات چرخشی و انتقالی توپ منجر به این شد که یک طرف تعامل قوی تری با هوای اطراف اعمال کند و منجر به "بی میلی و واکنش هوا به نسبت بیشتر" در آن سمت شود. این یک بینش درک اولیه از اختلاف فشار است که باعث ایجاد انحراف جانبی می شود. مشارکتهای فلسفی آیزاک نیوتن عمیقاً تأثیرگذار بود، و درک جامع از محیط فلسفی اواخر قرن هفدهم و اوایل قرن هجدهم مستلزم تصدیق نقش محوری او است. در طول تاریخ، نیوتن به طور گسترده به عنوان یک شخصیت بنیادی در فلسفه مدرن شناخته شده است. به عنوان مثال، یوهان یاکوب بروکر Historia Critica Philosophiae (1744)، که اولین تاریخ جامع مدرن فلسفه در نظر گرفته می شود، به طور برجسته نیوتن را به عنوان یک خرد فلسفی مرکزی معرفی کرد. این نمایش به طور قابل توجهی بر مفهومسازی فلسفه مدرن در میان متفکران برجسته روشنگری، از جمله دنیس دیدرو، ژان لو روند آلمبر، و امانوئل کانت تأثیر گذاشت. با شروع ویرایش دوم اثر مهم خود، اصول، نیوتن بخش علم یا فلسفه را به روشی اختصاص داد. در این بخش، او به طور معروف به زبان لاتین «فرضیههای غیر fingo» را بیان کرد که به «من فرضیهها را تظاهر نمیکنم» ترجمه میشود. در این زمینه، نیوتن از تدوین فرضیههای غیرمستند در تحقیقات علمی دفاع میکرد. ادعای نیوتن، "فرضیه های غیر fingo"، بر امتناع او از درگیر شدن در حدس و گمان در مورد عللی که مستقیماً توسط پدیده های قابل مشاهده اثبات نشده اند، تأکید کرد. هارپر توضیح میدهد که فلسفه تجربی نیوتن تمایز واضحی بین فرضیهها، که به عنوان حدسهای تأیید نشده تعریف میشوند، و گزارههایی که از پدیدهها به دست میآیند و متعاقباً از طریق استدلال استقرایی تعمیم مییابند، الزامی میکند. نیوتن ادعا کرد که تحقیقات علمی معتبر مستلزم استناد دقیق توضیحات منحصراً در دادههای تجربی، به جای تکیه بر استدلال نظری است. در نتیجه، نیوتن استدلال کرد که پیشروی فرضیههای بدون پشتوانه تجربی، یکپارچگی فلسفه تجربی را به خطر میاندازد، زیرا فرضیهها باید صرفاً بهعنوان پیشنهادهای موقت تابع شواهد مشاهدهای عمل کنند. متن اصلی لاتین او چنین میگوید: Rationem vero harum gravitatis proprietatum ex phaenomenis nondum potui deducere، & فرضیه غیر fingo. Quicquid enim ex phaenomenis non deducitur, hypothesis vocanda est; & فرضیهها، seu metaphysicae، seu physicae، seu qualitatum occultarum، seu mechanicae، در philosophia experimentali locum non habent. در گزارههای hac philosophia deducuntur ex phaenomenis، et redduntur generales per inductionem. این قسمت به این معنی است: "تاکنون نتوانستهام علت آن ویژگیهای گرانش را از پدیدهها کشف کنم، و هیچ فرضیهای نمیسازم، زیرا هر چیزی که از پدیدهها استنباط نمیشود، فرضیه نامیده میشود؛ و فرضیهها، خواه متافیزیکی یا فیزیکی، خواه در تجربیات مکانی، دارای ویژگیهای غیرمکانی هستند یا نه. گزارههای خاص فلسفه از پدیدهها استنتاج میشوند و سپس با استقراء کلی میشوند. نیوتن روش علمی را به طور قابل توجهی پیشرفت و اصلاح کرد. تحقیقات او در مورد خواص نور در طول دهه 1670 نمونه ای از رویکرد روش شناختی دقیق او بود. این شامل انجام منظم آزمایشها، ثبت دقیق مشاهدات، انجام اندازهگیریهای دقیق و سپس طراحی آزمایشهای بیشتر بر اساس یافتههای اولیه بود. او متعاقباً نظریهای را تدوین کرد، آزمایشهای دیگری را برای آزمایش دقیق آن ابداع کرد و در نهایت کل فرآیند را با جزئیات کافی مستند کرد تا دانشمندان دیگر را قادر به تکرار هر مرحله کنند. در رسالهاش در سال 1687، اصول، نیوتن چهار قانون اساسی را تشریح کرد: «قاعده اول هر دوی چیزها را درست میدانیم و نمیتوانیم بگوییم: برای توضیح ظاهر آنها. قاعده دوم می گوید: "ما باید تا آنجا که ممکن است، به همان اثرات طبیعی اختصاص دهیم." قاعده سوم بیان می کند: «کیفیات اجسامی که نه تشدید و نه کاهش درجات را قبول دارند، و مشخص می شود که متعلق به تمام اجسام در دسترس آزمایشات ما هستند، باید به عنوان کیفیات جهانی همه اجسام تلقی شوند.» در نهایت، قاعده چهارم اعلام میکند: «در فلسفه تجربی، ما باید به گزارههایی که با استقراء عمومی از پدیدهها استنتاج میشوند، بهعنوان دقیق یا تقریباً درست نگاه کنیم، علیرغم فرضیههای مخالفی که ممکن است تصور شود، تا زمانی که پدیدههای دیگر رخ دهند، تا زمانی که ممکن است آنها دقیقتر شوند یا مستثنی شوند.» این اصول متعاقباً اصول اساسی روش شناسی های علمی مدرن را تشکیل دادند. روششناسی علمی نیوتن بهطور قابلتوجهی فراتر از پیشبینی صرف از طریق سه پیشرفت حیاتی، پیشرفت کرد و در نتیجه چارچوب فرضی-قیاسی بنیادی را تقویت کرد. در مرحله اول، استاندارد پیچیده تری برای اعتبار سنجی تجربی معرفی کرد که لازم بود پدیده های مشاهده شده دقیقاً متغیرهای نظری را کمیت کنند. ثانیاً، پرسوجوهای نظری انتزاعی را به سؤالاتی تبدیل کرد که از طریق اندازهگیری قابل تفکیک تجربی هستند. ثالثاً، فرضیههای آزمایشی پذیرفته شده را برای تحقیقات مستقیم به کار میبرد و فرآیندی از تقریبهای متوالی را تسهیل میکند که در آن اختلافات باعث توسعه مدلهای اصلاحشدهتر میشد. این رویکرد قدرتمند، که با اندازهگیریهای مبتنی بر نظریه مشخص میشود، متعاقباً توسط پیروانش به دلیل به کارگیری نظریههای او در نجوم مورد استقبال قرار گرفت و همچنان سنگ بنای فیزیک معاصر را تشکیل میدهد. در طول دهه 1690، نیوتن چندین رساله مذهبی نوشت که هم تفاسیر تحت اللفظی و هم نمادین کتاب مقدس را مورد بررسی قرار داد. یک نسخه خطی که توسط نیوتن به جان لاک فرستاده شد، صحت اول یوحنا 5: 7 - معروف به کاما یوهانین - و مطابقت آن با نسخه های خطی اصلی عهد جدید را به چالش کشید. این اثر تا سال 1785 منتشر نشد. نیوتن همچنین در سالهای 1689 و 1701 بهعنوان عضو پارلمان برای دانشگاه کمبریج در پارلمان انگلیس خدمت کرد. گزارشهای حکایتی نشان میدهند که تنها مشارکت او در گفتمان پارلمانی شامل ابراز ناراحتی درباره پیشنویس سرد و درخواست بسته شدن پنجره بود. با این وجود، آبراهام دلا پریم، روزنامهنگار کمبریج، نیوتن را ضبط کرد که دانشآموزانی را که ساکنان محلی را نگران میکردند، با بیان اینکه خانهای خالی از سکنه است، سرزنش میکرد. در سال 1696، نیوتن به لندن نقل مکان کرد تا نقش نگهبان ضرابخانه را در زمان پادشاه ویلیام سوم به عهده بگیرد، موقعیتی که در آن زمان تحت حمایت هالز مونتاگو، چارلز مونتاگو، تحت حمایت چارلز ای. وزیر دارایی. او بر تلاشهای گسترده انگلستان نظارت داشت، با رابرت لوکاس، سومین بارون شنفیلد از شنفیلد، فرماندار برج، درگیری داشت و ترتیبی داد که ادموند هالی معاون کنترل شعبه موقت چستر شود. پس از مرگ توماس نیل در سال 1699، نیوتن به مقام استاد ضرابخانه رسید، نقشی که او در سه دهه پایانی زندگی خود ایفا کرد و به خاطر آن به طور گسترده ای شناخته شد. اگرچه این قرار ملاقاتها معمولاً بهعنوان درمانهای دردناک تلقی میشدند، نیوتن با فداکاری قابل توجهی به آنها نزدیک شد. او در سال 1701 از مسئولیت خود در کمبریج چشم پوشی کرد و از اختیارات خود برای اجرای اصلاحات ارزی و پیگرد قانونی افراد دخیل در بریدن و جعل استفاده کرد. نیوتن در سمتهای خود بهعنوان نگهبان و متعاقباً استاد ضرابخانه سلطنتی، تخمین زد که تقریباً 20 درصد از سکههای جمعآوریشده در جریان دوبارهسازی بزرگ در سال 1696 تقلبی بود. جعل به منزله خیانت بزرگ است، جرمی که مجازات آن به دار آویختن، کشیدن و ربع کردن است. علیرغم شدت مجازات، تضمین محکومیتها علیه حتی فاحشترین مجرمان نیز چالشهای مهمی را به همراه داشت، با این حال نیوتن در این تلاش کارآمدی قابلتوجهی از خود نشان داد. نیوتن شخصاً با استفاده از ظاهر مشتری مکرر بارها و میخانهها، بخش قابل توجهی از شواهد مجرمانه را جمعآوری کرد. علیرغم موانع رویه ای برای تعقیب قضایی و تفکیک قوای دولتی، قوانین انگلیس سنت های قدرتمند و قدیمی قدرت را حفظ کرد. نیوتن ترتیبی داد تا انتصاب خود را به عنوان قاضی صلح در همه کانتیهای خود انتخاب کند. نامه مقدماتی در مورد این موضوع در اولین ویرایش شخصی نیوتن Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica یافت می شود که احتمالاً در آن دوره آن را حاشیه نویسی می کرد. متعاقباً، بین ژوئن 1698 و کریسمس 1699، او بیش از 100 بازجویی متقابل از شاهدان، مخبران و مظنونان را انجام داد. تلاشهای او منجر به پیگرد موفقیتآمیز 28 سکهساز شد، بهویژه از جمله جعلکننده پرکار ویلیام چالونر، که متعاقباً با حلق آویز کردن اعدام شد. علاوه بر تلاشهای او علیه جعلکنندگان، نیوتن فناوری ضربکاری را افزایش داد و انحراف استاندارد وزنهای گینه را از 1.5 گرم به 7/1 گرم کاهش داد. او در سال 1707 شروع به آزمایش یک نمونه کوچک و یک پوندی از سکه ها در طول آزمایش pyx کرد که به به حداقل رساندن حاشیه خطای مجاز کمک کرد. در نهایت، ابداعات او که تا دهه 1770 مؤثر باقی ماند، در آن زمان حدود 41510 پوند، معادل تقریباً 3 میلیون پوند در سال 2012، خزانه داری را پس انداز کرد و در نتیجه دقت ضرب سکه بریتانیا را بهبود بخشید. او به طور قابل ملاحظه ای بهره وری ضرابخانه را افزایش داد و تولید سکه هفتگی را از 15000 پوند به 100000 پوند افزایش داد. نیوتن همچنین به دلیل آغاز اشکال اولیه مطالعات زمان و حرکت شناخته شده است، اگرچه مشارکتهای او شامل محاسبات نظری ظرفیت فیزیکی به جای توسعه یک مدل استاندارد بهرهوری صنعتی بود. مشارکتهای نیوتن در ضرابخانه سلطنتی به طور قابلتوجهی بر علایق علمی و تجاری نوظهور در رشتههایی مانند سکهشناسی، زمینشناسی، معدن شناسی اولیه، و فلز شناسی تأثیر گذاشت.
نیوتن با در نظر گرفتن اعتبار کاغذی، مانند بدهی دولت، یک راه حل عملی و عاقلانه برای محدودیت های ذاتی یک سیستم پولی صرفاً فلزی، دیدگاه اقتصادی پیشرفته ای داشت. وی اظهار داشت که انتشار گسترده چنین اعتبارات کاغذی می تواند نرخ بهره را کاهش دهد و در نتیجه باعث تقویت فعالیت تجاری و ایجاد فرصت های شغلی شود. نیوتن همچنین دیدگاه اقلیت غیر متعارفی داشت مبنی بر اینکه ارزش گذاری ارزهای فلزی و کاغذی توسط ادراک و اعتماد عمومی تعیین می شود. نیوتن در سال 1703 ریاست انجمن سلطنتی را بر عهده گرفت و یکی از همکاران آکادمی علوم فرانسه شد. نیوتن در مقام خود در انجمن سلطنتی، با انتشار پیش از موعد Historia Coelestis Britannica فلمستید، اثری که نیوتن در تحقیقات خود از آن استفاده کرده بود، با جان فلمستید، ستاره شناس سلطنتی، مخالفت کرد.
ملکه آن به نیوتن نشان شوالیه را در طول یک دوره سلطنتی اعطا کرد. او پس از فرانسیس بیکن دومین دانشمندی بود که نشان شوالیه را دریافت کرد. به دنبال گزارشی که نیوتن در 21 سپتامبر 1717 به ارباب کمیسرهای وزارت خزانه داری اعلیحضرت ارائه کرد، اعلامیه سلطنتی در 22 دسامبر 1717 نسبت دو فلزی بین ضرب سکه طلا و نقره را تغییر داد و مبادله گینه طلا را با بیش از 21 شیلینگ نقره ممنوع کرد. این اقدام به طور ناخواسته منجر به کمبود نقره شد، زیرا از سکه های نقره برای پرداخت واردات استفاده می شد، در حالی که صادرات به طلا تسویه می شد. این امر به طور موثر بریتانیا را از استاندارد نقره ای به استاندارد طلای افتتاحیه خود انتقال داد. این که آیا این نتیجه عمدی بوده است موضوع بحث علمی باقی می ماند. برخی از محققان معتقدند که نیوتن مسئولیتهای خود در ضرابخانه را گسترش فعالیتهای کیمیاگری خود میدانست. نیوتن سرمایهگذاریهایی در شرکت دریای جنوبی داشت و حداقل 10000 پوند متحمل ضرر شد که احتمالاً بیش از 20.000 پوند (معادل 4.4 میلیون پوند در 20.4 میلیون پوند) بود. ثروت قابل توجه نیوتن قبل از حباب باعث شد که او در زمان مرگش ثروتمند بماند و دارایی او تقریباً 30000 پوند ارزش داشت. در سالهای آخر زندگی، نیوتن گهگاه در پارک کرنبری، نزدیک وینچستر، املاک روستایی خواهرزاده و شوهرش، اقامت میکرد، اگرچه اقامتگاه اصلی او در لندن باقی مانده بود. خواهرزاده ناتنی او، کاترین بارتون، به عنوان میزبان او برای فعالیت های اجتماعی در محل سکونتش در خیابان جرمین در لندن عمل کرد. نامه ای از سال 1700 که در دوران بهبودی او از آبله نوشته شده بود، با عبارت نیوتن «عموی بسیار دوست داشتنی تو» به پایان می رسد، که نمایشی از دلسوزی خانوادگی مشخصه قراردادهای رساله ای قرن هفدهم است. پاتریشیا فارا مورخ مشاهده می کند که تنور نامه مهربون و پدرانه است و به او مشاوره پزشکی و نگرانی برای ظاهر او در دوران نقاهت ارائه می دهد، بدون هیچ گونه لحن رمانتیک. نیوتن به طور دوره ای درگیر سرمایه گذاری فعال بود، به ویژه در حباب دریای جنوبی شرکت می کرد. پس از مرگ او، دارایی او تقریباً 30000 پوند ارزیابی شد، مبلغی معادل نزدیک به یک میلیارد پوند به ارز معاصر. نیوتن در 20 مارس 1727 (NS 31 مارس 1727)، در سن 84 سالگی در خواب خود در لندن درگذشت. او مراسم تشییع جنازه ای را دریافت کرد، که اولین افتخار از این دست در انگلستان برای فردی است که در درجه اول به خاطر دستاوردهای فکری تجلیل می شد. لرد صدراعظم، دو دوک، و سه ارل به عنوان حاملان و اکثریت انجمن سلطنتی خدمت می کردند. جسد او هشت روز قبل از دفن در شبستان در کلیسای وست مینستر بود. نیوتن اولین دانشمندی بود که در ابی به خاک سپرده شد. اعتقاد بر این است که ولتر در مراسم تشییع جنازه او شرکت کرده است. او به عنوان مجرد، بخش قابل توجهی از دارایی خود را در سال های پایانی خود بین اقوام تقسیم کرده بود و بدون وصیت از دنیا رفت. اوراق شخصی او به جان کاندویت و کاترین بارتون وصیت شد. بعد از مرگ او، یک ماسک گچی مرگ نیوتن ریخته شد. این ماسک متعاقباً توسط مجسمهساز فلاندری جان مایکل ریسبراک برای ساختن مجسمهای از نیوتن استفاده شد. انجمن سلطنتی در حال حاضر این مصنوع را در اختیار دارد. یک بررسی پس از مرگ موی نیوتن وجود جیوه را نشان داد که احتمالاً به تلاشهای کیمیاگری او نسبت داده میشود. مسمومیت با جیوه به عنوان توضیحی بالقوه برای رفتار غیرعادی نیوتن در سالهای آخر عمرش پیشنهاد شده است. نیوتن به عنوان فردی با انگیزه و منضبط استثنایی توصیف شده است که وجود خود را وقف فعالیت های فکری خود کرده است. او به دلیل داشتن ظرفیت قابل توجه برای کار شناخته شده است، که او بر رفاه شخصی خود اولویت داد. نیوتن همچنین کنترل شدیدی بر تمایلات بدنی خود داشت و در مصرف غذا و نوشیدنی خودداری کرد و در سال های آخر زندگی خود رژیم گیاهخواری را اتخاذ کرد. در حالی که نیوتن یک شخصیت منزوی و روان رنجور بود، او را به عنوان روان پریشی یا دوقطبی طبقه بندی نمی کنند. او با تحقیقات اولیه خود که شامل توسعه یک الفبای آوایی و یک زبان جهانی می شد، به عنوان یک "چند ریاضی خارق العاده" توصیف شده است که "عمیقاً همه کاره بود". طيف وسيعي از تعقيبهاي فكري نيوتن در كتابخانه شخصي او مشهود است كه شامل 1752 جلد قابل شناسايي است. بخش قابل توجهی شامل متون الهیات (27.2٪ یا 477 کتاب)، آثاری در زمینه کیمیا (9.6٪، 169 کتاب)، ریاضیات (7.2٪، 126 کتاب)، فیزیک (3.0٪، 52 کتاب) و در نهایت نجوم (1.9٪، 33 کتاب) بود. بهطور قابلتوجهی، مجلداتی که مستقیماً به مشارکتهای علمی مشهور او مربوط میشد، کمتر از ۱۲ درصد کل مجموعه را تشکیل میداد. علیرغم ادعاهایی مبنی بر نامزدی قبلی، نیوتن در طول زندگیاش مجرد ماند. ولتر که در هنگام تشییع جنازه نیوتن در لندن حضور داشت، اظهار داشت که نیوتن "هیچ وقت نسبت به هیچ علاقه ای حساس نبود، در معرض ضعف های رایج بشر نبود، و با زنان معامله ای نداشت - شرایطی که توسط پزشک و جراحی که در آخرین لحظاتش به او مراجعه کردند، به من اطمینان داد." de Duillier، که او در لندن در حدود 1689 مواجه شد. بخش هایی از مکاتبات آنها موجود است. انجمن آنها به طور ناگهانی و غیرقابل توضیح در سال 1693 منعقد شد، همزمان با تجربه یک فروپاشی عصبی نیوتن، که از طریق ارسال نامه های نامنظم و متهم کننده به آشنایانش ساموئل پپیس و جان لاک آشکار شد. نیوتن در ارتباط خود با لاک ادعا کرد که لاک سعی کرده است او را با "زنان و به روش های دیگر" "درگیر" کند. نیوتن در مورد دستاوردهایش خود را نسبتاً متواضع نشان داد و در خاطرات بعدی گفت: "من نمی دانم ممکن است در دنیا چه چیزی به نظر بیایم، اما برای خودم به نظر می رسد که در حال حاضر فقط یک پسر بچه بازی می کنم. و سپس سنگریزهای صافتر یا پوستهای زیباتر از معمولی پیدا میکنم، در حالی که اقیانوس بزرگ حقیقت در برابر من کشف نشده بود.» با این وجود، او رقابت شدیدی از خود نشان داد و گهگاهی از مخالفان فکری خود رنجش میبرد و زمانی که از نظر استراتژیک سودمند بود، به حملات شخصی متوسل میشد - این ویژگی در میان بسیاری از همعصرانش رایج بود. به عنوان مثال، در نامه ای خطاب به رابرت هوک در فوریه 1675، او اذعان کرد: "اگر من بیشتر دیده ام، ایستادن بر شانه های غول ها بوده است." برخی از مورخان بر این باورند که این بیانیه که در طول دورهای از مشاجره بین نیوتن و هوک در مورد اکتشافات نوری نوشته شده است، به جای اینکه صرفاً بیانگر فروتنی باشد، به طور غیرمستقیم نسبت به هوک، که ظاهراً قد کوتاه و قوز داشت، ایراد میگیرد. برعکس، قصیده معروف در مورد ایستادن بر روی شانه های غول ها، که در آثاری مانند Jacula Prudentum (1651) شاعر قرن هفدهمی جورج هربرت ظاهر می شود، در درجه اول "غیرطبیعی ها باید به این نکته توجه کنند." دو، به این ترتیب به طور ضمنی خود نیوتن، به جای هوک، به عنوان «کوتوله» با دید برتر قرار می گیرد. نیوتن علیرغم تربیت آنگلیکن، در دهه سوم خود، عقاید دگرگرا را فرموله کرده بود، که باعث شد استفان اسنوبلن مورخ او را یک بدعت گذار معرفی کند. با این وجود، در طول زندگی خود، نیوتن به عنوان یک الهیدان عمیق و باهوش در نظر گرفته میشد که از نظر معاصران خود مورد احترام قرار میگرفت، همانطور که توماس تنیسون، اسقف اعظم آن زمان کانتربری، به او گفت: «شما بیش از همه ما خدایی میدانید» و جان لاک فیلسوف او را نه از نظر انسانیت بسیار ارزشمند، بلکه بهعنوان یک انسان شگفتانگیز توصیف میکند. همچنین و دانش بزرگ او در کتاب مقدس که در آن من تعداد کمی از او را می شناسم." در سال 1680، جایگاه او در علم کتاب مقدس کاملاً تثبیت شد. جان میل در مورد یک نسخه انتقادی از عهد جدید از او مشاوره خواست و آنها درگیر تبادل مختصری از نامهها در مورد تفسیر فصلهای اولیه پیدایش شدند. توماس برنت در مورد نسخه های اولیه Telluris theoria sacra با نیوتن مشورت کرد و با هنری مور در کمبریج در مورد تفسیر آخرالزمان گفتگو کرد. ویلیام استوکلی سخت کوشی نیوتن را در خواندن و مطالعه کتاب مقدس مستند کرد:سایر مشارکت های مهم
فلسفه علم
زندگی بعدی
ضرابخانه سلطنتی
شوالیه
ثروت
مرگ
شخصیت
الهیات
دیدگاه های مذهبی
درگیری عمیق نیوتن با کتاب مقدس در انگلستان بینظیر بود، که آثار منتشر شده، نسخههای خطی چاپنشده متعدد، و وضعیت استثنایی کتاب مقدس شخصیاش که نشاندهنده مطالعه گسترده و مکرر اوست، نشاندهنده آن است. نوتبوکهایی که تا زمان انتشار عمومی آنها در سال 1972 غیرقابل دسترسی باقی ماندند. بیش از نیمی از نوشتههای گسترده نیوتن بر الهیات و کیمیاگری متمرکز بود و اکثریت آنها منتشر نشده باقی ماندند. این اسناد آشنایی عمیق او را با متون اولیه کلیسا نشان میدهد و همسویی او با آریوس را نشان میدهد که آموزه ارتدکس تثلیث را به چالش میکشید و توسط آتاناسیوس در مناقشه الهیاتی در مورد اعتقادنامه شکست میخورد. نیوتن مسیح را به عنوان یک واسطه الهی بین خدا و بشریت، تابع پدری که او را آفرید، درک کرد. علاقه خاص او به نبوت بود، با این حال او تثلیث را «ارتداد بزرگ» میدانست.
نیوتن در ابتدا در تلاشهای خود برای به دست آوردن یکی از دو مشارکتی که معافیت از شرط انتصاب را فراهم میکرد، شکست خورد. با این حال، در سال 1675، او نهایتاً یک معافیت دولتی دریافت کرد که هم او و هم همه سرنشینان بعدی صندلی لوکاسی را از این تعهد معاف کرد.
نیوتن پرستش عیسی مسیح را به عنوان خدا بت پرستی می دانست، عملی که او آن را گناه اساسی می دانست. در سال 1999، اسنوبلن اظهار داشت که "ایزاک نیوتن یک بدعت گذار بود. اما... او هرگز اعلامیه عمومی درباره ایمان خصوصی خود نکرد - که ارتدوکس ها آن را بسیار رادیکال تلقی می کردند. او ایمان خود را به خوبی پنهان کرد که محققان هنوز در حال آشکار شدن عقاید شخصی او هستند." تحلیل اسنوبلن نشان میدهد که نیوتن، حداقل، یک هوادار سوسینیایی (که با مالکیت و خواندن کامل او از حداقل هشت متن سوسینی مشخص میشود)، احتمالاً یک آریان، و تقریباً به طور قطع یک ضد تثلیث بود.
در حالی که قوانین حرکت نیوتن و گرانش جهانی مشهورترین اکتشافات او هستند، او نسبت به تفسیر جهان به عنوان یک سیستم کاملاً مکانیکی، شبیه به یک ساعت بزرگ هشدار داد. او بیان کرد: «پس گرانش ممکن است سیارات را به حرکت درآورد، اما بدون نیروی الهی هرگز نمیتوانست آنها را مانند خورشید در حرکت گردشی قرار دهد.»
فراتر از شهرت علمی او، مطالعات گسترده نیوتن درباره کتاب مقدس و پدران اولیه کلیسا به همان اندازه مهم بود. او آثاری در زمینه نقد متن نوشت که بهطور برجستهای شامل گزارشی تاریخی از دو مفاسد مهم کتاب مقدس و مشاهدههایی بر پیشگوییهای دانیال و آخرالزمان سنت جان میشود. نیوتن محاسبه کرد که مصلوب شدن عیسی مسیح در 3 آوریل سال 33 پس از میلاد اتفاق افتاده است، تاریخی که با یک تخمین تاریخی پذیرفته شده سنتی مطابقت دارد.
نیوتن از اعتقادی به جهانی ماندگار عقلانی حمایت می کرد، با این حال به صراحت هیلوزوئیسم ذاتی در فلسفه های گوتفرید ویلز ویلز را رد کرد. او ادعا کرد که جهان منظم و ساختاری پویا قابل درک است، و در واقع درک آن را از طریق عقل فعال ضروری می کند. در مکاتبات خود، نیوتن بیان کرد که هدف او از نوشتن اصول این بود که "اصولی را ایجاد کند که ممکن است با در نظر گرفتن افراد برای اعتقاد به یک خدا کار کند." او شواهدی از طراحی هوشمندانه در نظم کیهانی دریافت کرد و اظهار داشت که "چنین یکنواختی شگفتانگیز در منظومه سیارهای باید اجازه اثر انتخاب را داشته باشد." با این حال، نیوتن اظهار داشت که مداخله الهی در نهایت برای اصلاح سیستم به دلیل تجمع تدریجی ناپایداری ها ضروری است. لایبنیتس در پاسخ، این دیدگاه را به سخره گرفت و اظهار داشت: «خداوند متعال میخواهد هر از گاهی ساعت خود را بپیچد: در غیر این صورت از حرکت باز میماند. به نظر میرسد که او آیندهنگر کافی برای تبدیل آن به یک حرکت دائمی نداشته است.»
موضع نیوتن متعاقباً توسط طرفدار او، ساموئل کلارک، در نامهای قابل توجه دفاع شد. یک قرن پس از آن، رساله پیر سیمون لاپلاس، مکانیک آسمانی، توضیحی طبیعت گرایانه برای پایداری مدارهای سیاره ای ارائه کرد و نیاز به مداخله دوره ای الهی را از بین برد. تضاد فاحش بین کیهان شناسی مکانیکی لاپلاس و دیدگاه نیوتن به وضوح در پاسخ مشهور دانشمند فرانسوی به ناپلئون نشان داده می شود که فقدان خالق را در Mécanique céleste نقد کرده بود: "Sire, j'ai c'ette pu methès deir" فرضیه").
جامعه علمی به طور گسترده در مورد موضع اسحاق نیوتن در مورد دکترین تثلیث بحث کرد. دیوید بروستر، زندگینامهنویس اولیه نیوتن و گردآورنده دستنوشتههای او، پیشنهاد کرد که نیوتن صحت برخی از بخشهای حمایت از تثلیث را زیر سؤال میبرد، اما به صراحت این دکترین را رد نکرد. با این حال، در قرن بیستم، رمزگشایی نسخههای خطی رمزگذاریشده نیوتن، که توسط جان مینارد کینز و دیگران به دست آمد، رد قطعی او از تثلیثگرایی را آشکار کرد.
ایزاک نیوتن عموماً از بازگرداندن آینده قوم یهود به سرزمین اسرائیل حمایت میکرد، و آن را به عنوان عنصری از پیشگویی کتاب مقدس مینگرید، هرچند که از پیشگویی کتاب مقدس اجتناب میکرد. این دیدگاه در میان متکلمان و فیلسوفان طبیعی قرن هفدهم و اوایل قرن هجدهم رایج بود و افراد مرتبط با انجمن سلطنتی و مؤسسات دانشگاهی را در بر می گرفت. برای نیوتن و معاصرانش، از جمله جان لاک و دانیل ویتبی، اعتقاد به بازسازی آینده عمدتاً به عنوان یک ضد استدلال الهیاتی برای انتقادات دئیستی عمل می کرد، نه تفسیری بر جوامع یهودی معاصر. هدف آن تقویت ادعاهای مسیحیت مسیحیت با ارجاع به نبوت های تحقق یافته و پیش بینی شده بود.
اندیشه مذهبی
فلسفه مکانیکی مورد حمایت آیزاک نیوتن و رابرت بویل توسط جزوه نویسان عقل گرا به عنوان جایگزینی معتبر برای پانتئیسم و اشتیاق مذهبی مورد حمایت قرار گرفت. این رویکرد مورد پذیرش محتاطانه واعظان ارتدوکس و دگراندیش، از جمله ادیان گرا قرار گرفت. وضوح درک شده و سادگی تحقیق علمی در مقابله با افراط و تفریط عاطفی و متافیزیکی شور خرافی و تهدید درک شده از الحاد مؤثر تلقی شد. همزمان، موج دوم دئیستهای انگلیسی از اکتشافات نیوتن برای نشان دادن امکانپذیری «دین طبیعی» استفاده کردند.
نقدهایی که «تفکر جادویی» پیش از روشنگری و ابعاد عرفانی مسیحیت را هدف قرار میدهند، اساس خود را در درک مکانیکی رابرت بویل از جهان یافتند. نیوتن بیشتر مفاهیم بویل را توسعه داد و با ارائه دلایل ریاضی و به طور قابل توجهی، به محبوبیت گسترده ای از این ایده ها دست یافت.
کیمیا
تقریباً یک میلیون کلمه در ده میلیون کلمه مقالات موجود نیوتن به کیمیا اختصاص داده شده است. بخش قابل توجهی از نوشتههای کیمیاگری نیوتن شامل نسخههای حاشیهنویسی شده از نسخههای خطی دیگر است. متون کیمیاگری معمولاً دانش عملی را با تحقیق فلسفی ادغام میکنند و اغلب از بازی با کلمات، تمثیل و تصاویر پیچیده برای محافظت از اسرار صنایع دستی باطنی استفاده میکنند. برخی از عناصر موجود در مقالات نیوتن ممکن است توسط مقامات کلیسایی بدعت گذار تلقی شود.
در سال 1888، پس از شانزده سال فهرست نویسی مقالات نیوتن، دانشگاه کمبریج انتخاب محدودی را حفظ کرد و بقیه را به ارل پورتسموث برگرداند. در سال 1936، یکی از نوادگان این کاغذها را برای فروش در ساتبیز قرار داد، جایی که این مجموعه جدا شد و به قیمت تقریبی 9000 پوند فروخته شد. جان مینارد کینز در میان تقریباً سه دوجین پیشنهاد دهنده بود که بخشهایی از مجموعه را در حراج به دست آورد. کینز متعاقباً نیمی از مقالات کیمیاگری نیوتن را مجدداً جمعآوری کرد و مجموعهاش را در سال 1946 به دانشگاه کمبریج واگذار کرد.
تمام نوشتههای کیمیاگری مستند اسحاق نیوتن در حال حاضر دیجیتالی شده و از طریق پروژهای توسط دانشگاه ایندیانا با عنوان «شیمی آیزاک نیوتن» منتشر شده است.
مشارکتهای علمی بنیادی آیزاک نیوتن شامل تعیین کمیت جاذبه گرانشی، مکاشفهای که نور سفید شامل رنگهای طیفی تغییرناپذیر است و توسعه حساب دیفرانسیل و انتگرال است. با این حال، جنبه ای کمتر درک شده و معمایی از زندگی نیوتن وجود دارد که شامل حوزه ای از فعالیت تقریباً سی سال است که او تا حد زیادی آن را از معاصران و همسالان خود پنهان می کرد. این به درگیری نیوتن با کیمیاگری یا "کیمیا" اشاره دارد، همانطور که اغلب در قرن هفدهم در انگلستان از آن نام برده می شد.
در طول ژوئن 2020، دو صفحه منتشرنشده قبلی از حاشیهنویسیهای آیزاک نیوتن در کتاب یان باپتیست ون هلمونت در مورد طاعون، De Peste، توسط Bonhams برای حراج آنلاین عرضه شد. به گفته بونهامز، بررسی نیوتن از این متن، که در کمبریج در خلال انزوای وی از اپیدمی طاعون بوبونیک لندن در سالهای 1665-1666 انجام شد، گستردهترین تفسیر مکتوب شناختهشده او درباره طاعون را نشان میدهد. در مورد رویکردهای درمانی، نیوتن مستند کرد که "بهترین وزغ وزغی است که به مدت سه روز توسط پاها در دودکش آویزان شده است، که در نهایت زمین را با حشرات مختلف در آن استفراغ کرده، روی ظرفی از موم زرد رنگ قرار داده و اندکی بعد مرده است. ترکیب پودر وزغ با مواد دفعی و سرم روی آن ناحیه را تحت تاثیر قرار می دهد و باعث ایجاد خلط در آن می شود. سم را بیرون کشید".
میراث
تشخیص
جوزف-لوئیس لاگرانژ، یک ریاضیدان و فیزیکدان برجسته، مکرراً اظهار داشت که نیوتن اوج نبوغ انسان را نشان می دهد. او همچنین خاطرنشان کرد که نیوتن "خوشبخت ترین است، زیرا ما نمی توانیم بیش از یک بار سیستمی را در جهان پیدا کنیم که بتوانیم ایجاد کنیم." شاعر نامدار انگلیسی الکساندر پوپ این سنگ نوشته را سروده است:
طبیعت و قوانین طبیعت در شب پنهان بودند.
خدا گفت، بگذار نیوتن باشد! و همه چیز روشن شد.
با این حال، این کتیبه روی بنای یادبود نیوتن در کلیسای وست مینستر مجاز نبود. این سنگ نوشته در نهایت به شرح زیر بود:
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 دسامبر. A.D. MDCXLII. OBIIT. XX. MAR. MDCCXXVI،
ترجمه ای از این کتیبه در زیر ارائه شده است:
اینجا اسحاق نیوتن، شوالیه نهفته است، که با قوت ذهنی تقریباً الهی و اصول ریاضی خاص خود، مسیر و اشکال سیارات، مسیرهای دنباله دارها، جزر و مد دریاها، تفاوت های موجود در پرتوهای رنگ های قبلی را کاوش کرد، و آنچه را که هیچ ویژگی های رنگ های قبلی را تصور نمی کرد، و آنچه را که هیچ ویژگی های رنگ های قبلی را تصور نمی کرد. تولید شده است. کوشا، خردمند و وفادار، در تشریح طبیعت، قدمت و کتب مقدس، با فلسفه خود عظمت خدای توانا و نیکو را اثبات کرد و سادگی انجیل را در آداب خود بیان کرد. فانی ها خوشحال می شوند که چنین و چنان زینتی از نوع بشر وجود داشته است! او در 25 دسامبر 1642 به دنیا آمد و در 20 مارس 1726 درگذشت.
جان جی. سیمونز، نویسنده علمی، نیوتن را بهعنوان برجستهترین چهره در Scientific 100، رتبهبندی برگرفته از ارزیابی کیفی تأثیر تجمعی دانشمندان، معرفی کرد و او را بهعنوان «تأثیرگذارترین چهره در تاریخ علم غرب» توصیف کرد. فیزیکدان پیتر رولندز نیوتن را "شخصیت محوری تاریخ علم" معرفی کرد و اظهار داشت که "بیش از هر کس دیگری منشأ اعتماد بسیار ما به قدرت علم است." نشریه دانشمند جدید از نیوتن به عنوان "نابغه عالی و مرموزترین شخصیت در تاریخ علم" یاد کرد. دیوید هیوم فیلسوف و مورخ نیز به همین ترتیب نیوتن را "بزرگترین و نادرترین نابغه ای است که تا به حال برای زینت و تعلیم گونه پدید آمده است" اعلام کرد. توماس جفرسون - پدر بنیانگذار و رئیس جمهور ایالات متحده - در مونتیسلو، محل اقامت شخصی او، پرتره های جان لاک، سر فرانسیس بیکن و نیوتن را نگهداری می کرد. او این سه نفر را «سه بزرگترین مردی که تا به حال زندگی کردهاند، بدون هیچ استثنایی» توصیف میکند و به آنها تأسیس «بنیاد آن روبناهایی را که در علوم فیزیکی و اخلاقی ایجاد شدهاند» نسبت میدهد. نویسنده و فیلسوف ولتر در مورد نیوتن اظهار داشت: "اگر همه نوابغ جهان جمع شوند، نیوتن باید گروه را رهبری کند". ارنست جونز، عصب شناس و روانکاو، نیوتن را "بزرگترین نابغه تمام دوران" توصیف کرد. ریاضیدان گیوم دو هوپیتال احترامی تقریباً افسانهای برای نیوتن قائل بود و آن را از طریق تحقیق و بیانی عمیق بیان میکرد: "آیا آقای نیوتن مانند سایر انسانها میخورد یا مینوشد یا میخوابد؟ من او را به عنوان یک نابغه آسمانی که کاملاً از ماده جدا شده است به خودم نشان میدهم."
نیوتن به عنوان "شخصیت برجسته انقلاب علمی" و "به سادگی برجسته ترین" در میان بسیاری از متفکران برجسته عصر خود شناخته شده است. یوهان ولفگانگ فون گوته، سال 1642، سال مرگ گالیله و تولد نیوتن، را به عنوان «کریسمس عصر مدرن» نامگذاری کرد. ویلفردو پارتو، یکی دیگر از دانشمندان، نیوتن را بزرگترین فرد تاریخ بشر میدانست. در طول دویستمین سالگرد مرگ نیوتن در سال 1927، اخترشناس جیمز جینز او را "به طور قطع بزرگترین مرد علم و شاید بزرگترین عقلی که نسل بشر دیده است" اعلام کرد. فیزیکدان پیتر رولندز نیز به همین ترتیب پیشنهاد کرد که نیوتن «احتمالاً دارای قویترین عقل در کل تاریخ بشر بوده است». نیوتن چهار تغییر دگرگونی را در اپتیک، ریاضیات، مکانیک و گرانش آغاز کرد، و همچنین یک پنجم را در الکتریسیته پیش بینی کرد، اگرچه در سال های آخر عمرش فاقد ظرفیت برای درک کامل آن بود. کمک های او به طور گسترده ای به عنوان ابزاری ترین در توسعه علم مدرن در نظر گرفته می شود.
جیمز گلیک مورخ علم مشاهده کرد که نیوتن "بیش از هر کسی قبل یا بعد از آن، هسته اساسی دانش بشری را کشف کرد" و توضیح داد:
او معمار اصلی دنیای مدرن بود. او به معماهای فلسفی باستانی نور و حرکت پاسخ داد و به طور مؤثر گرانش را کشف کرد. او نشان داد که چگونه می توان مسیر اجرام آسمانی را پیش بینی کرد و بنابراین جایگاه ما را در کیهان تثبیت کرد. او دانش را امری ماهوی کرد: کمی و دقیق. او اصولی را وضع کرد و آنها را قوانین او می نامند.
فیزیکدان لودویگ بولتزمن اصول نیوتن را به عنوان "اولین و بزرگترین اثری که تا به حال در مورد فیزیک نظری نوشته شده است" توصیف کرد. به طور مشابه، فیزیکدان استیون هاوکینگ به Principia به عنوان "احتمالاً مهمترین اثر منفرد منتشر شده در علوم فیزیکی" اشاره کرد. ژوزف-لوئیس لاگرانژ، ریاضیدان و فیزیکدان، پرینسیپیا را به عنوان "بزرگترین تولید ذهن انسان" ستایش کرد و بیان کرد که "او از چنین تصویری از توانایی های عقل انسان احساس گیج کرده است." وی در ادامه به اهمیت تاریخی نیوتن اشاره کرد و گفت:
گاهی در تاریخ بشریت انسانی ظهور میکند که اهمیت جهانی دارد، که کارش جریان فکر انسان یا تجربه بشری را تغییر میدهد، به طوری که هر آنچه پس از او میآید گواهی بر روح او دارد. چنین مردی شکسپیر بود، چنین مردی بتهوون بود، چنین مردی نیوتن بود، و از این سه، پادشاهی او گستردهترین است.
ژان باتیست بیوت، فیزیکدان و ریاضیدان فرانسوی، نبوغ نیوتن را ستود و اظهار داشت:
هیچ وقت برتری عقل تا این حد عادلانه تثبیت نشده بود و به طور کامل اعتراف نکرده بود. . . در علوم ریاضی و تجربی بدون همتا و بدون مثال; ترکیب نابغه برای هر دو در بالاترین درجه اش.
علی رغم رقابت قابل توجه او با گوتفرید ویلهلم لایب نیتس، خود لایب نیتس به مشارکت نیوتن اعتراف کرد. هنگامی که سوفیا شارلوت، ملکه پروس، در یک شام در سال 1701 در مورد نظرش در مورد نیوتن از او سؤال شد، لایبنیتس پاسخ داد:
از ابتدای جهان تا زمانی که نیوتن زندگی میکرد، کاری که او انجام داده بود نیمه بهتر بود.
ریاضیدان E.T. بل، نیوتن را در کنار کارل فردریش گاوس و ارشمیدس به عنوان یکی از سه ریاضیدان برجسته تاریخ قرار داد، احساسی که توسط دونالد ام. دیویس نیز تکرار شد، که به طور مشابه به رتبه بندی ثابت نیوتن با این دو چهره اشاره کرد. در مقاله ای در سال 1962 که در معلم ریاضیات منتشر شد، والتر کرازبی ایلز یک ارزیابی عینی برای شناسایی برجسته ترین ریاضیدانان تمام دوران انجام داد و نیوتن را در میان 100 نفر برتر قرار داد، رتبه ای که از نظر آماری حتی پس از محاسبه خطای احتمالی تأیید شد. Clifford A. Pickover، یک ویراستار علمی و نویسنده، همچنین نیوتن را به عنوان تأثیرگذارترین ریاضیدان در سال 2001 در کتاب خود، عجایب اعداد، که ده مورد برتر را فهرست کرد، رتبه بندی کرد. در همنشین کمبریج برای آیزاک نیوتن (2016)، نیوتن از سنین پایین به عنوان یک "حل کننده مشکلات فوق العاده" شناخته می شود که به طور بالقوه در تاریخ بشر بی نظیر است. او در نهایت به عنوان یکی از دو یا سه دانشمند برتر نظری در کنار جیمز کلرک ماکسول و آلبرت انیشتین در نظر گرفته می شود. برجسته ترین ریاضیدان، در کنار کارل اف. گاوس. و یک متخصص تجربی پیشرو. این ترکیب منحصربهفرد «نیوتن را در یک کلاس در میان دانشمندان تجربی قرار میدهد، زیرا کسی در فکر کردن به نامزد دیگری که در رتبه اول حتی دو دسته از این دستهها قرار داشته باشد، مشکل دارد». علاوه بر این، ظرفیت استثنایی او برای قرار دادن تلاش های علمی خود در یک چشم انداز وسیع تر، به ویژه در مقایسه با دانشمندان بعدی، برجسته شده است. خود گاوس ارشمیدس و نیوتن را بسیار ارج مینهاد و از اصطلاحاتی مانند clarissimus یا magnus برای دیگر روشنفکران برجسته، از جمله ریاضیدانان و فیلسوفان استفاده میکرد، اما واژه برتر summus را منحصراً برای نیوتن محفوظ میدانست. با درک تأثیر عمیق کار نیوتن بر دانشمندانی مانند لاگرانژ و پیر-سیمون لاپلاس، گاوس به طور معروف اعلام کرد: "نیوتن برای همیشه استاد همه استادان باقی می ماند!"
ویلیام اچ. کراپر، شیمی دان، بر نبوغ بی نظیر نیوتن تأکید کرد. ادعا کردن:
یک ارزیابی به صراحت نتیجه می گیرد که نیوتن نماینده بزرگترین نابغه خلاق در تاریخ فیزیک است. هیچ رقیب دیگری برای این تمایز عالی - از جمله انیشتین، ماکسول، بولتزمن، گیبز و فاینمن - با دستاوردهای یکپارچه نیوتن به عنوان یک نظریهپرداز، تجربی، و ریاضیدان برابری نکرده است.
آلبرت نیو در مطالعهای از مایکل اینشتین در کنار آنها به نمایش گذاشته است. فارادی و جیمز کلرک ماکسول. انیشتین اظهار داشت که پیشرفت نیوتن از حساب دیفرانسیل و انتگرال، به ویژه در ارتباط با قوانین حرکت او، «شاید بزرگترین پیشرفت در اندیشه است که یک فرد تا به حال ممتاز انجام آن را داشته است». او همچنین بر تأثیر عمیق نیوتن تأکید کرد و خاطرنشان کرد:
کل پیشرفت درک ما در مورد فرآیندهای طبیعی، که تا کنون تمرکز ما بوده است، می تواند به عنوان یک تکامل ارگانیک ناشی از مفاهیم نیوتن تلقی شود.
در سال 1999، یک نظرسنجی با حضور 100 فیزیکدان برجسته آن دوران، انیشتین را به عنوان "بزرگترین فیزیکدان تاریخ" معرفی کرد و نیوتن جایگاه دوم را به دست آورد. برعکس، یک نظرسنجی همزمان از فیزیکدانان عمومی، نیوتن را در رتبه اول قرار داد. یک نظرسنجی دوگانه در سال 2005، که هم مردم و هم اعضای انجمن سلطنتی بریتانیا را در بر می گرفت، دو پرسش را مطرح کرد: اینکه کدام فرد، نیوتن یا انیشتین، سهم کلی تری در علم داشته است، و چه کسی کمک های مثبت بیشتری به بشریت داشته است. در میان هر دو گروه جمعیتی و برای هر دو سؤال، اجماع غالب نشان داد که نیوتن مشارکت کلی قابل توجه تری را ارائه کرده است.
در سال 1999، مجله Time نیوتن را به عنوان شخص قرن برای قرن هفدهم به رسمیت شناخت. او در نظرسنجی سال 2002 بی بی سی برای 100 بریتانیایی بزرگ در رتبه ششم قرار گرفت. با این وجود، در سال 2003، نظرسنجی جهانی بی بی سی او را به عنوان بزرگترین بریتانیایی معرفی کرد و وینستون چرچیل در رتبه دوم قرار گرفت. علاوه بر این، در سال 2009، دانشجویان دانشگاه کمبریج او را به عنوان بزرگترین کانتابریج انتخاب کردند.
فیزیکدان Lev Landau مقیاس لگاریتمی را از 0 تا 5 ایجاد کرد تا فیزیکدانان را بر اساس بهره وری و نبوغ آنها ارزیابی کند. نیوتن بالاترین رتبه ممکن 0 را دریافت کرد، در حالی که انیشتین در 0.5 قرار گرفت. به چهرههای برجسته مکانیک کوانتومی، از جمله ورنر هایزنبرگ و پل دیراک، رتبه 1 تعلق گرفت. خود لاندو، برنده جایزه نوبل و کاشف ابر سیال، در این مقیاس در رتبه 2 قرار گرفت.
واحد مشتق شده از SI برای نیرو، نیوتن، به افتخار او نامگذاری شده است.
اکثریت اسناد علمی و فنی باقی مانده از آیزاک نیوتن در دانشگاه کمبریج نگهداری می شود. کتابخانه دانشگاه کمبریج گسترده ترین مجموعه را با مقالات اضافی در کالج کینگ، کالج ترینیتی و موزه فیتزویلیام در اختیار دارد. آرشیوی اختصاص داده شده به نوشته های الهیات و کیمیاگری او در کتابخانه ملی اسرائیل نگهداری می شود که با مجموعه های کوچکتر در مؤسسه اسمیتسونیان، کتابخانه دانشگاه استنفورد و کتابخانه هانتینگتون تکمیل شده است. انجمن سلطنتی لندن نیز گزیده ای از دست نوشته های او را نگهداری می کند. در سال 2015، یونسکو اهمیت جهانی مجموعه اسرائیل را با ثبت آن در فهرست بین المللی حافظه جهانی خود به رسمیت شناخت و مجموعه های کمبریج و انجمن سلطنتی در سال 2017 به این فهرست اضافه شدند.
حکایت اپل
نیوتن بارها این روایت را بازگو می کرد که نظریه گرانش او از مشاهده سقوط سیب از درخت الهام گرفته شده است. باور عمومی بر این است که این داستان پس از در میان گذاشتن کاترین بارتون، خواهرزاده نیوتن، با ولتر وارد گفتمان عمومی شده است. متعاقباً، ولتر در مقالهای درباره شعر حماسی (1727) خود مستند کرد که "سر اسحاق نیوتن در حال قدم زدن در باغهایش، با دیدن سیبی که از درخت میافتد، اولین فکر را در مورد سیستم گرانشی خود داشت." جزئيات آخرين سيبي كه به سرش برخورد كرده بود را شامل نمي شد. ویلیام استوکلی، که نسخه خطی 1752 او از طریق انجمن سلطنتی قابل دسترسی است، مکالمه ای را با نیوتن در کنزینگتون در 15 آوریل 1726 ضبط کرد و اظهار داشت:
به باغ رفتیم و & فقط او زیر سایه چند درخت سیب نوشید، & خودم او به من گفت که در میان گفتمان های دیگر، دقیقاً در همان موقعیتی بود که قبلاً مفهوم گرانش به ذهنش خطور کرد. او با خود فکر کرد: «چرا آن سیب همیشه باید عمود بر زمین فرود آید.» به مناسبت سقوط یک سیب، در حالی که با حالتی متفکر نشسته بود: «چرا نباید به طرفین یا به سمت بالا برود؟ بلکه دائماً به مرکز زمین برود؟ مطمئناً دلیل این است که زمین باید مجموع نیروی کشنده آن را بکشد. ماده زمین باید در مرکز زمین باشد، بنابراین این سیب به طور عمودی سقوط می کند، یا اگر ماده به این ترتیب ماده را می کشد، بنابراین سیب زمین را می کشد.
جان کاندویت، که به عنوان دستیار نیوتن در ضرابخانه سلطنتی خدمت میکرد و با خواهرزاده نیوتن ازدواج کرده بود، در نوشتههای زندگینامهاش درباره نیوتن نیز شرحی از این رویداد ارائه کرد:
در سال 1666 دوباره از کمبریج نزد مادرش در لینکلن شایر بازنشسته شد. در حالی که او متفکرانه در باغی پرپیچ و خم می کرد، به این فکر افتاد که نیروی گرانش (که سیبی را از درخت به زمین می آورد) محدود به فاصله معینی از زمین نیست، بلکه این نیرو باید بسیار فراتر از آنچه معمولاً تصور می شد گسترش یابد. چرا به آن ارتفاعی که ماه با خودش گفت نه & اگر چنین است، باید بر حرکت او تأثیر بگذارد. شاید او را در مدار خود نگه دارد، پس از آن او محاسبه کرد که این فرض چه تاثیری خواهد داشت.
یادداشتهای نیوتن نشان میدهد که او در اواخر دهه 1660 در حال بررسی این مفهوم بود که گرانش زمینی به دنبال نسبت معکوس مربع به ماه گسترش مییابد، تصوری که دانشمندان دیگر قبلاً حدس زده بودند. در حدود سال 1665، نیوتن با در نظر گرفتن دوره مداری و فاصله ماه، در کنار زمان سقوط اجرام روی زمین، تجزیه و تحلیل های کمی انجام داد. با این حال، نیوتن در آن زمان این یافتهها را منتشر نکرد، زیرا فاقد مدرکی بود که گرانش زمین بهگونهای عمل میکند که گویی کل جرم آن در مرکز آن متمرکز شده است، نشانی که تکمیل آن دو دهه طول میکشد.
تجزیه و تحلیل گسترده سوابق تاریخی، که با دندروگاهشناسی و تجزیه و تحلیل DNA تأیید شده است، نشان میدهد که یک درخت سیب خاص وولول، درخت نیوهورپ در یک باغ مرجع یا منفرد است. این درخت در حوالی سال 1816 در اثر طوفان قطع شد، اما متعاقباً از ریشه دوباره رشد کرد و اکنون به عنوان یک جاذبه توریستی تحت نظارت سازمان اعتماد ملی نگهداری میشود.
یک نسل از درخت اصلی در حال حاضر در خارج از دروازه اصلی کالج ترینیتی، کمبریج، در زیر اتاقی که نیوتن در دوران تحصیلش در آنجا قرار داشت، کشت میشود. مجموعه ملی میوه در بروگدیل در کنت پیوندهایی را از نمونه آنها ارائه می دهد که از نظر باغبانی شبیه به گل کنت است، یک رقم سیب آشپزی که با گوشت درشت آن مشخص می شود.
یادبودها
بنای یادبود نیوتن، که در سال 1731 ساخته شد، در کلیسای وست مینستر، به ویژه در شمال ورودی گروه کر، در مجاورت صفحه گروه کر و در نزدیکی مقبره او قرار دارد. مجسمه ساز مایکل ریسبراک (1694-1770) این قطعه را در سنگ مرمر سفید و خاکستری بر اساس طرحی از معمار ویلیام کنت اجرا کرد. این بنای یادبود نیوتن را در حالی که آرنج راستش بر روی چندین کتاب برجسته اش قرار دارد و دست چپش به سمت طوماری با طرحی ریاضی اشاره می کند، به تصویر می کشد. در بالای این شکل، یک هرم و یک کره آسمانی نشانه های زودیاک و مسیر حرکت دنباله دار 1680 را نشان می دهند. یک تابلوی برجسته بیشتر در حال تعامل پوتی با ابزارهای علمی، از جمله تلسکوپ و منشور است.
بین سالهای 1978 و 1988، تصویری از نیوتن، طراحی شده توسط هری اکلستون، بر روی اسکناسهای سری D 1 پوندی منتشر شده توسط بانک انگلستان، که آخرین مؤسسهای بود که 1 پوند تولید میکرد، نشان داده شد. سمت عقب این یادداشتها نیوتن را نشان میدهد که کتابی را در دست دارد، همراه با تلسکوپ، منشور و نقشه منظومه شمسی.
پیکری از اسحاق نیوتن که در حال خیره شدن به سیبی که زیر پایش قرار گرفته است، در موزه تاریخ طبیعی دانشگاه آکسفورد به نمایش گذاشته شده است. در لندن، یک مجسمه برنزی قابل توجه با عنوان نیوتن، پس از ویلیام بلیک، که توسط ادواردو پائولوزی در سال 1995 خلق شده و با الهام از حکاکی ویلیام بلیک، بر میدان کتابخانه بریتانیا تسلط دارد. علاوه بر این، یک مجسمه برنزی از نیوتن در سال 1858 در منطقه مرکزی گرانتهام، جایی که او در مدرسه تحصیل میکرد، درست قبل از گیلدهال گرانتهام ساخته شد.
خانه عمارت در وولستورپ بهعنوان ساختمانی در فهرست درجه یک توسط انگلستان تاریخی تعیین شده است، در درجه اول به دلیل اهمیت مکان تولد و کشف مکان اصلی او در اینجا نظریه های او در مورد انکسار نور."
موسسه فیزیک (IOP) برجسته ترین تمجید خود، مدال ایزاک نیوتن را که به افتخار او نامگذاری شده است، به افراد به دلیل مشارکت های قابل توجه در سطح جهانی در زمینه فیزیک اعطا می کند. این جایزه در سال 2008 افتتاح شد.
روشنگری
فیلسوفان و مورخان عصر روشنگری اروپایی عموماً معتقدند که انتشار اصول توسط نیوتن نقطهای مهم در انقلاب علمی بود و آغازگر عصر روشنگری بود. مفهوم سازی نیوتن از جهانی که توسط قوانین طبیعی و قابل درک عقلانی اداره می شود، به عنوان عنصری اساسی برای تفکر روشنگری عمل کرد. شخصیت هایی مانند جان لاک و ولتر اصول حقوق طبیعی را به چارچوب های سیاسی گسترش دادند و از حقوق ذاتی دفاع کردند. به طور مشابه، فیزیوکرات ها و آدام اسمیت دیدگاه های طبیعت گرایانه روانشناسی و منافع شخصی را در نظریه های اقتصادی ادغام کردند. جامعه شناسان نیز به نوبه خود ساختارهای اجتماعی موجود را به دلیل تلاش برای تحمیل روایت های تاریخی بر مدل های طبیعی پیشرفت نقد کردند. در حالی که جیمز برنت، لرد مونبودو، و ساموئل کلارک در ابتدا نسبت به جنبههای خاصی از کار نیوتن اظهار نظر داشتند، اما در نهایت آن را با تفاسیر مذهبی عمیق خود از طبیعت تطبیق دادند.
کار می کند
در زمان حیاتش منتشر شد
- تجزیه و تحلیل برای aequationes numero terminorum infinitas (1669، منتشر شده در 1711)
- قوانین بدیهی طبیعت & فرآیندهای گیاهی (منتشر نشده، ج. 1671–75)
- De motu corporum in gyrum (1684)
- Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687)
- Scala graduum Caloris. توضیحات کالری و amp; signa (1701)
- Opticks (1704)
- گزارش به عنوان استاد ضرابخانه (1701–1725)
- Arithmetica Universalis (1707)
منتشر شده پس از مرگ
- De mundi systemate (نظام جهان) (1728)
- سخنرانی های نوری (1728)
- تصحیح گاهشماری پادشاهی های باستان (1728)
- مشاهدات در مورد دانیل و آخرالزمان سنت جان (1733)
- روش شار (1671، منتشر شده در 1736)
- گزارشی تاریخی از دو فساد مهم کتاب مقدس (1754)
- عناصر فلسفه نیوتن، کتابی از ولتر
- فهرست روسای انجمن سلطنتی
- مراجع
مراجع
یادداشت ها
نقلها
کتابشناسی
اصلی
مذهب
- پرتره های سر آیزاک نیوتن در گالری پرتره ملی لندن
- کار توسط اسحاق نیوتن یا درباره آن در آرشیو اینترنت
- آثار آیزاک نیوتن (کتاب های صوتی با دامنه عمومی)
بایگانی های دیجیتال
- پروژه نیوتن، به میزبانی دانشگاه آکسفورد.
- مقالات آیزاک نیوتن در آرشیو انجمن سلطنتی نگهداری می شود.
- نسخههای خطی نیوتن که در کتابخانه ملی اسرائیل نگهداری میشوند.
- مقالات نیوتن، که قبلاً از طریق کتابخانه دیجیتال کمبریج قابل دسترسی بودند، در حال حاضر در دسترس نیستند.
- Bernhardus Varenius، Geographia Generalis، ویرایش شده توسط آیزاک نیوتن، ویرایش دوم (کمبریج: Joann. Hayes، 1681).