Isaac Newton

Sir Isaac Newton (; 4 de janeiro [OS 25 de dezembro] 1643 - 31 de março [OS 20 de março] 1727) foi um ilustre polímata inglês, cuja especialização diversificada abrangia matemática, física, astronomia, alquimia, teologia, autoria e invenção. Ele desempenhou um papel fundamental tanto na Revolução Científica quanto na subsequente era do Iluminismo. Seu trabalho seminal, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos da Filosofia Natural), inicialmente lançado em 1687, marcou a grande unificação inaugural na física e estabeleceu os princípios fundamentais da mecânica clássica. As contribuições significativas de Newton estenderam-se ao campo da óptica, e ele é creditado em conjunto com o matemático alemão Gottfried Wilhelm Leibniz pelo desenvolvimento do cálculo infinitesimal, apesar de Newton o ter formulado vários anos antes. Além disso, Newton avançou e refinou o método científico, sendo o seu conjunto de trabalhos amplamente considerado como o mais influente no surgimento da ciência moderna.

Sir Isaac Newton ( ; 4 de janeiro [O.S. 25 de dezembro] 1643 – 31 de março [O.S. 20 de março] 1727) foi um polímata inglês que foi matemático, físico, astrônomo, alquimista, teólogo, autor e inventor. Ele foi uma figura chave na Revolução Científica e no Iluminismo que se seguiu. Seu livro Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos da Filosofia Natural), publicado pela primeira vez em 1687, alcançou a primeira grande unificação na física e estabeleceu a mecânica clássica. Newton também fez contribuições seminais para a óptica e compartilha o crédito com o matemático alemão Gottfried Wilhelm Leibniz pela formulação do cálculo infinitesimal, embora ele tenha desenvolvido o cálculo anos antes de Leibniz. Newton contribuiu e refinou o método científico, e seu trabalho é considerado o mais influente no desenvolvimento da ciência moderna.

Nas páginas de seus Principia, Newton articulou as leis fundamentais do movimento e da gravitação universal, que constituíram o paradigma científico predominante durante séculos até sua eventual substituição pela teoria da relatividade. No entanto, estas leis continuam a fornecer aproximações altamente precisas para a maioria dos fenómenos físicos caracterizados por baixas velocidades (significativamente abaixo da velocidade da luz) e campos gravitacionais fracos. Empregando sua estrutura matemática para a gravidade, Newton derivou com sucesso as leis do movimento planetário de Kepler, explicou os padrões das marés, as trajetórias dos cometas, a precessão dos equinócios e vários outros fenômenos celestes, estabelecendo assim conclusivamente o modelo heliocêntrico do Sistema Solar. Ele resolveu o problema dos dois corpos e posteriormente introduziu o problema mais complexo dos três corpos. Newton demonstrou que princípios idênticos governavam o movimento de objetos terrestres e celestes. Sua hipótese de que a Terra é um esferóide achatado foi posteriormente validada por medições geodésicas conduzidas por Alexis Clairaut, Charles Marie de La Condamine e outros pesquisadores, que persuadiram a maioria dos cientistas europeus sobre a preeminência da mecânica newtoniana em comparação com estruturas teóricas anteriores. Além disso, ele foi o primeiro a determinar experimentalmente a idade da Terra e conceituou uma forma inicial de túnel de vento moderno. Além disso, Newton foi o primeiro a oferecer uma estimativa quantitativa da massa do Sol.

Newton construiu o telescópio refletor inaugural e formulou uma teoria avançada da cor, baseada na observação de que um prisma dispersa a luz branca em seu espectro visível constituinte. Sua extensa pesquisa sobre a luz foi compilada em seu tratado, Opticks, publicado em 1704. Ele foi pioneiro no uso de prismas como expansores de feixe e em matrizes de múltiplos prismas, componentes que posteriormente se mostraram cruciais para o avanço dos lasers sintonizáveis. Newton também desenvolveu um quadrante de dupla reflexão e foi o primeiro a postular o efeito Goos-Hänchen. Além disso, ele estabeleceu uma lei empírica de resfriamento, representando a formulação inicial na transferência de calor e servindo como base formal para a transferência de calor por convecção; ele realizou o primeiro cálculo teórico da velocidade do som; e ele introduziu os conceitos de fluido newtoniano e corpo negro. Ele também foi o primeiro a elucidar o efeito Magnus. Além disso, ele conduziu a análise inicial do fluxo Couette. Além do desenvolvimento inovador do cálculo, as contribuições matemáticas de Newton foram vastas. Ele generalizou o teorema binomial para qualquer expoente real, introduziu a série Puiseux, foi o primeiro a articular o teorema de Bézout, classificou sistematicamente a maioria das curvas planas cúbicas, contribuiu significativamente para a investigação das transformações de Cremona, desenvolveu uma metodologia para aproximar raízes de funções, originou as fórmulas de Newton-Cotes para integração numérica e forneceu a primeira formulação explícita da série geral de Taylor. Além disso, Newton foi pioneiro no campo do cálculo de variações, formulou e resolveu o problema inicial em probabilidade geométrica, concebeu a primeira iteração de regressão linear e foi uma figura fundamental na análise vetorial.

Newton ocupou cargos como membro do Trinity College e, aos 26 anos, foi nomeado o segundo professor lucasiano de matemática na Universidade de Cambridge. Embora fosse um cristão devoto, ele rejeitou em particular a doutrina da Trindade, uma postura pouco ortodoxa que o levou a recusar as ordens sagradas na Igreja da Inglaterra, ao contrário da maioria de seus colegas do corpo docente de Cambridge. Além de seu trabalho significativo em ciências matemáticas, Newton dedicou esforços consideráveis ​​ao estudo da alquimia e da cronologia bíblica, embora grande parte desta pesquisa tenha permanecido inédita até muito depois de sua morte. Alinhado politicamente com os Whigs, serviu dois breves mandatos como membro do Parlamento pela Universidade de Cambridge, de 1689 a 1690 e de 1701 a 1702. Em 1705, a Rainha Ana o nomeou cavaleiro. Ele passou as últimas três décadas de sua vida em Londres, servindo como Diretor (1696-1699) e depois Mestre (1699-1727) da Casa da Moeda Real, onde melhorou a precisão e a segurança da moeda britânica. Ele também serviu como presidente da Royal Society de 1703 a 1727.

Primeira vida

Isaac Newton nasceu no dia de Natal, 25 de dezembro de 1642, de acordo com o calendário juliano então em uso na Inglaterra (ou 4 de janeiro de 1643, Novo Estilo), em Woolsthorpe Manor em Woolsthorpe-by-Colsterworth, um vilarejo em Lincolnshire. Seu pai, também chamado Isaac Newton, morreu três meses antes de seu nascimento. Nascido prematuramente, Newton era uma criança pequena; sua mãe, Hannah Ayscough, teria afirmado que ele caberia dentro de uma caneca de um litro. Quando Newton tinha três anos, sua mãe se casou novamente com o reverendo Barnabas Smith e mudou-se para morar com ele, deixando o filho aos cuidados de sua avó materna, Margery Ayscough (nascida Blythe). Newton desenvolveu uma forte antipatia por seu padrasto e nutria ressentimento em relação a sua mãe por seu novo casamento, um sentimento revelado em uma entrada de uma lista de pecados que cometeu até os 19 anos: "Ameaçando meu pai e minha mãe Smith de queimá-los e a casa por causa deles." A mãe de Newton posteriormente teve três filhos – Mary, Benjamin e Hannah – de seu segundo casamento.

A Escola do Rei

Aproximadamente dos doze aos dezessete anos, Newton recebeu sua educação na The King's School em Grantham, onde estudou latim e grego antigo, provavelmente adquirindo uma base matemática substancial. Posteriormente, sua mãe retirou-o da escola e ele retornou a Woolsthorpe em outubro de 1659. Tendo ficado viúvo pela segunda vez, sua mãe tentou obrigá-lo a trabalhar na agricultura, uma ocupação da qual ele não gostava muito. No entanto, Henry Stokes, o mestre da The King's School, e o reverendo William Ayscough, tio de Newton, convenceram com sucesso sua mãe a permitir que ele retomasse os estudos. Impulsionado pelo desejo de vingança contra um valentão do pátio da escola, que Newton derrotou e humilhou em uma altercação física, ele se destacou academicamente, tornando-se o aluno com melhor classificação e destacando-se notavelmente pela construção de relógios de sol e modelos de moinhos de vento.

Universidade de Cambridge

Em junho de 1661, Newton foi admitido no Trinity College da Universidade de Cambridge, por recomendação de seu tio, o reverendo William Ayscough, ex-aluno de Cambridge. Inicialmente, Newton matriculou-se como subsizar, financiando sua educação por meio de tarefas de manobrista até receber uma bolsa de estudos em 1664. Essa bolsa cobriu seus custos universitários por mais quatro anos, levando à conclusão de seu grau de Mestre em Artes. Na época, os ensinamentos de Cambridge eram predominantemente aristotélicos, uma filosofia que Newton estudou ao lado de pensadores mais contemporâneos, incluindo René Descartes, e astrônomos como Galileo Galilei e Thomas Street. Ele documentou uma série de "Quaestiones" sobre filosofia mecânica em seu caderno. Em 1665, ele descobriu o teorema binomial generalizado e começou a formular uma teoria matemática que mais tarde se tornaria cálculo. Pouco depois de Newton obter seu diploma de bacharel em Cambridge, em agosto de 1665, a universidade fechou temporariamente como precaução contra a Grande Peste.

Embora seu desempenho acadêmico como estudante de Cambridge não tenha sido particularmente notável, os estudos particulares de Newton e os anos imediatamente seguintes ao seu bacharelado foram descritos como "os mais ricos e produtivos já experimentados por um cientista". Somente os dois anos seguintes, passados ​​em sua casa em Woolsthorpe, testemunharam o desenvolvimento de suas teorias sobre cálculo, óptica e lei da gravitação. O físico Louis Trenchard More afirma que "Não há outros exemplos de conquistas na história da ciência que se comparem aos de Newton durante esses dois anos dourados."

Newton tem sido caracterizado como um indivíduo meticulosamente organizado em relação a tomar notas, marcando sistematicamente páginas significativas. Seus índices, estruturados em ordem alfabética por tópico, lembram os sistemas modernos de indexação. A extensa biblioteca de Newton refletia suas diversas atividades intelectuais, e ele foi descrito como um "pensador janusiano", capaz de sintetizar disciplinas aparentemente díspares para promover avanços inovadores. William Stukeley observou a proficiência de Newton tanto com instrumentos mecânicos quanto com escrita, detalhando como o quarto de Newton em Grantham apresentava paredes adornadas com imagens meticulosamente desenhadas de "pássaros, feras, homens, navios e esquemas matemáticos". Stukeley também destacou a "habilidade e indústria incomuns de Newton em trabalhos mecânicos". Newton retornou à Universidade de Cambridge em abril de 1667, garantindo a eleição como membro do Trinity College em outubro do mesmo ano. Embora normalmente fosse exigido que os bolsistas fossem ordenados sacerdotes anglicanos, este mandato não foi estritamente aplicado durante o período da Restauração; bastava uma declaração de conformidade com a Igreja da Inglaterra. Newton se comprometeu formalmente, declarando: "Ou estabelecerei a Teologia como objeto de meus estudos e tomarei ordens sagradas quando chegar o tempo prescrito por estes estatutos [7 anos], ou renunciarei ao colégio." Antes disso, Newton havia dado atenção limitada a questões religiosas, tendo subscrito duas vezes os Trinta e Nove Artigos, que constituem a doutrina fundamental da Igreja da Inglaterra. No entanto, em 1675, a questão tornou-se inevitável, uma vez que as suas perspectivas religiosas heterodoxas apresentavam um impedimento significativo.

As contribuições acadêmicas de Newton conquistaram a admiração de Isaac Barrow, o professor lucasiano, que procurou avançar em sua própria carreira religiosa e administrativa (Barrow posteriormente tornou-se mestre do Trinity College dois anos depois). Em 1669, apenas um ano após concluir seu mestrado, Newton sucedeu Barrow no cargo de professor. Newton argumentou que sua cátedra deveria conceder-lhe isenção da exigência de ordenação. O rei Carlos II, cujo consentimento real era necessário, aceitou esta lógica, evitando assim um conflito direto entre as convicções religiosas pessoais de Newton e a ortodoxia anglicana. Essa nomeação ocorreu quando Newton tinha 26 anos.

Apesar de suas profundas realizações teóricas, Newton provou ser um educador ineficaz, com suas palestras apresentando consistentemente uma frequência mínima. Humphrey Newton, seu sizar (assistente), observou que Newton chegaria pontualmente e, se a sala de aula estivesse vazia, reduziria pela metade a duração de sua palestra, de 30 para 15 minutos, dirigir-se-ia à sala vazia e depois retirar-se-ia para seu laboratório para realizar experimentos, satisfazendo assim seus deveres contratuais. Newton, por sua vez, não demonstrou entusiasmo nem por ensinar nem por interagir com os alunos. Ao longo de sua carreira acadêmica, ele recebeu apenas três alunos para aulas particulares, nenhum dos quais alcançou distinção notável.

Em 1672, Newton foi eleito membro da Royal Society (FRS).

Revisão da Geographia Generalis

A cátedra lucasiana de matemática em Cambridge abrangia o dever de ensinar geografia. Em 1672 e 1681, Newton supervisionou a publicação de edições revisadas, corrigidas e alteradas de Geographia Generalis, um livro de geografia publicado originalmente em 1650 pelo falecido Bernhardus Varenius. Dentro da Geographia Generalis, Varenius se esforçou para estabelecer uma estrutura teórica que conectasse princípios científicos com conceitos geográficos clássicos, definindo a geografia como um amálgama de ciência e matemática pura aplicada à quantificação das características da Terra. Embora permaneça incerto se Newton alguma vez deu palestras sobre geografia, a tradução para o inglês de 1733 por Dugdale e Shaw afirmou que Newton publicou o livro para uso dos alunos durante suas palestras sobre o assunto. A Geographia Generalis é considerada por alguns estudiosos como representando a demarcação entre as tradições antigas e modernas na história da geografia, com as contribuições de Newton para suas edições posteriores amplamente consideradas como instrumentais para sua influência duradoura.

Estudos Científicos

Matemática

As contribuições de Newton são amplamente reconhecidas por promoverem significativamente todas as disciplinas matemáticas predominantes em sua época. Seu trabalho fundamental em cálculo, que ele chamou de fluxões, começou em 1664. Um manuscrito datado de 20 de maio de 1665 demonstra que Newton já havia progredido o suficiente em cálculo para calcular tangentes e curvaturas para qualquer ponto de uma curva contínua. Em 1665, seus esforços culminaram num cálculo sistemático que integrava diferenciação e integração. Ele aplicou esta estrutura à análise dinâmica de curvas algébricas e transcendentais, uma metodologia que o estudioso Tom Whiteside caracterizou como "radicalmente nova, na verdade sem precedentes", e que posteriormente forneceu a base teórica para órbitas de força central detalhadas nos Principia. Um manuscrito adicional de outubro de 1666 foi publicado desde então na coleção de artigos matemáticos de Newton. Um tratado definitivo sobre cálculo foi documentado por Newton em seu "Livro de Resíduos". Newton foi autodidata em matemática, conduzindo suas pesquisas de forma autônoma. O estudioso Richard S. Westfall corrobora isso, afirmando: "Segundo todas as indicações que temos, Newton realizou sua educação em matemática e seu programa de pesquisa inteiramente por conta própria." Seu tratado, De analysi per aequationes numero terminorum infinitas, transmitido por Isaac Barrow a John Collins em junho de 1669, foi posteriormente descrito por Barrow em uma carta de agosto a Collins como o produto "de um extraordinário gênio e proficiência nessas coisas".

Posteriormente, Newton travou uma disputa notável com o polímata alemão Gottfried Wilhelm Leibniz a respeito da precedência no desenvolvimento do cálculo. Ambos os estudiosos são agora reconhecidos por desenvolverem cálculo de forma independente, embora empregando notações matemáticas distintas. No entanto, a evidência histórica confirma que Newton formulou o cálculo consideravelmente antes de Leibniz. Apesar do desenvolvimento anterior de Newton, a notação de Leibniz ganhou reconhecimento como mais conveniente, levando à sua adoção por matemáticos da Europa continental e, após 1820, por matemáticos britânicos.

A. Rupert Hall, um ilustre historiador da ciência, observa que, embora Leibniz mereça reconhecimento por sua formulação independente do cálculo, Newton foi inequivocamente pioneiro em seu desenvolvimento, afirmando:

No entanto, essas considerações têm menor importância quando justapostas com a verdade fundamental, há muito universalmente reconhecida, de que Newton havia dominado as principais técnicas do cálculo no final de 1666, quase nove anos antes de Leibniz. A afirmação de Newton de ter dominado o novo cálculo infinitesimal muito antes de Leibniz, e mesmo de ter iniciado uma exposição publicável dele já em 1671, é substanciada por extensas evidências. Embora Leibniz e seus associados tenham tentado diminuir as afirmações de Newton, a veracidade dessa linha do tempo permaneceu em grande parte indiscutível nos últimos 250 anos. Hall também observa que dentro dos Principia, Newton habilmente "formulou[d] e resolveu[d] problemas pela integração de equações diferenciais" e "de fato, ele antecipou em seu livro muitos resultados que expoentes posteriores do cálculo consideraram como seus". novas conquistas." Hall destaca o progresso acelerado de Newton no cálculo em relação a seus contemporâneos, afirmando que Newton, "bem antes de 1690... havia alcançado aproximadamente o ponto no desenvolvimento do cálculo que Leibniz, os dois Bernoullis, L'Hospital, Hermann e outros, por esforços conjuntos, alcançaram na impressão no início de 1700". O sistema notacional possuía potencial para desenvolver técnicas multivariadas, com sua notação de ponto permanecendo predominante na física contemporânea. Vários acadêmicos ressaltaram a profunda riqueza e profundidade das contribuições de Newton. Por exemplo, o físico Roger Penrose observou que "na maioria dos casos, os métodos geométricos de Newton não são apenas mais concisos e elegantes, mas revelam princípios mais profundos do que se tornariam evidentes pelo uso daqueles métodos formais de cálculo que hoje em dia pareceriam mais diretos". O matemático Vladimir Arnold articulou que "Comparando os textos de Newton com os comentários de seus sucessores, é impressionante como a apresentação original de Newton é mais moderna, mais compreensível e mais rica em ideias do que a tradução devida aos comentaristas de suas ideias geométricas para a linguagem formal do cálculo de Leibniz."

O extenso trabalho de Newton incorporou o cálculo geometricamente, baseando-se nos valores limites das razões de quantidades infinitamente pequenas. Nos Principia, Newton demonstrou explicitamente esta abordagem, denominando-a “o método das primeiras e últimas razões”, e justificou a sua apresentação notando a sua equivalência ao “método dos indivisíveis”. Consequentemente, o Principia é reconhecido hoje como “um livro denso com a teoria e aplicação do cálculo infinitesimal”, uma caracterização que se alinha com as visões contemporâneas da era de Newton, quando “quase tudo é deste cálculo”. Esta metodologia, que envolvia "uma ou mais ordens do infinitamente pequeno", ficou evidente em seu trabalho de 1684, De motu corporum in gyrum, e em seus vários artigos sobre movimento publicados "durante as duas décadas anteriores a 1684".

Alguns estudiosos postularam que a compreensão dos limites por Newton era imprecisa ou restrita. Por outro lado, o matemático Bruce Pourciau argumenta que os Principia de Newton revelam uma compreensão dos limites mais avançada do que normalmente se reconhece, nomeadamente por ser o primeiro a introduzir um argumento épsilon.

Newton inicialmente hesitou em publicar seu cálculo, temendo possíveis controvérsias e críticas. Ele manteve uma estreita associação com o matemático suíço Nicolas Fatio de Duillier. Em 1691, Duillier começou a trabalhar em uma edição revisada dos Principia de Newton e manteve correspondência com Leibniz. Em 1693, a relação entre Duillier e Newton azedou, levando ao abandono do projeto do livro. A partir de 1699, Duillier acusou publicamente Leibniz de plágio. A situação agravou-se ainda mais em 1708, quando o matemático John Keill reiterou a acusação de plágio contra Leibniz num jornal da Royal Society. A disputa eclodiu totalmente em 1711, quando um estudo da Royal Society declarou Newton o verdadeiro descobridor e classificou Leibniz como uma fraude; foi posteriormente revelado que o próprio Newton foi o autor das observações finais do estudo sobre Leibniz. Isto marcou o início de uma controvérsia prolongada e amarga que ofuscou a vida de ambos os indivíduos até a morte de Leibniz em 1716.

A contribuição matemática inicial significativa de Newton foi o teorema binomial generalizado, formulado entre 1664 e 1665, que se aplica a qualquer expoente e foi elogiado como "um dos mais poderosos e significativos em toda a matemática". Ele também desenvolveu as identidades de Newton (provavelmente sem saber do trabalho anterior de Albert Girard em 1629), o método de Newton, o polígono de Newton e as curvas planas cúbicas categorizadas sistematicamente (polinômios de terceiro grau envolvendo duas variáveis). Além disso, Newton é reconhecido como um dos fundadores da teoria das transformações de Cremona e fez contribuições substanciais para a teoria das diferenças finitas, o que lhe valeu a distinção de "o contribuidor mais significativo para a interpolação de diferenças finitas" através de suas numerosas inovações estereotipadas. Ele foi o primeiro a articular o teorema de Bézout, a utilizar índices fracionários e a aplicar geometria de coordenadas para resolver equações diofantinas. Seu trabalho incluiu a aproximação de somas parciais de séries harmônicas usando logaritmos, uma técnica que prenunciou a fórmula de soma de Euler, e ele foi o pioneiro na aplicação e reversão confiante de séries de potências. Ele também apresentou a série Puisseux. A primeira formulação explícita da série geral de Taylor também foi fornecida por ele, aparecendo em um rascunho de 1691-1692 de seu De Quadratura Curvarum. Ele originou as fórmulas de Newton-Cotes para integração numérica. As investigações de Newton sobre séries infinitas foram influenciadas pelo trabalho de Simon Stevin sobre decimais. Ele também iniciou o campo do cálculo de variações, sendo o primeiro a formular e resolver um problema dentro dele: o problema da resistência mínima de Newton, que ele colocou e resolveu em 1685 e posteriormente publicado em Principia em 1687. Este problema é considerado um dos mais desafiadores abordados pelos métodos variacionais antes do século XX. Posteriormente, ele aplicou o cálculo de variações para resolver o problema da curva braquistócrona em 1697, um desafio colocado por Johann Bernoulli em 1696, resolvendo-o da noite para o dia e, assim, sendo pioneiro no campo através de seu trabalho sobre esses dois problemas. Além disso, ele foi um pioneiro na análise vetorial, demonstrando a aplicação da lei do paralelogramo para somar diversas quantidades físicas e reconhecendo que essas quantidades poderiam ser decompostas em componentes ao longo de qualquer direção. Ele é creditado por introduzir o conceito de vetor em seus Principia, propondo que quantidades físicas como velocidade, aceleração, momento e força sejam conceituadas como quantidades direcionadas, estabelecendo assim Newton como o "verdadeiro originador deste objeto matemático". Newton provavelmente foi o pioneiro no desenvolvimento de um sistema estritamente analítico de coordenadas polares, com suas contribuições para o assunto superando todas as outras durante sua vida em termos de generalidade e flexibilidade. Seu trabalho de 1671, Método das Fluxões, é anterior à publicação inicial de Jacob Bernoulli sobre o tema em 1691. Ele também é reconhecido como o criador estrito das coordenadas bipolares.

Um manuscrito particular de Newton, datado de 1664 a 1666, contém o mais antigo problema conhecido no domínio da probabilidade geométrica. Este problema dizia respeito à probabilidade de uma bola insignificante cair dentro de um dos dois setores desiguais de um círculo. Em sua análise, ele propôs substituir a enumeração de ocorrências por uma avaliação quantitativa e substituir a estimativa da proporção de uma área por uma contagem de pontos, levando ao seu reconhecimento como o fundador da estereologia.

Newton é creditado com as origens europeias modernas da eliminação gaussiana. Entre 1669 e 1670, Newton observou que os textos de álgebra contemporâneos careciam de instruções para resolver equações simultâneas, uma deficiência que ele abordou posteriormente. Embora suas notas tenham permanecido inéditas por décadas, seu eventual lançamento resultou em seu livro se tornando altamente influente, estabelecendo o método de substituição e introduzindo a terminologia crucial de 'extermínio' (atualmente conhecida como eliminação). Durante as décadas de 1660 e 1670, Newton identificou 72 das 78 "espécies" de curvas cúbicas, classificando-as em quatro tipos distintos e sistematizando suas descobertas em publicações subsequentes. No entanto, um manuscrito da década de 1690, analisado posteriormente, revelou que Newton identificou todas as 78 curvas cúbicas, mas optou por não publicar as seis restantes por razões não reveladas. Em 1717, provavelmente com a ajuda de Newton, James Stirling demonstrou que todas as curvas cúbicas pertenciam a um destes quatro tipos. Stirling afirmou que esses quatro tipos poderiam ser derivados através da projeção plana a partir de um único, uma afirmação que foi fundamentada em 1731, quatro anos após a morte de Newton.

Em 1693, Newton se envolveu brevemente com a teoria da probabilidade, correspondendo-se com Samuel Pepys a respeito do problema de Newton-Pepys. Este problema dizia respeito à probabilidade de lançar seis de um determinado número de dados. O resultado A foi definido como pelo menos um seis aparecendo em seis dados, o resultado B como pelo menos dois seis aparecendo em doze dados e o resultado C como pelo menos três seis aparecendo em dezoito dados. Newton identificou corretamente o resultado A como o mais provável, enquanto Pepys selecionou incorretamente o resultado C. No entanto, a lógica intuitiva de Newton para sua solução continha falhas.

Óptica

Em 1666, Newton observou que o espectro de cores que emerge de um prisma na posição de desvio mínimo parecia oblongo, mesmo quando o raio de luz incidente era circular. Isso indicou que o prisma refratava cores diferentes em ângulos variados. Esta observação levou-o a concluir que a cor é uma propriedade intrínseca da luz, um conceito que já tinha sido objeto de considerável debate. De 1670 a 1672, Newton deu palestras sobre óptica, durante as quais investigou a refração da luz. Ele demonstrou que a imagem multicolorida produzida por um prisma, que chamou de espectro, poderia ser recomposta em luz branca usando uma lente e um segundo prisma. Os estudos contemporâneos sugerem que a análise e ressíntese da luz branca de Newton foram influenciadas pela alquimia corpuscular.

Em seu trabalho de 1671 sobre os anéis de Newton, ele empregou uma metodologia sem precedentes no século XVII. Ele calculou a média de todas as diferenças observadas e posteriormente calculou o desvio entre essa média e o valor do primeiro anel, introduzindo assim uma técnica agora padrão para mitigar o ruído de medição, um método não documentado em nenhum outro lugar naquela época. Mais tarde, ele estendeu esse "método de eliminação de erros" aos seus estudos dos equinócios em 1700, uma abordagem descrita como "totalmente sem precedentes". Esta aplicação diferia porque Newton "exigia bons valores para cada um dos tempos equinociais originais e, portanto, ele desenvolveu um método que lhes permitia, por assim dizer, autocorrigir-se". Newton também desenvolveu uma técnica hoje reconhecida como análise de regressão linear. Ele formulou a primeira das duas 'equações normais' associadas aos mínimos quadrados ordinários, calculou a média de um conjunto de dados 50 anos antes de Tobias Mayer (que era tradicionalmente considerado o primeiro praticante) e garantiu que os resíduos fossem somados a zero, forçando assim a linha de regressão através do ponto médio. Ele distinguiu entre dois conjuntos de dados díspares e pode ter considerado uma solução ideal em relação ao preconceito, embora não explicitamente em termos de eficácia.

Newton demonstrou que a luz colorida mantém suas características intrínsecas independentemente de sua interação com os objetos. Ao isolar um feixe colorido e direcioná-lo para diversas superfícies, ele mostrou que a cor da luz permanecia constante, fosse ela refletida, espalhada ou transmitida. Consequentemente, ele postulou que a cor resulta de objetos interagindo com luz colorida pré-existente, em vez de objetos gerarem eles próprios cor. Este conceito é conhecido como teoria da cor de Newton. Seu artigo de 1672 sobre a natureza da luz branca e das cores estabeleceu a estrutura fundamental para todas as pesquisas subsequentes sobre cores e visão cromática.

A pesquisa de Newton levou-o a concluir que as lentes refratárias dos telescópios sofriam inerentemente de aberração cromática, a dispersão da luz em várias cores. Para contornar esse problema, ele idealizou e construiu um telescópio empregando espelhos reflexivos como objetiva, em vez de lentes. O desenvolvimento deste instrumento, hoje reconhecido como o primeiro telescópio refletor funcional e conhecido como telescópio newtoniano, exigiu a superação de desafios relacionados à identificação de um material espelhado apropriado e ao aperfeiçoamento das técnicas de modelagem. Projetos anteriores para telescópios refletores permaneceram teóricos ou não tiveram sucesso, estabelecendo o dispositivo de Newton como o primeiro verdadeiramente operacional. Newton preparou meticulosamente seus espelhos a partir de uma liga personalizada de metal espéculo altamente reflexivo, utilizando o fenômeno dos anéis de Newton para avaliar a qualidade óptica de seus telescópios. No final de 1668, ele produziu com sucesso este telescópio refletor inicial, um instrumento de aproximadamente 20 centímetros de comprimento que produzia imagens mais nítidas e ampliadas. Newton documentou as suas observações, notando a sua capacidade de discernir as quatro luas galileanas de Júpiter e a fase crescente de Vénus com o seu novo telescópio refletor. Em 1671, a Royal Society solicitou uma demonstração de sua invenção. Este interesse levou-o a publicar as suas notas preliminares, Of Colours, que posteriormente expandiu na obra seminal Opticks. Seguindo as críticas de Robert Hooke a alguns dos conceitos de Newton, Newton, sentindo-se ofendido, inicialmente retirou-se do discurso público. No entanto, uma breve correspondência entre eles ocorreu em 1679-80, iniciada por Hooke, então secretário da Royal Society, para solicitar as contribuições de Newton para as transações da Sociedade. Esta interação estimulou Newton a formular uma prova demonstrando que as trajetórias elípticas das órbitas planetárias surgem de uma força centrípeta inversamente proporcional ao quadrado do vetor raio.

No campo da astronomia, Newton também é reconhecido por sua percepção de que locais elevados oferecem condições de observação superiores. Ele atribuiu essa vantagem ao “ar mais sereno e silencioso” encontrado acima das camadas mais densas e turbulentas da atmosfera, às quais ele se referiu como “nuvens mais grosseiras”, mitigando assim o efeito cintilante das estrelas.

Newton postulou que a luz consistia em partículas, ou corpúsculos, que sofriam refração ao acelerar ao entrar em um meio mais denso. Enquanto ele abordava uma explicação ondulatória para os padrões periódicos de reflexão e transmissão observados em filmes finos (Opticks Bk. II, Props. 12), ele simultaneamente manteve sua teoria de 'ajustes', que predispunha os corpúsculos à reflexão ou à transmissão (Props.13). Apesar de sua preferência declarada por uma teoria de partículas, Newton reconheceu em Opticks que a luz exibia características semelhantes a partículas e ondas. Ele teorizou que os corpúsculos devem interagir com as ondas dentro de um meio para explicar os padrões de interferência e o fenômeno mais amplo da difração.

Em seu trabalho de 1675, Hipótese da Luz, Newton propôs a existência de um éter como meio para transmitir forças entre as partículas. Seu envolvimento com o filósofo platônico de Cambridge, Henry More, reacendeu seu interesse pela alquimia. Posteriormente, Newton suplantou o conceito de éter por forças ocultas, recorrendo aos princípios herméticos de atração e repulsão entre partículas. É imperativo reconhecer que as suas contribuições científicas estão inextricavelmente ligadas às suas investigações alquímicas, especialmente tendo em conta o período histórico em que uma demarcação distinta entre alquimia e ciência ainda não tinha sido estabelecida.

Newton avançou no estudo do astigmatismo estabelecendo seus fundamentos matemáticos. Ele descobriu que a refração de lápis de luz oblíquos resulta na formação de dois pontos de imagem distintos, uma descoberta que posteriormente influenciou a pesquisa de Thomas Young.

Em 1704, Newton publicou Opticks, um trabalho que elaborou sua teoria corpuscular da luz. O tratado foi concluído com uma série de questões, apresentadas tanto como questões não resolvidas quanto como afirmações afirmativas. Consistente com sua teoria dos corpúsculos, Newton levantou a hipótese de que a matéria comum compreendia "corpúsculos mais grosseiros" e especulou sobre uma forma de transmutação alquímica, conforme articulado na Pergunta 30: "Os corpos grosseiros e a luz não são conversíveis um no outro, e os corpos não podem receber muito de sua atividade das partículas de luz que entram em sua composição?" Além disso, a Consulta 6 introduziu o conceito fundamental de corpo negro. Opticks é frequentemente citado como um dos "primeiros exemplos de procedimento experimental".

Em 1699, Newton apresentou à Royal Society uma iteração aprimorada de seu quadrante refletor, também conhecido como octante, um dispositivo que ele provavelmente havia concebido já em 1677. Este instrumento é significativo por ser o quadrante inaugural a incorporar dois espelhos, um recurso que aumentou substancialmente a precisão da medição, oferecendo simultaneamente uma perspectiva estável do horizonte e dos objetos celestes. Embora construído, o quadrante de Newton não parece ter perdurado até os dias atuais. Posteriormente, John Hadley desenvolveu seu próprio quadrante duplo refletor, que tinha uma notável semelhança com o projeto original de Newton. No entanto, Hadley provavelmente não tinha conhecimento da invenção anterior de Newton, o que historicamente levou a ambigüidades em relação ao verdadeiro originador do dispositivo.

Em 1704, Newton projetou e revelou um espelho em chamas para a Royal Society. Este aparelho compreendia sete espelhos de vidro côncavos, cada um com aproximadamente trinta centímetros de diâmetro. Sua energia radiante potencial máxima é estimada em 460 W cm⁻², um desempenho caracterizado como "certamente mais brilhante termicamente do que mil sóis (1.000 × 0,065 W cm⁻²)", derivado de uma intensidade de radiação solar estimada de 0,065 W cm⁻² em Londres durante maio de 1704. Consequentemente, o pico de intensidade radiante potencialmente alcançado por este espelho sugere que Newton "pode ​​ter produzido a maior intensidade de radiação provocada pelo homem agência antes da chegada das armas nucleares em 1945." Relatos contemporâneos de David Gregory indicam que o espelho induziu a fumaça dos metais, ferveu o ouro e causou a vitrificação da ardósia. William Derham considerou-o o espelho ardente mais potente da Europa naquela época.

Newton também empreendeu investigações pioneiras em eletricidade, nomeadamente construindo um gerador eletrostático de fricção rudimentar utilizando um globo de vidro. Isto marcou o primeiro caso de emprego de vidro para tal dispositivo, em contraste com globos de enxofre usados ​​anteriormente por cientistas como Otto von Guericke. Em 1675, ele documentou um experimento demonstrando que esfregar um lado de uma folha de vidro para induzir uma carga elétrica fazia com que “corpos leves” fossem atraídos para o lado oposto. Ele interpretou esse fenômeno como evidência de que forças elétricas poderiam atravessar o vidro. Além disso, Newton informou à Royal Society que o vidro era eficaz na geração de eletricidade estática, classificando-o como um “bom elétrico” décadas antes de esta propriedade ganhar amplo reconhecimento. Sua proposição em Opticks, sugerindo que a reflexão e a refração óptica resultam de interações através de uma superfície inteira, é considerada um precursor da teoria de campo da força elétrica. Ele também reconheceu o papel fundamental da eletricidade na natureza, atribuindo-lhe vários fenômenos, incluindo os efeitos de emissão, reflexão, refração, inflexão e aquecimento da luz. Newton postulou que a eletricidade era parte integrante das sensações corporais humanas, influenciando processos desde o movimento muscular até a função cerebral. Sua teoria da transmissão nervosa impactou significativamente a pesquisa de Luigi Galvani, já que a hipótese de Newton centrava-se na eletricidade como um potencial mediador de impulsos nervosos, desafiando assim a teoria hidráulica cartesiana predominante da época. Ele também foi o primeiro a articular uma teoria abrangente e equilibrada que explica a operação sinérgica dos mecanismos elétricos e químicos do sistema nervoso. O modelo de dispersão de massa de Newton, um precursor da aplicação bem-sucedida do princípio de menor ação, ofereceu uma estrutura robusta para a compreensão da refração, particularmente por meio de sua abordagem baseada no momento.

Dentro do Opticks, Newton foi o pioneiro no conceito de prismas funcionando como expansores de feixe e matrizes de múltiplos prismas. Essas configurações prismáticas foram posteriormente adotadas quase 278 anos depois em lasers sintonizáveis, onde expansores de feixe de prismas múltiplos provaram ser fundamentais no desenvolvimento de sistemas de largura de linha estreita. A aplicação desses expansores de feixe prismático deu origem à teoria da dispersão de prismas múltiplos. Newton foi o primeiro a levantar a hipótese do efeito Goos-Hänchen, um fenômeno óptico caracterizado por um pequeno deslocamento lateral da luz linearmente polarizada após reflexão interna total. Ele fundamentou esta teoria tanto com observações experimentais quanto com uma estrutura teórica derivada de um modelo mecânico.

A comunidade científica acabou por distinguir entre a percepção subjetiva da cor e os princípios objetivos da óptica matemática. Embora o polímata alemão Johann Wolfgang von Goethe aceitasse amplamente os princípios newtonianos, ele identificou uma falha crítica nas afirmações de Newton. Newton postulou que a refração sem cor era inatingível, levando-o a concluir que as lentes objetivas do telescópio permaneceriam inerentemente defeituosas devido à incompatibilidade entre acromatismo e refração. No entanto, Dollond demonstrou posteriormente a imprecisão desta inferência.

Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica

O trabalho fundamental de Newton sobre a teoria da gravitação começou já em 1665. Em 1679, ele retomou suas investigações sobre a mecânica celeste, analisando a influência da gravitação nas órbitas planetárias em conjunto com as leis do movimento planetário de Kepler. Seu envolvimento renovado com fenômenos astronômicos foi estimulado ainda mais pelo aparecimento de um cometa durante o inverno de 1680-1681, gerando correspondência com John Flamsteed. Após discussões com Robert Hooke, Newton formulou uma prova demonstrando que as órbitas planetárias elípticas surgem de uma força centrípeta inversamente proporcional ao quadrado do vetor raio. Essas descobertas foram posteriormente apresentadas a Edmond Halley e à Royal Society em De motu corporum in gyrum, um tratado conciso de aproximadamente nove páginas, que foi oficialmente registrado no Livro de Registro da Royal Society em dezembro de 1684. Neste trabalho, Newton também introduziu o termo 'força centrípeta'. Este tratado serviu como o núcleo fundamental que Newton mais tarde elaboraria e expandiria no monumental Principia.

A obra seminal, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, foi publicada em 5 de julho de 1687, facilitada pelo incentivo e apoio financeiro de Edmond Halley. Neste tratado, Newton articulou as três leis universais do movimento. Coletivamente, essas leis delineiam a interação entre um objeto, as forças exercidas sobre ele e seu movimento subsequente, estabelecendo assim a base da mecânica clássica. Estes princípios estimularam inúmeros avanços tecnológicos ao longo da Revolução Industrial e permaneceram incontestados durante mais de dois séculos. Um número significativo desses conceitos fundamentais continua a apoiar as tecnologias não relativísticas contemporâneas. Newton empregou o termo latino gravitas (que significa 'peso') para descrever o fenômeno posteriormente denominado gravidade, e simultaneamente formulou a lei da gravitação universal. Esta conquista monumental representou a grande unificação inaugural no campo da física. Ele resolveu com sucesso o problema dos dois corpos e posteriormente introduziu o problema mais complexo dos três corpos.

Na mesma publicação, Newton introduziu um método de análise geométrica semelhante ao cálculo, empregando 'primeira e última razão'. Ele também forneceu a determinação analítica inaugural da velocidade do som no ar, derivada da lei de Boyle, e deduziu o achatamento da forma esferoidal da Terra. Além disso, ele explicou a precessão dos equinócios como consequência da influência gravitacional da Lua na forma achatada da Terra, iniciou a investigação gravitacional sobre as irregularidades do movimento lunar e apresentou uma estrutura teórica para prever as órbitas dos cometas, entre inúmeras outras contribuições. O biógrafo de Newton, David Brewster, documentou que a intrincada aplicação de sua teoria gravitacional ao movimento lunar impactou significativamente a saúde de Newton. Durante seu trabalho sobre este problema em 1692-93, Newton supostamente “foi privado de apetite e sono” e confidenciou ao astrônomo John Machin que “sua cabeça nunca doeu, exceto quando ele estava estudando o assunto”. Brewster contou ainda que Edmond Halley informou a John Conduitt que, quando solicitado a finalizar sua análise, Newton respondeu consistentemente que isso lhe causava dores de cabeça e 'o mantinha acordado com tanta frequência que ele não pensaria mais nisso'. Além disso, ele conduziu o primeiro cálculo experimental da idade da Terra e conceituou um precursor do túnel de vento contemporâneo. Newton delineou dois cenários principais de atração gravitacional: a lei do inverso do quadrado e uma força central diretamente proporcional à distância. Ele demonstrou que ambos os princípios resultam em órbitas de seção cônica estáveis ​​e que objetos esfericamente simétricos se comportam como se toda a sua massa estivesse concentrada em um único ponto. Na física contemporânea, esta lei de força linear é matematicamente análoga à força associada à constante cosmológica.

Newton avançou significativamente a mecânica dos fluidos através do Livro II de seu Principia. As análises subsequentes confirmam a exactidão de quase todas as suas 53 proposições, restando apenas algumas discutíveis. As proposições 1 a 18 representam a exploração abrangente inaugural do movimento sujeito à resistência proporcional à velocidade ou ao seu quadrado. Isso levou o estudioso Richard S. Westfall a afirmar que Newton "quase sem precedentes, criou o tratamento científico do movimento sob condições de resistência, isto é, do movimento tal como é encontrado no mundo". Notavelmente, a Proposição 15 demonstrou que um corpo em órbita circular experimentando arrasto dentro de uma atmosfera onde a densidade diminui inversamente com a distância seguiria uma espiral equiangular, uma descoberta posteriormente corroborada de forma independente por Morduchow e Volpe (1973). Na Seção IX do Livro II, Newton estabeleceu a relação linear entre resistência viscosa e gradiente de velocidade, que agora caracteriza um fluido newtoniano, apesar de seus experimentos oferecerem evidências diretas limitadas de viscosidade. Além disso, Newton investigou o movimento circular de fluidos e foi pioneiro na análise do fluxo de Couette, inicialmente na Proposição 51 para um único cilindro giratório, e posteriormente expandido no Corolário 2 para abranger o fluxo entre dois cilindros concêntricos. Ele também se tornou o primeiro a analisar a resistência encontrada por corpos axissimétricos atravessando um meio rarefeito.

Nos Principia, Newton apresentou a estimativa quantitativa inicial da massa do Sol. As edições subsequentes, integrando medições mais precisas, refinaram seu cálculo da razão de massa Sol-Terra para aproximar-se dos valores modernos. Ele também calculou as massas e densidades de Júpiter e Saturno, estabelecendo assim uma escala comparativa unificada para essas quatro entidades celestes: o Sol, a Terra, Júpiter e Saturno. Esta realização específica de Newton foi elogiada como "uma expressão suprema da doutrina de que um conjunto de conceitos e princípios físicos se aplica a todos os corpos na Terra, à própria Terra e aos corpos em qualquer lugar do universo." Newton articulou uma perspectiva heliocêntrica do Sistema Solar, que era notavelmente avançada para a época, pois ele já havia identificado o "desvio do Sol" do centro de gravidade do Sistema Solar em meados da década de 1680. De acordo com Newton, o verdadeiro ponto estacionário não era precisamente o centro do Sol ou de qualquer outro corpo celeste individual. Em vez disso, ele postulou que “o centro de gravidade comum da Terra, do Sol e de todos os planetas deve ser considerado o Centro do Mundo”, e este centro gravitacional “ou está em repouso ou se move uniformemente para frente em uma linha reta”. Newton favoreceu a interpretação "em repouso", alinhando-se com o consenso predominante de que o centro do universo, independentemente da sua localização exata, permaneceu estacionário.

Newton enfrentou críticas por incorporar "agências ocultas" no discurso científico, especificamente devido à sua postulação de uma força invisível capaz de agir através de distâncias imensas. Posteriormente, na segunda edição dos Principia, de 1713, Newton refutou decisivamente estas críticas num Escólio Geral conclusivo. Ele afirmou que os fenômenos observados demonstravam suficientemente a atração gravitacional, mesmo que não revelassem sua causa subjacente. Consequentemente, ele considerou supérfluo e inadequado formular hipóteses sobre aspectos não diretamente implícitos nas observações empíricas. Foi neste contexto que ele articulou a famosa frase "Hypotheses non fingo".

A publicação do Principia rendeu a Newton aclamação internacional. Posteriormente, ele atraiu um grupo de admiradores, entre os quais estava o matemático suíço Nicolas Fatio de Duillier.

Outras contribuições significativas

Newton investigou a transferência de calor e energia, desenvolvendo uma lei empírica de resfriamento. Esta lei postula que a taxa de resfriamento de um objeto é diretamente proporcional ao diferencial de temperatura entre o objeto e seu entorno. Articulado pela primeira vez em 1701, representou a formalização inicial da transferência de calor e estabeleceu os princípios fundamentais para a transferência de calor por convecção, posteriormente integrados no trabalho de Joseph Fourier.

Isaac Newton forneceu a descrição qualitativa inicial do que mais tarde seria formalmente reconhecido como o efeito Magnus, antecedendo as investigações experimentais de Heinrich Magnus em quase dois séculos. Num texto de 1672, Newton documentou a sua observação de jogadores de ténis no Cambridge College, notando a trajetória curva de uma bola de ténis atingida obliquamente com um movimento giratório. Ele postulou que a interação dos movimentos de rotação e translação da bola resultou em um lado exercendo uma interação mais vigorosa com o ar circundante, levando a uma "relutância e reação do ar proporcionalmente maiores" naquele lado. Isto constituiu uma visão inicial perspicaz do diferencial de pressão que gera a deflexão lateral.

Filosofia da Ciência

As contribuições filosóficas de Isaac Newton foram profundamente influentes, e uma compreensão abrangente do meio filosófico do final do século XVII e início do século XVIII necessita do reconhecimento do seu papel fundamental. Ao longo da história, Newton foi amplamente reconhecido como uma figura fundamental na filosofia moderna. Por exemplo, a Historia Critica Philosophiae de Johann Jakob Brucker (1744), que é considerada a primeira e abrangente história moderna da filosofia, apresentou Newton com destaque como um intelecto filosófico central. Esta representação influenciou significativamente a conceituação da filosofia moderna entre pensadores iluministas proeminentes, incluindo Denis Diderot, Jean le Rond d'Alembert e Immanuel Kant.

Começando com a segunda edição de sua obra seminal, Principia, Newton incorporou uma seção final dedicada à filosofia ou metodologia da ciência. Nesta seção, ele articulou, em latim, “hypotheses non fingo”, que se traduz como “Eu não finjo hipóteses”. Neste contexto, Newton defendia contra a formulação de hipóteses infundadas na investigação científica. A afirmação de Newton, "hypotheses non fingo", ressaltou sua recusa em se envolver em especulações sobre causas não diretamente substanciadas por fenômenos observáveis. Harper elucida que a filosofia experimental de Newton exige uma diferenciação clara entre hipóteses, definidas como conjecturas não verificadas, e proposições derivadas de fenômenos e subsequentemente generalizadas por meio de raciocínio indutivo. Newton argumentou que a investigação científica autêntica necessita do fundamento rigoroso das explicações exclusivamente em dados empíricos, em vez de confiar no raciocínio especulativo. Consequentemente, Newton argumentou que o avanço de hipóteses desprovidas de suporte empírico compromete a integridade da filosofia experimental, uma vez que as hipóteses deveriam funcionar apenas como sugestões provisórias subservientes à evidência observacional.

Seu texto original em latim afirma:

Rationem vero harum gravitatis proprietatum ex phaenomenis nondum potui deducere, & hipóteses non fingo. Quicquid enim ex phaenomenis non deducitur, hipótese vocanda est; & hipóteses, sua metafísica, seu física, seu qualitatum occultarum, sua mecânica, in philosophia experimentali locum non habent. In hac philosophia proposições deducuntur ex phaenomenis, et redduntur generales per inductionem.

Esta passagem se traduz em:

"Até agora não fui capaz de descobrir a causa dessas propriedades da gravidade a partir dos fenômenos, e não formulo hipóteses, pois tudo o que não é deduzido dos fenômenos deve ser chamado de hipótese; e hipóteses, sejam metafísicas ou físicas, sejam de qualidades ocultas ou mecânicas, não têm lugar na filosofia experimental. Nesta filosofia, proposições particulares são inferidas a partir dos fenômenos, e posteriormente tornadas gerais por indução".

Newton avançou e refinou significativamente o método científico. Suas investigações sobre as propriedades da luz durante a década de 1670 exemplificaram sua rigorosa abordagem metodológica. Isso envolveu a condução sistemática de experimentos, o registro meticuloso de observações, a realização de medições precisas e, em seguida, o planejamento de novos experimentos com base nas descobertas iniciais. Posteriormente, ele formulou uma teoria, planejou experimentos adicionais para testá-la rigorosamente e, finalmente, documentou todo o processo com detalhes suficientes para permitir que outros cientistas replicassem cada estágio.

Em seu tratado de 1687, Principia, Newton delineou quatro regras fundamentais: A primeira regra afirma: 'Não devemos admitir mais causas das coisas naturais do que aquelas que são verdadeiras e suficientes para explicar suas aparências.' A segunda regra postula: 'Aos mesmos efeitos naturais devemos, na medida do possível, atribuir as mesmas causas.' A terceira regra afirma: 'As qualidades dos corpos, que não admitem nem intensificação nem remissão de graus, e que se verifica pertencerem a todos os corpos ao alcance das nossas experiências, devem ser consideradas como qualidades universais de todos os corpos, quaisquer que sejam.' Finalmente, a quarta regra declara: 'Na filosofia experimental devemos considerar as proposições inferidas por indução geral a partir de fenómenos como tão precisas ou quase verdadeiras, não obstante quaisquer hipóteses contrárias que possam ser imaginadas, até ao momento em que outros fenómenos ocorram, através dos quais possam ser tornados mais precisos, ou passíveis de excepções.' Esses princípios formaram posteriormente os princípios fundamentais das metodologias científicas modernas.

A metodologia científica de Newton avançou significativamente além da mera previsão através de três melhorias cruciais, aumentando assim a estrutura hipotético-dedutiva fundamental. Em primeiro lugar, introduziu um padrão mais sofisticado para validação empírica, exigindo que os fenómenos observados quantificassem com precisão as variáveis ​​teóricas. Em segundo lugar, converteu investigações teóricas abstratas em questões passíveis de resolução empírica através de medição. Em terceiro lugar, empregou hipóteses provisoriamente aceites para orientar as investigações, facilitando um processo de aproximações sucessivas onde as discrepâncias levaram ao desenvolvimento de modelos mais refinados. Esta abordagem poderosa, caracterizada por medições mediadas por teorias, foi posteriormente adotada pelos seus seguidores para aplicar as suas teorias à astronomia e continua a constituir uma pedra angular da física contemporânea.

Vida posterior

Royal Mint

Durante a década de 1690, Newton foi o autor de vários tratados religiosos que exploravam as interpretações literais e simbólicas da Bíblia. Um manuscrito, enviado por Newton a John Locke, desafiou a autenticidade de 1 João 5:7 – conhecida como Vírgula Joanina – e sua correspondência com os manuscritos originais do Novo Testamento; este trabalho não foi publicado até 1785.

Newton também serviu como membro do Parlamento da Universidade de Cambridge no Parlamento Inglês durante 1689 e 1701. Relatos anedóticos sugerem que suas únicas contribuições para o discurso parlamentar envolveram expressar desconforto com uma corrente de ar frio e solicitar o fechamento de uma janela. No entanto, o diarista de Cambridge Abraham de la Pryme registrou Newton repreendendo estudantes que alarmavam os residentes locais ao afirmar que uma determinada casa era mal-assombrada.

Em 1696, Newton mudou-se para Londres para assumir o papel de Diretor da Casa da Moeda sob o rei Guilherme III, uma posição assegurada através do patrocínio de Charles Montagu, primeiro conde de Halifax, que era então chanceler do Tesouro. Ele supervisionou o extenso esforço de recinagem da Inglaterra, encontrou conflitos com Robert Lucas, 3º Barão Lucas de Shenfield, o Governador da Torre, e providenciou para que Edmond Halley se tornasse vice-controlador da filial provisória de Chester. Após a morte de Thomas Neale em 1699, Newton ascendeu ao cargo de Mestre da Casa da Moeda, função que ocupou nas últimas três décadas de sua vida e pela qual se tornou amplamente reconhecido. Embora essas nomeações fossem normalmente consideradas sinecuras, Newton as abordou com considerável dedicação. Ele renunciou às suas responsabilidades em Cambridge em 1701 e utilizou sua autoridade para implementar reformas monetárias e processar indivíduos envolvidos em clipping e falsificação.

Nas suas funções de Diretor e posteriormente Mestre da Casa da Moeda Real, Newton estimou que aproximadamente 20% das moedas recolhidas durante a Grande Recuinagem de 1696 eram falsificadas. A falsificação constituía alta traição, crime punível com enforcamento, sorteio e esquartejamento. Apesar da severidade da pena, garantir condenações até mesmo contra os infratores mais flagrantes apresentou desafios significativos, mas Newton demonstrou notável eficácia neste esforço.

Adotando o disfarce de um frequentador frequente de bares e tavernas, Newton coletou pessoalmente uma parte substancial das evidências incriminatórias. Apesar dos obstáculos processuais à acusação e à separação dos poderes governamentais, a lei inglesa manteve tradições de autoridade formidáveis ​​e antigas. Newton providenciou sua própria nomeação como juiz de paz em todos os condados de origem. Uma carta preliminar sobre este assunto é encontrada na primeira edição pessoal de Newton do Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, que ele provavelmente estava anotando naquele período. Posteriormente, entre junho de 1698 e o Natal de 1699, ele conduziu mais de 100 interrogatórios de testemunhas, informantes e suspeitos. Seus esforços levaram ao processo bem-sucedido de 28 moedeiros, incluindo o prolífico falsificador William Chaloner, que foi posteriormente executado por enforcamento. Além de seus esforços contra os falsificadores, Newton aprimorou a tecnologia de cunhagem, diminuindo o desvio padrão dos pesos dos guinéus de 1,3 gramas para 0,75 gramas. A partir de 1707, ele instituiu a prática de testar uma pequena amostra de moedas de uma libra durante o teste do píxide, o que contribuiu para minimizar a margem de erro permitida. Em última análise, as suas inovações, que permaneceram eficazes até à década de 1770, pouparam ao Tesouro cerca de 41.510 libras na altura, o equivalente a aproximadamente 3 milhões de libras em 2012, melhorando assim a precisão da cunhagem britânica. Ele aumentou substancialmente a produtividade da Casa da Moeda, elevando a produção semanal de moedas de 15.000 libras para 100.000 libras. Newton também é reconhecido por iniciar formas iniciais de estudos de tempo e movimento, embora suas contribuições envolvessem cálculos teóricos de capacidade física, em vez do desenvolvimento de um modelo padronizado de produtividade industrial.

Os compromissos de Newton na Royal Mint influenciaram significativamente os interesses científicos e comerciais emergentes em disciplinas como numismática, geologia, mineração, metalurgia e metrologia durante o início do século XVIII.

Newton tinha uma perspectiva económica avançada, considerando o crédito em papel, como a dívida pública, um remédio pragmático e criterioso para as restrições inerentes a um sistema monetário puramente metálico. Ele postulou que uma emissão alargada desse tipo de crédito em papel poderia reduzir as taxas de juro, promovendo assim a actividade comercial e gerando oportunidades de emprego. Newton também manteve um ponto de vista não convencional e minoritário de que a valorização das moedas metálicas e de papel era determinada pela percepção e confiança do público.

Newton assumiu a presidência da Royal Society em 1703 e tornou-se associado da Académie des Sciences francesa. Em sua qualidade na Royal Society, Newton antagonizou John Flamsteed, o Astrônomo Real, ao publicar prematuramente a Historia Coelestis Britannica de Flamsteed, uma obra que Newton utilizou em sua própria pesquisa.

Cavalaria

A Rainha Ana conferiu o título de cavaleiro a Newton durante uma realeza. Esta honra foi provavelmente motivada por considerações políticas relacionadas à eleição parlamentar de maio de 1705, em vez de um reconhecimento de suas contribuições científicas ou de seu serviço como Mestre da Casa da Moeda. Ele foi o segundo cientista a receber o título de cavaleiro, depois de Francis Bacon.

Na sequência de um relatório apresentado por Newton aos Lordes Comissários do Tesouro de Sua Majestade em 21 de setembro de 1717, uma proclamação real em 22 de dezembro de 1717 alterou a proporção bimetálica entre a cunhagem de ouro e prata, proibindo a troca de guinéus de ouro por mais de 21 xelins de prata. Esta medida levou involuntariamente à escassez de prata, uma vez que as moedas de prata eram utilizadas para pagamentos de importação, enquanto as exportações eram liquidadas em ouro. Isto efetivamente fez a transição da Grã-Bretanha de um padrão prata para o seu padrão ouro inaugural. Se esse resultado foi intencional permanece um assunto de debate acadêmico. Alguns estudiosos afirmam que Newton percebeu suas responsabilidades na Casa da Moeda como uma extensão de suas atividades alquímicas. Newton manteve investimentos na South Sea Company e sofreu perdas de pelo menos £ 10.000, potencialmente excedendo £ 20.000 (equivalente a £ 4,4 milhões em 2020), após seu colapso por volta de 1720. Apesar dessas perdas, a riqueza substancial de Newton antes da bolha garantiu que ele permanecesse rico após sua morte, com seu patrimônio avaliado por aproximadamente £ 30.000.

Em seus últimos anos, Newton ocasionalmente residia em Cranbury Park, perto de Winchester, a propriedade rural de sua sobrinha e do marido dela, embora sua residência principal permanecesse em Londres. Sua meia sobrinha, Catherine Barton, atuou como anfitriã em compromissos sociais em sua residência na Jermyn Street, em Londres. Uma carta preservada de 1700, escrita durante sua recuperação da varíola, termina com a frase de Newton “seu tio muito amoroso”, uma demonstração de solicitude familiar característica das convenções epistolar do século XVII. A historiadora Patrícia Fara observa que o teor da carta é afetuoso e paternal, oferecendo aconselhamento médico e preocupação com sua aparência durante a convalescença, sem qualquer conotação romântica.

Riqueza

Newton envolveu-se periodicamente em investimentos ativos, nomeadamente participando na Bolha dos Mares do Sul. Após sua morte, seu patrimônio foi avaliado em aproximadamente £ 30.000, um valor equivalente a quase £ 1 bilhão em moeda contemporânea.

Morte

Newton faleceu enquanto dormia em Londres em 20 de março de 1727 (NS 31 de março de 1727), aos 84 anos. Ele recebeu um funeral de estado, marcando a primeira homenagem desse tipo na Inglaterra para um indivíduo celebrado principalmente por realizações intelectuais. O Lorde Chanceler, dois duques e três condes serviram como carregadores do caixão, acompanhados pela maioria da Royal Society. Seus restos mortais permaneceram na Abadia de Westminster por oito dias antes de serem enterrados na nave. Newton foi o primeiro cientista a ser enterrado na Abadia. Acredita-se que Voltaire tenha comparecido ao seu funeral. Como solteiro, ele distribuiu uma parte significativa de seus bens a parentes nos últimos anos e morreu sem testamento. Seus papéis pessoais foram legados a John Conduitt e Catherine Barton.

Após sua morte, uma máscara mortuária de gesso de Newton foi lançada. Esta máscara foi posteriormente utilizada pelo escultor flamengo John Michael Rysbrack para criar uma escultura de Newton. A Royal Society possui atualmente este artefato.

Um exame póstumo do cabelo de Newton revelou a presença de mercúrio, provavelmente atribuível aos seus esforços alquímicos. O envenenamento por mercúrio foi proposto como uma explicação potencial para o comportamento excêntrico de Newton em seus últimos anos.

Personalidade

Newton foi descrito como um indivíduo excepcionalmente motivado e disciplinado que dedicou sua existência às suas atividades intelectuais. É reconhecido por possuir uma notável capacidade de trabalho, que priorizou ao seu bem-estar pessoal. Newton também exerceu controle rigoroso sobre seus desejos físicos, sendo abstêmio no consumo de alimentos e bebidas e adotando uma dieta vegetariana nos últimos anos. Embora Newton fosse uma personalidade reclusa e neurótica, ele não é classificado como psicótico ou bipolar. Ele foi caracterizado como um "polímata extraordinário" que era "profundamente versátil", com suas investigações iniciais abrangendo o desenvolvimento de um alfabeto fonético e de uma linguagem universal.

O amplo espectro das atividades intelectuais de Newton é evidente em sua biblioteca pessoal, composta por 1.752 volumes identificáveis. Uma proporção significativa compreendia textos teológicos (27,2%, ou 477 livros), sucedidos por obras de alquimia (9,6%, 169 livros), matemática (7,2%, 126 livros), física (3,0%, 52 livros) e, finalmente, astronomia (1,9%, 33 livros). Notavelmente, os volumes pertencentes diretamente às suas renomadas contribuições científicas constituíram menos de 12% de toda a coleção.

Apesar das alegações de um noivado anterior, Newton permaneceu solteiro durante toda a sua vida. Voltaire, presente em Londres durante o funeral de Newton, afirmou que Newton "nunca foi sensível a nenhuma paixão, não estava sujeito às fragilidades comuns da humanidade, nem tinha qualquer comércio com mulheres - circunstância que me foi assegurada pelo médico e cirurgião que o atendeu em seus últimos momentos." Newton cultivou uma estreita amizade com o matemático suíço Nicolas Fatio de Duillier, que conheceu em Londres por volta de 1689; partes de sua correspondência ainda existem. A associação deles foi concluída de forma abrupta e inexplicável em 1693, coincidindo com a experiência de Newton de um colapso nervoso, manifestado através do envio de cartas erráticas e acusatórias a seus conhecidos Samuel Pepys e John Locke. Em sua comunicação a Locke, Newton alegou que Locke havia tentado "envolvê-lo" com "mulheres e por outros meios." Newton se apresentou como relativamente modesto em relação às suas realizações, afirmando em um livro de memórias subsequente: "Não sei o que posso parecer para o mundo, mas para mim mesmo pareço ter sido apenas como um menino brincando à beira-mar, e me divertindo de vez em quando encontrando uma pedra mais lisa ou uma concha mais bonita do que o normal, enquanto o grande oceano de verdade permanece desconhecido diante de mim." No entanto, exibiu intensa competitividade e ocasionalmente nutriu ressentimentos contra os seus adversários intelectuais, recorrendo a ataques pessoais quando estrategicamente vantajoso – uma característica prevalente entre muitos dos seus contemporâneos. Por exemplo, numa carta dirigida a Robert Hooke em Fevereiro de 1675, ele reconheceu: "Se vi mais longe foi por estar sobre ombros de gigantes." Certos historiadores postularam que esta declaração, composta durante um período de disputa entre Newton e Hooke a respeito das descobertas ópticas, constituiu um desprezo indireto contra Hooke, que era supostamente de baixa estatura e corcunda, em vez de apenas uma expressão de humildade. Por outro lado, o conhecido aforismo sobre ficar sobre os ombros de gigantes, que aparece em obras como o Jacula Prudentum (1651) do poeta do século XVII George Herbert, transmite principalmente que "um anão nos ombros de um gigante vê mais longe dos dois", posicionando assim implicitamente o próprio Newton, em vez de Hooke, como o 'anão' com superioridade. visão.

Teologia

Visões religiosas

William Stukeley documentou a assiduidade de Newton em sua leitura e estudo da Bíblia:

O profundo envolvimento de Newton com a Bíblia foi incomparável na Inglaterra, evidenciado por suas obras publicadas, numerosos manuscritos não publicados e o estado excepcionalmente desgastado de sua Bíblia pessoal, indicando um estudo extenso e frequente.

Começando em 1672, Newton documentou meticulosamente suas investigações teológicas em cadernos particulares, que permaneceram inacessíveis até seu lançamento público em 1972. Mais de metade dos extensos escritos de Newton concentrava-se em teologia e alquimia, com a maioria permanecendo inédita. Estes documentos demonstram a sua profunda familiaridade com os textos da Igreja primitiva e indicam o seu alinhamento com Ário, que desafiou a doutrina ortodoxa da Trindade e foi derrotado por Atanásio na disputa teológica relativa ao Credo. Newton percebeu Cristo como um intermediário divino entre Deus e a humanidade, subordinado ao Pai que o criou. Seu interesse particular estava na profecia, mas ele considerava o Trinitarianismo como a "grande apostasia". Newton inicialmente falhou em suas tentativas de garantir uma das duas bolsas que forneciam isenção da exigência de ordenação. No entanto, em 1675, ele finalmente obteve uma dispensa governamental que isentou tanto ele quanto todos os ocupantes subsequentes da cátedra lucasiana desta obrigação.

Newton considerava a adoração de Jesus Cristo como Deus uma idolatria, uma prática que ele considerava o pecado fundamental. Em 1999, Snobelen afirmou que "Isaac Newton era um herege. Mas ... ele nunca fez uma declaração pública de sua fé privada - o que os ortodoxos teriam considerado extremamente radical. Ele escondeu sua fé tão bem que os estudiosos ainda estão desvendando suas crenças pessoais." A análise de Snobelen sugere que Newton era, no mínimo, um simpatizante sociniano (evidenciado pela sua propriedade e leitura completa de pelo menos oito textos socinianos), potencialmente um ariano, e quase certamente um antitrinitário.

Embora as leis do movimento e da gravitação universal de Newton sejam suas descobertas mais célebres, ele alertou contra a interpretação do Universo como um sistema puramente mecanicista, semelhante a um grande relógio. Ele articulou: "Então a gravidade pode colocar os planetas em movimento, mas sem o Poder Divino ela nunca poderia colocá-los em tal movimento circulatório, como acontece com o Sol." Além de seu renome científico, os extensos estudos de Newton sobre a Bíblia e os primeiros Padres da Igreja foram igualmente significativos. Ele é autor de obras de crítica textual, incluindo com destaque Um Relato Histórico de Duas Corrupções Notáveis ​​das Escrituras e Observações sobre as Profecias de Daniel e o Apocalipse de São João. Newton calculou que a crucificação de Jesus Cristo ocorreu em 3 de abril de 33 d.C., uma data consistente com uma estimativa histórica tradicionalmente aceita. Newton defendeu a crença em um mundo racionalmente imanente, mas rejeitou explicitamente o hilozoísmo inerente às filosofias de Gottfried Wilhelm Leibniz e Baruch Spinoza. Ele argumentou que o Universo ordenado e dinamicamente estruturado era compreensível, e de fato necessitava de compreensão, através da razão ativa. Em sua correspondência, Newton afirmou que seu objetivo ao compor os Principia era estabelecer "os Princípios que pudessem funcionar ao considerar os homens para a crença em uma Deidade". Ele percebeu evidências de design inteligente dentro da ordem cósmica, afirmando que "Uma uniformidade tão maravilhosa no sistema planetário deve ter o efeito de escolha". No entanto, Newton sustentou que a intervenção divina seria, em última análise, necessária para retificar o sistema devido à acumulação gradual de instabilidades. Leibniz, em resposta, satirizou esta visão, comentando: "Deus Todo-Poderoso quer dar corda ao seu relógio de vez em quando: caso contrário, ele pararia de se mover. Ele não teve, ao que parece, visão suficiente para torná-lo um movimento perpétuo."A posição de Newton foi posteriormente defendida pelo seu adepto, Samuel Clarke, numa correspondência notável. Um século depois, o tratado de Pierre-Simon Laplace, Mecânica Celestial, ofereceu uma explicação naturalista para a estabilidade das órbitas planetárias, evitando a necessidade de intervenção divina periódica. O forte contraste entre a cosmologia mecanicista de Laplace e a perspectiva de Newton é mais vividamente ilustrado pela célebre resposta do cientista francês a Napoleão, que criticou a ausência de um Criador na Mécanique céleste: "Sire, j'ai pu me passer de cette hypothèse" ("Senhor, posso passar sem esta hipótese").

A comunidade acadêmica debateu extensivamente a posição de Isaac Newton sobre a doutrina da Trindade. David Brewster, o biógrafo inicial de Newton e compilador de seus manuscritos, sugeriu que Newton questionava a autenticidade de certas passagens que apoiavam a Trindade, mas não repudiava explicitamente a doutrina em si. No entanto, no século XX, a descriptografia dos manuscritos criptografados de Newton, adquiridos por John Maynard Keynes e outros, revelou sua rejeição definitiva do Trinitarismo.

Isaac Newton geralmente apoiava a futura restauração do povo judeu na Terra de Israel, vendo-a como um elemento da profecia bíblica, embora evitasse especificar uma data exata. Esta perspectiva prevaleceu entre teólogos e filósofos naturais do século XVII e início do século XVIII, abrangendo indivíduos associados à Royal Society e instituições acadêmicas. Para Newton e os seus contemporâneos, incluindo John Locke e Daniel Whitby, a convicção numa restauração futura serviu principalmente como um contra-argumento teológico às críticas deístas, em vez de um comentário sobre as comunidades judaicas contemporâneas. O objetivo era reforçar as afirmações messiânicas do Cristianismo, fazendo referência a profecias cumpridas e antecipadas.

Pensamento Religioso

A filosofia mecânica defendida por Isaac Newton e Robert Boyle foi defendida por panfletários racionalistas como uma alternativa credível ao panteísmo e ao entusiasmo religioso. Esta abordagem recebeu aceitação cautelosa tanto de pregadores ortodoxos como dissidentes, incluindo latitudinários. A percepção de clareza e simplicidade da investigação científica foram consideradas eficazes no combate aos excessos emocionais e metafísicos do fervor supersticioso e à ameaça percebida do ateísmo. Ao mesmo tempo, a segunda onda de deístas ingleses aproveitou as descobertas de Newton para ilustrar a viabilidade de uma "religião natural". As críticas que visavam o "pensamento mágico" pré-iluminista e as dimensões místicas do cristianismo encontraram sua base na compreensão mecânica do universo de Robert Boyle. Newton desenvolveu ainda mais os conceitos de Boyle, fornecendo fundamentação matemática e, significativamente, alcançando ampla popularização dessas ideias.

Alquimia

Aproximadamente um milhão de palavras dentro dos estimados dez milhões de palavras de artigos existentes de Newton são dedicadas à alquimia. Uma parte substancial dos escritos alquímicos de Newton consiste em cópias anotadas de outros manuscritos. Os textos alquímicos normalmente integram o conhecimento artesanal prático com a investigação filosófica, frequentemente empregando jogos de palavras, alegorias e imagens complexas para salvaguardar os segredos do artesanato esotérico. Certos elementos dos documentos de Newton podem ter sido considerados heréticos pelas autoridades eclesiásticas.

Em 1888, após dezesseis anos de catalogação dos documentos de Newton, a Universidade de Cambridge manteve uma seleção limitada, devolvendo o restante ao Conde de Portsmouth. Em 1936, um descendente colocou esses papéis à venda na Sotheby's, onde a coleção foi desagregada e vendida por aproximadamente £ 9.000. John Maynard Keynes estava entre cerca de três dúzias de licitantes que adquiriram partes da coleção em leilão. Posteriormente, Keynes remontou cerca de metade dos artigos alquímicos de Newton antes de legar sua coleção à Universidade de Cambridge em 1946.

Todos os escritos alquímicos documentados de Isaac Newton estão atualmente sendo digitalizados e disponibilizados on-line por meio de um projeto da Universidade de Indiana, intitulado "The Chymistry of Isaac Newton", e também foram resumidos em um livro publicado.

As contribuições científicas fundamentais de Isaac Newton abrangem a quantificação da atração gravitacional, a revelação de que a luz branca compreende cores espectrais imutáveis ​​e o desenvolvimento do cálculo. No entanto, existe um aspecto menos compreendido e mais enigmático da vida de Newton, envolvendo uma área de atividade que abrange aproximadamente trinta anos, que ele escondeu em grande parte dos seus contemporâneos e pares. Isto se refere ao envolvimento de Newton com a alquimia, ou "quimística", como era frequentemente chamada na Inglaterra do século XVII.

Durante junho de 2020, duas páginas inéditas de anotações de Isaac Newton sobre o livro de Jan Baptist van Helmont sobre a peste, De Peste, foram oferecidas para leilão online pela Bonhams. De acordo com Bonhams, o exame deste texto por Newton, realizado em Cambridge durante seu auto-isolamento da epidemia de peste bubônica em Londres de 1665-66, representa seu mais extenso comentário escrito conhecido sobre a peste. Em relação às abordagens terapêuticas, Newton documentou que “o melhor é um sapo suspenso pelas pernas numa chaminé durante três dias, que finalmente vomitou terra com vários insetos dentro, num prato de cera amarela, e pouco depois morreu.

Legado

Reconhecimento

Joseph-Louis Lagrange, um proeminente matemático e físico, postulava frequentemente que Newton representava o auge do gênio humano. Ele observou ainda que Newton foi "o mais afortunado, pois não podemos encontrar mais de uma vez um sistema mundial para estabelecer". O renomado poeta inglês Alexander Pope compôs o célebre epitáfio:

A natureza e as leis da natureza ficam escondidas durante a noite.
Deus disse: Deixe Newton em paz! e tudo era luz.

No entanto, esta inscrição não foi permitida no monumento de Newton na Abadia de Westminster. O epitáfio incluído é o seguinte:

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 assertuit, / Evangelij Simplicitatem Moribus expressit. / Sibi gratulentur Mortales, / Tale tantumque exstitese / HUMANI GENERIS DECUS. /NAT. XXV DEZ. AD MDCXLII. OBIT. XX. MAR. MDCCXXVI,

Uma tradução desta inscrição é fornecida abaixo:

Aqui jaz Isaac Newton, Cavaleiro, que com uma força mental quase divina e princípios matemáticos peculiarmente seus, explorou o curso e as figuras dos planetas, os caminhos dos cometas, as marés do mar, as diferenças nos raios de luz e, o que nenhum outro estudioso imaginou anteriormente, as propriedades das cores assim produzidas. Diligente, sagaz e fiel, nas suas exposições da natureza, da antiguidade e das Sagradas Escrituras, ele reivindicou com a sua filosofia a majestade de Deus poderoso e bom, e expressou a simplicidade do Evangelho nos seus modos. Os mortais regozijam-se por ter existido tal e tão grande ornamento da raça humana! Ele nasceu em 25 de dezembro de 1642 e morreu em 20 de março de 1726.

O escritor científico John G. Simmons posicionou Newton como a figura principal no The Scientific 100, uma classificação derivada de uma avaliação qualitativa da influência cumulativa dos cientistas, caracterizando-o como "a figura mais influente na história da ciência ocidental". O físico Peter Rowlands identificou Newton como "a figura central na história da ciência", afirmando que ele "mais do que qualquer outra pessoa é a fonte da nossa grande confiança no poder da ciência". A publicação New Scientist referiu-se a Newton como "o gênio supremo e o personagem mais enigmático da história da ciência". O filósofo e historiador David Hume proclamou de forma semelhante que Newton era "o maior e mais raro gênio que já surgiu para o ornamento e a instrução das espécies". Em Monticello, sua residência pessoal, Thomas Jefferson – fundador e presidente dos Estados Unidos – manteve retratos de John Locke, Sir Francis Bacon e Newton. Ele caracterizou estes três como “os três maiores homens que já viveram, sem qualquer exceção”, atribuindo-lhes o estabelecimento da “base daquelas superestruturas que foram levantadas nas ciências Físicas e Morais”. O escritor e filósofo Voltaire comentou a respeito de Newton que “Se todos os gênios do universo estivessem reunidos, Newton deveria liderar o grupo”. O neurologista e psicanalista Ernest Jones descreveu Newton como "o maior gênio de todos os tempos". O matemático Guillaume de l'Hôpital tinha uma reverência quase mítica por Newton, articulando-a através de uma profunda investigação e declaração: "O Sr. Newton come, ou bebe, ou dorme como os outros homens? Eu o represento para mim mesmo como um gênio celestial, totalmente desligado da matéria."

Newton foi caracterizado como "a figura imponente da Revolução Científica" e como "simplesmente o mais notável" entre os muitos pensadores ilustres de sua época. O polímata Johann Wolfgang von Goethe designou 1642, o ano da morte de Galileu Galilei e do nascimento de Newton, como o "Natal da era moderna". Vilfredo Pareto, outro polímata, considerou Newton o maior indivíduo da história da humanidade. Durante o bicentenário da morte de Newton em 1927, o astrônomo James Jeans declarou-o "certamente o maior homem da ciência e talvez o maior intelecto que a raça humana já viu". O físico Peter Rowlands sugeriu de forma semelhante que Newton "possivelmente possuía o intelecto mais poderoso de toda a história humana". Newton iniciou quatro mudanças transformadoras na óptica, na matemática, na mecânica e na gravidade, e também antecipou uma quinta na eletricidade, embora nos últimos anos lhe faltasse a capacidade de realizá-la plenamente. Suas contribuições são amplamente consideradas como as mais instrumentais no desenvolvimento da ciência moderna.

O historiador da ciência James Gleick observou que Newton "descobriu mais do núcleo essencial do conhecimento humano do que qualquer pessoa antes ou depois", elaborando:

Ele foi o principal arquiteto do mundo moderno. Ele respondeu aos antigos enigmas filosóficos da luz e do movimento e descobriu efetivamente a gravidade. Ele mostrou como prever o curso dos corpos celestes e assim estabeleceu o nosso lugar no cosmos. Ele fez do conhecimento uma coisa substancial: quantitativa e exata. Ele estabeleceu princípios, e eles são chamados de suas leis.

O físico Ludwig Boltzmann descreveu os Principia de Newton como "o primeiro e maior trabalho já escrito sobre física teórica". Da mesma forma, o físico Stephen Hawking referiu-se a Principia como "provavelmente o trabalho mais importante já publicado nas ciências físicas". O matemático e físico Joseph-Louis Lagrange saudou Principia como "a maior produção da mente humana", expressando que "ele ficou atordoado com tal ilustração do que o intelecto do homem poderia ser capaz". O físico Edward Andrade afirmou que Newton "era capaz de um esforço mental sustentado maior do que qualquer homem, antes ou depois". Ele ainda comentou sobre o significado histórico de Newton, afirmando:

De tempos em tempos, na história da humanidade, surge um homem que tem significado universal, cujo trabalho muda a corrente do pensamento humano ou da experiência humana, de modo que tudo o que vem depois dele traz evidências de seu espírito. Tal homem foi Shakespeare, tal homem foi Beethoven, tal homem foi Newton e, dos três, seu reino é o mais difundido.

O físico e matemático francês Jean-Baptiste Biot elogiou a genialidade de Newton, observando:

Nunca a supremacia do intelecto foi tão justamente estabelecida e tão plenamente confessada. . . Na matemática e na ciência experimental sem igual e sem exemplo; combinando a genialidade de ambos em seu mais alto grau.

Apesar de sua notável rivalidade com Gottfried Wilhelm Leibniz, o próprio Leibniz reconheceu as contribuições de Newton. Quando questionado por Sophia Charlotte, Rainha da Prússia, num jantar em 1701 sobre a sua opinião sobre Newton, Leibniz respondeu:

Levando a matemática desde o início do mundo até ao tempo em que Newton viveu, o que ele fez foi muito melhor.

O matemático E.T. Bell posicionou Newton ao lado de Carl Friedrich Gauss e Arquimedes como um dos três matemáticos proeminentes da história, um sentimento ecoado por Donald M. Davis, que observou de forma semelhante a classificação consistente de Newton com essas duas figuras. Num artigo de 1962 publicado no The Mathematics Teacher, Walter Crosby Eells conduziu uma avaliação objetiva para identificar os matemáticos mais ilustres de todos os tempos, colocando Newton em primeiro lugar entre os 100 melhores, uma classificação estatisticamente afirmada mesmo depois de contabilizados possíveis erros. Clifford A. Pickover, editor e autor científico, também classificou Newton como o matemático mais influente em seu livro de 2001, Maravilhas dos Números, que listou os dez primeiros. Em The Cambridge Companion to Isaac Newton (2016), Newton é caracterizado como um “extraordinário solucionador de problemas” desde tenra idade, potencialmente sem paralelo na história da humanidade. Em última análise, ele é considerado um dos dois ou três maiores cientistas teóricos, ao lado de James Clerk Maxwell e Albert Einstein; o principal matemático, ao lado de Carl F. Gauss; e um experimentalista líder. Essa combinação única coloca "Newton em uma classe à parte entre os cientistas empíricos, pois é difícil pensar em qualquer outro candidato que esteja na primeira posição em até mesmo duas dessas categorias". Além disso, foi destacada a sua excepcional capacidade de situar os seus esforços científicos numa perspectiva mais ampla, especialmente quando comparada com cientistas subsequentes. O próprio Gauss tinha Arquimedes e Newton em alta estima, empregando termos como clarissimus ou magnus para outros intelectuais notáveis, incluindo matemáticos e filósofos, mas reservou o superlativo summus exclusivamente para Newton. Ao reconhecer o profundo impacto do trabalho de Newton em cientistas como Lagrange e Pierre-Simon Laplace, Gauss proclamou a famosa frase: "Newton permanece para sempre o mestre de todos os mestres!"

Uma avaliação conclui inequivocamente que Newton representa o maior gênio criativo da história da física. Nenhum outro candidato a esta distinção superlativa - incluindo Einstein, Maxwell, Boltzmann, Gibbs e Feynman - igualou as realizações integradas de Newton como teórico, experimentalista e matemático.

Albert Einstein exibiu um retrato de Newton em seu estudo, ao lado dos de Michael Faraday e James Clerk Maxwell. Einstein postulou que o desenvolvimento do cálculo por Newton, particularmente em conjunto com suas leis do movimento, constituiu "talvez o maior avanço no pensamento que um único indivíduo já teve o privilégio de fazer". Ele enfatizou ainda a profunda influência de Newton, comentando:

Toda a progressão da nossa compreensão sobre os processos naturais, que tem sido nosso foco até agora, pode ser percebida como uma evolução orgânica decorrente dos conceitos de Newton.

Em 1999, uma pesquisa envolvendo 100 físicos proeminentes da época designou Einstein como o “maior físico de todos os tempos”, com Newton garantindo a segunda posição. Por outro lado, uma pesquisa simultânea de físicos gerais classificou Newton como o principal. Um inquérito duplo de 2005, abrangendo tanto o público como os membros da Royal Society britânica, levantou duas questões: que indivíduo, Newton ou Einstein, fez contribuições globais mais significativas para a ciência, e qual fez maiores contribuições positivas para a humanidade. Em ambos os grupos demográficos e para ambas as questões, o consenso predominante indicava que Newton tinha fornecido as contribuições globais mais substanciais.

Em 1999, a revista Time reconheceu Newton como a Pessoa do Século do século XVII. Ele ficou em sexto lugar na pesquisa da BBC de 2002 para os 100 Maiores Britânicos. No entanto, em 2003, uma sondagem mundial da BBC designou-o como o maior britânico, com Winston Churchill em segundo lugar. Além disso, em 2009, os estudantes da Universidade de Cambridge elegeram-no o maior Cantabrigiano.

O físico Lev Landau estabeleceu uma escala logarítmica, variando de 0 a 5, para avaliar os físicos com base na sua produtividade e genialidade. Newton recebeu a classificação mais alta possível de 0, enquanto Einstein foi colocado em 0,5. Figuras proeminentes da mecânica quântica, incluindo Werner Heisenberg e Paul Dirac, receberam a classificação 1. O próprio Landau, ganhador do Nobel e descobridor da superfluidez, foi posicionado em 2 nesta escala.

A unidade de força derivada do SI, o newton, é nomeada em sua homenagem.

A maioria dos documentos científicos e técnicos sobreviventes de Isaac Newton estão guardados na Universidade de Cambridge. A Biblioteca da Universidade de Cambridge possui a coleção mais extensa, com documentos adicionais localizados no King's College, no Trinity College e no Museu Fitzwilliam. Um arquivo dedicado aos seus escritos teológicos e alquímicos está preservado na Biblioteca Nacional de Israel, complementado por coleções menores no Smithsonian Institution, na Biblioteca da Universidade de Stanford e na Biblioteca Huntington. A Royal Society de Londres também mantém uma seleção de seus manuscritos. Em 2015, a UNESCO reconheceu a importância global da coleção de Israel ao inscrevê-la no seu Registro Internacional Memória do Mundo, com as coleções de Cambridge e Royal Society adicionadas a este registro em 2017.

A anedota da Apple

Newton frequentemente contava a narrativa de que sua teoria da gravitação foi inspirada na observação de uma maçã caindo de uma árvore. Acredita-se que esta história tenha entrado no discurso popular depois de ser compartilhada por Catherine Barton, sobrinha de Newton, com Voltaire. Posteriormente, Voltaire documentou em seu Ensaio sobre Poesia Épica (1727) que "Sir Isaac Newton, caminhando em seus jardins, teve o primeiro pensamento sobre seu sistema de gravitação, ao ver uma maçã caindo de uma árvore." Embora a veracidade da história da maçã seja ocasionalmente questionada, os conhecidos de Newton atribuíram o relato a ele diretamente, embora não incluíssem o detalhe apócrifo da maçã batendo em sua cabeça. William Stukeley, cujo manuscrito de 1752 está acessível através da Royal Society, gravou uma conversa com Newton em Kensington em 15 de abril de 1726, afirmando:

fomos para o jardim e bebeu thea à sombra de algumas macieiras, só ele, & eu mesmo. em meio a outros discursos, ele me disse, ele estava na mesma situação de quando anteriormente a noção de gravitação veio à sua mente. "por que aquela maçã deveria sempre descer perpendicularmente ao solo", pensou ele consigo mesmo: ocasionado pela queda de uma maçã, enquanto ele se sentava em um estado de espírito contemplativo: "por que ela não deveria ir para o lado ou para cima? mas constantemente para o centro da terra? certamente, a razão é que a terra a atrai. deve haver um poder de atração na matéria. E a soma do poder de atração na matéria da terra deve estar no centro da terra, não em qualquer lado da terra. portanto, esta maçã cai perpendicularmente, ou em direção ao centro, se a matéria atrai a matéria, portanto, a maçã atrai a terra, assim como a terra atrai a maçã.

John Conduitt, que serviu como assistente de Newton na Royal Mint e era casado com a sobrinha de Newton, também forneceu um relato desse evento em seus escritos biográficos sobre Newton:

No ano de 1666 ele se aposentou novamente de Cambridge para morar com sua mãe em Lincolnshire. Enquanto vagava pensativamente por um jardim, ocorreu-lhe que o poder da gravidade (que trouxe uma maçã de uma árvore até o chão) não estava limitado a uma certa distância da terra, mas que esse poder deveria se estender muito além do que normalmente se pensava. Por que não tão alto quanto a Lua, disse ele para si mesmo e para si mesmo? em caso afirmativo, isso deve influenciar seu movimento e movimento. talvez mantê-la em sua órbita, e então ele começou a calcular qual seria o efeito dessa suposição.

Os cadernos de notas de Newton revelam que, no final da década de 1660, ele estava a deliberar sobre o conceito de que a gravidade terrestre se estendia até à Lua, seguindo uma proporção inversa do quadrado, uma noção que outros cientistas já tinham conjecturado. Por volta de 1665, Newton conduziu análises quantitativas, considerando o período orbital e a distância da Lua, juntamente com o tempo de queda dos objetos na Terra. No entanto, Newton não publicou essas descobertas na época porque não tinha provas de que a gravidade da Terra funciona como se toda a sua massa estivesse concentrada em seu centro, uma demonstração que levaria duas décadas para ser concluída.

Análise extensiva de registros históricos, corroborada por dendrocronologia e análise de DNA, indica que uma macieira específica em um jardim em Woolsthorpe Manor foi aquela referenciada por Newton. Esta árvore foi derrubada por uma tempestade por volta de 1816, mas posteriormente cresceu novamente a partir de suas raízes e agora é mantida como atração turística sob a administração do National Trust.

Uma progênie da árvore original é atualmente cultivada fora do portão principal do Trinity College, em Cambridge, situado abaixo da sala que Newton ocupou durante seus estudos lá. A Coleção Nacional de Frutas em Brogdale, Kent, oferece enxertos de seu espécime, que parece horticulturalmente idêntico à Flor de Kent, uma cultivar de maçã para cozinhar caracterizada por sua polpa grossa.

Comemorações

O monumento de Newton, erguido em 1731, está situado na Abadia de Westminster, especificamente ao norte da entrada do coro, adjacente à tela do coro e próximo ao seu túmulo. O escultor Michael Rysbrack (1694–1770) executou esta peça em mármore branco e cinza, baseada num projeto do arquiteto William Kent. O monumento retrata Newton reclinado no topo de um sarcófago, com o cotovelo direito apoiado em vários de seus livros proeminentes e a mão esquerda apontando para um pergaminho com um desenho matemático. Acima desta figura, uma pirâmide e um globo celeste ilustram os signos do Zodíaco e a trajetória do cometa de 1680. Um painel em relevo retrata ainda putti interagindo com instrumentos científicos, incluindo um telescópio e um prisma.

Entre 1978 e 1988, uma representação de Newton, desenhada por Harry Ecclestone, foi apresentada nas notas de £ 1 da Série D emitidas pelo Banco da Inglaterra, que foram as últimas notas de £ 1 produzidas pela instituição. O verso dessas notas ilustrava Newton segurando um livro, acompanhado por um telescópio, um prisma e um mapa do Sistema Solar.

Uma efígie de Isaac Newton, mostrada olhando para uma maçã posicionada a seus pés, está exposta no Museu de História Natural da Universidade de Oxford. Em Londres, uma escultura de bronze substancial intitulada Newton, em homenagem a William Blake, criada por Eduardo Paolozzi em 1995 e inspirada na água-forte de William Blake, domina a praça da Biblioteca Britânica. Além disso, uma estátua de bronze de Newton foi erguida em 1858 na área central de Grantham, onde ele frequentou a escola, proeminentemente situada antes do Grantham Guildhall.

A mansão em Woolsthorpe é designada como edifício listado como Grau I pela Inglaterra Histórica, principalmente devido à sua importância como seu local de nascimento e o local "onde ele descobriu a gravidade e desenvolveu suas teorias sobre a refração da luz".

O Instituto de Física (IOP) confere seu prêmio mais distinto, o Medalha Isaac Newton, nomeada em sua homenagem, concedida a indivíduos por suas contribuições globalmente significativas ao campo da física. Este prêmio foi inaugurado em 2008.

O Iluminismo

Os filósofos e historiadores do Iluminismo europeu geralmente afirmam que a publicação dos Principia por Newton marcou um momento crucial na Revolução Científica e iniciou a era do Iluminismo. A conceituação de Newton de um universo governado por leis naturais e racionalmente compreensíveis serviu como elemento fundamental para o pensamento iluminista. Figuras como John Locke e Voltaire estenderam os princípios do direito natural aos quadros políticos, defendendo direitos inerentes. Da mesma forma, os fisiocratas e Adam Smith integraram visões naturalistas da psicologia e do interesse próprio nas teorias económicas. Os sociólogos, por sua vez, criticaram as estruturas sociais existentes por tentarem impor narrativas históricas a modelos naturais de progresso. Embora James Burnett, Lord Monboddo e Samuel Clarke inicialmente expressassem reservas sobre certos aspectos do trabalho de Newton, eles finalmente o reconciliaram com suas profundas interpretações religiosas da natureza.

Funciona

Publicado durante sua vida

• De analysi per aequationes numero terminorum infinitas (1669, publicado em 1711)
• Das Leis Óbvias da Natureza e Processos na Vegetação (não publicado, c. 1671–75)
• De motu corporum in gyrum (1684)
• Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687)
• Scala graduada Caloris. Calorum Descriptiones & sinal (1701)
• Óticas (1704)
• Relatórios como Mestre da Casa da Moeda (1701–1725)
• Arithmetica Universalis (1707)

Publicado postumamente

• De mundi systemate (O Sistema do Mundo) (1728)
• Palestras Ópticas (1728)
• A cronologia dos reinos antigos alterada (1728)
• Observações sobre Daniel e o Apocalipse de São João (1733)
• Método das Fluxões (1671, publicado em 1736)
• Um relato histórico de duas notáveis corrupções das Escrituras (1754)

• Elementos da Filosofia de Newton, um livro de Voltaire
• Lista dos presidentes da Royal Society
• Referências

Referências

Notas

Citações

Bibliografia

Primário

Religião

• Retratos de Sir Isaac Newton na National Portrait Gallery, Londres
• Trabalhos de ou sobre Isaac Newton no Internet Archive
• Obras de Isaac Newton (audiolivros de domínio público)

Arquivos digitais

• O Projeto Newton, organizado pela Universidade de Oxford.
• Documentos de Isaac Newton guardados nos arquivos da Royal Society.
• Os Manuscritos de Newton preservados na Biblioteca Nacional de Israel.
• Os Newton Papers, anteriormente acessíveis através da Biblioteca Digital de Cambridge, não estão disponíveis no momento.
• Bernhardus Varenius, Geographia Generalis, editado por Isaac Newton, segunda edição (Cambridge: Joann. Hayes, 1681).