Isaac Newton

Sir Isaac Newton par Sir Godfrey Kneller, Bt.jpg
Isaac Newton dépeint par Godfrey Kneller , Londres 1702, fonds de la National Portrait Gallery
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La signature d'Isaac Newton

Sir Isaac Newton [ ˌaɪzək ˈnjuːtən ] (* 25 décembre 1642 juil. / 4 janvier  1643 greg. À Woolsthorpe-by-Colsterworth dans le Lincolnshire ; † 20 mars 1726 juil. / 31 mars  1727 greg. À Kensington ) était un Anglais naturaliste et administrateur. Dans le langage de son temps, qui ne faisait pas encore de distinction nette entre la théologie naturelle , les sciences naturelles , l' alchimie et la philosophie , Newton était appelé philosophe .

Isaac Newton est l'auteur de Philosophiae Naturalis Principia Mathematica , dans lequel il décrit la gravitation universelle avec sa loi de la gravitation et formule les lois du mouvement , jetant ainsi les bases de la mécanique classique . Presque simultanément avec Gottfried Wilhelm Leibniz , Newton développa le calcul infinitésimal . Il a généralisé le théorème binomial à n'importe quel exposant réel en utilisant des séries infinies . Il est également connu pour ses réalisations dans le domaine de l' optique : la théorie particulaire de la lumière qu'il défend et l'explication du spectre lumineux .

En raison de ses réalisations, en particulier dans les domaines de la physique et des mathématiques (voir Histoire de la physique , Histoire des mathématiques ), Sir Isaac Newton est considéré comme l'un des scientifiques les plus importants de tous les temps. Les Principia Mathematica sont classés parmi les travaux scientifiques les plus importants.

Une collection d'écrits, détenus par la Bibliothèque nationale d'Israël , sur des sujets théologiques et alchimiques a été déclaré un patrimoine document mondial par l' UNESCO en 2015 .

jeunesse

Le père de Newton du même nom, Isaac Newton, un éleveur de moutons prospère et détenteur du titre de seigneur du manoir, est décédé trois mois avant la naissance de son fils. En 1646, sa mère épousa Hannah Ayscough pour la deuxième fois. Elle a emménagé avec son mari Barnabas Smith, qui était pasteur dans la paroisse voisine de North Witham , et Isaac est resté avec sa grand-mère, Margery Ayscough, à Woolsthorpe. Newton a ressenti de l'amertume face à cette négligence et il ne s'est pas entendu avec son grand-père, James Ayscough. Cela ne lui laissa rien à sa mort en 1653 et Newton ne le mentionna plus jamais plus tard. Lorsqu'il énumérait ses péchés à l'âge de 19 ans, l'un d'eux était le désir de mettre le feu à la maison de sa mère et de son beau-père, Smith. Après la mort de son beau-père en 1653, sa mère retourna à Woolsthorpe et Newton vécut brièvement avec elle, sa grand-mère et les trois enfants du mariage de sa mère avec Smith. Lorsqu'il fréquente bientôt la Kings School de Grantham , une école publique ( Free Grammar School ) à 5 miles de Woolsthorpe, il séjourne à Grantham avec une famille Clark. D'après les bulletins scolaires, il n'était pas très intéressé par les cours à l'école, mais aurait aimé l'artisanat mécanique à la maison. Sa mère désormais riche, une propriétaire terrienne, l'a retiré de l'école à titre d'essai afin qu'il puisse prendre en charge la gestion de sa propriété, mais il s'est avéré qu'il n'avait aucun talent ni intérêt pour cela. L'oncle de Newton, William Ayscough, convainquit la mère que Newton devait étudier, et Newton fréquenta à nouveau l'école à Grantham à partir de 1660, restant cette fois avec le directeur Stokes et montrant plus d'empressement à apprendre. Il est possible qu'il soit entré en contact avec les éléments d'Euclide à cette époque, mais il n'y a aucune preuve certaine que cela se soit produit avant ses études en 1663.

études

Le 5 Juin 1661, il a commencé à étudier au Trinity College , Cambridge , un collège que son oncle a assisté. Malgré la fortune de sa mère, il était sizar, ce qui signifie que son soutien financier était en partie couvert par le collège. Pour cela, il a dû travailler comme domestique pour d'autres étudiants. Peut-être un parent éloigné et membre du Trinity College, Humphrey Babington, était son patron.

Il a d'abord étudié avec l'intention de devenir avocat. A partir de la troisième année d'études, cependant, il avait plus de liberté dans les matières. À cette époque, la doctrine d' Aristote et la fin de l'école scolastique des platoniciens de Cambridge donnent le ton à Cambridge , ce qui veut dire philosophie naturelle qualitative au lieu d'investigations quantitatives au sens de Galilée . Les notes des étudiants de Newton, intitulées Quaestiones quaedam philosophicae (Quelques questions philosophiques), montrent l'influence de la pensée mécaniste-dualiste de Descartes , des idées atomistes de Gassendi et des vues platonico-hermétiques d' Henry More . Il a également étudié Thomas Hobbes et Robert Boyle . Bien qu'elles soient radicalement différentes, les vues des mécaniciens ou des hermétistes influencent désormais la pensée de Newton et forment - dans leur tension - le thème de base de sa carrière de philosophe naturel. Cependant, il a précédé les Quaestiones en disant qu'Aristote et Platon étaient ses amis, mais que son meilleur ami était la vérité. Il a également étudié Galileo Galilei et Johannes Kepler (optique).

À partir de la fin de 1663, il commence également à s'intéresser aux mathématiques, en lisant les éléments d'Euclide dans l'édition d' Isaac Barrow (1630-1677), William Oughtred (Clavis mathematica), la géométrie de Descartes et le livre de Frans van Schooten à ce sujet, l'édition des uvres collectives de François Viète de Frans van Schooten (avec en pièces jointes ses élèves Johan de Witt , Johan Hudde , Hendrick van Heuraet ) et l'Algèbre de John Wallis , qui contenait déjà les premières approches de l'analyse et qui incita Newton à faire son propre travail. Barrow était devenu membre du Trinity College en 1663, mais Newton n'est probablement entré en contact plus étroit avec lui dans le domaine mathématique que quelques années plus tard.

Il devient érudit le 28 avril 1664 et obtient sa licence en avril 1665. Sa véritable percée en tant que mathématicien et scientifique est survenue lorsque l'université a été fermée à l'été 1665 en raison de la grande peste et il est retourné chez lui à Woolsthorpe, où il a passé les deux années suivantes dans un isolement scientifique relatif jusqu'à la réouverture de l'université.

D'après son propre témoignage dans les Quaestiones , il a eu ses premières idées de grande envergure en 1665/1666, qui l'ont conduit sur la piste de ses trois grandes théories : le calcul infinitésimal (dans la terminologie de Newton la théorie des fluxions), la théorie des la lumière et la théorie de la gravité . On ne sait pas jusqu'où il en était avec ses approches théoriques dans cette première période. La publication de ses enseignements dans ces domaines et la circulation de ses manuscrits pertinents ont eu lieu beaucoup plus tard.

Carrière universitaire à Cambridge

Après la levée de la quarantaine en 1667, Newton est devenu membre du Trinity College (Cambridge) ; cela signifiait non seulement l'acceptation des 39 articles de l' Église d'Angleterre , mais aussi le vœu de célibat . Il a également reçu des ordinations dans les sept ans. En 1669, il devint titulaire de la chaire lucasienne de mathématiques . Son prédécesseur Isaac Barrow, qui prenait sa retraite, l'a lui-même recommandé. La même année, De Analysi parut en tant que manuscrit par Aequationes Numeri Terminorum Infinitas, le précurseur du calcul infinitésimal. Ce fut le premier pas vers la renommée de Newton ; si peu d'initiés connaissaient ses réalisations, il était devenu le plus grand mathématicien de son époque. De 1670 à 1672, il enseigne l'optique, où il étudie particulièrement la réfraction de la lumière .

Il pouvait aussi faire de l'optique. En 1672, il construisit un télescope à réflexion - plus tard nommé d'après lui - qu'il présenta à la Royal Society de Londres. La même année, il a publié son écriture New Theory about Light and Colors in the Philosophical Transactions of the Royal Society. Ce papier a suscité de nombreuses discussions. Il y avait une relation particulièrement tendue entre lui et Robert Hooke , une figure de proue de la Royal Society, car tous deux étaient des scientifiques respectés, mais avaient des opinions fondamentalement différentes et chacun insistait sur ses « droits ».

Newton a trouvé la critique de ses publications difficile à supporter, alors il s'est de plus en plus retiré de la communauté scientifique et s'est concentré sur ses expériences alchimiques. Vers 1673, il commença à étudier de manière intensive les textes des Saintes Écritures et des Pères de l'Église - une activité qui l'occupa jusqu'à sa mort. Ses études l'ont amené à croire que la doctrine de la Trinité était une hérésie qui a été persuadée aux chrétiens au 4ème siècle. En 1675, il obtint une dispense de l'obligation de recevoir des ordres - probablement parce que cela aurait contredit ses vues peu orthodoxes.

Isaac Newton 1689 ; Peinture de Godfrey Kneller

En 1678, Newton fit une dépression nerveuse ; l'année suivante, sa mère mourut. Pendant six ans, jusqu'en 1684, Newton se trouve dans une période d'isolement et de doute. En 1679, il revint à ses premières considérations sur la mécanique ; son écriture De Motu Corporum de 1684 contenait les principales caractéristiques de ce qu'il exposait trois ans plus tard dans les Principia . Dans ce travail, il a combiné les recherches de Galileo Galileo sur l' accélération , les recherches de Johannes Kepler sur les mouvements planétaires et les recherches de Descartes sur le problème de l'inertie dans une théorie dynamique de la gravité et a jeté les bases de la mécanique classique en formulant les trois lois fondamentales du mouvement . Newton était désormais reconnu internationalement ; de jeunes scientifiques qui partageaient ses opinions scientifiques (et aussi théologiques) peu orthodoxes se sont réunis autour de lui. Une autre dispute avec Hooke s'ensuivit - cette fois à propos de la loi de la gravité. (Hooke a affirmé que Newton a volé l'idée que la gravité diminue avec le carré de la distance - voir "Mécanique" ci-dessous.)

En 1687, il a également joué un rôle majeur dans le mouvement de protestation qui voulait empêcher le roi Jacques II de convertir l'Université de Cambridge en une institution catholique. Vers 1689, Newton entame une correspondance théologique avec le philosophe anglais John Locke (1632-1704) et une amitié très intense avec le mathématicien suisse Nicolas Fatio de Duillier . En tant qu'envoyé de son université, il devient membre du Parlement anglais pendant un an . Lorsque son amitié avec Fatio s'est rompue en 1693, il a subi une autre dépression nerveuse; ses amis Locke et Samuel Pepys étaient alarmés et s'occupaient de lui.

La tombe d'Isaac Newton sur l' écran du chœur de l'abbaye de Westminster à Londres

Chef de la Monnaie, séjour à Londres

En 1696, grâce à la médiation de son ami, qui devint plus tard le comte d'Halifax , il devint directeur de la Monnaie royale de Londres ; En 1699, il fut nommé son "maître". Cela a effectivement mis fin à sa carrière de scientifique créatif. Le bureau de Wardein était largement considéré comme un bénéfice lucratif , mais Newton prenait son devoir au sérieux. Sa répression contre les contrefacteurs était notoire. Trois ans plus tard (1699), il est nommé à l'un des huit membres externes de l'Académie de Paris. En 1701, il démissionna de ses fonctions de professeur à Cambridge ; La même année, il publie (anonymement) sa loi sur le refroidissement des solides dans l'air. En 1703, il devint président de la Royal Society , poste qu'il occupa jusqu'à sa mort. Hooke mourut un an plus tard, et il put enfin publier ses Opticks . En 1705, il fut fait chevalier par la reine Anne - non pas en raison de ses services à la science, mais pour ses activités politiques. La même année, les problèmes prioritaires commencèrent avec Gottfried Wilhelm Leibniz à propos de l'invention du calcul infinitésimal .

Newton vivait à Londres depuis 1696. Il vivait dans une maison seigneuriale qui abritait un petit observatoire et étudiait l'histoire ancienne, la théologie et le mysticisme. À partir de 1697 (1707 ?) la maison de Newton était dirigée par sa demi-nièce Catherine Barton . Newton n'était pas marié. D'après les souvenirs de Newton recueillis par William Stukeley , il a développé un penchant pour la fille du pharmacien avec qui il a vécu pendant ses études à Grantham. L'amitié a duré même lorsqu'elle a épousé quelqu'un d'autre. En 1699, il devient membre étranger de l' Académie des sciences de Paris.

En 1720, il perdit 20 000 £ (environ 3 millions d'euros aujourd'hui) dans la spéculation des mers du Sud après avoir réalisé auparavant des bénéfices plus importants. Il se plaignait de « pouvoir calculer le mouvement des étoiles, mais pas la bêtise des hommes », mais resta un homme riche jusqu'à sa mort.

Dans les années qui ont suivi, les calculs vésicaux sont devenus de plus en plus gênants pour lui . Huit jours après sa mort, Newton est enterré avec une grande solennité dans l'abbaye de Westminster .

Newton était considéré comme assez distrait et humble, mais réagissait souvent avec une grande sévérité aux critiques. Ses relations avec d'autres scientifiques tels que Robert Hooke , Christiaan Huygens , John Flamsteed et Gottfried Wilhelm Leibniz , dont il se vantait d'avoir « brisé son cœur » dans la dispute sur la paternité du calcul infinitésimal , est bien connue. Après que Flamsteed eut gagné une affaire de vol intellectuel, Newton effaça toute référence à Flamsteed dans l'édition de 1713 des Principia (bien qu'il doive beaucoup à ses observations précises).

Trois ans après sa mort, Alexander Pope a proposé l' inscription suivante pour la tombe de Newton, mais elle n'y a pas été exécutée :

« La nature et les lois de la nature étaient cachées dans la nuit :
Dieu a dit : Laissez Newton être ! et tout était Lumière."

« La nature et les lois de la nature étaient enveloppées de nuit ;
Dieu a dit : Qu'il y ait Newton ! Et l'univers était rempli de lumière."

- Alexandre Pape

Recherche en science et philosophie

optique

Page de titre de la quatrième édition : Optics ou un traité des reflets, réfractions, inflexions et couleurs de la lumière, 1730

Newton a donné ses conférences inaugurales sur sa théorie des couleurs. Lorsque la Royal Society a entendu parler de son télescope à réflecteur, il a pu en faire la démonstration et a suscité un grand intérêt. Dans une lettre à la Royal Society, il a mentionné une nouvelle théorie de la lumière au secrétaire de l'époque, Henry Oldenburg, en rapport avec la construction du nouveau télescope . Le résultat fut la publication de sa théorie sur la lumière et les couleurs, qui en 1704 a constitué la base de l'ouvrage principal Optics ou un traité des reflets, des réfractions, des inflexions et des couleurs de la lumière ("Optics ou un traité sur la réflexion, la réfraction, la courbure et les couleurs de la lumière »).

Depuis les Paralipomena de Johannes Kepler , l'optique a été un élément central de la révolution scientifique du XVIIe siècle. Semblable aux recherches de Galileo Galileo dans le domaine de la mécanique, la découverte de René Descartes de la loi de la réfraction de la lumière avait étayé l'idée que le cosmos dans son ensemble était organisé selon des principes mathématiques. S'écartant de l'idée ancienne selon laquelle les phénomènes colorés sont basés sur un changement de lumière (qui est naturellement blanche), les expériences de Newton avec des fentes lumineuses et des prismes sont parvenues à la conclusion que la lumière blanche est composée et décomposée en ses couleurs par le verre. (Les précurseurs avaient prétendu que le prisme ajoutait les couleurs.) De cette façon, il pouvait facilement expliquer comment l' arc-en - ciel est né .

Lorsque Robert Hooke a critiqué certaines de ses idées, Newton était tellement indigné qu'il s'est retiré du débat public. Les deux sont restés des adversaires acharnés jusqu'à la mort de Hooke.

Modèle de télescope à réflexion de Newton de 1672 pour la Royal Society (réplique).

De son travail, Newton a conclu que tout télescope construit avec des lentilles doit souffrir de la dispersion de la lumière, et a suggéré un télescope à réflecteur pour contourner les problèmes. En 1672, il en construit un premier exemplaire (voir illustration). Le type proposé par lui (et plus tard nommé d'après lui) est devenu l'appareil standard pour les astronomes pendant de nombreuses générations. Cependant, le prototype de Newton n'était pas supérieur aux télescopes à lentilles utilisés à l'époque, puisque son miroir primaire n'était pas parabolisé et souffrait donc d' aberration sphérique . Plus tard, des combinaisons de lentilles achromatiques faites de verres avec différentes propriétés de réfraction ont été développées pour les télescopes.

Sa découverte que les rayons lumineux individuels ont des propriétés immuables l'a amené à croire que la lumière est constituée de particules de lumière (immuables et semblables à des atomes). Ce faisant, il s'écarte fondamentalement de Descartes, qui avait décrit la lumière comme un mouvement dans la matière et la lumière blanche comme originale (et donc pas si éloignée d' Aristote ). Selon Newton, l'impression des couleurs est créée par des corpuscules de différentes tailles.

Dans l'écriture Hypothesis of Light de 1675, Newton a introduit le concept d'éther : les particules de lumière se déplacent à travers un milieu matériel - c'était du pur matérialisme. Sous l'influence de son collègue Henry More , cependant, il remplaça bientôt l'éther léger par des forces occultes - dérivées d' idées hermétiques - qui attirent ou repoussent les particules lumineuses.

Avec la théorie particulaire de la lumière, cependant, des phénomènes tels que l' interférence - décrite et utilisée par Newton lui-même - ou la biréfringence (basée sur la polarisation , décrite par Erasmus Bartholin dès 1669) ne pouvaient être expliqués.

Dans la Nouvelle théorie sur la lumière et les couleurs , Newton a représenté sa théorie des corpuscules ainsi que sa théorie des couleurs. Cela a de nouveau conduit à une âpre dispute avec Christiaan Huygens et sa théorie ondulatoire de la lumière, qu'il a laissée en sa faveur en 1715 par l'intermédiaire de desaguliers devant la Royal Society. Après que Thomas Young eut effectué d' autres expériences pour confirmer la théorie des ondes en 1800, longtemps après les deux décès, elle devint la doctrine dominante. Aujourd'hui, les deux concepts théoriques sont mathématiquement combinés en mécanique quantique - bien que le concept de photon moderne ait peu de points communs avec les corpuscules de Newton.

mécanique

Isaac Newton, page de titre de la première édition de son ouvrage Philosophiae Naturalis Principia Mathematica de 1687

Il a également jeté les bases de la mécanique classique , les trois lois fondamentales du mouvement et les notions de temps absolu , l' espace absolu et l' action à distance (et donc indirectement le concept de déterminisme ). Ensemble, c'étaient les principes de base essentiels de la physique de l'époque. Newton a enseigné une philosophie naturelle dualiste - basée sur l'interaction de "forces naturelles" immatérielles actives avec une matière absolument passive - qui est devenue la base de la vision scientifique du monde de nombreuses générations. Ce n'est que la théorie de la relativité d' Albert Einstein qui a clairement montré que la mécanique de Newton traitait d'un cas particulier.

A partir de 1678, en collaboration avec Hooke et Flamsteed , il s'occupe à nouveau intensément de la mécanique, en particulier des lois formulées par Kepler . Il publie ses résultats préliminaires en 1684 sous le titre De Motu Corporum. Dans cet ouvrage, cependant, il n'est pas question de l'effet universel de la gravité ; ses trois lois du mouvement ne sont pas encore présentées ici non plus. Trois ans plus tard, cette fois avec le soutien d' Edmond Halley , parut le résumé Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Fondements mathématiques de la philosophie naturelle). Par cet ouvrage il voulait notamment remplacer la philosophie naturelle de Descartes ( Principia philosophiae, 1644), bien qu'il dut adopter de lui le concept d' inertie , qui devint un point central de la mécanique newtonienne.

Newton a été le premier à formuler des lois du mouvement valables à la fois sur terre et dans le ciel - une rupture décisive avec les vues de la doctrine traditionnelle d' Aristote et plus tard de la péripatéticienne , selon laquelle les conditions dans le ciel sont fondamentalement différentes de celles sur terre. De plus, il a fourni l'argumentation géométrique des trois lois de Kepler , les a retracées jusqu'à des causes uniformes (action à distance de gravitation et d'inertie) et les a étendues à l'effet que non seulement les ellipses , mais toutes les sections coniques étaient possibles ( Georg Samuel Dörffel avait déjà montré en 1681, cependant, que les comètes se déplacent sur des orbites hyperboliques). Avec ses trois lois du mouvement et l'introduction de la force générale de gravité (le mot gravitation lui revient aussi ) Newton avait confirmé de façon convaincante les travaux de Copernic , Kepler et Galilée .

Sa mécanique a été considérée par des générations de scientifiques et d'historiens comme une contribution fondamentale au sens de la justification rationnelle des lois naturelles ( hypothèses non fingo signifie : « Il n'y a pas d'hypothèses en philosophie expérimentale »). On oublie souvent que les considérations de Newton reposaient sur un concept qui n'est en aucun cas considéré comme objectivement scientifique : la tradition hermétique , dont il avait largement traité pendant la période de quarantaine 1665-1666. La philosophie naturelle traditionnelle expliquait les phénomènes naturels avec le mouvement de particules matérielles (telles que l'électricité statique ) à travers un milieu éthéré (comme l' hypothèse de la lumière de Newton de 1675). L'action à distance (par des « forces ») lui paraissait tout aussi impossible que le vide . Descartes et Leibniz (1693) ont tous deux l'idée que les tourbillons dans un « fluide » (latin pour liquide) maintenaient les planètes sur leurs orbites. À partir de 1679, cependant, Newton attribua certains processus ( réaction exothermique ou tension superficielle ) à l'effet de forces attractives ou répulsives - il s'agissait d'une mise en œuvre directe des "sympathies" ou "antipathies" occultes de la philosophie naturelle hermétique. Ce qui était essentiellement nouveau, cependant, était que Newton traitait ces forces comme des quantités qui peuvent être saisies à la fois expérimentalement et mathématiquement et géométriquement.

En 1679, Hooke chercha à reprendre contact avec Newton et mentionna sa théorie du mouvement planétaire dans une lettre. On parlait d'une attirance qui décroît avec la distance ; La réponse de Newton supposait une gravité constante. Cette correspondance (qui traitait d'une expérience sur Terre) a été le point de départ de l' allégation ultérieure de plagiat de Hooke à l' encontre de Newton. Newton a dû admettre que Hooke l'avait conduit sur la bonne voie : 1. une ellipse orbitale résulte d'une force gravitationnelle qui diminue (avec le carré de la distance à un point focal) et 2. explique ce concept extraterrestre, c'est-à-dire mouvement planétaire. Cependant, la suggestion de Hooke d'une gravité décroissante était basée sur l' intuition , et non - comme avec Newton - sur l'observation et la déduction logique. De plus, Newton lui-même avait développé le concept de gravité décroissante quadratique dès 1665/66. D'autre part, Newton n'a eu l'idée de l'effet universel (également extraterrestre) de la gravité que bien après 1680.

L'histoire est également racontée qu'Isaac Newton, en regardant une pomme sur un pommier, et peut-être aussi la chute de la pomme de l'arbre dans le jardin de Woolsthorpe Manor, a eu l'idée que la mécanique céleste est basée sur le même gravité comme la chute des pommes sur la terre. Cela remonte aux Memoires de la vie de Sir Isaac Newton par William Stukeley ; Voltaire a décrit la découverte légendaire en des termes similaires . Reste à savoir si cela s'est vraiment passé ainsi. Les experts pensent qu'il est possible que Newton lui-même ait inventé l'histoire au cours des dernières années pour montrer comment il a acquis des connaissances à partir d'observations quotidiennes.

Les explications géométriquement orientées de Newton dans les Principia n'étaient compréhensibles que pour les experts. Deux éditions ultérieures (1713 avec des extensions importantes et 1726) n'ont rien changé. La percée sur le continent est due à Émilie du Châtelet , qui à partir de 1745 traduisit l'ouvrage en français, traduisit l'expression géométrique de Newton dans la notation de calcul développée par Leibniz, et ajouta de nombreux commentaires qui lui sont propres à son texte.

mathématiques

En plus de ses réalisations fondamentales en physique, Newton a été l' un des fondateurs du calcul infinitésimal aux côtés de Gottfried Wilhelm Leibniz et a apporté d'importantes contributions à l' algèbre .

L'une de ses premières réalisations a été une formulation généralisée du théorème du binôme utilisant des séries infinies . Il a prouvé qu'il est valable pour tous les nombres réels (y compris les nombres négatifs et les fractions).

Au début du XVIIe siècle, Bonaventura Cavalieri et Evangelista Torricelli ont étendu l'utilisation des quantités arithmétiques infinitésimales. Parallèlement, René Descartes et Pierre de Fermat utilisaient l'algèbre pour calculer les aires et les pentes des courbes. Newton a généralisé ces méthodes dès 1660. L'enseignant de Fermat et Newton, Isaac Barrow, avait reconnu que ces deux processus sont étroitement liés : ils sont inverses l'un de l'autre. Newton a effectivement réussi à les connecter en utilisant la « méthode de fluxion » ; En 1666, il développa le calcul. Cependant, il ne publie ses résultats qu'en 1704 dans une annexe à Opticks .

Leibniz a travaillé sur le même procédé à partir de 1670 ; il l'appelait "calcul différentiel". Alors que Newton partait du principe physique de la vitesse instantanée , Leibniz essayait de trouver une description mathématique du problème de la tangente géométrique . Leibniz était considéré comme un inventeur jusqu'en 1699 ; puis l'ancien ami de Newton, Fatio, publia une brochure dans laquelle il affirmait sa priorité et supposait que Leibniz avait volé l'idée de Newton lors d'une visite à Londres en 1676. Le résultat fut un conflit prioritaire qui dura jusqu'à la mort de Newton. Aujourd'hui, il est considéré comme prouvé que les deux scientifiques ont développé leurs résultats indépendamment l'un de l'autre.

Sans le calcul, Newton aurait à peine pu acquérir ou prouver ses connaissances révolutionnaires sur la mécanique classique.

Il a également apporté une contribution significative à la géométrie algébrique planaire en classant les cubiques et en les réduisant à une courbe elliptique en tant que forme normale grâce à des transformations birationnelles (publié en 1710). En mathématiques numériques, la méthode Newton ( méthode Newton-Raphson) porte son nom.

Sous le titre The Mathematical Papers of Isaac Newton , l'historien mathématique et expert Newton Derek Thomas Whiteside à l' Université de Cambridge a publié de nombreux manuscrits mathématiques de Newton en huit volumes entre 1967 et 1981.

astronomie

En plus de la fabrication du premier télescope à miroir fonctionnel et de la découverte de la gravité comme cause des mouvements planétaires, une première théorie sur la formation d' étoiles fixes doit être mentionnée. En 1712, il tenta en sa qualité de président de la Royal Society avec Halley , sur la base des observations de Flamsteed - et contre sa volonté - de produire un catalogue d'étoiles avec une carte des étoiles (Historia coelestis Britannica) . Cela a conduit à un autre conflit houleux sur les droits d'auteur. Un tribunal a statué en faveur de Flamsteed.

Isaac Newton

Contrairement à son vif intérêt pour l'alchimie, Newton ne pensait pas et ne se souciait pas de l' astrologie . L'un des plus grands experts des manuscrits de Newton, Derek Whiteside , n'a pas pu trouver un seul mot sur l'astrologie dans le vaste domaine de Newton, et parmi les livres de la bibliothèque de Newton, identifiés en 1752, la majorité (477) étaient sur la théologie, suivis par l'alchimie ( 169), les mathématiques (126), la physique (52) et l'astronomie (33), mais seulement quatre qui peuvent être attribuées à l'astrologie. Peu de temps avant sa mort, il mentionna à son confident John Conduitt que son intérêt pour les sciences naturelles avait été stimulé en tant qu'étudiant en 1663 par un livre sur l'astrologie, dont il ne comprenait pas les diagrammes, mais selon la même source Newton a dit que il s'écarta peu après de la vanité et de la vacuité de la prétendue science de l'astrologie. L'anecdote parfois citée que Newton a répondu à Edmond Halley sur une remarque irrespectueuse sur l'astrologie, qu'il avait étudié le domaine mais Halley ne l'a pas fait, est incorrecte, elle concerne la théologie et non l'astrologie et vient de la biographie de Newton par David Brewster.

Plus de travail

Newton a également développé une loi qui décrit le refroidissement des corps solides dans l'air. De plus, suite à une étude pionnière de Robert Boyle , il a présenté dans les Principia comment la vitesse mesurée du son (dans l'air) peut être justifiée. Dans le même ouvrage, il définit la viscosité d' un liquide idéal ( newtonien ) et pose ainsi les bases de l'enregistrement mathématique du comportement des fluides. Une première formule pour estimer le pouvoir de pénétration des balles a été développée par lui.

En 1700, il invente sa propre échelle de température , l' échelle de Newton . Il réalise également la première esquisse d'un appareil de mesure d'angles à l'aide de miroirs et donc l'idée de base du sextant, inventé un demi-siècle plus tard .

"Le dernier magicien"

Moins connus que ses réalisations scientifiques du point de vue d'aujourd'hui sont les travaux de Newton en théologie unitarienne chrétienne et en alchimie en tant que précurseurs de la compréhension moderne des sciences naturelles.

théologie

En théologie , Newton a rejeté la doctrine de la Trinité , il a donc représenté un point de vue anti-trinitaire (technique : unitaire ). Cette attitude n'était pas sans danger dans son poste de boursier/professeur à Cambridge (son protégé et successeur William Whiston fut licencié en 1710 pour la même accusation). Il accusa Athanase d' avoir corrompu la doctrine chrétienne avec son dogme de la Trinité (« corruption de la doctrine d'Athanase »), laquelle fut bientôt suivie de la corruption générale du christianisme : « une corruption universelle du christianisme avait succédé à la corruption centrale de la doctrine ». Ses écrits connexes (y compris les Observations sur les prophéties de Daniel et l'Apocalypse de Saint-Jean. ) ne pouvaient être publiés qu'à titre posthume.

Ce n'est que dans le contexte de sa vision unitaire que Dieu saisit et embrasse le monde entier de l'intérieur et de l'extérieur comme une unité, et non comme une triple, que Newton a pu former son idée que l'espace et le temps sont le sensorium de Dieu à travers lequel il est à tout moment et est efficace partout en même temps.

En 1728 - également à titre posthume - ses calculs chronologiques (The Chronology of Ancient Kingdoms Amended) parurent, dans lesquels il tenta de concilier la chronologie classique (voir le calendrier Ussher-Lightfoot ) avec les dates astronomiques. Il est arrivé à la conclusion que le monde a 534 ans de moins que celui calculé par James Ussher .

Alchimie

Outre son travail physique et l'étude de la Bible, il passa aussi beaucoup de temps (jusqu'en 1696 environ) à la recherche de la pierre philosophale , qui, entre autres, était promise pour convertir le mercure et autres métaux vils en or.

En 1936, l' économiste John Maynard Keynes acheta la plupart des manuscrits alchimiques d'Isaac Newton pour le King's College de Cambridge. 369 livres de la bibliothèque personnelle de Newton étaient liés aux mathématiques et à la physique de son temps, tandis que 170 sont des œuvres des rosicruciens , de la Kabbale et de l' alchimie . Keynes a ensuite qualifié Isaac Newton de dernier grand « magicien de la Renaissance ». Newton s'est créé un index alchimique avec 100 auteurs, 150 écrits et 5000 pages de références sous 900 mots clés. Jan Golinski soupçonne Newton d'avoir fait cela dans l'espoir de pouvoir en tirer un tout cohérent, un enseignement cohérent. Betty T. Dobbs pense que Newton a étudié très attentivement la littérature alchimique jusqu'au 17ème siècle et l'a fait pendant 30 ans sans interruption. Le biographe de Newton Richard Westfall écrit : « Newton n'a jamais perdu de vue son premier amour [ce qui signifie alchimie]. . Betty T. Dobbs écrit : « La réintroduction par Newton du concept d'attraction dans ses Principia et son rejet d'une mécanique basée sur l'éther comme explication de la gravité semblaient à la fois à Westfall et à moi un argument convaincant en faveur de l'influence de l'alchimie sur sa pensée, car de nombreux traités d'alchimie traitent de principes actifs non mécaniques qui sont conceptuellement comparables à la théorie de la gravité de Newton. »

John Wickert caractérise le spagyriques Newton très justement: « Secrètement la nuit expérimenta la même personne qui a pensé sur la base de toute la théorie de la nature, souvent dans les laboratoires cachés. » Et il poursuit: « il a fait de the` Museum Hermeticum », un travail standard des alchimistes, des extraits encombrants et des personnages vénérés comme Michael Sendivogius , Michael Maier et Elias Ashmole ... Newton aimait les secrets alchimiques, aimait démêler les symboles ésotériques- alchimiques, oui, il les utilisait lui-même ... Des textes entiers sont écrits dans le langage allégorique de l'alchimiste. » ( Wickert :) On peut conclure avec Betty Dobbs que tout ce que Newton entreprend après 1675 sert à intégrer l'alchimie dans sa mécanique. Isaac Newton a fait tout ce qu'il pouvait pour faire avancer ses études alchimiques et pourtant il les a cachées. Les influences de ses études alchimiques sur ses recherches sont indubitablement présentes. Au cours des expériences, certaines sur son propre corps, Newton s'est empoisonné plusieurs fois.

Le domaine de Newton

Newton a légué sa succession écrite à sa nièce Catherine Barton et à son mari John Conduitt. Leur fille épousa en 1740 un membre de la noble famille de Portsmouth, dont le domaine de campagne à Hurstbourne Park dans le Hampshire se trouvait le domaine, donc également appelé Portsmouth Collection . En 1872, le comte de Portsmouth donna la partie académique du domaine à la bibliothèque de l'université de Cambridge. Les autres ont été catalogués à Cambridge en 1888. Il a été vendu aux enchères chez Sotheby's en 1936 mais n'a rapporté que 9 000 £. Une grande partie des manuscrits alchimiques a été achetée par John Maynard Keynes, qui les a remis au King's College de Cambridge. De nombreux manuscrits théologiques ont été mis aux enchères par Abraham Yahuda, dont une grande partie est parvenue à la Bibliothèque nationale et universitaire juive de Jérusalem . Le reste est dispersé dans plusieurs bibliothèques à travers le monde, dont la Dibner Collection, Babson College (Massachusetts), la Smithsonian Institution. D'autres collections de manuscrits de Newton se trouvent dans les archives de la Royal Society, la bibliothèque du Trinity College à Cambridge, la Bodleian Library à Oxford (en particulier sur le travail théologique et chronologique de Newton), le Public Record Office (à partir du travail de Newton sur la pièce).

Appréciation

Cénotaphe pour Newtons (1784)
Timbre-poste spécial de la Deutsche Bundespost pour le 350e anniversaire
Le pendule de lancer du poids , également connu sous le nom de pendule de Newton ou berceau de Newton , est un jouet physique

La méthode d'approximation de Newton et l' unité SI de force ( Newton ), les axiomes newtoniens , le fluide newtonien , l' élément Newton et les formules de Newton-Cotes portent le nom de Newton , ainsi que celui de Joel Hastings Metcalf le 30 mars 1908 à Taunton astéroïde découvert (662) Newtonia , découvert le 5 septembre 1986 par Henri Debehogne à l' observatoire de La Silla astéroïde (8000) Isaac Newton , le cratère martien Newton et Newton , un cratère lunaire. Un navire luxembourgeois porte son nom. Il est aussi l'homonyme de l' île Newton en Antarctique. Aussi le genre végétal Newtonia Baill. de la famille des légumineuses (Fabaceae) porte son nom.

Son portrait a honoré le billet d'une livre anglais de 1978 à 1984.

L'officier scientifique Isaac dans la série The Orville a été nommé d'après Isaac Newton.

Publications

Publications de son vivant

  • Philosophiae Naturalis Principia Mathematica . En latin 1687, édité de nouvelles éditions 1713, 1726, traduction anglaise 1729, édition allemande : Sir Isaac Newton's Mathematische Principien der Naturlehre - Edité avec remarques et explications par J. Ph. Wolfers . Berlin 1872. (Réimpression inchangée Minerva, 1992, ISBN 3-8102-0939-2 , pour les autres éditions voir l'article sur le livre).
  • Optiques . 1704 en anglais, édition révisée en latin 1706. L'annexe contient également les premières publications de ses travaux mathématiques en 1704 ( Tractatus de quadratura curvarum sur l'analyse, Enumeratio linearum tertii ordinis sur les cubiques).
  • Arithmetica Universalis . 1707 (latin,éditépar William Whiston ), 2e édition 1722, traduction anglaise Universal Arithmetick par Joseph Raphson 1720.

De plus, Newton édita la Geographia generalis de Varenius (1672) et publia des Lettres sur l'optique de 1672 à 1676 , ainsi que des articles dans d'autres revues, par exemple sur son télescope dans les Philosophical Transactions of the Royal Society 1672.

Les travaux non publiés de Newton ont circulé (avec un accès limité) dans les cercles universitaires sous forme de lettres ou de manuscrits, par exemple :

  • De Motu Corporum à Gyrum . Donné à Halley en 1684, avec une dérivation des lois de Kepler.
  • De analysi per equationes numero terminorum infinitas. Un premier manuscrit sur l'analyse donné à Isaac Barrow en 1669.

Publications après la mort de Newton

  • Méthode de Flux . Traduction de John Colson , 1736 (le manuscrit est de 1671, Methodus Fluxionum et Serierum Infinitarum).
  • Le système du monde. 1728 en anglais, suivi d'une édition latine (autorisée par les héritiers) également 1728 (De Mundi Systemata), une première version manuscrite de la troisième partie des Principia, mais qui est beaucoup plus facilement compréhensible que la version dans les Principia.
  • La chronologie des royaumes antiques, modifiée. (Ed. John Conduit), Londres 1728, avec l'annexe Short Chronicle from the first memory of things in europe to the conquest of persia by Alexander the great, Online.
  • Observations sur les prophéties de Daniel et l'Apocalypse de Saint-Jean. Benjamin Smith, Londres / Dublin 1733.
  • Un récit historique de deux corruptions notables de l'Écriture. J. Payne, Londres 1754 (écrit sous forme de lettres à John Locke , réimprimé dans Turnbull et al. (Ed.): Correspondence of Isaac Newton. Volume 3).
  • Lectiones optiques. 1729 (conférences sur l'optique).
  • Derek T. Whiteside (Rédacteur) : Les Papiers Mathématiques d'Isaac Newton. 8 volumes, Cambridge University Press, 1967-1981.
  • Derek Whiteside (éd.) : Les travaux mathématiques d'Isaac Newton. 2 volumes, New York, Johnson Reprint Corp., 1964 (ouvrage publié par Newton).
  • Rupert Hall , Marie Boas Hall (Ed.) : Articles scientifiques non publiés d'Isaac Newton. Une sélection de la collection Portsmouth de la University Library, Cambridge, The University Press, Cambridge 1962.
  • Herbert Westren Turnbull , J. Scott, L. Tilling, Rupert Hall (Eds.) : La Correspondance d'Isaac Newton. 7 volumes, Cambridge, 1959 à 1977.
  • Alan Shapiro (Ed.) : Les papiers optiques d'Isaac Newton. Volume 1, Cambridge University Press 1984 (seul volume 1 publié à ce jour, trois volumes étaient prévus).
  • Andrew Janiak (Rédacteur) : Isaac Newton : Écrits philosophiques. Cambridge University Press, 2004.
  • IB Cohen, RE Schofield (Eds.): Papiers et Lettres d'Isaac Newton sur la Philosophie Naturelle. 2e édition, Harvard University Press, 1978.

Le Newton Project de Rob Iliffe vise à rendre les écrits inédits de Newton accessibles à tous, en commençant par les écrits théologiques et optiques.

Il existe également un projet de l'Université de l'Indiana à Bloomington pour publier les écritures alchimiques.

Littérature

Biographies

Anthologies

  • I. Bernard Cohen , George E. Smith (Eds.): The Cambridge Companion to Newton. Cambridge University Press, 2002, ISBN 0-521-65177-8 .
  • John Fauvel et autres (éd.) : L'œuvre de Newton. Le fondement de la science moderne. Birkhäuser, Bâle / Boston / Berlin 1993.
  • Helmut Pulte , Scott Mandelbrote (éd.) : La réception d'Isaac Newton en Europe. 3 tomes. Bloomsbury, Londres 2019, ISBN 978-0-8264-7970-9

Newton en alchimiste

  • Richard L. Gregory : Alchemy of Matter and Mind Nature, Vol. 342, 1989, pp. 471-473.
  • Betty JT Dobbs : Les visages Janus du génie. Le rôle de l'alchimie dans la pensée de Newton. Cambridge University Press, 1991.
  • Betty JT Dobbs : Les Fondements de l'Alchimie de Newtons, ou La Chasse du Lyon Vert. Cambridge University Press, 1975.
  • Karin Figala : L'alchimie exacte d'Isaac Newton. Son interprétation "légale" de l'alchimie - illustrée à l'aide de l'exemple de certains auteurs qui l'ont influencé. In: Négociations de la Natural Research Society à Bâle. 94, 1984, p. 157-227.
  • Karin Figala : Newton en alchimiste. Histoire des sciences, volume 15, 1977, 102-137.
  • Jan Golinski : La vie secrète d'un alchimiste. Dans : John Fauvel et autres (éds.) : L'œuvre de Newton. Le fondement de la science moderne. Birkhäuser, Bâle / Boston / Berlin 1993.
  • William R. Newman : Newton l'alchimiste , Princeton University Press 2018

Littérature ancienne

  • Sir David Brewster : La vie de Sir Isaac Newton. Londres 1831 (allemand : la vie de Sir Isaac Newton avec une description de ses découvertes. Leipzig 1833).
  • Brewster : Mémoires de la vie, des écrits et des découvertes de Sir Isaac Newton. 2 volumes, Edimbourg 1855, réimpression New York / Londres 1965.
  • WW Rouse Ball : Un essai sur les Principia de Newton. Macmillan 1893.
  • Louis Trenchard Plus : Isaac Newton. Scribner 1934.
  • Sergueï Ivanovitch Wawilow : Isaac Newton. Berlin 1951.
  • Frank Manuel : Un portrait d'Isaac Newton. Cambridge, Massachusetts 1968.
  • Frank Manuel : Historien d'Isaac Newton. Cambridge 1963 (l'étude faisant autorité du travail chronologique de Newton).
  • Fritz Wagner : Isaac Newton. Au crépuscule entre mythe et recherche. Études sur le siècle des Lumières. Verlag Karl Alber, Fribourg / Munich 1976. ISBN 3-495-47339-4 .
  • Rebekah Higgitt, Rob Iliffe, Milo Keynes (Eds.): Early Biographies of Isaac Newton 1660-1885. 2 volumes, Pickering et Chatto, 2006.

Autres

  • Milo Keynes : L'iconographie de Sir Isaac Newton jusqu'en 1800. Boydell Press, 2005, ISBN 1-84383-133-3 .
  • Thomas de Padova : Leibniz, Newton et l'invention du temps. Piper, Munich 2013, ISBN 978-3-492-05483-6 .
  • Thomas Levenson : Newton et le contrefacteur : la carrière de détective inconnue du plus grand scientifique du monde , Houghton Mifflin Harcourt 2009

fiction

liens web

Wikisource : Isaac Newton  - Sources et textes intégraux
Wikisource : Isaac Newton  - Sources et textes intégraux (anglais)
Commons : Isaac Newton  - Collection d'images, de vidéos et de fichiers audio
Wikiquote: Isaac Newton  - Citations

Preuve individuelle

  1. ↑ Avant 1752, le calendrier julien était utilisé en Angleterre et le nouvel an était le 25 mars . commencé, pas le 1er janvier. La date de la mort de Newton est sur son mémorial à l'abbaye de Westminster par l'inscription OBIIT. XX. MAR. MDCCXXVI spécifié. Ses funérailles ont eu lieu le 28 mars 1727, voir The London Gazette 1. – 4. Avril 1727 - les deux dates selon le calendrier anglais de l'époque. Entre le décès le 20 mars 1726 jul. et les funérailles du 28 mars 1727 juil. Il n'y avait donc que huit jours, entre les deux, c'était le tournant de l'année.
  2. ↑ théologique et alchimique papiers d'Isaac Newton. Mémoire du monde de l'UNESCO, consulté le 31 août 2017 .
  3. ↑ Stephen Haddelsey et Susan Haiman : Manoir de Woolsthorpe . Lieu de naissance d'Isaac Newton. Ed. : Le National Trust. Acorn Press, Swindon 2008, ISBN 978-1-84359-224-2 (anglais).
  4. ↑ a b c d e f g h John J. O'Connor, Edmund F. Robertson :  Sir Isaac Newton. Dans : Archives d'histoire des mathématiques de MacTutor .
  5. ↑ David Speiser : "Principia" de Newton - travail et effet. Dans : Négociations de la Natural Research Society Basel. Tome 89, 1980, page 107.
  6. ↑ Abbaye de Westminster: Sir Isaac Newton.
  7. ↑ LTO : Isaac Newton : également en mouvement en médecine légale. Consulté le 4 mars 2020 .
  8. ^ Stukeley, Mémoires de la vie de Sir Isaac Newtons, 1752
  9. ^ Liste des membres depuis 1666 : lettre N. Académie des sciences, consultée le 27 janvier 2020 (français).
  10. ^ Les travaux d'Alexander Pope, Esq., En neuf volumes, complet, le deuxième volume . Londres 1797, p. 403 ( aperçu limité dans la recherche de livres Google, traduction BM Goldberg 1833 aperçu limité dans la recherche de livres Google).
  11. ^ Une lettre de M. Isaac Newton, professeur de mathématiques à l'Université de Cambridge; Contenant sa nouvelle théorie sur la lumière et les couleurs : envoyé par l'auteur à l'éditeur de Cambridge, 6 février 1671/72 ; Afin d'être communiqué à la R. Society. Dans : Transactions philosophiques. Volume 6, numéro 80, 19 février 1672, pp. 3075-3087, doi : 10.1098/rstl.1671.0072 .
  12. ↑ Voir aussi littérature : A. Rupert Hall et Marie Boas Hall : Articles scientifiques non publiés d'Isaac Newton. Pp. 221-228 : « Dans l'air et sur l'éther »
  13. ↑ Thomas Sonar : L'histoire du conflit de priorité entre Leibniz et Newton. Springer Verlag, Berlin 2016, ISBN 978-3-662-48861-4 .
  14. ↑ Eric W. Weisstein : Courbe cubique . Dans : MathWorld (anglais).
  15. ^ Sarah K. Bolton : Hommes célèbres de la Science. Thomas Y. Crowell & Co., New York 1889.
  16. ^ Robert H. van Gent : Isaac Newton et Astrologie , Université d'Utrecht. Consulté le 10 janvier 2020. L'article fait suite à l'essai de van Gent dans : Correlation : Journal of Research into Astrology, Volume 12, 1993, No. 1, pp. 33-37
  17. ↑ Wilfried J. Bartz : Zur Geschichte der Tribologie (=  Handbook of Tribology and Lubrication Technology . Volume 1 ). expert verlag, 1988, ISBN 978-3-8169-0313-0 , chap. 4.7, p. 108-109 ( aperçu limité dans la recherche Google Book).
  18. ^ RS Westfall : Jamais au repos, une biographie d'Isaac Newton. Cambridge University Press, Cambridge 1984, page 315.
  19. ↑ Rapport allemand détaillé dans : Deutsche Acta Eruditorum , ou, Histoire des savants qui ont compris l'état actuel de la littérature en Europe. Leipzig 1735, tome 195, pp. 195-22.
  20. ↑ Voir Betty T. Dobbs : Les visages du génie de Janus. Le rôle de l'alchimie dans la pensée de Newton. Cambridge University Press, 1991.
  21. ↑ 111 et suiv.
  22. ^ Projet Newton, héritage . Voir aussi Westfall: Never at Rest. Pp. 875 f.
  23. ^ Isaac Newton dans le Gazetteer of Planetary Nomenclature de l' IAU (WGPSN) / USGS
  24. ↑ Lotte Burkhardt : Répertoire des noms de plantes éponymes - édition étendue. Partie I et II. Jardin botanique et musée botanique de Berlin , Freie Universität Berlin , Berlin 2018, ISBN 978-3-946292-26-5 doi: 10.3372 / epolist2018 .
  25. ^ Le projet Newton. Faculté d'histoire de l'Université d'Oxford, consulté le 16 mai 2019 .
  26. ^ La Chymystrie d'Isaac Newton. Indiana University Bloomington, consulté le 16 mai 2019 .
données personnelles
NOM DE FAMILLE Newton, Isaac
BRÈVE DESCRIPTION physicien, astronome et mathématicien anglais
DATE DE NAISSANCE 4 janvier 1643
LIEU DE NAISSANCE Woolsthorpe-by-Colsterworth , Lincolnshire
DATE DE DÉCÈS 31 mars 1727
LIEU DU DÉCÈS Kensington