Isaac Newton



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Isaac Newton
Immagine in Infobox.
Ritratto di Isaac Newton di 46 anni di Godfrey Kneller (1689)
Funzioni
Presidente della Royal Society
-
Membro del Parlamento dell'Inghilterra
Cambridge University ( in )
-
Direttore di Mint
-
Guardiano della Zecca ( in )
-
Membro del Parlamento dell'Inghilterra
Cambridge University ( in )
-
Professore Lucasiano di Matematica all'Università di Cambridge
-
Membro del Parlamento inglese dal 1701-1702
Membro del Parlamento 1689-90
Biografia
Nascita
Morte
Sepoltura
Casa
Formazione
Cambridge University
The King's School, Grantham ( it ) (-)
Trinity College ( laurea triennale ) ( -)
Trinity College ( Master of Arts ) (-)
Attività
Papà
Isaac Newton ( d )
Madre
Parentela
Catherine Barton ( in ) (nipote)
Altre informazioni
Lavorato per
Sedia
le zone
Religione
Membro di
Maestri
Isaac Barrow , Benjamin Pulleyn ( in )
Persona correlata
Influenzato da
Distinzione
titolo onorario
Signore
ITA COA Newton.svg
stemma
opere primarie
firma di Isaac Newton
firma
Tomba di Isaac Newton nell'abbazia di Westminster.jpg
Veduta della tomba.

Isaac Newton (J -J , oG -G ) è un inglese , poi britannico , matematico , fisico , filosofo , alchimista , astronomo e teologo . Figura emblematica della scienza , è particolarmente riconosciuto per aver fondato la meccanica classica , per la sua teoria della gravitazione universale e per la creazione, in concorrenza con Gottfried Wilhelm Leibniz , del calcolo infinitesimale . In ottica , ha sviluppato una teoria del colore basata sull'osservazione che un prisma scompone la luce bianca in uno spettro visibile . Inventò anche il telescopio riflettore costituito da uno specchio concavo primario chiamato telescopio di Newton .

In meccanica stabilì le tre leggi universali del moto che di fatto costituiscono i principi alla base della grande teoria newtoniana sul movimento dei corpi, teoria che oggi chiamiamo “  meccanica newtoniana  ” o anche “meccanica classica”.

È noto anche per la generalizzazione del teorema binomiale e per l'invenzione nota come metodo di Newton che permette di trovare approssimazioni di uno zero (o radice) di una funzione reale di una variabile reale .

Newton mostrò che i movimenti degli oggetti sulla Terra e sui corpi celesti sono governati dalle stesse leggi naturali ; basandosi sulle leggi del moto dei pianeti di Keplero , sviluppò la legge di gravità universale .

La sua opera Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , pubblicata nel 1687 , è considerata un'opera importante nella storia della scienza . È in questo che descrive la legge di gravitazione universale, formula le tre leggi universali del moto e pone le basi della meccanica classica. Ha svolto anche ricerche nel campo della teologia e dell'alchimia .

Biografia

Gioventù

L'Inghilterra non avendo ancora adottato il calendario gregoriano , la data di nascita di Isaac Newton è registrata come of, a Woolsthorpe Manor vicino a Grantham , Lincolnshire , Inghilterra , a parenti di agricoltori. La sua nascita è stata movimentata: è nato tre mesi dopo la morte di suo padre, Isaac Newton senior, e prematuramente. Più tardi, sua madre gli dirà che nessuno pensava che potesse sopravvivere. La sua costituzione è così fragile che avrebbe tenuto, ha detto, "in una brocca" . Dei suoi primi anni si sa poco, a parte alcuni dati riportati dallo stesso Newton.

La felicità di Newton non durò a lungo: aveva tre anni quando sua madre, Hannah Ayscough si risposò con Barnabas Smith, un pastore di 63 anni ed economicamente benestante del vicino villaggio di North Witham. Sorge un conflitto quando sua madre si trasferisce con il marito a North Witham. Poiché Barnaba non vuole prendersi cura di Isacco, viene lasciato alle cure dei nonni materni, la cui famiglia, composta da uomini di chiesa e accademici, sarà responsabile della sua formazione. Ma questa separazione suscita in lui un forte sentimento "(di) angoscia, aggressività e paura" che lo rende un precoce egocentrico. Ogni volta che qualcuno cerca di portare via ciò che pensa sia di sua proprietà, reagirà con una violenza sproporzionata. Nonostante possa contare su zii, zie e cugini che abitano nelle vicinanze, soffre della sua infanzia solitaria e questa sofferenza contribuisce al suo isolamento. A cinque anni ha frequentato le scuole elementari Skillington e Stoke.

Aveva dieci anni quando morì il suo patrigno Barnaba. Sua madre torna alla casa della famiglia Woolsthorpe con i tre figli che ha avuto dal pastore. Ahimè, la felicità di ritrovare sua madre è di breve durata: un anno dopo - ha dodici anni - Newton viene mandato alla scuola elementare di Grantham (undici chilometri dalla sua città natale). Non prende molto sul serio la sua scuola - si siede sempre in fondo alla classe - finché un giorno, quando lascia il college, litiga con un compagno di classe grande il doppio di lui e lo butta a terra. Non contento di averlo messo al tappeto, volle anche dominarlo intellettualmente e, da quel momento, non smise mai di occupare il primo posto della classe. Questo aneddoto rivela un tratto cruciale del suo carattere: il desiderio di prevalere sui suoi rivali che considera inferiori. Rimase con il farmacista Clark - la cui moglie era amica di sua madre - e approfittò della biblioteca, ben fornita di opere scientifiche, per apprendere le basi della "filosofia naturale" (fisica). Il disegno è anche l'altra sua passione, come dimostrano le pareti della casa del farmacista Clark, adornate da ritratti di animali, fiori e figure geometriche. In questa dimora ci sono anche meridiane per le quali Newton mostra vera devozione. Rimase al Grantham College per quattro anni fino a quando sua madre lo richiamò a Woolsthorpe per diventare un agricoltore e imparare a gestire la sua tenuta.

Fortunatamente, molte persone intorno a lui notarono che Newton non era fatto per il lavoro nei campi e scoprirono le sue doti scientifiche. William Ayscough, il fratello di sua madre, insistette perché continuasse i suoi studi e poi andasse all'università. Il suo principale alleato è il fratello della signora Clark, il pastore Humphrey Babington - che finisce per formare una stretta amicizia con Newton - e, infine, il suo maestro di scuola a Grantham, di nome Stokes, che si offre di pagare lui stesso le tasse scolastiche e di accogliere il giovane Newton a casa sua fino alla fine della sua formazione. Un anno dopo, sua madre accetta che suo figlio riprenda gli studi. Dopo aver completato gli studi, Newton si iscrisse all'università.

A diciassette anni, Newton si innamorò di una compagna di classe, Miss Storey. Gli è permesso di uscire con lei e persino di fidanzarsi con lei, ma deve completare i suoi studi prima di sposarsi. Infine, il matrimonio non avviene, rimarrà vergine e single per tutta la vita.

A Cambridge

Lo studente e il ricercatore

Newton arriva a Cambridge ile il giorno dopo entrò nel Trinity College , istituzione alla quale rimase legato per i successivi quarant'anni. La scelta di Trinity, considerata la migliore, si basa su diversi motivi: da una parte William Ayscough vi ha studiato, dall'altra Humphrey Babington vi lavora come collega . Newton è elencato lì come subsizar . Il suo status universitario gli impone di condividere la sua stanza con un altro studente, John Wickins, che mostrerà preoccupazione e sostegno, aiutandolo a svolgere i suoi esperimenti e scrivere i suoi documenti di ricerca.

Ha cominciato preparandosi per la sua licenza nelle arti liberali . In questo momento, l'università è rimasta ancorata a un curriculum basato sulle discipline umanistiche medievali , a cui Newton non era molto interessato. Dai suoi taccuini sappiamo che non terminò le sue letture obbligatorie e che ne iniziò altre, chiaramente più contemporanee. I riferimenti ad autori più moderni abbondano nei suoi taccuini, come Cartesio , Galileo , Robert Boyle , Henry More , Hobbes e Gassendi . Sebbene il programma universitario soffra di arcaismo, sono disponibili gli ultimi libri scientifici, quindi Newton può consultare le ultime pubblicazioni. Newton si comporta come un autodidatta divorando tutto ciò che gli capita tra le mani; approfondisce ciò che cattura la sua attenzione e riproduce una serie di esperienze. A Cambridge, nell'ambito della matematica , si dà il quadrivio comprendente l' aritmetica di Girolamo Cardano , la geometria di Euclide , l' astronomia di Tolomeo e infine la musica . Nel 1663 e nel 1664, Newton scoprì la matematica in Miscelanea di Schooten , Geometria di Descartes, Clavis mathematica di William Oughtred e il lavoro di John Wallis . Nel 1663 fu creata a Cambridge la cattedra lucasiana , il cui primo titolare fu Isaac Barrow , suo maestro di matematica, ed è possibile che Newton frequentasse le sue lezioni, che gli aprirono nuovi orizzonti, fino ad allora insospettati. In poco più di un anno, Newton è stato in grado di assimilare da solo tutti i fondamenti dell'analisi sviluppata nel XVII °  secolo. Da lì segue un proprio percorso che lo deve portare alla scoperta del calcolo infinitesimale . Nel 1664 scrisse in Alcune domande filosofiche: "Platone è mio amico, Aristotele è mio amico, ma il mio migliore amico è la verità" . A quel tempo, la priorità di Newton era quella di continuare i suoi studi a tempo indeterminato, l'unico modo per soddisfare la sua sete di conoscenza. Sceglie Isaac Barrow come esaminatore e, il, Ottiene una borsa di studio ( borsa di studio ), che gli concede uno stipendio fisso, oltre a spese e gli garanzie quattro ulteriori anni di studio vivente, fino alla fine della sua licenza in arti liberali. Nel, ottiene una laurea in lettere e prevede di prepararsi per la laurea magistrale. Quell'anno, l'Inghilterra soffrì di un'epidemia di peste nera , tanto che l'università chiuse i battenti nell'estate del 1665 e rimandò gli studenti a casa. Newton parte per Woolsthorpe, è lì che progredisce fortemente in matematica, fisica e soprattutto ottica. Quando tornò, rivoluzionò notevolmente la scienza dell'epoca.

Newton accelerò le sue ricerche, iniziò nel 1666 lo studio delle funzioni derivabili e delle loro derivate dalla disposizione delle tangenti sulla base del lavoro di Fermat . Classifica i cubici e fornisce loro grafici corretti con asintoti, inflessioni e cuspidi. La sua ricerca non gli ha impedito di continuare il suo lavoro accademico. Il, ottiene il titolo di borsista minore conferito a borsisti ancora poco specializzati. Otto mesi dopo, accettò lo status di maggiore borsista e quello stesso anno 1668 ottenne il titolo di Maestro d'Arte che includeva l'obbligo di prendere ordini all'interno della Chiesa Anglicana per un periodo minimo di sette anni.

Nel 1669 scrisse una relazione sui fondamenti del calcolo infinitesimale, che chiamò "metodo delle flussioni". Newton fondò così l'analisi matematica moderna . Sempre nel 1669, Newton succedette al suo maestro Barrow - che si era rassegnato a dedicarsi esclusivamente alla teologia - e riprese la cattedra di professore di matematica lucasiano . Tre anni dopo, all'età di 29 anni, entrò nella Royal Society di Londra, dove conobbe Robert Boyle , un uomo molto influente. Ha realizzato l'impresa di sviluppare un telescopio a specchio sferico privo di aberrazione cromatica. L'anno successivo, ha preso la decisione di divulgare ampiamente il suo lavoro sulla luce, che lo ha reso improvvisamente famoso. Questa celebrità rende le sue scoperte oggetto di molte controversie e litigi che detesta.

Nel 1675 , nel suo libro Opticks (pubblicato nel 1704), espose il suo lavoro sulla luce e dimostrò che è composta da uno spettro di più colori, usando il suo prisma . Completa il suo lavoro esponendo la sua teoria corpuscolare. Dopo aver completato il suo lavoro in ottica, fu contattato nel 1684 dall'astronomo britannico Edmond Halley - scopritore della famosa cometa omonima - in merito alle leggi di Keplero sulle orbite ellittiche dei pianeti. Newton risponde in modo convincente e Halley lo spinge a pubblicare il suo lavoro, finanziando anche la pubblicazione del suo lavoro.

Nel 1687 pubblicò quindi la sua opera principale: Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, (Principi matematici della filosofia naturale) . Questo lavoro segna l'inizio della matematizzazione della fisica. Newton infatti espone il principio di inerzia , la proporzionalità delle forze e delle accelerazioni, l'uguaglianza di azione e reazione, le leggi dello shock, studia il movimento dei fluidi, le maree, ecc. Ma espone anche e soprattutto la sua teoria dell'attrazione universale. I corpi si attraggono con una forza proporzionale al prodotto della loro massa e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. La semplicità e l'efficacia di questa teoria avranno una forte influenza su altre scienze nel XVIII °  secolo, in particolare le scienze sociali, come vedremo. Tuttavia, all'epoca, sebbene il libro fosse ben accolto in Gran Bretagna, la reazione del continente fu ostile.

Nel 1687 difese i diritti dell'Università di Cambridge contro il re Giacomo II . Questa azione gli valse di essere eletto membro del parlamento britannico nel 1689 quando il re, sconfitto, dovette andare in esilio. Durante il suo mandato, è stato molto attivo nei dibattiti.

Una personalità complessa

Newton è dotato di una personalità tormentata e complessa. È riluttante a comunicare il suo lavoro e spesso lo pubblica diversi anni dopo averlo completato. Ha la tendenza a chiudersi in se stesso, vive da solo ed è un maniaco del lavoro. Anzi, a volte si dimentica di dormire o di mangiare. Inoltre, i suoi rapporti con gli altri sono spesso problematici. Ad esempio, si oppone spesso a Robert Hooke sulla luce e sulla sua teoria della gravità. Newton aspetterà la morte di Hooke per pubblicare il suo lavoro sull'ottica. Hooke accusa Newton di averlo plagiato sulla teoria del quadrato inverso, perché quest'ultimo ha iniziato il suo lavoro in parallelo con quello di Hooke e senza dire nulla a nessuno, cosa che fa infuriare Hooke. Newton afferma poi di non essere stato a conoscenza delle ricerche di Hooke e di non aver letto il suo lavoro sulla gravitazione; sappiamo oggi che Newton ha mentito, non per colpa, ma per l'orrore del personaggio.

Nel 1677, la morte del suo mentore Isaac Barrow , quella del suo amico Henry Oldenburg - suo unico legame con la comunità scientifica - e la perdita di tutto il suo lavoro sui colori nel fuoco dei suoi appartamenti, lo colpirono fortemente per diversi mesi. Passerà venticinque anni prima di pubblicare di nuovo la sua teoria della luce. Nel 1679, Newton tornò nella sua città natale di Woolsthorpe, dove sua madre stava morendo. Durante gli ultimi giorni della madre, si prende cura di lei con una dedizione mai vista prima nella loro relazione, e il fatto di assistere ai suoi ultimi giorni provoca in lui una grande emozione. Nella sua vita, però, spuntano nuove amicizie. Senza dubbio il più importante è quello che lo lega a Edmund Halley che, persuadendo Newton a far conoscere la sua concezione dell'Universo, lo fa entrare nella storia della scienza.

Intorno al 1693, Newton attraversò un grave periodo di depressione, una serie di eventi minarono a lungo il suo morale. La tensione intorno alla paternità delle scoperte nel calcolo differenziale, l'esaurimento legato al lavoro alchemico in laboratorio e soprattutto la rottura improvvisa della sua amicizia con Nicolas Fatio de Duillier , lo portano a una tensione psichica che sfocia in un impeto di follia. Conosciamo questo episodio da alcune lettere scritte in, il primo dei quali termina diversi mesi di silenzio durante i quali vive in uno stato di prostrazione e paranoia, soggetto ad allucinazioni. Lì ammette di essere in uno stato di "grande tumulto" , di aver mangiato e dormito a malapena nei mesi precedenti, di sentirsi incapace di "recuperare la fermezza della sua comprensione" e le dichiara "Penso che sia meglio che rinuncio alla tua amicizia e che non ti vedo più, né tu, né il resto dei miei amici, mai” . Indubbiamente all'origine di questa crisi, l'esaurimento della sua leggendaria capacità inventiva. Infatti, da quel momento in poi, Newton non scoprì nulla e trascorse il resto della sua vita a compilare le sue ricerche per la pubblicazione.

A Londra

Nel , si dimise dal Cambridge College e lasciò la città per diventare direttore della Maison de la Monnaie ( Royal Mint ), cosa che gli portò un sostanziale miglioramento del suo status economico e sociale. Ha ottenuto questo posto grazie al sostegno di Charles Montagu - un ex Cancelliere di Cambridge poi Cancelliere dello Scacchiere  - che stava cercando posti vacanti per i suoi amici. A differenza dei suoi predecessori, prende molto sul serio il suo lavoro e in particolare ha imprigionato un centinaio di falsari.

Newton stima che il 20% delle monete messe in circolazione durante la Grande Riforma Monetaria del 1696 siano contraffatte. La violazione è quindi considerata un atto di tradimento , punibile con la morte per smembramento se le prove sono inconfutabili. Newton raccoglie quindi i fatti ed espone le sue teorie in modo rigoroso. Frae nel Natale del 1699, condusse circa 200 controinterrogazioni di testimoni, informatori e sospetti e ottenne le confessioni di cui aveva bisogno. Non ha il diritto di ricorrere alla tortura , ma ci si interroga sui mezzi impiegati dal momento che lo stesso Newton ordinerà successivamente la distruzione di tutti i verbali degli interrogatori. Ad ogni modo, ci riesce e vince la condanna della giuria: in, dieci prigionieri attendono la loro esecuzione.

Newton ha ottenuto il suo più grande successo come procuratore reale contro William Chaloner  (in) , un truffatore particolarmente astuto che è sufficientemente arricchito da atteggiarsi a ricco borghese. In una petizione al Parlamento, Chaloner accusa l'Hôtel des Monnaies di fornire strumenti ai falsari - un'accusa che non era nuova - e propone che gli sia permesso di ispezionare i processi dell'Hôtel des Monnaies, al fine di migliorarli. . In una petizione, presenta al Parlamento i suoi progetti per un'invenzione che impedisca qualsiasi contraffazione. Nel frattempo, Chaloner coglie l'occasione per coniare lui stesso denaro contraffatto, che alla fine Newton riesce a dimostrare in tribunale. Il, Chaloner viene impiccato e squartato.

Nel 1699 fu nominato membro del consiglio direttivo della Royal Society poi, dopo la morte di Robert Hooke, fu eletto presidente - carica che manterrà per tutta la vita - in. Nel frattempo, nel 1701, lesse in un convegno l'unica memoria di chimica che fece conoscere e presentò la sua legge sul raffreddamento per conduzione, nonché osservazioni sulle temperature di ebollizione e di fusione.

Nel 1704 pubblicò, in inglese, il suo lavoro - che aveva tenuto nascosto per vent'anni - sulla luce. Due anni dopo pubblicherà una versione latina di Optiks .

Nel 1705 fu nominato cavaliere dalla regina Anna , forse meno per il suo lavoro scientifico o il suo ruolo alla Zecca che per la vicinanza delle elezioni. Adotta quindi un insolito stemma costituito da un paio di tibie umane incrociate su sfondo nero, come una bandiera pirata senza teschio. Tra le possibili spiegazioni avanzate dai ricercatori per spiegare questa scelta, c'è la possibilità di un riferimento al simbolo matematico della chiralità . Nel 1717 analizzò le monete e ne trasse una relazione oro-argento  ; questa relazione è formalizzata da una legge della regina Anna. Nel 1720, Newton investì e perse la maggior parte della sua fortuna finanziaria nella bolla della South Sea Company (ma non fu rovinato, grazie alla sua fortuna immobiliare). Avrebbe detto in questa occasione "So prevedere il movimento degli astri, ma non la follia delle persone".

Nonostante il suo successo nel calcolo e nella scienza in generale, Newton preferì riprendere i suoi studi teologici negli ultimi anni. Studia a fondo la cronologia delle profezie bibliche e scrive testi su antiche eresie e religioni pagane. La Principessa del Galles gli chiede di inviarle questo lavoro in corso. Per uscire dall'imbarazzo, scrive un brano noto come Brief Timeline . Nel 1725, il gesuita Étienne Souciet, pubblicò di propria iniziativa, questa versione ridotta, in francese, della Cronologia degli antichi regni modificataChronologie corrigée des Kingdoms de l'Antiquité  -, il cui testo integrale, in inglese, fu pubblicato nel 1728, un anno dopo la sua morte.

Durante questi anni di studi religiosi, la sua salute peggiorò gravemente. Oltre a problemi minori come calcoli renali o sfinteri deboli, c'è un'infiammazione dei polmoni e un grave attacco di gotta. Problemi respiratori lo costrinsero a trasferirsi in campagna dove le sue condizioni migliorarono notevolmente. Nel 1727, Newton, appena ripresosi da un attacco di gotta, si recò a Londra per presiedere una riunione della Royal Society . Questo viaggio lo stanca terribilmente. Tornato nella sua tenuta di campagna a Kensington , dovette restare a letto e morì, all'età di 84 anni. Il suo funerale è sontuoso. La sua bara, in mostra nell'Abbazia di Westminster , è portata con grande pompa e sepolta nella navata accanto ai re d'Inghilterra. Voltaire, che si trova allora a Londra, commenta ammirato: “Questo famoso Newton, questo distruttore del sistema cartesiano, morì nel marzo dello scorso anno 1727. Visse onorato dai suoi compatrioti e fu sepolto come un re che avrebbe fatto bene a suoi sudditi” .

Newton è considerato uno dei più grandi geni e studiosi della storia umana.

Teorie scientifiche

Quanto al metodo, Newton accetta solo le relazioni matematiche scoperte dall'osservazione rigorosa dei fenomeni. Da qui la sua famosa formula:

“Non pretendo ipotesi ( Ipotesi non fingo ). "

Egli precisa:

“Tutto ciò che non è dedotto dai fenomeni dovrebbe essere chiamato ipotesi; e le ipotesi, siano esse metafisiche o fisiche, sia che riguardino qualità occulte sia che siano meccaniche, non trovano posto nella filosofia sperimentale. "

Ottico

Sembra che dopo aver studiato il lavoro di Robert Hooke sui colori, abbia rifiutato i suoi risultati e si sia proposto di sviluppare una teoria diversa. È dentroche fece i suoi primi esperimenti sulla luce e sulla sua decomposizione. Negli anni dal 1670 al 1672, Newton studiò la rifrazione della luce e dimostrò che un prisma scompone la luce bianca in uno spettro di colori e che una lente con un secondo prisma ricompone lo spettro multicolore in luce bianca.

Fa passare i raggi del Sole attraverso un prisma , producendo l' arcobaleno di colori nello spettro visibile . In precedenza, questo fenomeno era considerato come se il vetro del prisma avesse un colore nascosto. Newton poi analizza questa esperienza. Poiché è già riuscito a riprodurre il bianco con un mini arcobaleno che passa attraverso un secondo prisma, la sua conclusione è rivoluzionaria: il colore è nella luce e non nel vetro. Quindi, la luce bianca che vediamo è in realtà una miscela di tutti i colori dello spettro visibile all'occhio.

Mostra che la luce colorata non cambia le sue proprietà suddividendosi in fasci di colore e osserva che indipendentemente dal fatto che i fasci di luce siano riflessi, dispersi o trasmessi, mantengono sempre lo stesso colore (la frequenza non cambia d' un mezzo all'altro) . Così osserva che la scomposizione della luce bianca è il risultato dell'interazione con gli oggetti che attraversa e che contiene in sé i colori.

Nel 1704 pubblicò il suo trattato Opticks in cui compaiono la sua teoria corpuscolare della luce, lo studio della rifrazione, la diffrazione della luce e la sua teoria dei colori. Dimostra che la luce bianca è composta da più colori e dichiara che è composta da particelle o corpuscoli. Inoltre, aggiunge che quando passa attraverso un mezzo più denso, viene rifratto dalla sua accelerazione. In un altro punto del suo trattato spiega la diffrazione della luce associandola a un'onda.

Replica del telescopio da 6 pollici (150  mm ) che  Isaac Newton presentò alla Royal Society nel 1672 .

Nel 1671 perfeziona uno strumento ottico del suo tempo, il telescopio riflettore di Gregorio . Come risultato del suo studio sulla rifrazione - la dispersione dei colori - conclude che qualsiasi telescopio rifrattivo o telescopio astronomico presenta una dispersione di luce o aberrazione cromatica , che ritiene impossibile correggere. Risolse però il problema inventando il telescopio a riflessione a specchio concavo, naturalmente privo di aberrazione cromatica, noto come telescopio di Newton . Sappiamo da Chester Moore Hall e soprattutto da John Dollond che l'aberrazione cromatica può essere compensata utilizzando diverse lenti fatte di occhiali con indici di rifrazione diversi.

Realizzando i propri specchi da un bronzo altamente riflettente, giudica la qualità dell'immagine ottica per mezzo del fenomeno noto oggi come anelli di Newton . Riuscì così a progettare uno strumento superiore al cannocchiale astronomico di Galileo , allargandone il diametro senza alterarne l'immagine. Costruì quindi la prima versione del suo telescopio riflettore costituito da uno specchio primario concavo.

Nel 1671, Isaac Barrow partecipò a una riunione della Royal Society e presentò il telescopio di Newton, che fece sbalordire il pubblico. Oltre a evitare l'aberrazione cromatica, il dispositivo inventato da Newton raggiunge un ingrandimento migliore, sebbene sia di piccole dimensioni - il primo telescopio da lui costruito era lungo circa sei pollici e tuttavia aumentava di quaranta volte l'ingrandimento dell'immagine. Nel 1672 e su invito, Newton presentò alla Royal Society il suo telescopio riflettore che superava così tanto tutto ciò che era conosciuto all'epoca che gli permise di accedervi dalla porta principale. La più grande preoccupazione della Royal Society è impedire a un estraneo di copiare il telescopio. Un mese dopo la sua elezione a membro della Royal Society , Newton inviò al segretario di questa istituzione un trattato sui colori, in cui elaborò un diagramma della sua teoria basato su tre esperimenti.

Nel suo trattato Opticks del 1704, Newton espone la sua teoria della luce. Lo considera composto di corpuscoli molto sottili. La materia ordinaria è costituita da corpuscoli più grandi. Newton diceva che la luce è costituita da particelle o corpuscoli. Che quando passa attraverso un mezzo più denso, viene rifratto per accelerazione. Spiega la diffrazione della luce associando queste particelle alle onde.

Robert Hooke , considerato un esperto di ottica - fu lui a fabbricare nel 1673 il telescopio progettato da James Gregory nel 1663 -, mostra il suo interesse ma critica ferocemente il trattato, sottolineando l'insufficienza della dimostrazione. Newton risponde furiosamente, sostenendo che Hooke non aveva capito nulla del suo lavoro e che non avrebbe potuto replicare la sua esperienza in così poco tempo. Era una cosa certa e Hooke in seguito confessa di aver passato solo poche ore a studiare l'articolo. I due uomini restano nemici a vita. Ma Hooke non è l'unico ad esprimere critiche. Christian Huygens prima loda la sua teoria prima di trovarvi alcuni difetti. Ma senza dubbio la disputa più aspra è quella tra lui e il gesuita inglese Francis Hall . Stanco delle obiezioni che lo privano del suo bene più prezioso - il suo tempo di studio - Newton si è poi ritirato da ogni dibattito pubblico.

In Francia, Jacques Gautier d'Agoty in Chroma-genesia o generazione dei colori , pubblicato nel 1751, critica la teoria newtoniana della generazione dei colori e la ragione dell'arcobaleno. Jean-Jacques Rousseau sosterrà la teoria di Newton.

Meccanico

Melo discendente dalla "Mela di Newton", di fronte alla magione , da cui sarebbe caduta la famosa "Mela di Newton", all'origine della Legge Universale di Gravitazione di Newton

L'episodio della mela

Fu verso la fine della sua vita che sarebbe avvenuto l'episodio apparentemente leggendario della mela caduta dall'albero sulla sua testa, rivelandogli le leggi della gravitazione universale. L'aneddoto è riferito dal fisico al suo biografo e amico William Stukeley citando un incontro su con Newton e che lo riporta nel 1752:

“Quando il tempo si è fatto caldo, siamo andati in giardino e abbiamo bevuto il tè all'ombra di alcuni meli, solo lui e io. Durante la conversazione mi disse che si era trovato nella stessa situazione quando, molto tempo prima, gli era improvvisamente venuta in mente la nozione di gravità, mentre sedeva in uno stato d'animo contemplativo. . Perché questa mela cade sempre perpendicolare al suolo, pensò tra sé. Perché non cade di lato o verso l'alto, ma costantemente verso il centro della Terra E se la materia attira così la materia, deve essere in proporzione alla sua quantità; quindi, la mela attrae la Terra nello stesso modo in cui la Terra attrae la mela. "

Quanto alla Luna, che intervenne nel ragionamento del giovane Newton, fu John Conduitt (1688-1737), assistente di Newton e marito della nipote di Newton, a raccontare la scena come segue:

“Nell'anno 1666 lasciò di nuovo Cambridge per ricongiungersi con sua madre nel Lincolnshire . Mentre meditava in giardino, gli venne in mente che la forza di gravità (che faceva cadere a terra la mela dall'albero) non era limitata a una certa distanza dalla superficie terrestre, ma doveva estendersi molto oltre di solito pensavamo. Perché non fino alla Luna, si disse, e in questo caso questo potere deve influenzare il suo movimento e persino tenerlo nella sua orbita; dopodiché Newton cominciò a calcolare quale sarebbe stata la conseguenza di tale ipotesi. "

Questo aneddoto, difficile da situare in termini di storicità, viene successivamente mitizzato. Si tratta probabilmente di una ricostruzione a posteriori di Newton per spiegare il principio di gravitazione, che non impedisce ai visitatori della magione Woolsthorpe di farsi fotografare davanti a un grande melo che non è nemmeno dell'epoca dello studioso: l'originale albero fu abbattuto durante una tempesta nel 1816. Tuttavia la villa, acquisita dal National Trust, sostiene di possedere il "melo di Newton", un giovane albero circondato da un piccolo recinto protettivo che si dice abbia avuto origine da una ricrescita nel 1820 di l'albero originale.

Meccanica Celeste

Nel 1677 Newton riprese il suo lavoro sulla meccanica celeste  : vale a dire la gravitazione ei suoi effetti sulle orbite dei pianeti, secondo i riferimenti sull'inerzia di Galileo e sulle leggi di Keplero del moto dei pianeti; e anche consultando Robert Hooke e John Flamsteed su questo argomento. Nel, invia ad Halley un breve trattato di nove pagine dal titolo: De motu corporum in gyrum  (en) ( Movimento di corpi rotanti ). Mostrando la legge del quadrato inverso , la forza centripeta , contiene gli inizi delle leggi del moto di Newton che troviamo nella sua opera principale Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica - oggi nota come Principia o Principia Mathematica  - che è pubblicata integralmente nel, suddiviso in tre volumi, grazie all'assistenza finanziaria e all'incoraggiamento di Edmond Halley . I metodi di calcolo che utilizza ne fanno un precursore del calcolo vettoriale .

Nella sua opera Newton stabilisce le tre leggi universali del moto che rimarranno immutate, senza alcun miglioramento, per più di due secoli. Usa la parola peso , in latino gravitas , per parlare degli effetti di quella che oggi chiamiamo gravità e definisce le leggi della gravitazione universale . Nello stesso lavoro presenta la prima analisi delle determinazioni basate sulla velocità del suono nell'aria delle leggi di Edmond Halley e Robert Boyle .

Isaac Newton è dichiarato "padre della meccanica moderna" grazie alle tre leggi del moto che portano il suo nome e dichiarate come vengono insegnate oggi:

Quest'ultima legge è talvolta chiamata legge di azione-reazione , espressione suscettibile di creare confusione (vedi principio delle azioni reciproche ).

Nel linguaggio quotidiano, la meccanica è l'area di tutto ciò che produce o trasmette un movimento , una forza , una deformazione  : macchinari , motori , carrozzerie di veicoli ( ingranaggi , pulegge , cinghie , alberi a gomito , alberi di trasmissione , pistoniecc .).

Si parla di meccanica generale di ingegneria meccanica , dalla meccanica auto a sport motoristici , di Marine Engineering , di meccanica celeste alla meccanica quantistica , resistenza dei materiali,  etc.

Oggi, le sue tre leggi del moto, minata dallo sviluppo della termodinamica nel XIX °  secolo, sono integrati in teorie più generali: la relatività speciale , la relatività generale e la meccanica quantistica . Tuttavia, il genio meccanico di Newton risiede nella semplificazione, che ha contribuito allo sviluppo della ricerca nel campo della meccanica classica , dove la massa si identifica con la materia e si presume una perfetta continuità.

Philosophiae naturalis principia mathematica

Con i Principia , Newton è riconosciuto a livello internazionale. Formò una cerchia di estimatori, tra cui il matematico ginevrino Nicolas Fatio de Duillier , con il quale instaurò un intenso rapporto che durò fino al 1693.

La sua opera principale, Principi matematici di filosofia naturale , fu pubblicata nel 1687. La versione francese in due volumi con una traduzione di t.  io e t.  II della Marchesa du Châtelet fu pubblicato nel 1756 . L'opera di Newton sarà divulgata in Francia, grazie alla diffusione delle sue idee da parte del filosofo dell'Illuminismo, Voltaire . Tuttavia, diversi litigi si opposero per lungo tempo ai newtoniani e ai cartesiani .

Questo lavoro segna un punto di svolta per la fisica. Mostra il movimento dei fluidi e afferma il principio di inerzia, la proporzionalità delle forze e delle accelerazioni, l'uguaglianza di azione e reazione, le leggi delle collisioni e soprattutto la teoria dell'attrazione universale.

Matematica

Oltre ai suoi contributi alla fisica , Newton, insieme a Gottfried Wilhelm Leibniz , sviluppò i principi fondanti del calcolo infinitesimale . Mentre Newton non fece nulla per modificare il suo metodo dell'infinitamente piccolo o delle flussioni e delle sequenze infinite prima del 1687, Leibniz pubblicò il suo lavoro nel 1684. Se sorse il problema della priorità dell'invenzione, Newton nella sua opera pubblicata Principia nel 1687 rende omaggio alla scoperta di Leibniz da parte di riconoscendo di aver ottenuto i suoi stessi risultati con un metodo simile al suo. Nonostante ciò, i membri della Royal Society - di cui Newton è membro - accusano Leibniz di plagio, creando alla fine una disputa nel 1711. È così che la Royal Society proclama in uno studio che Newton è il vero scopritore del metodo e Leibniz un impostore. Ciò ha contaminato la vita di Newton e quella di Leibniz , fino alla sua morte nel 1716.

Dal 1688, Newton mantenne un rapporto molto stretto con il geometra Nicolas Fatio de Duillier che, fortemente sedotto dalla sua teoria della gravitazione , si specializzò nei suoi scritti e lavorò anche a una nuova edizione dell'opera Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , ma non t finirlo. Fatio giocherà un ruolo importante nella controversia tra Newton e Leibniz sul calcolo differenziale. In una memoria pubblicata nel 1699, sarà il primo a rimproverargli - giustamente - di non aver menzionato Newton nelle sue pubblicazioni, e afferma che Leibniz conosceva l'opera di Newton, insinuando così di aver plagiato il maestro inglese, designando Newton come primo inventore del metodo infinitamente piccolo.

Newton è anche noto per la sua formula binomiale . È il padre delle identità di Newton , del metodo di Newton e delle curve cubiche piatte ( polinomi tre variabili di grado due).

Fu il primo ad utilizzare gli indici frazionari nella geometria analitica per risolvere le equazioni diofantee . Ha anche stimato somme parziali di serie armoniche usando i logaritmi - un precursore di una famosa formula di Eulero  - e ha trovato una formula per calcolare il numero pi greco ( π ). Nel 1669 è stato eletto professore di matematica Lucasiano della University of Cambridge .

La legge di gravità universale

Nel , Robert Hooke , Christopher Wren e Edmond Halley discutono del movimento dei pianeti. Tutti e tre gli uomini concordano che il Sole attrae i pianeti con una forza inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. La domanda che si pongono è quella dell'orbita che seguirà un pianeta sottoposto all'influenza di questa forza; rifugiandosi dietro le leggi di Keplero , immaginano che sarà un'ellisse , ma mancano degli strumenti per dimostrarlo. Hooke annuncia di aver trovato la soluzione, ma si rifiuta di rivelarla finché gli altri due non ammettono la sconfitta. Halley e Wren ammettono il loro fallimento, ma passano i mesi e Hooke ancora non rivela il suo segreto. Così Halley decide di porre la domanda a Isaac Newton, alla presenza del matematico Abraham de Moivre - amico di Newton - i cui ricordi sono più attendibili. Sir Isaac risponde subito che sarebbe un'ellisse, perché l'ha calcolata. Quando Halley vuole vedere i calcoli, Newton gli assicura che li ha persi. Richard S. Westfall (1924-1996), biografo di Newton, sostiene che questa scusa non è molto credibile, perché si conservano oggi i manoscritti che contengono i calcoli in questione. Ad ogni modo, a novembre, Halley ricevette un breve manoscritto di nove pagine intitolato De motu corporum in gyrum (Sul movimento dei corpi in orbita) dove trovò ciò che si aspettava, e molto di più: una bozza della scienza generale della dinamica. Halley riceve da Newton il permesso di commentare alla Royal Society l'opera che, incorporata nel volume I dei Principia , apparirà due anni dopo.

Newton scopre così la legge universale di gravitazione o attrazione universale come causa dei movimenti dei pianeti, unificando così la meccanica terrestre e la meccanica celeste . Egli esprime questa legge in modo semplificato con la seguente espressione matematica:

dove è il vettore unitario che indica la direzione del moto, la forza e una costante di proporzionalità o costante gravitazionale . Con la sua formula risultante dalle tre leggi di Keplero , spiega e dimostra i movimenti dei pianeti nella loro orbita.

Infatti Newton aveva maturato negli anni questa teoria del movimento dei pianeti. Così, dal tempo dell'epidemia di peste - intorno al 1665 - aveva cominciato a studiare l'attrazione del Sole sui pianeti. Poi è passato allo studio della Luna, ma con i dati della Terra che aveva in quel momento, la matematica non è venuta bene. Quando, nel 1675, furono pubblicati i calcoli più esatti delle misurazioni terrestri effettuati dall'astronomo francese Jean Picard (1620-1682), egli poté riprendere i suoi calcoli e verificare che l'ipotesi fosse corretta. La sua visione del movimento dei corpi celesti continuò ad evolversi e verso la metà degli anni 1680 aveva generalizzato la teoria dell'azione a distanza da quasi tutti i fenomeni in natura. A quel tempo, viveva completamente immerso nel suo lavoro.

Secondo la legge di gravità di Newton, la gravità non è solo una forza esercitata dal Sole sui pianeti, ma tutti gli oggetti del cosmo si attraggono, aggiungendo che i pianeti non percorrono la stessa orbita due volte.

La meccanica celeste, che si basa sulle tre leggi di Keplero e sulla legge di gravità universale di Newton, è ancora sufficiente oggi per spiegare con il calcolo i movimenti delle stelle in un universo locale, come il sistema solare  !

Newton al di fuori del quadro delle scienze naturali stricto sensu

Newton e la religione

Newton è stato profondamente religioso per tutta la sua vita. Figlio di puritani , trascorse più tempo a studiare la Bibbia che la scienza. Uno studio di tutto ciò che ha scritto rivela che delle 3.600.000 parole che ha scritto, solo 1.000.000 riguardavano la scienza e 1.400.000 riguardavano la teologia. In particolare, ha prodotto scritti sulla Bibbia e sui Padri della Chiesa , tra cui un resoconto storico di due notevoli corruzioni della Scrittura , una critica testuale delle Sacre Scritture che è stata notata. A Cambridge, John Locke , al quale parlò dei suoi scritti teologici, lo esortò a perseverare.

Crede in un mondo immanente , ma rifiuta l' implicito ilozoismo di Leibniz e Spinoza . Vede prove del disegno divino nel sistema solare: "L'ammirevole uniformità del sistema planetario ci costringe a riconoscere gli effetti di una scelta" . Insiste, tuttavia, che sarebbe necessario l'intervento divino per "aggiustare" il sistema a causa della lenta crescita della sua instabilità.

Isaac Newton appartiene alla Massoneria . Fu amico di Jean Théophile Désaguliers e James Anderson , che fondarono la Gran Loggia di Londra nel 1717 , segnando il passaggio dalla muratura operativa alla moderna muratura speculativa .

Secondo un'opinione contestata da Snobelen, TC Pfizenmaier sostiene che la visione della Trinità di Newton è più vicina a quella della Chiesa ortodossa che a quella dei cattolici romani , degli anglicani e della maggior parte dei protestanti .

Lo storico Stephen D. Snobelen dice “[che] Isaac Newton era un eretico . Tuttavia […] non ha mai fatto una dichiarazione pubblica della propria fede che gli ortodossi avrebbero considerato estremamente radicale. Ha nascosto la sua fede così bene che i ricercatori non sono ancora stati in grado di chiarire le sue stesse convinzioni . Snobelen conclude che Newton era almeno in sintonia con il sociinismo - possedeva e aveva coscienziosamente letto almeno otto opere sociniane - probabilmente un ariano e soprattutto un antitrinitario  ; tre forme ancestrali di quello che oggi è conosciuto come Unitarianismo . In un tempo noto per la sua intolleranza religiosa, ci sono poche prove dell'espressione pubblica delle opinioni radicali di Newton, i più notevoli sono i suoi rifiuti di ordinazione e, sul letto di morte, quello dell'ultimo sacramento .

Questo atteggiamento assume nuova luce con l'autorevole parere espresso dall'economista John Maynard Keynes , che acquistò e analizzò i manoscritti di Newton, a lungo tenuti riservati dalla famiglia di Newton a causa del loro contenuto. Lo ha riassunto in una lettera, "Newton, the Man", che è stata letta indal fratello Georges, durante le celebrazioni del bicentenario della morte di Newton. Keynes conclude la sua analisi affermando che Newton: “[…] fu piuttosto un giudaizzante monoteista della scuola di Maimonide . È giunto a questa conclusione, non su basi per così dire razionali o dubbie, ma interamente interpretando le vecchie autorità. Era convinto che i documenti rivelati non fornissero alcun supporto alle dottrine della Trinità dovute a tardive falsificazioni. Il Dio rivelato era un solo Dio” .

Newton adotterà così quello che si potrebbe chiamare «un positivismo metodologico, in virtù del quale si riconosce l'autonomia del discorso scientifico, senza che questo atteggiamento in materia epistemologica implichi la rinuncia a qualsiasi sfondo metafisico e teologico» . Quindi, sebbene la legge di gravitazione universale sia la sua scoperta più nota, Newton mette in guardia coloro che vedrebbero l'Universo come una semplice macchina. Dice: “La gravità spiega il movimento dei pianeti, ma non può spiegare cosa li ha messi in moto. Dio governa tutte le cose e conosce tutto ciò che è o tutto ciò che può essere” .

Newton ha scritto un manoscritto inedito, Irenicum , in cui sostiene una visione latitudinale della teologia.

Newton e Leibniz

La controversia tra queste due grandi menti all'inizio del XVIII °  secolo , si è concentrato su due punti. L'uno piuttosto secondario riguardava la loro comune pretesa della scoperta del calcolo infinitesimale , l'altro punto ben più importante, relativo alle ragioni profonde della loro opposizione sulla teoria della gravitazione. Se, per Gottfried Wilhelm Leibniz , il movimento dei pianeti intorno al sole è dovuto alla circolazione armonica di un etere fluido attorno al sole che trasporterebbe le stelle, è a causa della sua concezione del mondo. La sua metafisica, infatti, gli vieta di concepire uno spazio vuoto, perché ciò significherebbe "attribuire a Dio una produzione molto imperfetta" . I cartesiani su questo punto erano vicini a Leibniz tanto che Roger Cotes durante la controversia designerà cartesiani e leibniziani sotto il termine di "  plenisti  ". Sebbene sia stato uno dei primi sostenitori di René Descartes in Inghilterra, Henry More, filosofo della scuola conosciuta come i platonici di Cambridge , sarà uno dei primi ad opporsi a questa concezione affermando "l'esistenza effettiva dello spazio. vuoto infinito ” . In un certo senso, apre un percorso che Newton seguirà in parte in seguito.

La controversia sarà condotta con l'avallo di Newton da alcuni suoi parenti come Samuel Clarke e Roger Cotes . Era rivolto a Leibniz e ai cartesiani, ma questi ultimi non risposero. Si è concentrato sulla concezione di Dio e, di conseguenza, sulla nozione di libertà e razionalità. Il senso di questa polemica è importante da capire perché per Alexander Koyre la vittoria di Newton fu una vittoria di Pirro conquistata a un prezzo disastroso "Così, la forza attrattiva - che per Newton era prova dell' insufficienza del meccanismo puro e semplice, dimostrazione dell'esistenza di forze superiori, non meccaniche, la manifestazione della presenza e dell'azione di Dio nel mondo - ha cessato di svolgere questo ruolo per diventare una forza puramente naturale, materia di proprietà che ha solo arricchito il meccanismo invece di soppiantarlo” .

Riguardo alla concezione di Dio per Alexandre Koyré “l'opposizione fondamentale è però perfettamente chiara: il Dio di Leibniz non è il Signore newtoniano, che fa il mondo come meglio crede e continua ad agire su di lui come aveva fatto il Dio della Bibbia durante i primi sei giorni della Creazione. Egli è, se oso continuare il paragone, il Dio biblico del giorno di sabato il Dio che ha completato la sua opera e trova che essa rappresenta… il migliore di tutti i mondi possibili…” A differenza di Leibniz, come scrisse Samuel Clarke , per Newton il mondo è riformabile e se ha scoperto le leggi dell'attrazione universale, non ha trovato bisogno che queste leggi siano come sono. Ha semplicemente notato la loro esistenza.

Questa ricerca delle leggi necessarie da parte dei leibniziani nega a Samuel Clarke la libertà degli agenti. Anche nella sua quarta risposta a Leibniz, scriverà: "La Dottrina trovata qui conduce alla necessità e alla fatalità, assumendo che i Motivi abbiano la stessa relazione con la volontà di un Agente intelligente come i Pesi. a una Bilancia ... Ma intelligente Gli esseri sono agenti; non sono semplicemente passivi e i Motivi non agiscono su di loro, come i Pesi agiscono su una Bilancia. Hanno forze attive…”

In Leibniz e in certi cartesiani francesi come Nicolas Malebranche , c'è l'idea che con la sua ragione, l'uomo "può chiaramente trovare ciò che Dio potrebbe fare meglio" . Al contrario con Newton e con i newtoniani la ragione tende a cercare di osservare i fatti, di spiegarli, ma c'è una certa volontà di non farsi trascinare in spiegazioni totali. Scrive Newton nella Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica "Ho finora spiegato i fenomeni celesti e quelli del mare mediante la forza di gravità, ma non ho assegnato da nessuna parte la causa di questa gravitazione" .

L'influenza di Newton su altre scienze nel XVIII °  secolo

Per Georges Gusdorf , “l'imitazione di Newton diventa l'ambizione segreta di tutti gli scienziati, qualunque sia la loro scienza. Il sistema di intelligibilità di Newton è accettato come il prototipo di tutta la conoscenza che ha raggiunto uno stato di definitivo compimento” .

Per Dellemotte, con Adam Smith , nella Teoria dei sentimenti morali , la simpatia occupa nella sfera morale la stessa funzione del principio di gravitazione. Ricordiamo che Adam Smith , è un ammiratore di Newton e che ha scritto una Storia dell'astronomia di grande importanza per comprendere il quadro del suo pensiero. Per Élie Halévy , l' utilitarismo di Jeremy Bentham può essere definito come "un newtonismo, o se si vuole, un saggio di newtonismo applicato alle cose della politica e della morale" dove il principio di associazione e quello di utilità giocano il ruolo del principio di Newton di attrazione universale.

D'Alembert nel Discorso preliminare all'enciclopedia loda Newton, per aver insegnato alla filosofia (all'epoca questa parola designa anche la scienza) "a essere saggia e a contenere entro limiti giusti questa specie di audacia che le circostanze avevano costretto Cartesio a dare esso” . Questo approccio segna l'Enciclopedia che deve accettare che la conoscenza è incompleta e che la mente non può ordinare, misurare e riordinare tutto. Se D'Alembert ha sentito parlare delle opere metafisiche di Newton, le considera poco importanti; per lui il Newton della metafisica è John Locke di cui dice "si può dire che creò la metafisica più o meno come Newton aveva creato la fisica" . In Francia la ricezione della teoria della gravitazione di Newton sarà lenta, perché ci vorrà del tempo per soppiantare la teoria di René Descartes basata sui vortici; terminò con la pubblicazione dell'Enciclopedia.

Newton e l'alchimia

Sintesi tra meccanismo e alchimia

Newton, di William Blake . Su questa tela, Newton è mostrato come un geometra divino.

Newton fu introdotto alla chimica nel 1666 leggendo il libro Of Formes di Robert Boyle , da cui prese un glossario chimico. Iniziò a studiare molto intensamente l' alchimia nel 1668 o 1669 e continuò le sue ricerche per almeno trent'anni, fino al 1696, in seguito all'esplosione del suo laboratorio. I suoi primi tentativi di pubblicare opere (riguardanti l'ottica) finirono in estenuanti polemiche - con Hooke in particolare - si rifugiò nel silenzio quando si immerse nella ricerca alchemica. Inoltre, fa sicuramente parte di una rete segreta di alchimisti probabilmente formata dal circolo Hartlib di Londra. Sceglie anche lo pseudonimo alchemico Ieoua Sanctus Unus che in francese significa: "Jehovah Unique Saint", ma che è anche un anagramma di Isaac Neuutonus. Per più di 25 anni, Newton manterrà il segreto delle sue attività e soprattutto dei suoi contatti, dai quali riceve un gran numero di opere e trattati alchemici, che annota e ricopia fino a costituire una delle più grandi biblioteche alchemiche del suo tempo . .

Gran parte dei suoi scritti inediti nella tradizione alchemica saranno dimenticati o male interpretati: quando nel 1872 un discendente di sua sorella donò scritti e libri tenuti dalla sua famiglia all'Università di Cambridge, il bibliotecario fece riferimento a quello - qui un baule contenente gli scritti "non essendo di natura scientifica" tra cui gran parte delle sue opere alchemiche.

L'assenza, fino al 1936, lo studio di gran parte dei suoi manoscritti alchemici, l'enorme influenza della comunità scientifica di Newton e un movimento di rifiuto dell'alchimia nato durante il XVIII °  secolo, portano una gran parte dei suoi primi biografi a diversi tipi di approcci . Ad esempio, David Brewster , autore della prima biografia scientifica di riferimento, tenta di separare l'alchimia praticata da Newton da quella che considera un inganno pur non comprendendo che un tale genio avrebbe potuto abbassarsi a questo conveniente; Louis Trenchard More lo considera che le opere alchemiche di Newton fossero solo un modo per "rilassare la mente", che avrebbero potuto essere governate dalla lusinga del profitto o che fossero il sintomo di una tensione mistica estranea al resto del suo lavoro scientifico. L'alchimia in cui si è formato Newton e che ha praticato per molti anni è quindi un aspetto spesso trascurato del suo lavoro.

Per Keynes , che riunirà la maggior parte di questi scritti sparsi in un'asta nel 1936 , “Newton non è il primo dell'Età della Ragione . È l'ultimo dei Babilonesi e dei Sumeri, l'ultimo grande spirito che ha contemplato il mondo visibile e intellettuale con gli stessi occhi di coloro che hanno iniziato a costruire il nostro patrimonio intellettuale circa 10.000 anni fa”. Solo dopo la riscoperta di questi manoscritti i suoi biografi sostituiranno le sue opere alchemiche in tutta la sua opera scientifica.

Nel XVII °  secolo, l'alchimia ha una reputazione ambigua. Spesso definito popolarmente come parte del campo di ciarlatani a causa della ricerca di metalli in oro, l'alchimia, però, viene continuamente praticata e studiata in tutto il XVII °  secolo da molti filosofi della natura, perché offre una visione globale e coerente per tutti i fenomeni naturali . In questo senso si unisce alla filosofia meccanicistica nel suo desiderio di una descrizione universale della Natura.

“La trasformazione dei corpi in luce e della luce in corpi è molto coerente con il corso della natura, che sembra godere delle trasmutazioni. "

D'altra parte, le due filosofie sono fondamentalmente separate su un punto: per i meccanicisti la materia è inerte, composta da particelle caratterizzate dalla loro forma e il cui movimento è governato solo dalle semplici leggi dell'urto o della pressione; per gli alchimisti la materia è solo veicolo di principi attivi che governano il mondo secondo le leggi dell'attrazione e della repulsione, della copulazione dei principi maschili e femminili, e di cui la mente è portatrice.

“Concepiamo le particelle dei metalli […] come dotate di una doppia forza. La prima è una forza di attrazione ed è più forte, ma diminuisce rapidamente con la distanza. La seconda è una forza repulsiva che decresce più lentamente e, per questo motivo, si estende ulteriormente nello spazio. "

Tuttavia, per i filosofi del tempo di Newton, la separazione delle due filosofie non è necessariamente ovvia, e possono anche essere concepite come complementari. Richard Westfall sostiene che sono forse le possibilità di descrizione universale offerte dal meccanismo e dall'alchimia che hanno spinto Newton a non chiudere nessuno dei due percorsi di lavoro. L'interesse di Newton per l'alchimia risiederebbe in una "ribellione" contro i limiti restrittivi imposti dalla filosofia meccanicistica nonché dal desiderio di andare oltre il meccanismo di René Descartes .

In un'opera intitolata De la gravitation et de la balance des fluides (datata non prima del 1668), critica Cartesio in particolare per un "ateismo" derivante dalla rigida separazione di corpo e anima e per la supposizione secondo cui la materia meccanicistica il mondo non dipende da Dio. Per BJT Dobbs un primo periodo di studi alchemici, conclusosi nel 1675, e tutto il resto della sua ricerca scientifica mirava ad integrare meccanica e alchimia in una sintesi che conciliasse la visione corpuscolare e neutra della materia da un lato e le interazioni remote (o “affinità”) dall'altro, che alla fine raggiungerà grazie all'introduzione del concetto di forza . Il concetto di forza, e in particolare di forza di attrazione gravitazionale, sebbene attualmente considerato come il fondamento stesso della meccanica, fu infatti considerato all'epoca dai meccanicisti come una rinascita dell'occultismo e provocò forti reazioni come quella di Christiaan Huygens che scrisse nel 1687 pochi giorni dopo l'uscita di Principia  : “Vorrei vedere il libro di Newton. Non mi dispiace che non sia cartesiano purché non faccia ipotesi come quella dell'attrazione. "

Ricerche e studi alchemici

Per l'ampiezza del suo lavoro in questo campo, Newton può essere considerato un eccezionale alchimista in Europa. Dal 1668 al 1675, Isaac Newton praticò l'alchimia. Nel 1669, i suoi resoconti indicano un'importante acquisizione di attrezzature di laboratorio relative al suo lavoro in alchimia: una fornace, un miscelatore, vari prodotti chimici e una raccolta di trattati di alchimia.

Alcuni ritengono che l' alchimia sia presente in varia misura in tutta la sua opera scientifica e che ci permetta di comprenderne la genesi e perfino l'unità. Per il suo lavoro si baserà su un'abbondante bibliografia, comprendente le seguenti opere:

Egli stabilì una sintesi che, applicata all'astronomia, gli fece trarre le seguenti conclusioni: “L'acqua migliore è attratta dal potere del nostro Zolfo che giace nascosto nell'antimonio. Perché l'antimonio era chiamato Ariete [Ariete] dagli Antichi. Perché l'Ariete è il primo segno dello zodiaco in cui il Sole comincia ad esaltarsi e l'oro si esalta soprattutto in antimonio […]. L'aria genera i Chalybs o magneti, e questo fa apparire l'aria. Quindi suo padre è il Sole (oro) e sua madre la Luna (argento). Questo è ciò che il vento porta nel ventre”. In seguito, crede di aver scoperto il mercurio filosofico e fornisce le modalità precise dell'operazione.

Ha fondato “l'ipotesi 3”: “Qualsiasi corpo può trasformarsi in qualunque altro corpo, e prendere successivamente tutti i gradi di qualità”.

posterità

Diffusione delle idee di Newton

La diffusione delle idee di Newton non avvenne molto lentamente, ma fu nel lungo periodo piuttosto profonda. La prima edizione dell'opera più famosa di Newton, i Principia , scritta anche in latino, era stata stampata solo in 250 copie. Una seconda edizione di 750 copie nel 1713 accelerò questa distribuzione.

Il primo scienziato francese che venne a conoscenza dell'opera di Newton fu Maupertuis , che durante il suo soggiorno in Inghilterra nel 1728 , apparteneva alla Royal Society di Londra. Maupertuis era un membro dell'Accademia delle scienze in Francia. Tornato a Parigi, Maupertuis decise di far riconoscere ai suoi coetanei le teorie di Newton: pubblicò un testo Sulle leggi dell'attrazione nelle Mémoires de l'Académie nel 1732 , poi un Discorso sulla figura delle stelle . In questa occasione, Maupertuis stringe amicizia con Voltaire. Il lavoro di Maupertuis su Newton ha rianimato i dibattiti tra i suoi sostenitori e avversari.

Paradossalmente, fu un letterato, un filosofo francese peraltro, a propagare le idee di Newton: Voltaire soggiornò in Inghilterra tra il 1726 e il 1728 e rimase molto colpito dal funerale nazionale di Newton a cui partecipò nell'aprile 1727 . Durante il suo soggiorno, tra i tanti contatti di alto livello che riuscì ad avere, Voltaire mantenne rapporti con Samuel Clarke , amico di Newton. Non cessò, in seguito, di diffondere le nuove idee in una Francia che era ancora acquisita con la teoria dei vortici di Cartesio . Voltaire scrisse due saggi su Newton: l' Epistola su Newton nel 1736 e gli Elementi di filosofia di Newton nel 1738.

L' Encyclopédie de Diderot et d'Alembert contribuirà anche alla diffusione delle teorie di Newton, attraverso articoli astronomici la cui scrittura è stata curata principalmente da d'Alembert , matematico e filosofo, che saluta il genio di Newton nel Discorso Preliminare dell'Enciclopedia , e ovviamente gli dedica un articolo.

Nel XIX °  secolo , l'influenza di Newton era così profonda che Henri de Saint-Simon Saint-Simon ha preso gravitazione universale come principio fondamentale del suo sistema filosofico .

Nel XX °  secolo , lo storico e filosofo della scienza Thomas Kuhn ritiene che Newton è l'origine di una delle più grandi rivoluzioni scientifiche di storia.

La meccanica newtoniana oggi

Alcuni fenomeni rimasti irrisolti nell'ambito della meccanica newtoniana, come la precessione del perielio di Mercurio , trovano oggi una spiegazione con la teoria della relatività generale di Einstein . Si noti inoltre che la legge di Newton non è applicabile ai buchi neri, né alla deviazione della luce per gravità. Il filosofo della scienza Thomas Kuhn sostiene che la teoria di Einstein può essere accettata solo se si ritiene che la teoria di Newton sia falsa. Inoltre, Einstein definisce piuttosto la gravitazione dai colpi di scena dello spazio-tempo. Questa è una nuova rivoluzione scientifica , che è accompagnata da un importante cambiamento di paradigma .

Lavori

  • Lavori scientifici
    • Metodo di Fluxions e Infinite series : lavoro di calcolo differenziale, completato nel 1671 , pubblicazione postuma nel 1736 .
    • De motu corporum in gyrum (Dal movimento dei corpi in orbita), opera inviata a Edmond Halley nel 1684. In francese: Du mouvement des corps , Gallimard, coll. "Tel", Parigi, 1995 ( ISBN  2-07-072560-X )
    • Di gravitatione ed equipondio fluidorum . In francese: De la gravitation , Gallimard, coll. "Tel", Parigi, 1995 ( ISBN  2-07-072560-X )
    • Philosophiae Naturalis Principia Mathematica , London, 1687 , 2 ° ed. 1713 , 3 e ed. 1726 .
    • Ottiche , Londra, 1704 . È un'opera importante nella storia della scienza, che si occupa della luce e della sua composizione. In francese: Optique , editore Christian Bourgois, Parigi, 1989.
    • Arithmetica Universalis , pubblicata nel 1707, riunisce notazioni su vari concetti matematici.
    • Lectiones opticae , pubblicata postuma nel 1728.
  • Altre opere, pubblicate postume
    • Un trattato del sistema del mondo , pubblicato postumo nel 1728.
    • Modificata la cronologia degli antichi regni , pubblicata postuma nel 1728.
    • Osservazioni sulle profezie di Daniele e sull'Apocalisse di San Giovanni , pubblicate postume nel 1733.
    • Due lettere di Sir Isaac Newton a M. Leclerc… contenenti una dissertazione sulla lettura del testo greco , pubblicata postuma nel 1754.
  • Opere inedite
    • Of Natures Obvious Laws & Processes in Vegetation (1671-75), opera inedita sull'alchimia.
  • Opere che riuniscono gli scritti di Newton
Libri digitalizzati

Nella cultura

Su Newton, Alexander Pope scrisse un famigerato epitaffio :

“La natura e le sue leggi giacciono nella notte.
Quindi Dio disse "lascia che Newton sia!" "E c'era luce. "

William Blake fece di Newton il soggetto di una delle sue stampe nel 1795 .

Newton è uno dei personaggi della commedia The Physicists di Friedrich Dürrenmatt .

Isaac Newton è uno dei personaggi regolari di Rubric -à-brac di Gotlib . Vi compare in una ricorrente gag con la mela che, cadendogli sulla testa, lo porta a concepire la teoria della gravitazione . La mela è sostituita, in molte gag, da oggetti di ogni genere, generalmente incongrui.

Isaac Newton appare nel film La storia dell'umanità di Irwin Allen con Hedy Lamarr .

Isaac Newton appare nell'animazione Vision of Escaflowne , anche se non viene mai chiamato "Isaac". Trasportato in un altro mondo, Gaia, porterà la sua scienza in una nazione povera e arida per farne l'impero industriale più potente del pianeta.

Nella serie Star Trek: The Next Generation , Data gioca regolarmente a poker nel suo ponte ologrammi con Isaac Newton, Albert Einstein e Stephen Hawking .

Note e riferimenti

Appunti

  1. Le date di e trovato, in particolare sulla sua tomba presso l'Abbazia di Westminster , per la nascita e la morte di Isaac Newton si riferiscono al calendario giuliano inglese, ma corrispondono bene al e a dal calendario gregoriano  ; che non fu adottato in Gran Bretagna fino al 1752 , con l'ulteriore conseguenza dell'adozione della data del come capodanno (prima del 1752, il cambio dell'anno avvenne in Inghilterra il ). Come riferimento si può consultare il sito dell'Accademia delle Scienze ( vedi questo link ) che però riporta lo stesso anno di morte (1727) in entrambi i calendari, adottando implicitamente la convenzione inglese nota come New Style  (in) che corregge le date di il calendario giuliano del tempo utilizzando ilGennaio per il cambio d'anno. Vedi anche su questo argomento: Michel Toulmonde, Le date di Newton , in L'Astronomie , febbraio 2007, p.  93 (una versione precedente dell'articolo pubblicato su Cahiers Clairaut è disponibile online [PDF] ).
  2. Suo padre, chiamato anche Isacco, proviene da una famiglia di contadini che nel secolo precedente hanno notevolmente migliorato la propria situazione economica. Il padre di Isacco è considerato "signore" del suo piccolo feudo, un rango superiore a quello di semplice proprietario. Nel, sposa Hannah Ayscough , che appartiene a una famiglia di ceto sociale superiore alla sua, ma vittima di grandi difficoltà economiche. Rif. bibliografico José Muñoz Santonja e Philippe Garnier (Trad.) P.15-16
  3. Dottorando che ha ottenuto un assegno di ricerca.
  4. Termine che designa uno studente incaricato di svolgere lavori saltuari per studenti facoltosi. A differenza del sizar , il subsizar è un servitore studentesco che deve anche pagarsi il cibo con i propri soldi.
  5. Nel primo anno ci occupiamo di lettura, scrittura, retorica, riserviamo una parte importante alle lingue classiche - soprattutto latino e greco, senza dimenticare l'ebraico -, la Bibbia, l'opera di Aristotele, la storia, la poesia. I prossimi due anni studiamo la dialettica. Nel quarto anno studiamo filosofia che include metafisica, etica, fisica e matematica.
  6. Dall'età di dieci anni, annota i suoi pensieri e le sue azioni su quaderni.
  7. Il suo insegnante che lo influenzeranno nella sua concezione dello spazio assoluto. Rif. Franck E. Manuel, Ritratto di Isaac Newton , pag. 87.
  8. Questa esigenza gli causò molti problemi e gli fece quasi abbandonare gli studi.
  9. Con l'intenzione di appianare la disputa sui colori, aveva deciso di scrivere un'opera più completa, riunendo le sue molteplici esperienze e spiegando una volta per tutte la sua teoria ottica.
  10. Lettera datata, destinato al politico Samuel Pepys.
  11. Ma, con la precauzione che lo caratterizza, non rinuncia alla sua cattedra lucasiana prima del 1701, quando la lascia a William Whiston , suo sostituto quando è a Londra.
  12. questo incarico fino alla sua morte.
  13. In una delle sue rare visite, mostra un sestante di navigazione su cui sta lavorando. Dopo che Hooke gli disse di aver inventato il modello trent'anni prima, smise di partecipare alle sessioni.
  14. Quando apparve la sua Ottica , Newton spiegò nell'introduzione perché, avendola scritta anni prima, non l'avesse ancora pubblicata: "Ho rimandato la stampa fino ad ora per evitare di impantanarci. discussioni su questi temi, e avrei rimandato ancora senza l'insistenza dei miei amici” . Molti leggono tra le righe e sospettano che gli argomenti a cui si riferisce siano quelli tra lui e Robert Hooke
  15. posso calcolare i moti dei corpi celesti, ma non la follia della gente.
  16. A cavallo del XVIII ° e XIX TH  secolo, il matematico Joseph-Louis Lagrange ha detto che Newton fu il più grande genio che sia mai vissuto, ed era anche "il più fortunato perché possiamo trovare il sistema mondiale piu 'una volta” ( (in) Fred L. Wilson, Storia della scienza: Newton citazione da: Delambre, M.“ Notice on the life and works of M. le comte JL Lagrange ”, Œuvres de Lagrange , I, Paris , 1867, p. Xx) .
  17. Nell'estate del 1686, Newton scrisse ad Halley dicendogli che aveva finito il primo libro durante l'inverno, ma che, poiché questo era più lungo del previsto, decise di dividerlo in due parti. Quando considera completato il primo volume, chiede al suo assistente di copiarlo pulito e di inviarlo alla Royal Society , i cui membri inondano il lavoro di recensioni entusiastiche. Tuttavia, Robert Hooke afferma che molte delle idee che appaiono nel libro sono in realtà sue. La prima reazione di Newton è stata quella di rinunciare alla stesura del terzo libro, che era già in fase di revisione. Fortunatamente, grazie alle capacità diplomatiche di Halley, accetta di continuare il suo lavoro. Nell'autunno del 1686, Newton terminò il secondo libro in cui silurava senza pietà le teorie cartesiane, in particolare in materia di filosofia naturale .
  18. Mantenne uno stretto rapporto con Newton per quasi cinque anni e, per ragioni sconosciute, la loro amicizia terminò bruscamente nel 1694 ei due uomini si allontanarono.
  19. Tuttavia, il valore osservato della precessione del perielio di Mercurio , 5.600 secondi d'arco per secolo, differisce leggermente dal valore, 5.557 secondi d'arco, previsto utilizzando solo le leggi della meccanica celeste newtoniana. È necessario fare appello alla teoria della relatività generale dovuta ad Albert Einstein per spiegare e calcolare la deviazione osservata di 43 secondi d'arco per secolo
  20. Egli viene a leggere in ebraico.
  21. citazione originale: Un tale meravigliosa uniformità nel sistema planetario deve essere permesso l'effetto della scelta.  "
  22. Citazione originale: “La  gravità spiega i moti dei pianeti, ma non può spiegare chi ha messo in moto i pianeti. Dio governa tutte le cose e conosce tutto ciò che è o può essere fatto.  "
  23. Tra i fattori di resistenza, è possibile notare l'influenza di Fontenelle , nonché dei Gesuiti i cui collegi erano allora dominanti in Francia. Su questi punti si può fare riferimento a Gusdorf 1971 , p.  172-178.
  24. Citazione originale: "La  natura e le sue leggi sono nascoste nella notte. Dio disse "Lascia che Newton sia" e tutto fu luce.  " .

Riferimenti

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  97. "Deve quindi trovare la chiave per tradurre i testi enigmatici degli sperimentatori ermetici in termini di processi naturali suscettibili di verifica di laboratorio. Conserva i pareri di 19 autorità: Morenius, Hermès, Tommaso d'Aquino , Ruggero Bacone […]. Fiducioso che l'alchimia degli antichi nasconda la verità che cerca, stila un elenco di preposizioni costruite con citazioni mutuate dal Theatrum Chymicum […]. Ha scritto un secondo saggio sullo stesso tema, ha detto: "Tutte le cose sono corruttibili, tutte le cose possono essere generate, solo la natura lavora su sostanze umide e con calore gentile..." (collezione Dibner, Smithsonian Inst. Lib., Washington MS 16, f.25)”: Auffray 2000 , p.  97-98.
  98. Auffray 2000 , p.  66-113.
  99. Che acquistò nel 1669 l'ultima edizione in sei volumi (1659-1661) (Brewster citato in Dobbs 2007 , p.  173-174; Westfall 1994 , p.  329).
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  102. "Questa affermazione, interamente basata sull'alchimia, stabilisce la giustificazione di cui ha bisogno per intraprendere la strada maestra della gravitazione universale [...] Newton rese volontariamente oscuro il testo dei Principia , almeno quello del libro III. Egli stesso ne dà la ragione: 'Detesto le discussioni, per evitare di essere molestato da meschini matematici, ho reso i Principia volutamente astrusi'”, Auffray 2000 , p.  192 e 195, con una nota sull'Ipotesi 3: “Newton ritirò l'Ipotesi 3 dalle successive edizioni dei Principia  ”, Auffray 2000 , p.  197.
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Vedi anche

Bibliografia

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