Isaac Newton

gigatos | 7 heinäkuun, 2022

Yhteenveto

Sir Isaac Newton (25. joulukuuta 1642 – 20. maaliskuuta 1727 Englannissa vuoteen 1752 asti käytössä olleen juliaanisen kalenterin mukaan tai 4. tammikuuta 1643 – 31. maaliskuuta 1727 gregoriaanisen kalenterin mukaan) oli englantilainen fyysikko, matemaatikko, mekaanikko ja tähtitieteilijä, yksi klassisen fysiikan ja matemaattisen analyysin perustajista.

Kirjoitti perustavanlaatuisen teoksen Mathematical Beginnings of Natural Philosophy (Luonnonfilosofian matemaattiset alkeet), jossa hän esitti liikkeen lait ja universaalin painovoiman lain, jotka muodostivat vallitsevan tieteellisen näkemyksen yleiseen suhteellisuusteoriaan asti. Newton käytti painovoiman matemaattista kuvausta päättääkseen tarkasti Keplerin empiiriset lait planeettojen liikkeistä ja rakentaakseen tieteellisen teorian vuorovesistä, prekessiosta, päiväntasauksesta ja muista ilmiöistä. Newtonin työ poisti kaikki epäilykset aurinkokunnan heliokeskisyydestä ja osoitti, että Maan ja taivaankappaleiden liikkeet voidaan selittää samoilla fysikaalisilla periaatteilla. Newtonin johtopäätös, jonka mukaan maapallo on litteä sfäärin muotoinen, vahvistettiin myöhemmin Mauperthuis”n, La Condamine”n ja muiden geodeettisilla mittauksilla, jotka vakuuttivat useimmat eurooppalaiset tiedemiehet newtonilaisen mekaniikan paremmuudesta aiempiin järjestelmiin verrattuna.

Newton rakensi ensimmäisen käytännöllisen heijastinkaukoputken ja kehitti väriteorian, joka perustui havaintoon, jonka mukaan prisma jakaa valkoisen valon näkyvän spektrin väreihin, ja loi näin perustan nykyaikaiselle fysikaaliselle optiikalle. Hänen valoa koskevat työnsä koottiin hänen vuonna 1704 julkaistuun teokseensa Optics.

Matematiikassa Newton kehitti differentiaali- ja integraalilaskennan, tehokkaan laskentamenetelmän funktioiden juurien löytämiseksi, luokitteli useimmat kuutiomaiset algebralliset käyrät, kehitti potenssisarjojen teoriaa ja yleisti binomiteorian koskemaan myös muita kuin kokonaislukuja.

Elämänsä kolmen viimeisen vuosikymmenen aikana Lontoossa Newton toimi ensin kuninkaallisen rahapajan valvojana (1696-1699) ja sitten johtajana (1699-1727), ja hän paransi merkittävästi Englannin kolikkojärjestelmää. Hänet valittiin Royal Societyn puheenjohtajaksi (1703-1727).

Lue myös, elamakerrat – Ludwig van Beethoven

Alkuvuodet

Isaac Newton syntyi Woolsthorpen kylässä Lincolnshiressä sisällissodan aattona. Newtonin isä, Isaac Newton (1606-1642), pieni mutta vauras maanviljelijä, ei elänyt nähdäkseen poikansa syntymän. Poika syntyi ennenaikaisesti ja oli sairas, joten hänen kastamisensa kesti kauan. Hän jäi kuitenkin henkiin, hänet kastettiin (1. tammikuuta) ja nimettiin Iisakiksi isänsä muistoksi. Newton piti sitä, että hän syntyi joulupäivänä, erityisenä merkkinä. Huolimatta huonosta terveydentilastaan lapsena hän eli 84-vuotiaaksi.

Newton uskoi aidosti, että hänen perheensä polveutui 1400-luvun skotlantilaisista aatelisista, mutta historioitsijat ovat saaneet selville, että vuonna 1524 hänen esi-isänsä olivat köyhiä talonpoikia. Kuudennentoista vuosisadan loppuun mennessä perheestä oli tullut varakas ja se oli siirtynyt maanomistajien luokkaan. Newtonin isä peri suuren summan, 500 puntaa, ja useita satoja hehtaareja hedelmällistä maata, jossa oli peltoja ja metsiä.

Tammikuussa 1646 Newtonin äiti Anne Ayscough (1623-1679) avioitui uudelleen. Hänellä oli kolme lasta uuden miehensä, 63-vuotiaan leskimiehen kanssa, ja hän alkoi kiinnittää Isaaciin vain vähän huomiota. Pojan suojelijana oli hänen äidinpuoleinen setänsä William Ayscough. Newton oli aikalaistensa mukaan lapsena hiljainen, sulkeutunut ja eristäytynyt, hän piti lukemisesta ja teknisten lelujen valmistamisesta: aurinkokello, vesikello, tuulimylly jne. Koko elämänsä hän tunsi itsensä yksinäiseksi.

Isäpuoli kuoli vuonna 1653, ja osa hänen perinnöstään siirtyi Newtonin äidille, joka rekisteröi sen välittömästi Isaacille. Äiti palasi kotiin, mutta hänen päähuomionsa kiinnittyi kolmeen nuorimpaan lapseensa ja laajaan talouteen; Iisak jäi edelleen omilleen.

Vuonna 1655 12-vuotias Newton lähetettiin läheiseen kouluun Granthamiin, jossa hän asui apteekkari Clarkin talossa. Pian poika osoitti erinomaisia kykyjä, mutta vuonna 1659 hänen äitinsä Anne palautti hänet kartanoon ja yritti antaa 16-vuotiaalle pojalle osan kotitalouden hallinnosta. Yritys ei onnistunut – Isaac luki mieluummin kirjoja, kirjoitti runoja ja rakensi erilaisia mekanismeja kuin mitään muuta. Tällöin Newtonin koulunopettaja Stokes lähestyi Annaa ja alkoi suostutella häntä jatkamaan poikkeuksellisen lahjakkaan poikansa opettamista; tähän pyyntöön yhtyivät William-setä ja Isaacin Granthamin tuttava (kemisti Clarkin sukulainen) Humphrey Babington, joka oli Cambridgen Trinity Collegen jäsen. Yhdistetyin ponnistuksin he lopulta saivat tahtonsa läpi. Vuonna 1661 Newton valmistui onnistuneesti koulusta ja jatkoi opintojaan Cambridgen yliopistossa.

Lue myös, elamakerrat – Johannes Vermeer

Trinity College (1661-1664)

Kesäkuussa 1661 18-vuotias Newton saapui Cambridgeen. Perussäännön mukaan hänelle järjestettiin latinan koe, jonka jälkeen hänelle ilmoitettiin, että hänet oli hyväksytty Cambridgen yliopiston Trinity Collegeen (Holy Trinity College). Yli 30 vuotta Newtonin elämästä liittyy tähän laitokseen.

Opisto, kuten koko yliopisto, kävi läpi vaikeita aikoja. Monarkia oli juuri palautettu Englannissa (1660), kuningas Kaarle II viivästytti usein yliopistolle maksettavia maksuja ja irtisanoi suurimman osan vallankumouksen aikana nimitetystä opetushenkilökunnasta. Trinity Collegessa asui yhteensä 400 ihmistä, mukaan lukien opiskelijat, palvelijat ja 20 köyhää, joille peruskirjan mukaan collegen oli annettava almuja. Koulutusprosessi oli surkeassa tilassa.

Newton oli kirjoilla ”sizar”-opiskelijana, jolta ei peritty lukukausimaksuja (luultavasti Babingtonin neuvosta). Tuon ajan normien mukaan sizer joutui maksamaan opintonsa erilaisilla töillä yliopistossa tai tarjoamalla palveluja varakkaammille opiskelijoille. Tästä elämänvaiheesta on säilynyt vain vähän dokumentteja tai muistoja. Näinä vuosina Newtonin luonne muotoutui lopullisesti: hän halusi selvittää asiat perin pohjin, ei sietänyt petosta, panettelua ja sortoa eikä välinpitämättömyyttä julkista mainetta kohtaan. Hänellä ei ollut vieläkään ystäviä.

Huhtikuussa 1664 Newton, joka oli läpäissyt tenttinsä, ylennettiin ylempään ylioppilasluokkaan (stipendiaatit), mikä oikeutti hänet stipendiin ja opintojen jatkamiseen collegessa.

Galileon löydöistä huolimatta Cambridgessa opetettiin edelleen tiedettä ja filosofiaa Aristoteleen mukaan. Newtonin säilyneissä muistiinpanovihkoissa mainitaan kuitenkin jo Galilei, Kopernikus, kartesiolaisuus, Kepler ja Gassendin atomiteoria. Muistiinpanovihkojen perusteella hän jatkoi (lähinnä tieteellisten instrumenttien) valmistamista ja suhtautui intohimoisesti optiikkaan, tähtitieteeseen, matematiikkaan, fonetiikkaan ja musiikin teoriaan. Kämppäkaverinsa muistelmien mukaan Newton omistautui koko sydämestään opinnoilleen unohtaen ruoan ja unen; se oli luultavasti vaikeuksista huolimatta elämäntapa, jota hän itse halusi.

Vuosi 1664 oli Newtonin elämässä rikas myös muiden tapahtumien kannalta. Newton koki luovan mullistuksen, aloitti oman tieteellisen toimintansa ja laati laajan (45 kohdan) luettelon luonnon ja ihmiselämän ratkaisemattomista ongelmista (Questiones quaedam philosophicae). Myöhemmin samanlaisia luetteloita ilmestyi useammin kuin kerran hänen työkirjoissaan. Saman vuoden maaliskuussa vasta perustetun (1663) korkeakoulun matematiikan laitoksen luennot aloitti uusi luennoitsija, 34-vuotias Isaac Barrow, merkittävä matemaatikko, Newtonin tuleva ystävä ja opettaja. Newtonin kiinnostus matematiikkaa kohtaan kasvoi dramaattisesti. Hän teki ensimmäisen merkittävän matemaattisen löytönsä: binomiaalilaajennuksen mille tahansa rationaalieksponentille (myös negatiivisille), ja sen avulla hän päätyi tärkeimpään matemaattiseen menetelmäänsä – funktion laajentamiseen äärettömäksi sarjaksi. Aivan vuoden lopussa Newtonista tuli perustutkinto-opiskelija.

Newtonin tieteelliseen perustaan ja hänen työnsä innoittajiin vaikuttivat eniten fyysikot Galileo, Descartes ja Kepler. Newton täydensi heidän kirjoituksiaan yhdistämällä ne maailman universaaliksi järjestelmäksi. Muilla matemaatikoilla ja fyysikoilla oli pienempi mutta merkittävä vaikutus: Euklid, Fermat, Huygens, Wallis ja hänen lähiopettajansa Barrow. Newtonin oppilaan muistikirjassa on ohjelmallinen lause:

Filosofiassa ei voi olla muuta hallitsijaa kuin totuus… Meidän pitäisi pystyttää kultaisia muistomerkkejä Keplerille, Galileolle ja Descartesille ja kirjoittaa jokaiseen niistä: ”Platon on ystävä, Aristoteles on ystävä, mutta tärkein ystävä on totuus”.

Lue myös, taistelut – Azincourtin taistelu

”Ruttovuodet (1665-1667)

Jouluaattona 1664 Lontoon taloihin alkoi ilmestyä punaisia ristejä – ensimmäiset merkit suuresta kulkutaudista. Kesään mennessä tappava epidemia oli laajentunut huomattavasti. Elokuun 8. päivänä 1665 Trinity Collegessa keskeytettiin opetus ja henkilökunta hajotettiin epidemian loppumiseen asti. Newton lähti kotiin Woolsthorpeen ja otti mukaansa tärkeimmät kirjat, muistikirjat ja instrumentit.

Nämä olivat Englannille katastrofaalisia vuosia – tuhoisa rutto (pelkästään Lontoossa kuoli viidennes väestöstä), tuhoisa sota Alankomaiden kanssa ja Lontoon suuri tulipalo. Suuri osa Newtonin tieteellisistä keksinnöistä tehtiin kuitenkin ”ruttovuosien” erakoituneena. Säilyneiden muistiinpanojen perusteella on selvää, että 23-vuotias Newton hallitsi jo sujuvasti differentiaali- ja integraalilaskennan perusmenetelmät, mukaan lukien funktioiden laajentaminen sarjoiksi ja se, mitä myöhemmin kutsuttiin Newton-Leibnizin kaavaksi. Hän teki useita nokkelia optisia kokeita ja osoitti, että valkoinen väri on spektrin värien sekoitus. Newton muisteli myöhemmin näitä vuosia:

Vuoden 1665 alussa löysin likimääräisen sarjan menetelmän ja säännön, joka koskee minkä tahansa polynomin voiman muuttamista tällaiseksi sarjaksi … marraskuussa sain suoran vaihtelumenetelmän; seuraavan vuoden tammikuussa sain värien teorian ja toukokuussa aloitin käänteisen vaihtelumenetelmän … Tänä aikana olin nuoruuteni parhaimmassa vaiheessa ja olin kiinnostuneempi matematiikasta ja filosofiasta kuin missään muussa vaiheessa myöhemmin.

Hänen merkittävin löytönsä näinä vuosina oli kuitenkin universaalin gravitaation laki. Myöhemmin, vuonna 1686, Newton kirjoitti Halleylle:

Yli 15 vuotta sitten kirjoitetuissa artikkeleissa (en voi antaa tarkkaa päivämäärää, mutta se oli joka tapauksessa ennen kuin kirjeenvaihtoni Oldenburgin kanssa alkoi) ilmaisin planeettojen Auringon puoleisen painovoiman käänteisen neliöllisen suhteellisuuden etäisyyden funktiona ja laskin Maan painovoiman ja Kuun conatus recedendin oikean suhteen Maan keskipisteeseen, vaikkakaan en tarkasti.

Newtonin mainitsema epätarkkuus johtui siitä, että Newton otti Maan mitat ja painovoiman kiihtyvyyden arvon Galileon Mechanica-teoksesta, jossa ne oli esitetty huomattavan epätarkasti. Myöhemmin Newton sai Picardin tarkemmat tiedot ja vakuuttui lopulta teoriansa totuudesta.

Tunnettu legenda kertoo, että Newton löysi gravitaatiolain havaitsemalla omenan putoamisen puun oksalta. Newtonin omenan näki ensimmäisen kerran William Stukeley, Newtonin elämäkerran kirjoittaja (Memoirs of Newton”s Life, 1752):

Lounaan jälkeen sää oli lämmin, ja menimme ulos hedelmätarhaan juomaan teetä omenapuiden varjossa. Hän kertoi minulle, että ajatus painovoimasta oli tullut hänelle mieleen, kun hän istui puun alla aivan samalla tavalla. Hän oli mietiskelevällä tuulella, kun yhtäkkiä omena putosi oksalta. ”Miksi omenat putoavat aina kohtisuoraan maahan nähden?”  – hän ajatteli.

Legendasta tuli suosittu Voltairen ansiosta. Kuten Newtonin työkirjoista käy ilmi, hänen teoriansa universaalista gravitaatiosta kehittyi vähitellen. Toinen elämäkerran kirjoittaja, Henry Pemberton, lainaa Newtonin päättelyä (mainitsematta omenaa) yksityiskohtaisemmin: ”vertaamalla useiden planeettojen aikoja ja niiden etäisyyksiä Auringosta hän havaitsi, että … tämän voiman on pienennyttävä kvadraattisesti suhteessa etäisyyden kasvaessa”. Toisin sanoen Newton havaitsi, että Keplerin kolmannesta laista, joka liittää planeettojen kiertoaikojen pituudet niiden etäisyyteen Auringosta, seuraa gravitaatiolain ”käänteinen neliökaava” (ympyrän kiertoradan approksimaatiossa). Newton kirjoitti painovoimalain lopullisen muotoilun, joka sisältyy oppikirjoihin, vasta myöhemmin, kun mekaniikan lait olivat tulleet hänelle selviksi.

Nämä ja monet myöhemmät löydöt julkaistiin 20-40 vuotta myöhemmin kuin ne tehtiin. Newton ei jahdannut mainetta. Vuonna 1670 hän kirjoitti John Collinsille: ”En näe maineessa mitään toivottavaa, vaikka voisin ansaita sen. Se ehkä lisäisi tuttavieni määrää, mutta juuri sitä haluan välttää.” Hänen ensimmäinen tieteellinen teoksensa (löydettiin vasta 300 vuotta myöhemmin).

Lue myös, elamakerrat – Barnett Newman

Tieteellisen maineen alku (1667-1684)

Maalis- ja kesäkuussa 1666 Newton vieraili Cambridgessa. Kesällä uusi ruttoaalto pakotti hänet kuitenkin palaamaan kotiin. Lopulta vuoden 1667 alussa epidemia laantui, ja huhtikuussa Newton palasi Cambridgeen. Lokakuun 1. päivänä hänet valittiin Trinity Collegen jäseneksi, ja vuonna 1668 hänestä tuli Master. Hänelle osoitettiin tilava erillinen huone asumista varten, hänelle maksettiin palkka (2 puntaa vuodessa) ja hänelle annettiin ryhmä opiskelijoita, joiden kanssa hän vietti useita tunteja viikossa ahkerasti tavanomaisia akateemisia aiheita. Newtonista ei kuitenkaan tullut tuolloin eikä myöhemminkään kuuluisa opettajana; hänen luennoilleen osallistui vain vähän väkeä.

Vahvistettuaan asemaansa Newton matkusti Lontooseen, jossa vähän aiemmin, vuonna 1660, oli perustettu Lontoon kuninkaallinen seura – arvostettujen tiedemiesten arvovaltainen järjestö, yksi ensimmäisistä tiedeakatemioista. Kuninkaallisen seuran lehti oli Philosophical Transactions -lehti.

Vuonna 1669 Euroopassa alkoi ilmestyä matemaattisia artikkeleita, joissa käytettiin hajotuksia äärettömiin sarjoihin. Vaikka näiden löydösten syvyys ei ollut Newtonin vastaavaa, Barrow vaati, että hänen oppilaansa kirjaa hänen ensisijaisuutensa tässä asiassa. Newton kirjoitti lyhyen mutta kohtuullisen täydellisen yhteenvedon tästä osasta löytöjään, jota hän kutsui analyysiksi sellaisten yhtälöiden avulla, joissa on ääretön määrä termejä. Barrow toimitti tämän tutkielman Lontooseen. Newton pyysi Barrow”ta olemaan paljastamatta teoksen tekijän nimeä (mutta hän kuitenkin paljasti sen). ”Analyysi” levisi asiantuntijoiden keskuudessa ja sai jonkin verran mainetta Englannissa ja muualla.

Samana vuonna Barrow otti vastaan kuninkaan kutsun hovikappeliksi ja luopui opettajan työstä. Lokakuun 29. päivänä 1669 26-vuotias Newton valittiin hänen seuraajakseen Trinity Collegen matematiikan ja optiikan Lucas-professoriksi. Tässä tehtävässä Newton sai 100 punnan vuosipalkan, johon ei sisältynyt Trinityn muita bonuksia ja apurahoja. Uusi virka antoi Newtonille myös enemmän aikaa omalle tutkimustyölleen. Barrow jätti Newtonille laajan alkemialaboratorion; tänä aikana Newton kiinnostui vakavasti alkemiasta ja teki paljon kemiallisia kokeita.

Samaan aikaan Newton jatkoi optiikan ja väriteorian kokeilujaan. Newton tutki sfääristä ja kromaattista aberraatiota. Niiden minimoimiseksi hän rakensi sekaheijastinkaukoputken: linssin ja koveran pallopeilin, jonka hän valmisti ja kiillotti itse. James Gregory (1663) ehdotti ensimmäisenä tällaisen kaukoputken suunnittelua, mutta ideaa ei koskaan toteutettu. Newtonin ensimmäinen suunnitelma (1668) ei onnistunut, mutta seuraava, tarkemmin hiotulla peilillä varustettu malli antoi pienestä koostaan huolimatta 40-kertaisen suurennoksen, joka oli laadultaan erinomainen.

Sana uudesta laitteesta levisi nopeasti Lontooseen, ja Newton kutsuttiin esittelemään keksintöään tiedeyhteisölle. Vuoden 1671 lopulla tai vuoden 1672 alussa heijastin esiteltiin ensin kuninkaalle ja sitten Royal Societylle. Laite sai yleisön suosionosoituksia. On todennäköistä, että myös keksinnön käytännöllisellä merkityksellä oli osuutta asiaan: tähtitieteellistä havainnointia käytettiin tarkan ajan määrittämiseen, mikä oli välttämätöntä merenkulun kannalta. Newtonista tuli kuuluisa, ja tammikuussa 1672 hänet valittiin Royal Societyn jäseneksi. Myöhemmin parannetuista heijastimista tuli tähtitieteilijöiden tärkeimmät työkalut, ja niiden avulla löydettiin Uranus-planeetta, muita galakseja ja punasiirtymä.

Aluksi Newton piti arvossa Royal Societyn kollegojensa yhteyttä, johon Barrow”n lisäksi kuuluivat James Gregory, John Wallis, Robert Hooke, Robert Boyle, Christopher Wren ja muita englantilaisen tieteen tunnettuja henkilöitä. Pian syntyi kuitenkin ikäviä konflikteja, joista Newton ei pitänyt. Erityisesti valon luonteesta käytiin kiivasta kiistaa. Se alkoi siitä, että helmikuussa 1672 Newton julkaisi Philosophical Transactions -lehdessä yksityiskohtaisen kuvauksen klassisista prismakokeistaan ja väriteoriastaan. Hooke, joka oli aiemmin julkaissut oman teoriansa, väitti, etteivät Newtonin tulokset vakuuttaneet häntä, ja Huygens tuki häntä sillä perusteella, että Newtonin teoria oli ”ristiriidassa perinteisen viisauden kanssa”. Newton vastasi heidän kritiikkiinsä vasta puoli vuotta myöhemmin, mutta siihen mennessä arvostelijoiden määrä oli kasvanut huomattavasti.

Epäpätevien hyökkäysten vyöry ärsytti ja masensi Newtonia. Newton pyysi Oldenburgin seuran sihteeriä olemaan lähettämättä hänelle enää yhtään kriittistä kirjettä ja vannoi tulevaisuutta varten, ettei hän sekaantuisi tieteellisiin kiistoihin. Kirjeissä hän valitti, että hän oli valinnan edessä: joko olla julkaisematta löytöjään tai käyttää kaiken aikansa ja energiansa epäystävällisen maallikkokritiikin torjumiseen. Lopulta hän valitsi ensin mainitun vaihtoehdon ja jätti eronpyyntönsä Royal Societyn jäsenyydestä (8. maaliskuuta 1673). Oldenburg sai hänet vaikeuksitta suostuteltua jäämään seuraan, mutta hänen tieteelliset yhteytensä seuraan jäivät pitkäksi aikaa minimiin.

Vuonna 1673 tapahtui kaksi tärkeää tapahtumaa. Ensinnäkin Newtonin vanha ystävä ja suojelija Isaac Barrow palasi kuninkaallisella määräyksellä Trinityyn, nyt collegen johtajana (”master”). Toiseksi: Leibniz, joka tuolloin tunnettiin filosofina ja keksijänä, kiinnostui Newtonin matemaattisista keksinnöistä. Saatuaan Newtonin vuonna 1669 julkaiseman teoksen äärettömistä sarjoista ja tutkittuaan sitä perusteellisesti hän kehitti oman versionsa analyysistä. Vuonna 1676 Newton ja Leibniz kävivät kirjeenvaihtoa, jossa Newton selitti useita menetelmiään, vastasi Leibnizin kysymyksiin ja vihjasi vielä yleisempien, vielä julkaisemattomien menetelmien olemassaolosta (tarkoittaen yleistä differentiaali- ja integraalilaskentaa). Kuninkaallisen seuran sihteeri Henry Oldenburg painosti Newtonia Englannin kunniaksi julkaisemaan analyysia koskevat matemaattiset löytönsä, mutta Newton vastasi, että hän oli ollut eri aiheen parissa viisi vuotta eikä halunnut tulla häirityksi. Newton ei vastannut Leibnizin seuraavaan kirjeeseen. Ensimmäinen lyhyt julkaisu Newtonin analyysiversiosta ilmestyi vasta vuonna 1693, kun Leibnizin versio oli jo levinnyt laajalti Euroopassa.

1670-luvun loppu oli Newtonille surullinen. Toukokuussa 1677 Barrow, 47, kuoli yllättäen. Saman vuoden talvella Newtonin talossa syttyi valtava tulipalo, ja osa Newtonin käsikirjoitusarkistosta paloi. Syyskuussa 1677 Oldenburg, Newtonin suosima Royal Societyn sihteeri, kuoli, ja uudeksi sihteeriksi tuli Hooke, joka suhtautui Newtoniin epäsuotuisasti. Vuonna 1679 Annan äiti sairastui vakavasti; Newton jätti kaiken huolehtiakseen Annasta ja osallistui aktiivisesti hänen hoitamiseensa, mutta hänen äitinsä tila paheni nopeasti ja hän kuoli. Äiti ja Barrow olivat niitä harvoja ihmisiä, jotka piristivät Newtonin yksinäisyyttä.

Lue myös, elamakerrat – Ethelbald

”Luonnonfilosofian matemaattiset alkeet (1684-1686)”.

Tämän tieteen historian kuuluisimpiin kuuluvan teoksen tarina alkoi vuonna 1682, kun Halleyn komeetan kulku herätti kiinnostuksen taivaanmekaniikkaan. Edmond Halley yritti taivutella Newtonia julkaisemaan ”yleisen liiketeoriansa”, josta tiedeyhteisössä oli huhuttu jo pitkään. Newton, joka ei halunnut sekaantua uusiin tieteellisiin kiistoihin ja riitoihin, kieltäytyi.

Elokuussa 1684 Halley tuli Cambridgeen ja kertoi Newtonille, että hän, Wren ja Hooke keskustelivat siitä, miten planeettojen kiertoratojen elliptisyys voitaisiin johtaa gravitaatiolain kaavasta, mutta he eivät tienneet, miten ratkaisua pitäisi lähestyä. Newton sanoi, että hänellä oli jo tällainen todiste, ja marraskuussa hän lähetti valmiin käsikirjoituksen Halleylle. Hän tunnusti heti tuloksen ja menetelmän arvon, kävi heti uudestaan Newtonin luona ja onnistui tällä kertaa taivuttelemaan hänet julkaisemaan tuloksensa. Joulukuun 10. päivänä 1684 ilmestyi historiallinen merkintä Royal Societyn pöytäkirjaan:

Herra Halley … näki hiljattain herra Newtonin Cambridgessa ja hän näytti hänelle mielenkiintoisen tutkielman ”De motu”. Halleyn toiveiden mukaisesti Newton lupasi lähettää tutkielman seuralle.

Kirjan työstäminen jatkui vuodesta 1684 vuoteen 1686. Tutkijan sukulaisen ja hänen avustajansa Humphrey Newtonin muistikuvien mukaan Newton kirjoitti aluksi ”Alkuaineita” niiden alkemististen kokeiden välissä, joihin hän kiinnitti eniten huomiota, mutta innostui sitten vähitellen ja omistautui innokkaasti elämänsä tärkeimmän kirjan työstämiseen.

Julkaisun oli tarkoitus saada rahoitusta Royal Societyn varoista, mutta vuoden 1686 alussa seura julkaisi kalojen historiaa käsittelevän tutkielman, jolle ei ollut kysyntää, ja näin sen budjetti tyhjeni. Halley ilmoitti sitten, että hän vastaisi sen julkaisemisesta aiheutuvista kustannuksista. Seura hyväksyi kiitollisena tämän anteliaan tarjouksen ja toimitti Halleylle 50 kappaletta kalojen historiaa käsittelevää teosta ilmaiseksi osittaisena korvauksena.

Newtonin teos – ehkä analogisesti Descartesin teoksen Filosofian alkeet (1644) kanssa tai joidenkin tieteenhistorioitsijoiden mukaan haasteena kartesiolaisille – sai nimekseen Luonnonfilosofian matemaattiset alkeet (lat. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), eli nykykielellä Fysiikan matemaattiset perusteet.

Huhtikuun 28. päivänä 1686 esiteltiin Matemaattisten alkujen ensimmäinen nide Royal Societylle. Kaikki kolme nidettä julkaistiin vuonna 1687 tekijän tekemän muokkauksen jälkeen. Levikki (noin 300 kappaletta) myytiin loppuun neljässä vuodessa, mikä oli tuohon aikaan hyvin nopeaa.

Sekä fysikaalisesti että matemaattisesti Newtonin työ on laadullisesti parempi kuin kaikkien hänen edeltäjiensä. Siitä puuttuu aristoteelinen tai kartesiolainen metafysiikka epämääräisine päättelyineen ja epämääräisesti muotoiltuine, usein kaukaa haettuine luonnonilmiöiden ”perimmäisine syineen”. Newton ei esimerkiksi julistanut, että painovoiman laki toimii luonnossa, vaan hän todisti sen tiukasti planeettojen ja niiden satelliittien havaittujen liikemallien perusteella. Newtonin menetelmänä on luoda malli ilmiöstä ”keksimättä hypoteeseja” ja sen jälkeen etsiä ilmiön syitä, jos tiedot ovat riittävät. Tämä Galileon aloittama lähestymistapa merkitsi vanhan fysiikan loppua. Luonnon laadullinen kuvaus väistyi määrällisen kuvauksen tieltä – laskelmat, piirrokset ja taulukot vievät huomattavan osan kirjasta.

Kirjassaan Newton määritteli selkeästi mekaniikan peruskäsitteet ja esitteli useita uusia käsitteitä, kuten sellaiset tärkeät fysikaaliset suureet kuin massa, ulkoinen voima ja liikemäärä. Mekaniikan kolme lakia muotoiltiin. Kaikkien kolmen Keplerin gravitaatiolain täsmällinen johtaminen esitetään. On huomattava, että myös Keplerille tuntemattomien taivaankappaleiden hyperboliset ja paraboliset radat kuvattiin. Newton ei suoranaisesti käsittele kopernikaanisen heliosentrisen järjestelmän totuutta, mutta vihjaa siihen; hän jopa arvioi auringon poikkeaman aurinkokunnan massakeskipisteestä. Toisin sanoen Newtonin järjestelmässä aurinko ei lepää, toisin kuin Keplerin järjestelmässä, vaan se noudattaa yleisiä liikkeen lakeja. Yleiseen järjestelmään kuuluvat myös komeetat, joiden kiertoradat olivat tuolloin hyvin kiistanalaisia.

Newtonin gravitaatioteorian heikkoutena oli monien tuon ajan tiedemiesten mukaan se, että se ei selittänyt tämän voiman luonnetta. Newton esitti vain matemaattisen laitteiston ja jätti avoimeksi kysymykset gravitaation syystä ja sen aineellisesta välittäjäaineesta. Descartesin filosofiaan kasvaneelle tiedeyhteisölle tämä oli vieras ja haastava lähestymistapa, ja vasta taivaanmekaniikan voittokulku 1700-luvulla pakotti fyysikot väliaikaisesti hyväksymään Newtonin teorian. Gravitaation fysikaalinen perusta selvisi vasta yli kaksi vuosisataa myöhemmin, kun yleinen suhteellisuusteoria syntyi.

Newton rakensi kirjan matemaattisen laitteiston ja yleisen rakenteen mahdollisimman lähelle aikalaistensa tunnustamaa tieteellisen tarkkuuden standardia – Eukleideen alkuaineita. Hän vältti tarkoituksella matemaattisen analyysin käyttöä lähes kaikkialla – uusien, tuntemattomien menetelmien käyttö olisi vaarantanut tulosten uskottavuuden. Tämä varovaisuus kuitenkin aliarvioi Newtonin esitystapaa myöhempien lukijasukupolvien silmissä. Newtonin kirja oli ensimmäinen uutta fysiikkaa käsittelevä teos ja samalla yksi viimeisistä vakavasti otettavista teoksista, joissa käytettiin vanhoja matemaattisia tutkimusmenetelmiä. Kaikki Newtonin seuraajat käyttivät jo hänen luomiaan tehokkaita matemaattisia analyysimenetelmiä. D”Alambert, Euler, Laplace, Clero ja Lagrange olivat Newtonin työn suurimmat suorat seuraajat.

Kirja julkaistiin kirjailijan elinaikana kolme kertaa, ja jokainen uusintapainos sisälsi kirjailijan tekemiä merkittäviä lisäyksiä ja korjauksia.

Lue myös, elamakerrat – Tom Petty

Hallinto (1687-1703)

Vuotta 1687 ei leimannut ainoastaan suuren kirjan julkaiseminen, vaan myös Newtonin konflikti kuningas Jaakko II:n kanssa. Helmikuussa kuningas, joka pyrki johdonmukaisesti palauttamaan katolilaisuuden Englannissa, määräsi Cambridgen yliopiston myöntämään maisterin tutkinnon katoliselle munkille Alban Franciscukselle. Yliopiston viranomaiset epäröivät, koska he eivät halunneet rikkoa lakia eivätkä ärsyttää kuningasta; pian kutsuttiin koolle oppineiden valtuuskunta, johon kuului myös Newton, nuhdellakseen lordi Ylituomari George Jeffreysiä, joka tunnettiin töykeydestään ja julmuudestaan. Newton vastusti kaikkia kompromisseja, jotka loukkaisivat yliopistojen autonomiaa, ja sai valtuuskunnan omaksumaan periaatteellisen kannan. Lopulta yliopiston varakansleri erotettiin, mutta kuninkaan toive ei koskaan toteutunut. Eräässä näistä vuosista peräisin olevassa kirjeessään Newton esitteli poliittiset periaatteensa:

Jokainen rehellinen mies on Jumalan ja ihmisten lakien mukaan velvollinen noudattamaan kuninkaan laillisia käskyjä. Mutta jos Hänen Majesteettinsa neuvotaan vaatimaan jotakin sellaista, mitä ei voida tehdä lailla, kenenkään ei pitäisi kärsiä vahinkoa, jos hän laiminlyö tällaisen vaatimuksen.

Vuonna 1689, kuningas Jaakko II:n syrjäyttämisen jälkeen, Newton valittiin ensimmäisen kerran parlamenttiin Cambridgen yliopistosta, ja hän istui siellä vain reilun vuoden. Hän oli jälleen parlamentin jäsen vuosina 1701-1702. On olemassa suosittu anekdootti, jonka mukaan hän käytti puheenvuoron alahuoneessa vain kerran ja pyysi sulkemaan ikkunan vedon välttämiseksi. Itse asiassa Newton hoiti parlamentaarisia tehtäviään samalla rehellisyydellä, jolla hän hoiti kaikkia asioitaan.

Noin vuonna 1691 Newton sairastui vakavasti (luultavasti myrkytettiin kemiallisten kokeiden aikana, mutta muita versioita ovat muun muassa ylikuormitus, tulipalon jälkeinen sokki, jonka seurauksena tärkeitä tuloksia menetettiin, ja ikään liittyvät sairaudet). Sukulaiset pelkäsivät hänen mielenterveytensä puolesta; useissa hänen tältä ajalta säilyneissä kirjeissään on merkkejä mielenterveyden häiriöistä. Vasta vuoden 1693 lopulla Newtonin terveys toipui täysin.

Vuonna 1679 Newton tapasi Trinityssä Charles Montaguen (1661-1715), 18-vuotiaan aristokraatin, joka rakasti tiedettä ja alkemiaa. Newton teki todennäköisesti suuren vaikutuksen Montagueen, sillä vuonna 1696, kun hänestä oli tullut lordi Halifax, Royal Societyn puheenjohtaja ja valtiovarainministeri (eli Englannin valtiovarainministeri), Montague ehdotti kuninkaalle Newtonin nimittämistä rahapajan kuraattoriksi. Kuningas antoi suostumuksensa, ja vuonna 1696 Newton otti viran vastaan, jätti Cambridgen ja muutti Lontooseen.

Ensinnäkin Newton tutki perusteellisesti kolikkotekniikkaa, laittoi paperityöt kuntoon ja suunnitteli kirjanpidon uudelleen viimeisten 30 vuoden ajaksi. Samaan aikaan Newton edisti tarmokkaasti ja asiantuntevasti Montaguen meneillään olevaa rahapoliittista uudistusta ja palautti luottamuksen englantilaiseen rahajärjestelmään, jonka hänen edeltäjänsä olivat täysin laiminlyöneet. Englannissa näinä vuosina käytettiin lähes yksinomaan epätäydellisiä, eikä vähäinen määrä ja väärennettyjä kolikoita. Hopeakolikoiden reunojen irtoaminen oli laajalle levinnyttä, ja juuri lyötyjä kolikoita katosi heti liikkeeseen laskemisen jälkeen, koska ne sulatettiin joukoittain, vietiin ulkomaille ja piilotettiin arkkuihin. Montague päätteli tämän jälkeen, että tilanne voitaisiin muuttaa vain kierrättämällä kaikki Englannissa kiertävät kolikot ja kieltämällä leikattujen kolikoiden liikkeeseenlasku, mikä edellytti kuninkaallisen rahapajan tuottavuuden jyrkkää lisäämistä. Tämä edellytti pätevää hallintomiestä, ja juuri hänet Newton otti vastaan rahapajan vartijan viran maaliskuussa 1696.

Newtonin tarmokkaiden toimien ansiosta vuoden 1696 aikana perustettiin rahapajan haarakonttorien verkosto eri puolille Englantia, erityisesti Chesteriin, jossa Newton nimitti ystävänsä Halleyn haarakonttorin johtajaksi, mikä lisäsi hopeakolikoiden tuotannon kahdeksankertaiseksi. Newton toi kolikkotekniikkaan merkityn hiekan käytön, minkä jälkeen metallin rikollinen hionta kävi käytännössä mahdottomaksi. Vanhat, vialliset hopeakolikot poistettiin kokonaan kierrosta ja lyöty uudelleen kahden vuoden kuluessa, uusien kolikoiden tuotantoa lisättiin niiden kysynnän tyydyttämiseksi ja niiden laatua parannettiin. Samanlaisten uudistusten aikana ihmiset joutuivat vaihtamaan vanhan rahan painoon, minkä jälkeen käteisen rahan määrä väheni sekä yksityishenkilöillä (yksityisillä ja laillisilla) että koko maassa, mutta korko- ja luottovelat pysyivät samoina, mikä aiheutti talouden pysähtymisen. Newton ehdotti rahan vaihtamista nimellisarvoon, mikä esti nämä ongelmat, ja väistämättömät puutteet korvattiin lainaamalla rahaa muilta mailta (lähinnä Alankomaista). Inflaatio hidastui, mutta valtion ulkomaanvelka kasvoi vuosisadan puoliväliin mennessä ennennäkemättömän suureksi Englannin historiassa. Tänä aikana talous kasvoi kuitenkin huomattavasti, mikä johti valtionkassan veromaksujen kasvuun (ne olivat yhtä suuret kuin Ranskassa, vaikka Ranskassa oli 2,5 kertaa enemmän asukkaita), joten valtionvelka saatiin vähitellen maksettua.

Vuonna 1699 kolikoiden lyöntipainatus saatiin päätökseen, ja ilmeisesti palkkioksi palveluksistaan Newton nimitettiin samana vuonna rahapajan johtajaksi (”master”). Rehellinen ja pätevä mies rahapajan johdossa ei kuitenkaan sopinut kaikille. Valituksia ja ilmiantoja virtasi Newtonia vastaan heti ensimmäisistä päivistä lähtien, ja tarkistuskomissioita ilmestyi jatkuvasti. Kuten kävi ilmi, monet ilmiannoista tulivat väärentäjiltä, joita Newtonin uudistukset ärsyttivät. Newton suhtautui yleensä välinpitämättömästi mustamaalaamiseen, mutta ei koskaan antanut anteeksi, jos se vaikutti hänen kunniaansa ja mainettaan. Hän oli henkilökohtaisesti mukana kymmenissä tutkimuksissa, ja yli 100 väärentäjää jäljitettiin ja tuomittiin; jos raskauttavia seikkoja ei ollut, heidät useimmiten karkotettiin Pohjois-Amerikan siirtomaihin, mutta useita johtajia teloitettiin. Väärennettyjen kolikoiden määrä Englannissa väheni huomattavasti. Montague kehui muistelmissaan Newtonin poikkeuksellisia hallinnollisia taitoja, jotka varmistivat uudistuksen onnistumisen. Tutkijan toteuttamat uudistukset eivät siis ainoastaan estäneet talouskriisiä, vaan johtivat vuosikymmeniä myöhemmin maan vaurauden merkittävään kasvuun.

Huhtikuussa 1698 Venäjän tsaari Pietari I vieraili rahapajassa kolme kertaa osana ”suurta suurlähetystöä”; valitettavasti yksityiskohtia hänen vierailustaan ja yhteydenpidostaan Newtonin kanssa ei ole säilynyt. Tiedetään kuitenkin, että vuonna 1700 Venäjällä toteutettiin samanlainen kolikkouudistus kuin Englannissa. Vuonna 1713 Newton lähetti kuusi ensimmäistä painettua kappaletta elementtien toisesta painoksesta tsaari Pietarille Venäjälle.

Newtonin tieteellisen voiton symboliksi muodostui kaksi tapahtumaa vuonna 1699: hän alkoi opettaa newtonilaista maailmanjärjestelmää Cambridgessa (vuodesta 1704 lähtien – ja Oxfordissa), ja Pariisin tiedeakatemia, joka oli kartesiolaisten vastustajien bulevardi, valitsi hänet ulkomaiseksi jäsenekseen. Koko tämän ajan Newton oli edelleen Trinity Collegen jäsenenä ja professorina, mutta joulukuussa 1701 hän erosi virallisesti kaikista tehtävistään Cambridgessa.

Vuonna 1703 Kuninkaallisen seuran presidentti lordi John Somers kuoli, koska hän oli osallistunut seuran kokouksiin vain kahdesti viiden vuoden puheenjohtajakaudellaan. Marraskuussa Newton valittiin hänen seuraajakseen, ja hän johti yhdistystä koko loppuelämänsä eli yli kaksikymmentä vuotta. Toisin kuin edeltäjänsä, hän osallistui henkilökohtaisesti kaikkiin kokouksiin ja teki parhaansa varmistaakseen, että Britannian kuninkaallisella seuralla oli kunniapaikka tiedemaailmassa. Seuran jäsenmäärä kasvoi (Halleyn lisäksi jäseniä olivat Denis Papin, Abraham de Moivre, Roger Cotes ja Brooke Taylor), mielenkiintoisia kokeita tehtiin ja niistä keskusteltiin, lehtiartikkelien laatu parani huomattavasti ja taloudelliset ongelmat helpottivat. Seura hankki palkatut sihteerit ja oman asunnon (Fleet Streetillä); Newton maksoi muuttokustannukset omasta pussistaan. Näinä vuosina Newton kutsuttiin usein neuvonantajaksi erilaisiin hallituksen toimikuntiin, ja prinsessa Caroline, Ison-Britannian tuleva kuningatar (Yrjö II:n vaimo), vietti hänen kanssaan tunteja palatsissa keskustellen filosofisista ja uskonnollisista aiheista.

Lue myös, taistelut – Zaman taistelu

Viime vuodet

Vuonna 1704 hän julkaisi (ensimmäisenä englanninkielisenä) monografian Optics, joka määritteli tämän tieteenalan kehityksen 1800-luvun alkuun asti. Se sisälsi liitteen, On the Quadrature of Curves, joka oli ensimmäinen ja melko kattava esitys Newtonin matemaattisen analyysin versiosta. Se on itse asiassa Newtonin viimeinen luonnontieteellinen teos, vaikka hän eli yli 20 vuotta. Hänen jälkeensä jääneen kirjaston luettelo sisälsi lähinnä historiaa ja teologiaa käsitteleviä kirjoja, ja juuri näille Newton omisti loppuelämänsä. Newton pysyi rahapajan taloudenhoitajana, sillä tämä virka ei vaatinut häneltä erityistä aktiivisuutta, toisin kuin valvojan virka. Hän matkusti kaksi kertaa viikossa rahapajalle ja kerran viikossa Royal Societyn kokoukseen. Newton ei koskaan matkustanut Englannin ulkopuolelle.

Vuonna 1705 kuningatar Anne lyö Newtonin ritariksi. Tästä lähtien hän oli Sir Isaac Newton. Se oli ensimmäinen kerta Englannin historiassa, kun ritarin arvonimi myönnettiin tieteellisistä ansioista; seuraavan kerran se tapahtui yli sata vuotta myöhemmin (1819, Humphrey Davyn kohdalla). Jotkut elämäkertakirjoittajat uskovat kuitenkin, että kuningattaren motiivina ei ollut tiede vaan politiikka. Newton hankki oman vaakunan ja ei kovin luotettavan sukutaulun.

Vuonna 1707 Newton julkaisi algebraa käsittelevän luentokokoelman Universal Arithmetic. Sen sisältämät numeeriset menetelmät merkitsivät uuden lupaavan tieteenalan, numeerisen analyysin, syntyä.

Vuonna 1708 alkoi Leibnizin kanssa avoin prioriteettikiista (ks. jäljempänä), johon jopa kuninkaalliset osallistuivat. Tämä kahden neron välinen riita tuli tieteelle kalliiksi – englantilaisen matemaattisen koulukunnan toiminta hiipui pian vuosisadaksi, kun taas eurooppalainen koulukunta sivuutti monet Newtonin merkittävistä ideoista ja löysi ne uudelleen vasta paljon myöhemmin. Ristiriita ei sammunut edes Leibnizin kuolemaan (1716) mennessä.

Newtonin elementtien ensimmäinen painos oli jo kauan sitten loppuunmyyty. Newtonin monivuotinen työ 2. painoksen valmistelemiseksi, selkeytettynä ja täydennettynä, kruunattiin menestyksellä vuonna 1710, kun uuden painoksen ensimmäinen nide ilmestyi (viimeinen, kolmas – vuonna 1713). Alkuperäinen painos (700 kappaletta) oli selvästi riittämätön, ja lisäkappaleita painettiin vuosina 1714 ja 1723. Toista nidettä viimeistellessään Newtonin oli poikkeuksellisesti palattava fysiikan pariin selittämään teorian ja kokeellisten tietojen välistä ristiriitaa, ja hän teki heti merkittävän löydön – suihkun hydrodynaamisen supistumisen. Teoria vastasi nyt hyvin kokeen tuloksia. Newton lisäsi kirjan loppuun ”Kehotuksen”, jossa hän arvosteli tuhoisasti ”pyörre-teoriaa”, jolla hänen kartesiolaiset vastustajansa yrittivät selittää planeettojen liikettä. Luonnolliseen kysymykseen ”miten se oikeastaan on?” kirja vastaa kuuluisalla ja rehellisellä vastauksella: ”Syytä… gravitaation ominaisuuksiin en ole vielä pystynyt päättelemään ilmiöistä; en keksi hypoteeseja”.

Huhtikuussa 1714 Newton teki yhteenvedon kokemuksistaan rahoitusalan sääntelystä ja toimitti valtiovarainministeriölle artikkelinsa ”Observations on the Value of Gold and Silver”. Artikla sisälsi konkreettisia ehdotuksia jalometallien arvon mukauttamiseksi. Nämä ehdotukset hyväksyttiin osittain, ja niillä oli suotuisa vaikutus Englannin talouteen.

Vähän ennen kuolemaansa Newton oli yksi hallituksen tukeman South Seas Trading Companyn suuren rahoitushuijauksen uhreista. Hän osti yhtiön arvopaperit suurella summalla ja vaati myös, että Royal Society ostaisi ne. Yhtiön pankki teki konkurssin 24. syyskuuta 1720. Hänen veljentyttärensä Catherine muistutti muistiinpanoissaan, että Newton menetti yli 20 000 puntaa, minkä jälkeen hän väitti pystyvänsä laskemaan taivaankappaleiden liikkeet mutta ei väkijoukkojen hulluutta. Monet elämäkertakirjoittajat kuitenkin uskovat, että Katariina ei viitannut todelliseen tappioon vaan odotetun voiton jäämiseen saamatta. Yhtiön mentyä konkurssiin Newton tarjoutui korvaamaan Royal Societyn kustannukset omasta pussistaan, mutta hänen tarjouksensa hylättiin.

Newton omisti elämänsä viimeiset vuodet The Chronology of the Ancient Kingdoms -teoksen kirjoittamiselle, ja hän käytti noin 40 vuotta valmistellessaan vuonna 1726 ilmestyneen Beginningsin kolmatta painosta. Toisin kuin toiseen painokseen, kolmanteen painokseen tehdyt muutokset olivat vähäisiä – lähinnä uusien tähtitieteellisten havaintojen tuloksia, mukaan lukien melko täydellinen opas 1300-luvulta lähtien havaituista komeetoista. Muun muassa esiteltiin Halleyn komeetan laskettu rata, jonka uusi ilmestyminen tuolloin (1758) vahvisti selvästi (tuolloin jo edesmenneen) Newtonin ja Halleyn teoreettiset laskelmat. Kirjan painosmäärää voitiin pitää valtavana noiden vuosien tieteelliseksi julkaisuksi: 1 250 kappaletta.

Vuonna 1725 Newtonin terveys alkoi selvästi heikentyä, ja hän muutti Kensingtoniin Lontoon lähelle, jossa hän kuoli unissaan yöllä 20. (31.) maaliskuuta 1727.Hän ei jättänyt kirjallista testamenttia, mutta jätti suuren osan suuresta omaisuudestaan lähimmille sukulaisilleen vähän ennen kuolemaansa. Hänet on haudattu Westminster Abbeyyn. Fernando Savater kuvailee Voltairen kirjeiden mukaan Newtonin hautajaisia näin:

Koko Lontoo osallistui. Ensin ruumis asetettiin julkisesti näytteille ylellisessä ruumisautossa, jota reunustivat valtavat valaisimet, sitten se kuljetettiin Westminster Abbeyyn, jossa Newton haudattiin kuninkaiden ja merkittävien valtiomiesten joukkoon. Hautajaiskulkueen kärjessä oli lordikansleri, jota seurasivat kaikki kuninkaalliset ministerit.

Lue myös, historia-fi – Utrechtin rauha

Luonteenpiirteet

Newtonista on vaikea laatia psykologista muotokuvaa, sillä jopa hänen kannattajansa liittävät Newtoniin usein erilaisia ominaisuuksia. Myös Newtonin kultti Englannissa oli otettava huomioon, mikä pakotti muistelmien kirjoittajat antamaan suurelle tiedemiehelle kaikki mahdolliset hyveet ja jättämään samalla huomiotta hänen luonteensa todelliset ristiriidat. Lisäksi elämänsä loppupuolella Newtonin luonteeseen kehittyi piirteitä, kuten hyväntahtoisuutta, alentuvuutta ja seurallisuutta, jotka eivät olleet hänelle aiemmin ominaisia.

Newton oli lyhyt, tukevarakenteinen ja hänellä oli aaltoilevat hiukset. Hän oli tuskin koskaan sairas, säilytti paksut hiukset (jotka olivat jo 40-vuotiaana melko harmaat) ja yhtä lukuun ottamatta kaikki hampaansa vanhuuteen asti. Hän ei käyttänyt koskaan (muiden raporttien mukaan lähes koskaan) silmälaseja, vaikka hän olikin hieman likinäköinen. Hän tuskin koskaan nauroi tai ärsyyntyi, eikä hänestä ole mitään merkintöjä vitsien repimisestä tai muusta huumorintajusta. Hän oli varovainen ja säästäväinen rahan kanssa, mutta ei kitsaa. Hän ei ollut koskaan naimisissa. Yleensä hän oli syvässä sisäisessä keskittymisessä, mikä sai hänet usein hajamieliseksi: esimerkiksi kerran, kun hän kutsui vieraita, hän meni ruokakomeroon hakemaan viiniä, mutta sitten jokin tieteellinen ajatus iski häneen ja hän ryntäsi työhuoneeseensa. Hän suhtautui välinpitämättömästi urheiluun, musiikkiin, taiteeseen, teatteriin ja matkustamiseen. Hänen avustajansa muisteli: ”Hän ei sallinut itselleen mitään lepoa ja hengähdystaukoja … katsoi menettäneensä jokaisen tunnin, jota ei omistettu ammatille … Luulen, että häntä suretti tarve käyttää aikaa ruokaan ja nukkumiseen. Kaiken tämän sanottuaan Newton onnistui yhdistämään maallisen käytännöllisyyden ja terveen järjen, mikä näkyy hänen menestyksekkäässä rahapajan ja Kuninkaallisen seuran johtamisessa.

Puritanistisessa perinteessä kasvanut Newton asetti itselleen joukon tiukkoja periaatteita ja itserajoituksia. Hän ei myöskään ollut taipuvainen antamaan anteeksi toisille sitä, mitä hän ei olisi antanut anteeksi itselleen; tämä oli monien hänen ristiriitojensa taustalla (ks. jäljempänä). Hän suhtautui lämpimästi sukulaisiin ja moniin työtovereihin, mutta hänellä ei ollut läheisiä ystäviä, hän ei etsinyt toisten seuraa ja pysytteli etäällä. Newton ei kuitenkaan ollut välinpitämätön tai välinpitämätön muiden ahdingosta. Kun hänen sisarpuolensa Annen kuoleman jälkeen sen lapset jäivät ilman toimeentulomahdollisuuksia, Newton määräsi alaikäisten lasten etuuden, ja myöhemmin tyttärensä Anne, Catherine, otti kasvatuksen hoitaakseen. Hän auttoi myös muita sukulaisia säännöllisesti. ”Hän oli säästäväinen ja varovainen, mutta samalla hän käytti rahaa hyvin vapaasti ja oli aina valmis auttamaan apua tarvitsevaa ystävää olematta kuitenkaan tungetteleva. Hän oli erityisen antelias nuorille. Monet kuuluisat englantilaiset tiedemiehet – Stirling, McLaren, tähtitieteilijä James Pound ja muut – muistivat syvällä kiitollisuudella Newtonin antamaa apua tieteellisen uransa alussa.

Lue myös, elamakerrat – Margaret Thatcher

Ristiriidat

Vuonna 1675 Newton lähetti seuralle tutkielmansa, joka sisälsi uusia tutkimuksia ja spekulaatioita valon luonteesta. Robert Hooke totesi kokouksessa, että kaikki tutkielman arvokas sisältö oli jo Hooken aiemmin julkaistussa kirjassa Micrography. Yksityisissä keskusteluissa hän syytti Newtonia plagioinnista: ”Olen osoittanut, että herra Newton käytti minun hypoteesejani impulsseista ja aalloista” (Hooken päiväkirjasta). Hooke kyseenalaisti kaikkien Newtonin löytöjen ensisijaisuuden optiikan alalla, lukuun ottamatta niitä, joiden kanssa hän oli eri mieltä. Oldenburg ilmoitti välittömästi Newtonille näistä syytöksistä, ja tämä piti niitä vihjailuina. Tällä kertaa konflikti saatiin ratkaistua, ja tiedemiehet vaihtoivat sovintokirjeitä (1676). Tästä hetkestä lähtien ja Hooken kuolemaan asti (1703) Newton ei kuitenkaan julkaissut yhtään optiikkaa koskevaa teosta, vaikka hän oli kerännyt valtavan määrän aineistoa, jonka hän systematisoi klassisessa monografiassaan Optics (1704).

Toinen ensisijainen kiistanaihe oli gravitaatiolain löytäminen. Jo vuonna 1666 Hooke päätteli, että planeettojen liike on auringon painovoiman aiheuttaman auringon päälle putoamisen ja planeetan liikeradan tangentiaalisen inertiapainovoiman aiheuttaman liikkeen päällekkäisyys. Hänen mukaansa tämä liikkeiden päällekkäisyys on vastuussa planeetan auringon kiertoradan elliptisestä muodosta. Hän ei kuitenkaan pystynyt todistamaan sitä matemaattisesti ja lähetti Newtonille vuonna 1679 kirjeen, jossa hän tarjoutui tekemään yhteistyötä ongelman ratkaisemisessa. Kirjeessä esitettiin myös, että auringon vetovoima pienenee kääntäen suhteessa etäisyyden neliöön. Vastauksessaan Newton huomautti, että hän oli aiemmin käsitellyt planeettojen liikkeen ongelmaa, mutta oli hylännyt nämä tutkimukset. Itse asiassa, kuten myöhemmin löydetyt asiakirjat osoittavat, Newton käsitteli planeettojen liikkeen ongelmaa jo vuosina 1665-1669, jolloin hän totesi Keplerin III lain perusteella, että ”planeettojen taipumus siirtyä poispäin Auringosta on kääntäen verrannollinen niiden etäisyyksien neliöön Auringosta”. Hän ei kuitenkaan vielä tuolloin ollut täysin kehittänyt ajatusta, jonka mukaan planeetan kiertorata olisi seurausta ainoastaan Auringon puoleisen vetovoiman ja keskipakovoiman yhtäläisyydestä.

Hooken ja Newtonin välinen kirjeenvaihto katkesi myöhemmin. Hooke palasi yrittämään planeetan lentoradan kuvaamista käänteisten neliöiden lain mukaisesti. Nämäkin yritykset eivät kuitenkaan onnistuneet. Sillä välin Newton palasi planeettojen liikkeiden tutkimiseen ja ratkaisi ongelman.

Kun Newton valmisteli elementtejään julkaistavaksi, Hooke vaati Newtonia määrittelemään esipuheessa, että painovoiman laki on Hooken ensisijainen. Newton vastusti, että Bullwald, Christopher Wren ja Newton itse olivat päätyneet samaan kaavaan itsenäisesti ja ennen Hookea. Syntyi konflikti, joka myrkytti molempien tiedemiesten elämän.

Nykyaikaiset kirjailijat kunnioittavat sekä Newtonia että Hookea. Hooken ensisijaisena tavoitteena on asettaa ongelma, joka liittyy planeetan lentoradan rakentamiseen, koska sen putoaminen Aurinkoon päinvastaisen neliön lain ja inertiapainotteisen liikkeen mukaisesti on päällekkäistä. On myös mahdollista, että Hooken kirje kannusti Newtonia suoraan ratkaisemaan ongelman. Hooke ei kuitenkaan itse ratkaissut ongelmaa eikä arvannut painovoiman universaalisuutta,

Jos yhdistetään kaikki Hooken oletukset ja ajatukset planeettojen liikkeestä ja gravitaatiosta, joita hän esitti lähes 20 vuoden ajan, kohtaamme melkein kaikki Newtonin ”Elementtien” tärkeimmät johtopäätökset, vain epävarmassa ja vähän todistettavassa muodossa. Ratkaisematta ongelmaa Hooke löysi vastauksen. Edessämme ei kuitenkaan ole sattumanvarainen ajatus, vaan epäilemättä pitkän työn hedelmä. Hookella oli fyysikon loistava intuitio, kun hän havaitsee luonnon todelliset suhteet ja lait tosiasioiden labyrintissä. Samanlainen harvinainen kokeilijan intuitio löytyy tieteen historiasta vielä Faradayn kohdalla, mutta Hooke ja Faraday eivät olleet matemaatikkoja. Newton ja Maxwell täydensivät heidän työtään.Newtonin kanssa käyty päämäärätön kamppailu etusijasta heitti varjon Hooken loistavalle nimelle, mutta historian on aika, lähes kolmen vuosisadan jälkeen, osoittaa kunnioitusta kummallekin. Hooke ei voinut kulkea Newtonin Matemaattisten alkujen suoraa, tahratonta polkua, mutta hän päätyi samaan paikkaan kiertoteitä pitkin, joista emme enää löydä jälkiä.

Newtonin ja Hooken suhde pysyi sen jälkeen kireänä. Kun Newton esimerkiksi esitteli seuralle keksimänsä sekstantin uuden rakenteen, Hooke väitti heti, että hän oli keksinyt tällaisen laitteen yli 30 vuotta aikaisemmin (vaikka hän ei ollut koskaan rakentanut sekstanttia). Newton oli kuitenkin tietoinen Hooken löytöjen tieteellisestä arvosta ja mainitsi hänen, nyt jo edesmenneen, vastustajansa useita kertoja teoksessaan Optics.

Newtonin lisäksi Hooke kiisteli ensisijaisesti monien muiden englantilaisten ja mannereurooppalaisten tiedemiesten kanssa, muun muassa Robert Boylen kanssa, jota hän syytti ilmapumpun parannuksen anastamisesta, ja Royal Societyn sihteerin Oldenburgin kanssa, joka väitti Huygensin käyttäneen Oldenburgia hyväkseen varastamaan kierrejousikellon idean Hookelta.

Myyttiä, jonka mukaan Newton olisi määrännyt Hooken ainoan muotokuvan tuhoamisen, käsitellään jäljempänä.

John Flemsteed, merkittävä englantilainen tähtitieteilijä, tapasi Newtonin Cambridgessa (1670), kun Flemsteed oli vielä opiskelija ja Newton maisteri. Lähes samaan aikaan Newtonin kanssa myös Flemsteedistä tuli kuuluisa – vuonna 1673 hän julkaisi erinomaisen laadukkaita tähtitieteellisiä taulukoita, minkä vuoksi kuningas myönsi hänelle henkilökohtaisen audienssin ja ”kuninkaallisen tähtitieteilijän” arvonimen. Lisäksi kuningas rakennutti Greenwichiin Lontoon lähelle observatorion, joka annettiin Flemsteadin käyttöön. Kuningas piti kuitenkin observatorion varustamiseen tarvittavia rahoja tarpeettomina menoina, ja lähes kaikki Flemsteedin tulot käytettiinkin instrumenttien rakentamiseen ja observatorion ylläpitoon.

Newtonin ja Flemsteedin suhde oli aluksi hyväntahtoinen. Newton valmisteli toista painosta elementeistä ja tarvitsi kipeästi tarkkoja havaintoja kuusta rakentaakseen ja (ensimmäisen painoksen teoria kuun ja komeettojen liikkeestä oli epätyydyttävä). Se oli tärkeä myös Newtonin painovoimateorian vahvistamisen kannalta, sillä kartesiolaiset arvostelivat sitä mantereella voimakkaasti. Flemsteed antoi hänelle halukkaasti pyydetyt tiedot, ja vuonna 1694 Newton kertoi ylpeänä Flemsteedille, että laskennallisten ja kokeellisten tietojen vertailu osoitti niiden käytännön yhteneväisyyden. Joissakin kirjeissä Flemstead kehotti Newtonia määräämään, että hänen, Flemsteadin, etusijalle asetetaan, jos havaintoja käytetään; tämä koski ensisijaisesti Halleya, jota Flemstead inhosi ja jota hän epäili tieteellisestä epärehellisyydestä, mutta se saattoi myös merkitä epäluottamusta Newtoniin itseensä. Flemsteadin kirjeissä alkaa näkyä kaunaa:

Olen samaa mieltä: lanka on arvokkaampi kuin kulta, josta se on tehty. Olen kuitenkin kerännyt tämän kullan, puhdistanut ja pessyt sen, enkä uskalla ajatella, että arvostatte apuani niin vähän vain siksi, että saitte sen niin helposti.

Avoin konflikti alkoi Flemsteedin kirjeestä, jossa hän pyysi anteeksi sitä, että hän oli havainnut joissakin Newtonille annetuissa tiedoissa järjestelmällisiä virheitä. Tämä uhkasi Newtonin kuuteoriaa ja pakotti hänet tekemään laskelmat uudelleen, ja myös muiden tietojen uskottavuus horjui. Newton, joka ei voinut sietää epärehellisyyttä, oli erittäin ärtynyt ja epäili jopa, että Flemsteed oli tehnyt virheet tahallaan.

Vuonna 1704 Newton vieraili Flemsteadin luona, joka oli tuohon aikaan saanut uusia, erittäin tarkkoja havaintotietoja, ja pyysi häntä välittämään nämä tiedot eteenpäin; vastineeksi Newton lupasi auttaa Flemsteadia julkaisemaan hänen tärkeimmän teoksensa, Suuren tähtiluettelon. Flemsteed alkoi kuitenkin viivytellä kahdesta syystä: luettelo ei ollut vielä valmis, ja hän ei enää luottanut Newtoniin ja pelkäsi arvokkaiden havaintojensa varastamista. Flemstead käytti kokeneita laskimia, joita hänelle annettiin työnsä loppuunsaattamiseksi, laskeakseen tähtien sijainnit, kun taas Newton oli ensisijaisesti kiinnostunut kuusta, planeetoista ja komeetoista. Lopulta vuonna 1706 kirjan painaminen aloitettiin, mutta Flemstead, joka kärsi kipeästä kihdistä ja oli yhä epäluuloisempi, vaati Newtonia olemaan avaamatta sinetöityä konekirjoitettua kopiota ennen sen painamista; Newton, joka tarvitsi tietoja kipeästi, ei välittänyt tästä määräyksestä ja kirjoitti oikeat arvot ulos. Jännitys kasvoi. Flemstead antoi Newtonille skandaalin siitä, että hän yritti henkilökohtaisesti tehdä pieniä korjauksia virheisiin. Kirjan painaminen eteni erittäin hitaasti.

Taloudellisten vaikeuksien vuoksi Flemstead jätti jäsenmaksunsa maksamatta ja erotettiin Royal Societyn jäsenyydestä; uusi isku tuli kuningattarelta, joka ilmeisesti Newtonin pyynnöstä siirsi observatorion hallinnan Societylle. Newton antoi Flemsteedille uhkavaatimuksen:

Olette toimittaneet epätäydellisen luettelon, josta puuttuu monia asioita, ette ole ilmoittaneet tähtien toivottuja sijainteja, ja olen kuullut, että painaminen on nyt lopetettu, koska niitä ei ole toimitettu. Teiltä odotetaan siis seuraavaa: joko lähetätte luettelonne lopun tohtori Arbetnottille tai ainakin lähetätte hänelle lopun kannalta tarpeelliset havaintotiedot, jotta painaminen voi jatkua.

Newton uhkasi myös, että lisäviivästyksiä pidettäisiin niskoitteluna Hänen Majesteettinsa käskyjä vastaan. Maaliskuussa 1710 Flemsteed toimitti kuitenkin luettelonsa viimeiset lehdet, ja vuoden 1712 alussa julkaistiin ensimmäinen nide, jonka nimi oli Taivaan historia. Se sisälsi kaikki Newtonin tarvitsemat tiedot, ja vuotta myöhemmin ilmestyi myös Iniquityn uudistettu painos, jossa oli paljon tarkempi teoria kuusta. Kostonhimoinen Newton ei sisällyttänyt teokseen mitään kiitoksia Flemsteedille ja pyyhki yli kaikki ensimmäisessä painoksessa olleet viittaukset häneen. Vastauksena Flemsteed poltti kaikki 300 myymättä jäänyttä kappaletta katalogia takassaan ja alkoi valmistella toista painosta, joka oli jo hänen oman makunsa mukainen. Hän kuoli vuonna 1719, mutta hänen vaimonsa ja ystäviensä ponnistelujen ansiosta tämä merkittävä painos, englantilaisen tähtitieteen ylpeys, julkaistiin vuonna 1725.

Flemsteedin seuraajaksi Kuninkaallisessa observatoriossa tuli Halley, joka myös salasi välittömästi kaikki havaintonsa estääkseen kilpailijoitaan varastamasta tietoja. Ristiriitaa Halleyn kanssa ei ollut, mutta seuran kokouksissa Newton moitti toistuvasti Halleya tämän haluttomuudesta jakaa Newtonin tarvitsemia tietoja.

Tiedehistorioitsijat ovat todenneet säilyneiden asiakirjojen perusteella, että Newton loi differentiaali- ja integraalilaskennan jo vuosina 1665-1666, mutta julkaisi sen vasta vuonna 1704. Leibniz kehitti analyysiversionsa itsenäisesti (vuodesta 1675 alkaen), vaikka alkusysäyksen hänen ajattelulleen antoivat luultavasti huhut, joiden mukaan Newtonilla oli jo tällainen laskutoimitus, sekä Englannissa käydyt tieteelliset keskustelut ja kirjeenvaihto Newtonin kanssa. Toisin kuin Newton, Leibniz julkaisi heti oman versionsa ja levitti myöhemmin yhdessä Jacob ja Johann Bernoullin kanssa tätä mullistavaa keksintöä laajalti koko Euroopassa. Useimmilla maanosan tiedemiehillä ei ollut epäilystäkään siitä, että Leibniz oli löytänyt analyysin.

Vastauksena ystäviensä pyyntöihin, jotka vetosivat hänen isänmaallisuuteensa, Newton sanoi ”Elements”-teoksensa toisessa kirjassa (1687):

Kirjeissä, joita noin kymmenen vuotta sitten vaihdoin erään erittäin taitavan matemaatikon, herra Leibnizin, kanssa, ilmoitin hänelle, että minulla oli menetelmä maksimien ja minimien määrittämiseen, tangenttien piirtämiseen ja vastaavien kysymysten ratkaisemiseen, joka soveltui yhtä lailla sekä rationaalisiin että irrationaalisiin termeihin, ja kätkin menetelmän vaihtamalla kirjaimia seuraavassa virkkeessä: ”kun yhtälö, joka sisältää minkä tahansa määrän virtuaalisia suureita, on annettu, löydä nesteet ja päinvastoin”. Erinomaisin aviomies vastasi minulle, että hänkin hyökkäsi tällaista menetelmää vastaan, ja ilmoitti minulle menetelmänsä, joka tuskin erosi minun menetelmästäni, ja sekin vain termeissä ja kaavojen kirjaimissa.

Vuonna 1693, kun Newton vihdoin julkaisi ensimmäisen tiivistelmän analyysiversiostaan, hän vaihtoi ystävällisiä kirjeitä Leibnizin kanssa. Newton raportoi:

Wallisimme on liittänyt juuri ilmestyneeseen Algebraansa joitakin kirjeitä, jotka kirjoitin teille aikoinaan. Näin tehdessään hän vaati minua kertomaan avoimesti menetelmän, jonka olin tuolloin salannut teiltä järjestämällä kirjaimet uudelleen; tein sen niin lyhyesti kuin pystyin. Toivon, etten kirjoittanut mitään sellaista, mikä olisi ollut teille epämiellyttävää, ja jos näin on käynyt, pyydän teitä ilmoittamaan minulle, sillä ystävät ovat minulle rakkaampia kuin matemaattiset löydöt.

Newtonin analyysin ensimmäisen yksityiskohtaisen julkaisun jälkeen (Optican matemaattinen liite, 1704) Leibnizin Acta eruditorum -lehdessä julkaistiin nimettömänä arvostelu, jossa oli loukkaavia viittauksia Newtoniin. Arvostelussa todettiin selvästi, että Leibniz oli uuden laskennan tekijä. Leibniz itse kiisti jyrkästi, että arvostelu olisi hänen kirjoittamansa, mutta historioitsijat ovat onnistuneet löytämään hänen käsialallaan kirjoitetun luonnoksen. Newton jätti Leibnizin artikkelin huomiotta, mutta hänen oppilaansa vastasivat siihen närkästyneinä, minkä jälkeen puhkesi koko Euroopan laajuinen prioriteettisota, ”koko matematiikan historian häpeällisin riita”.

Tammikuun 31. päivänä 1713 Royal Society sai Leibnizilta kirjeen, joka sisälsi sovittelevan sanamuodon: hän oli samaa mieltä siitä, että Newton oli päätynyt omaan analyysiinsa ”samankaltaisten yleisten periaatteiden pohjalta kuin meilläkin”. Raivostunut Newton vaati, että perustetaan kansainvälinen komissio selvittämään ensisijaisuus. Se ei kestänyt kauan: puolitoista kuukautta myöhemmin, tutkittuaan Newtonin kirjeenvaihtoa Oldenburgin kanssa ja muita asiakirjoja, komissio tunnusti yksimielisesti Newtonin ensisijaisuuden, ja vieläpä muotoilussa, jossa tällä kertaa loukattiin Leibnizia. Toimikunnan päätös painettiin seuran pöytäkirjoissa, ja siihen liitettiin kaikki todistusasiakirjat. Stephen Hawking ja Leonard Mlodinow toteavat teoksessaan Ajan lyhyt historia, että komitea koostui vain Newtonille uskollisista tiedemiehistä ja että suurin osa Newtonin puolustuksen artikkeleista oli kirjoitettu Newtonin omalla käsialalla ja julkaistu sitten hänen ystäviensä puolesta.

Vastauksena tähän kesästä 1713 lähtien Eurooppaa tulvivat nimettömät pamfletit, joissa puolustettiin Leibnizin etusijaa ja väitettiin, että ”Newton anastaa itselleen kunnian, joka kuuluu toiselle”. Pamfleteissa Newtonia syytettiin myös Hooken ja Flemsteedin tulosten varastamisesta. Newtonin ystävät puolestaan syyttivät Leibnizia itseään plagioinnista; heidän versionsa mukaan Leibniz oli Lontoossa ollessaan (1676) lukenut Newtonin julkaisemattomia artikkeleita ja kirjeitä Royal Societyn tiloissa, minkä jälkeen Leibniz julkaisi ajatukset siellä ja piti niitä ominaan.

Sota jatkui taukoamatta joulukuuhun 1716 asti, jolloin Antonio Schinella Contin apotti ilmoitti Newtonille: ”Leibniz on kuollut – kiista on ohi”.

Newtonin työ merkitsi uutta aikakautta fysiikassa ja matematiikassa. Hän saattoi päätökseen Galileon aloittaman teoreettisen fysiikan luomisen, joka perustui toisaalta kokeellisiin tietoihin ja toisaalta luonnon määrälliseen ja matemaattiseen kuvaukseen. Matematiikkaan ilmestyi tehokkaita analyyttisiä menetelmiä. Fysiikassa luonnonprosesseja koskevien asianmukaisten matemaattisten mallien rakentamisesta ja näiden mallien intensiivisestä tutkimisesta, jossa käytetään järjestelmällisesti uuden matemaattisen laitteiston kaikkia voimavaroja, tuli luonnon tutkimuksen päämenetelmä. Seuraavat vuosisadat osoittivat tämän lähestymistavan poikkeuksellisen hedelmälliseksi.

Lue myös, elamakerrat – Juhana Maaton

Filosofia ja tieteellinen menetelmä

Newton torjui jyrkästi Descartesin ja hänen kartesiolaislähtöisten seuraajiensa 1600-luvun lopulla suosiman lähestymistavan, jonka mukaan tieteellisen teorian laatimiseksi on ensin ”mielen havaintokyvyn” avulla löydettävä tutkittavien ilmiöiden ”perimmäiset syyt”. Käytännössä tämä lähestymistapa johti usein kaukaa haettuihin hypoteeseihin ”aineista” ja ”piilo-ominaisuuksista”, joita ei voitu todentaa kokemuksella. Newton uskoi, että ”luonnonfilosofiassa” (eli fysiikassa) sallitaan vain sellaiset oletukset (”periaatteet”, nykyään mieluummin ”luonnonlait”), jotka seuraavat suoraan luotettavista kokeista ja yleistävät niiden tuloksia; hän kutsui hypoteeseiksi oletuksia, joita ei ole riittävästi perusteltu kokeilla. ”Kaikkea … mitä ei voida päätellä ilmiöistä, on kutsuttava hypoteesiksi; metafyysisiä, fysikaalisia, mekaanisia, piilotettuja ominaisuuksia koskevilla hypoteeseilla ei ole sijaa kokeellisessa filosofiassa”. Esimerkkejä periaatteista ovat painovoiman laki ja kolme mekaniikan lakia ”Elementeissä”; sana ”periaatteet” (Principia Mathematica, perinteisesti käännettynä ”matemaattiset periaatteet”) sisältyy myös hänen pääkirjansa otsikkoon.

Kirjeessään Pardisille Newton muotoili ”tieteen kultaisen säännön”:

Paras ja turvallisin filosofointitapa on mielestäni se, että ensin tutkitaan ahkerasti asioiden ominaisuuksia ja todetaan ne kokeellisesti ja sitten siirrytään vähitellen kohti hypoteeseja, jotka selittävät nämä ominaisuudet. Hypoteeseista voi olla hyötyä vain asioiden ominaisuuksien selittämisessä, mutta niitä ei tarvitse rasittaa vastuulla määritellä näitä ominaisuuksia kokeiden paljastamien rajojen ulkopuolella… loppujen lopuksi voidaan keksiä monia hypoteeseja selittämään mitä tahansa uusia vaikeuksia.

Tällainen lähestymistapa ei ainoastaan jättänyt spekulatiivisia kuvitelmia tieteen ulkopuolelle (esimerkiksi kartesiolainen järkeily ”hienojakoisen aineen” ominaisuuksista ikään kuin selittäisi sähkömagneettisia ilmiöitä), vaan se oli myös joustavampi ja hedelmällisempi, koska se mahdollisti sellaisten ilmiöiden matemaattisen mallintamisen, joiden perimmäistä syytä ei ollut vielä löydetty. Näin kävi painovoiman ja valoteorian kohdalla – niiden luonne selvisi paljon myöhemmin, mikä ei estänyt Newtonin mallien menestyksekästä soveltamista vuosisatojen ajan.

Kuuluisa lause ”Hypotheses non fingo” ei tietenkään tarkoita sitä, että Newton aliarvioi ”perimmäisten syiden” löytämisen merkitystä, jos kokemus vahvistaa ne yksiselitteisesti. Kokeesta johdetut yleiset periaatteet ja niiden johtopäätökset on myös tarkistettava kokeellisesti, mikä voi johtaa periaatteiden korjaamiseen tai jopa muuttamiseen. ”Koko fysiikan vaikeus … koostuu luonnonvoimien tunnistamisesta liikkeen ilmiöistä ja sen jälkeen muiden ilmiöiden selittämisestä näiden voimien avulla”.

Newton uskoi Galileon tavoin, että kaikki luonnonprosessit perustuvat mekaaniseen liikkeeseen:

Olisi toivottavaa, että mekaniikan periaatteista voitaisiin päätellä loputkin luonnonilmiöt… sillä monet asiat saavat minut olettamaan, että kaikki nämä ilmiöt johtuvat joistakin voimista, joiden avulla kappaleiden hiukkaset tuntemattomista syistä joko lähestyvät toisiaan ja yhdistyvät säännönmukaisiksi hahmoiksi tai hylkivät toisiaan ja etääntyvät toisistaan. Koska näitä voimia ei tunneta, filosofien yritykset selittää luonnonilmiöitä ovat toistaiseksi jääneet tuloksettomiksi.

Newton muotoili tieteellisen menetelmänsä kirjassaan Optics:

Kuten matematiikassa, myös luonnon tutkimisessa ja vaikeiden kysymysten tutkimisessa analyyttisen menetelmän on edeltävä synteettistä menetelmää. Tämä analyysi koostuu siitä, että kokeista ja havainnoista johdetaan induktiolla yleisiä johtopäätöksiä, eikä niitä vastaan sallita mitään sellaisia vastaväitteitä, jotka eivät tulisi kokeista tai muista luotettavista totuuksista. Kokeellisessa filosofiassa ei oteta huomioon hypoteeseja. Vaikka kokeista ja havainnoista induktiolla saatuja tuloksia ei vielä voida käyttää todisteena yleisistä johtopäätöksistä, se on kuitenkin paras tapa tehdä johtopäätöksiä, jonka asioiden luonne sallii.

Alkujen kirja 3 (joista ensimmäinen on muunnelma Occamin partakoneesta:

Sääntö I. Luonnossa ei pitäisi hyväksyä muita syitä kuin ne, jotka ovat todellisia ja riittäviä selittämään ilmiöitä… Luonto ei tee mitään turhaan, mutta olisi turhaa saada aikaan monilla, mitä voidaan tehdä vähemmillä. Luonto on yksinkertainen, eikä se hekumoi turhilla asioilla…

Newtonin mekanistiset näkemykset osoittautuivat vääriksi – kaikki luonnonilmiöt eivät johdu mekaanisesta liikkeestä. Hänen tieteellinen menetelmänsä on kuitenkin vakiinnuttanut paikkansa tieteessä. Nykyaikainen fysiikka on menestyksekkäästi tutkinut ja soveltanut ilmiöitä, joiden luonnetta ei ole vielä selvitetty (esim. alkeishiukkaset). Newtonin jälkeen luonnontieteet ovat kehittäneet lujan uskomuksen, jonka mukaan maailma voidaan tuntea, koska luonto on järjestetty yksinkertaisten matemaattisten periaatteiden mukaisesti. Tästä varmuudesta on tullut tieteen ja teknologian valtavan edistyksen filosofinen perusta.

Lue myös, taistelut – Tet-hyökkäys

Matematiikka

Newton teki ensimmäiset matemaattiset löytönsä jo opiskeluaikanaan: kolmannen kertaluvun algebrallisten käyrien luokittelun (Fermat tutki toisen kertaluvun käyriä) ja binomilaajennuksen mielivaltaisilla (ei välttämättä kokonaislukuisilla) potensseilla, mikä käynnisti Newtonin teorian äärettömistä sarjoista – uuden ja tehokkaimman analyysivälineen. Newton piti sarjan laajentamista perusmenetelmänä ja yleisenä menetelmänä funktioiden analysoinnissa, ja siinä hän saavutti huippuosaamisensa. Hän käytti sarjoja taulukoiden laskemiseen, yhtälöiden (myös differentiaaliyhtälöiden) ratkaisemiseen ja funktioiden käyttäytymisen tutkimiseen. Newton pystyi saamaan dekompositioita kaikille silloisille vakiofunktioille.

Newton kehitti differentiaali- ja integraalilaskennan samaan aikaan G. Leibnizin kanssa (hieman aikaisemmin) ja hänestä riippumatta. Ennen Newtonia infinitesimaaliluvuilla tehtäviä operaatioita ei integroitu yhtenäiseen teoriaan, vaan ne olivat luonteeltaan hajanaisia vitsikkäitä (ks. jakamattomien menetelmä). Systemaattisen matemaattisen analyysin luominen vähensi asianomaisten ongelmien ratkaisemisen pitkälti tekniselle tasolle. Syntyi joukko käsitteitä, operaatioita ja symboleja, joista tuli matematiikan jatkokehityksen lähtökohta. Seuraavalla, 1700-luvulla, analyysimenetelmät kehittyivät nopeasti ja erittäin menestyksekkäästi.

Luultavasti Newton päätyi analyysin ideaan erotusmenetelmien kautta, joita hän käsitteli laajasti ja syvällisesti. Newton ei kuitenkaan käyttänyt ”Elementeissään” juuri lainkaan infinitesimaalilukuja pitäytyen vanhoissa (geometrisissa) todistusmenetelmissä, mutta muissa teoksissaan hän käytti niitä vapaasti.Differentiaali- ja integraalilaskennan lähtökohtana olivat Cavalierin ja erityisesti Fermat”n teokset, joka pystyi jo (algebrallisille käyrille) piirtämään tangentteja, löytämään ekstreemit, taivutuspisteet ja käyrän kaarevuuden sekä laskemaan käyrän segmentin alueen. Muista edeltäjistä Newton itse mainitsi Wallisin, Barrow”n ja skotlantilaisen tiedemiehen James Gregoryn. Funktion käsitettä ei vielä ollut olemassa, vaan hän käsitteli kaikkia käyriä kinemaattisesti liikkuvan pisteen liikeratoina.

Newton ymmärsi jo opiskeluaikanaan, että differentiointi ja integrointi ovat vastavuoroisia operaatioita. Tämä analyysin perusoppi oli jo enemmän tai vähemmän selvästi ilmennyt Torricellin, Gregoryn ja Barrow”n teoksissa, mutta vasta Newton tajusi, että tältä pohjalta ei voitu tehdä vain yksittäisiä löytöjä vaan algebran kaltainen voimakas systemaattinen laskutoimitus, jolla oli selkeät säännöt ja valtavat mahdollisuudet.

Newton ei välittänyt julkaista analyysiversiotaan lähes 30 vuoteen, vaikka hän jakoi kirjeissään (erityisesti Leibnizille) mielellään paljon siitä, mitä hän oli saavuttanut. Leibnizin versio on puolestaan kiertänyt laajalti ja avoimesti Euroopassa vuodesta 1676 lähtien. Newtonin versio esitellään ensimmäisen kerran vasta vuonna 1693 Wallisin teoksen Treatise on Algebra liitteenä. On myönnettävä, että Newtonin terminologia ja symboliikka on melko kömpelöä Leibniziin verrattuna: fluxia (derivaatta), fluenta (ensimmäinen muoto), määrän momentti (differentiaali) jne. Matematiikassa on säilynyt vain Newtonin merkintä ”o”, joka tarkoittaa infinitesimaalista dt:tä (Gregory käytti tätä kirjainta kuitenkin jo aiemmin samassa merkityksessä), sekä kirjaimen yläpuolella oleva piste ajan derivaatan symbolina.

Newton julkaisi riittävän kattavan esityksen analyysin periaatteista vasta teoksessaan On the Quadrature of Curves (1704), joka oli liitetty hänen monografiaansa Optics. Lähes kaikki esitetty aineisto oli valmiina 1670-1680-luvuilla, mutta vasta nyt Gregory ja Halley taivuttelivat Newtonin julkaisemaan teoksen, josta tuli 40 vuotta myöhässä Newtonin ensimmäinen painettu teos analyysistä. Tässä Newton esiintyy korkeampien kertalukujen derivaattoja, löytää erilaisten rationaalisten ja irrationaalisten funktioiden integraalien arvoja ja antaa esimerkkejä ensimmäisen kertaluvun differentiaaliyhtälöiden ratkaisuista.

Vuonna 1707 julkaistiin kirja nimeltä Universal Arithmetic. Se sisältää erilaisia numeerisia menetelmiä. Newton kiinnitti aina suurta huomiota yhtälöiden likimääräisiin ratkaisuihin. Newtonin kuuluisa menetelmä mahdollisti yhtälöiden juurien löytämisen aiemmin käsittämättömällä nopeudella ja tarkkuudella (julkaistu teoksessa Wallis” Algebra, 1685). Newtonin iteratiivisen menetelmän modernin muodon esitti Joseph Raphson (1690).

Vuonna 1711, 40 vuotta myöhemmin, painettiin lopulta ”Analysis by means of equations with an infinite number of terms”. Tässä teoksessa Newton tutkii yhtä helposti sekä algebrallisia että ”mekaanisia” käyriä (sykloidi, kvadratriisi). Osittaisjohdannaiset näkyvät. Samana vuonna julkaistiin ”Method of Differences”, jossa Newton ehdotti interpolointikaavaa (n + 1) datapisteiden läpikäymiseen n:nnen kertaluvun polynomin tasaisin tai epätasaisin välein olevien abskissien avulla. Tämä on Taylorin kaavaa vastaava erotuskaava.

Vuonna 1736 hän julkaisi postuumisti viimeisen teoksensa ”Method of fluctuations and infinite series” (Vaihtelujen ja äärettömien sarjojen menetelmä), joka oli huomattavasti kehittyneempi kuin ”Analysis by means of equations” (Analyysi yhtälöiden avulla). Se sisältää lukuisia esimerkkejä ääripäiden, tangenttien ja normaalien etsimisestä, kaarevuussäteiden ja -keskipisteiden laskemisesta kartesija- ja polaarikoordinaatistossa, taivutuspisteiden etsimisestä ja niin edelleen. Samassa työssä valmistetaan myös neliöitä ja suoristuksia erilaisista käyristä.

Newton ei ainoastaan kehittänyt analyysia varsin perusteellisesti, vaan yritti myös perustella sen periaatteet tiukasti. Kun Leibniz oli taipuvainen ajatukseen todellisista äärettömistä suureista, Newton ehdotti (teoksessa ”Elementit”) yleistä teoriaa raja-arvojen siirtymistä, jota hän kutsui hiukan ylimalkaisesti ”ensimmäisten ja viimeisten suhteiden menetelmäksi”. Nykyään käytetään termiä ”raja” (lat. limes), vaikka termin olemuksesta ei ole mitään ymmärrettävää kuvausta, mikä viittaa intuitiiviseen ymmärrykseen. Rajojen teoria on esitetty 11 lemmassa Alkujen I kirjassa; yksi lemma on myös II kirjassa. Raja-arvojen aritmetiikka puuttuu, raja-arvon yksikäsitteisyydestä ei ole todistusta eikä sen suhdetta äärettömiin. Newton huomauttaa kuitenkin oikeutetusti tämän lähestymistavan suuremmasta kurinalaisuudesta verrattuna jakamattoman ”karkeaan” menetelmään. Kirjassa II Newton kuitenkin sekoittaa jälleen asian ottamalla käyttöön ”momentit” (differentiaalit), joita hän itse asiassa pitää todellisina äärettöminä suureina.

On huomionarvoista, että Newton ei ollut lainkaan kiinnostunut numeroteoriasta. Ilmeisesti hän oli paljon kiinnostuneempi fysiikasta kuin matematiikasta.

Lue myös, elamakerrat – Mindaugas

Mekaniikka

Newtonin katsotaan ratkaisseen kaksi perustavanlaatuista ongelmaa.

Lisäksi Newton hautasi lopullisesti antiikin ajoilta asti juurtuneen käsityksen, jonka mukaan maanpäällisten ja taivaankappaleiden liikkeen lait olisivat täysin erilaiset. Hänen maailmanmallissaan koko maailmankaikkeus on yhden ainoan lain alainen, joka voidaan muotoilla matemaattisesti.

Newtonin aksiomatiikka koostui kolmesta laista, jotka hän itse muotoili seuraavasti.

1. Jokainen kappale pysyy edelleen lepotilassa tai tasaisessa ja suoraviivaisessa liikkeessä, kunnes ja jollei siihen kohdistuva voima pakota sitä muuttamaan tätä tilaa. 2. Liikemäärän muutos on verrannollinen kohdistettuun voimaan ja tapahtuu sen suoran suunnassa, jota pitkin voima vaikuttaa. 3. Vaikutukselle on aina yhtä suuri ja vastakkainen vastareaktio, muuten kahden kappaleen vuorovaikutus toistensa kanssa on yhtä suuri ja suuntautuu vastakkaisiin suuntiin.

Galilei julkaisi ensimmäisen lain (inertian laki) vähemmän selkeässä muodossa. Galilei salli vapaan liikkumisen suoran linjan lisäksi myös ympyrällä (ilmeisesti tähtitieteellisistä syistä). Galilei muotoili myös tärkeimmän suhteellisuusperiaatteen, jota Newton ei sisällyttänyt aksiomatiikkaansa, koska tämä periaate on suora seuraus mekaanisten prosessien dynamiikan yhtälöistä (elementtien V seuraus). Lisäksi Newton piti avaruutta ja aikaa absoluuttisina käsitteinä, jotka olivat yhtenäisiä koko maailmankaikkeuden osalta, ja osoitti tämän nimenomaisesti elementeissään.

Newton antoi myös tiukat määritelmät fysikaalisille käsitteille, kuten liikemäärälle (jota Descartes ei selvästi käyttänyt) ja voimalle. Hän toi fysiikkaan massan käsitteen inertian mittana ja samalla myös gravitaatio-ominaisuudet. Aiemmin fyysikot olivat käyttäneet painon käsitettä, mutta kappaleen paino ei riipu vain kappaleesta itsestään vaan myös sen ympäristöstä (esimerkiksi etäisyydestä maapallon keskipisteestä), joten tarvittiin uusi, muuttumaton ominaisuus.

Euler ja Lagrange saivat mekaniikan matemaattisuuden päätökseen.

Lue myös, elamakerrat – Jean Dubuffet

Universaalinen gravitaatio ja tähtitiede

Aristoteles ja hänen kannattajansa pitivät painovoimaa kappaleiden pakottamisena ”maanalaisesta maailmasta” niiden luonnollisille paikoille. Jotkut muut antiikin filosofit (muun muassa Empedokles ja Platon) pitivät painovoimaa toisiinsa liittyvien kappaleiden taipumuksena liittyä yhteen. Tätä näkemystä tuki 1500-luvulla Nikolaus Kopernikus, jonka heliokeskisessä järjestelmässä Maata pidettiin vain yhtenä planeetoista. Samanlaisia näkemyksiä olivat Giordano Bruno ja Galileo Galilei. Johannes Kepler uskoi, että kappaleiden putoaminen ei johdu niiden sisäisestä liikkeestä, vaan maan vetovoimasta. Maa ei vedä kiveä puoleensa, vaan kivi vetää puoleensa myös maata. Hänen mielestään painovoima ulottuu vähintään Kuuhun asti. Myöhemmissä kirjoituksissaan hän esitti, että painovoima vähenee etäisyyden kasvaessa ja että kaikki aurinkokunnan kappaleet ovat keskinäisen vetovoiman alaisia. René Descartes, Gilles Roberval, Christiaan Huygens ja muut 1600-luvun tiedemiehet yrittivät selvittää painovoiman fyysistä luonnetta.

Kepler oli ensimmäinen, joka esitti, että planeettojen liikettä ohjaavat Auringosta tulevat voimat. Hänen teoriassaan tällaisia voimia oli kolme: yksi, ympyränmuotoinen, työntää planeettaa rataa pitkin ja vaikuttaa tangentiaalisesti rataan nähden (tämän voiman vaikutuksesta planeetta liikkuu), toinen vetää ja hylkii planeettaa Auringosta (sen vaikutuksesta planeetan rata on elliptinen) ja kolmas vaikuttaa ekliptisen tason poikki (joten planeetan rata on yhdessä tasossa). Hän katsoi kiertovoiman vähenevän kääntäen suhteessa etäisyyteen Auringosta. Mitään näistä kolmesta voimasta ei tunnistettu painovoimaksi. Keplerin teorian hylkäsi 1600-luvun puolivälin johtava teoreettinen tähtitieteilijä Ismael Bulliald, joka uskoi ensinnäkin, että planeetat eivät liiku Auringon ympäri siitä lähtevien voimien vaikutuksesta vaan sisäisen liikkeen avulla, ja toiseksi, että jos kiertovoima on olemassa, se pienenee kääntäen etäisyyden toiseen potenssiin eikä ensimmäiseen potenssiin, kuten Kepler uskoi. Descartes uskoi, että planeetat kiertävät Aurinkoa jättimäisten pyörteiden avulla.

Jeremy Horrocks ehdotti, että Auringosta lähtee voima, joka ohjaa planeettojen liikettä. Giovanni Alfonso Borellin mukaan Auringosta lähtee kolme voimaa: yksi, joka liikuttaa planeettaa sen kiertoradalla, yksi, joka vetää planeettaa kohti Aurinkoa, ja yksi, joka hylkii planeettaa (keskipakovoima). Planeetan elliptinen rata on seurausta näiden kahden viimeksi mainitun vastakkainasettelusta. Vuonna 1666 Robert Hooke ehdotti, että pelkkä Auringon vetovoima riittää selittämään planeettojen liikkeet, meidän on vain oletettava, että planeettojen kiertorata on seurausta Auringon päälle putoamisen (vetovoiman vuoksi) ja inertia-liikkeen (tangentiaalisesti planeetan rataan nähden) yhdistelmästä (superpositiosta). Hänen mukaansa tämä liikkeiden päällekkäisyys on vastuussa planeetan elliptisestä muodosta Auringon kiertoradalla. Samankaltaisia näkemyksiä, mutta melko epävarmassa muodossa, esitti myös Christopher Wren. Hooke ja Wren arvelivat, että gravitaatiovoima pienenee kääntäen suhteessa etäisyyden neliöön Auringosta.

Kukaan ennen Newtonia ei kuitenkaan ollut kyennyt selkeästi ja matemaattisesti todistamaan yhteyttä gravitaatiolain (voima kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön) ja planeettojen liikkeen lakien (Keplerin lait) välillä. Lisäksi Newton arveli ensimmäisenä, että painovoima vaikuttaa minkä tahansa maailmankaikkeuden kahden kappaleen välillä; putoavan omenan liikettä ja kuun pyörimistä maapallon ympäri hallitsee sama voima. Lopuksi Newton ei vain julkaissut oletettua yleismaailmallisen gravitaatiolain kaavaa, vaan hän itse asiassa ehdotti täydellistä matemaattista mallia:

Yhdessä tämä kolmikko riittää taivaankappaleiden monimutkaisimpien liikkeiden täydelliseen tutkimiseen ja luo siten perustan taivaanmekaniikalle. Näin ollen vasta Newtonin kirjoitusten myötä alkaa dynamiikan tiede, mukaan lukien sen soveltaminen taivaankappaleiden liikkeisiin. Suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan syntyyn asti kyseiseen malliin ei tarvittu perustavanlaatuisia muutoksia, vaikka matemaattista laitteistoa olikin tarpeen kehittää huomattavasti.

Ensimmäinen argumentti Newtonin mallin puolesta oli Keplerin empiiristen lakien tiukka johtaminen siitä. Seuraava askel oli teoria komeettojen ja kuun liikkeistä, joka esiteltiin teoksessa Inception. Myöhemmin Newtonin gravitaation avulla kaikki taivaankappaleiden havaitut liikkeet selitettiin suurella tarkkuudella; suuri kiitos kuuluu Eulerille, Clerolle ja Laplacelle, jotka kehittivät tätä varten häiriöteorian. Tämän teorian perustan loi Newton, joka analysoi kuun liikettä käyttämällä tavanomaista sarjan laajentamismenetelmäänsä; tällä tavoin hän löysi syyt kuun liikkeessä tuolloin tunnetuille epäsäännöllisyyksille (epätasaisuuksille).

Gravitaatiolaki ratkaisi paitsi taivaanmekaniikan ongelmat myös useita fysikaalisia ja astrofysikaalisia ongelmia. Newton antoi menetelmän auringon ja planeettojen massojen määrittämiseksi. Hän löysi vuorovesien syyn: kuun vetovoiman (jopa Galilei piti vuorovesiä keskipakovoimana). Lisäksi hän laski Kuun massan hyvällä tarkkuudella saatuaan vuosien ajan tietoja vuoroveden korkeudesta. Toinen gravitaation seuraus oli maapallon akselin prekessio. Newton tunnusti, että koska maapallo on litteä napojen lähellä, kuun ja auringon vetovoima vetää sen akselia ja että se liikkuu hitaasti 26 000 vuoden aikana. Näin Hipparkhoksen ensimmäisenä havaitsemalle ”edeltävien päiväntasausten” muinaiselle ongelmalle löytyi tieteellinen selitys.

Newtonin painovoimateoria johti monivuotiseen keskusteluun ja kritiikkiin sen pitkän aikavälin käsitteestä. Taivaanmekaniikan huomattava menestys 1700-luvulla vahvisti kuitenkin näkemystä, jonka mukaan Newtonin malli oli riittävä. Ensimmäiset havaittavat poikkeamat Newtonin teoriasta havaittiin tähtitieteessä (Merkuriuksen perihelin siirtymä) vasta 200 vuotta myöhemmin. Nämä poikkeamat selitettiin pian yleisen suhteellisuusteorian avulla (Newtonin teoria osoittautui likimääräiseksi). GR myös täytti gravitaatioteorian fysikaalisella sisällöllä, sillä siinä määriteltiin gravitaatiovoiman aineellinen kantaja – aika-avaruuden metriikka – ja päästiin eroon pitkän kantaman vaikutuksesta.

Lue myös, elamakerrat – Mark Twain

Optiikka ja valoteoria

Newton teki perustavanlaatuisia löytöjä optiikan alalla. Hän rakensi ensimmäisen peilikaukoputken (heijastin), jossa ei ollut kromaattista poikkeamaa, toisin kuin puhtaasti linssikaukoputkissa. Hän tutki myös yksityiskohtaisesti valon hajontaa ja osoitti, että valkoisen valon kulkiessa läpinäkyvän prisman läpi se hajoaa jatkuvaksi sarjaksi erivärisiä säteitä, jotka johtuvat eriväristen säteiden erilaisesta taittumisesta, ja näin Newton loi perustan oikealle väriteorialle. Newton loi matemaattisen teorian Hooken löytämistä interferenssirenkaista, joita on sittemmin kutsuttu ”Newtonin renkaiksi”. Kirjeessä Flemsteedille hän esitteli yksityiskohtaisen teorian tähtitieteellisestä taittumisesta. Hänen tärkein saavutuksensa oli kuitenkin fysikaalisen (ei vain geometrisen) optiikan perustan luominen tieteenä ja sen matemaattisen perustan kehittäminen, mikä muutti valoteorian sattumanvaraisesta tosiseikkojen kokoelmasta tieteeksi, jolla on rikas kvalitatiivinen ja kvantitatiivinen sisältö ja joka on kokeellisesti hyvin perusteltu. Newtonin optisista kokeista tuli vuosikymmenien ajan syvällisen fysikaalisen tutkimuksen malli.

Tänä aikana oli monia spekulatiivisia teorioita valosta ja väreistä; lähinnä Aristoteleen (”eri värit ovat valon ja pimeyden sekoitusta eri suhteissa”) ja Descartesin (”eri värit syntyvät valohiukkasten pyörimisestä eri nopeuksilla”) näkemykset olivat kiistanalaisia. Hooke esitti teoksessaan ”Micrography” (1665) aristoteelisen näkemyksen muunnelman. Monet uskoivat, että väri ei ole valon vaan valaistun kohteen ominaisuus. Yleistä erimielisyyttä pahensi 1600-luvun löytöjen ryöppy: diffraktio (1665, Grimaldi), interferenssi (1665, Hooke), kaksoissäteen taittuminen (1670, Erasmus Bartolin, Huygens tutki sitä), valon nopeuden arviointi (1675, Römer). Ei ollut olemassa mitään valoteoriaa, joka olisi sopinut yhteen kaikkien näiden tosiasioiden kanssa.

Kuninkaalliselle seuralle pitämässään puheessa Newton kumosi sekä Aristoteleen että Descartesin ja osoitti vakuuttavasti, että valkoinen valo ei ole primaarista, vaan se koostuu värillisistä komponenteista, joilla on erilainen ”taittumisaste”. Nämä komponentit ovat primaarisia – mikään Newtonin temppu ei voisi muuttaa niiden väriä. Subjektiivisella väriaistilla oli siis vankka objektiivinen perusta – nykyterminologiassa valon aallonpituus, jota voitiin arvioida taittumisasteen perusteella.

Vuonna 1689 Newton lopetti optiikan alan julkaisutoiminnan (vaikka jatkoikin tutkimustyötään) – yleisen legendan mukaan hän vannoi, ettei julkaise mitään tällä alalla Hooken elinaikana. Joka tapauksessa vuonna 1704, Hooken kuoleman jälkeisenä vuonna, julkaistiin hänen monografiansa Optics (englanniksi). Sen esipuheessa on selvä vihje konfliktista Hooken kanssa: ”Koska en halunnut joutua kiistoihin eri kysymyksistä, viivytin tämän julkaisemista ja olisin viivytellyt sitä edelleen, ellei ystäväni olisi vaatinut sitä. Optiikasta, samoin kuin elementeistä, tehtiin kirjoittajan elinaikana kolme painosta (1704, 1717, 1721) ja useita käännöksiä, joista kolme latinaksi.

Historioitsijat erottavat kaksi ryhmää hypoteeseja valon luonteesta tuohon aikaan.

Newtonia pidetään usein valon korpuskulaarisen teorian kannattajana; itse asiassa hän ei tapansa mukaan ”hypoteesannut”, vaan myönsi helposti, että valo voi liittyä myös eetterin aaltoihin. Kuninkaalliselle seuralle vuonna 1675 toimittamassaan tutkielmassa hän kirjoittaa, että valo ei voi olla pelkkää värähtelyä eetterissä, sillä silloin se voisi esimerkiksi levitä kaarevassa putkessa kuten ääni. Toisaalta hän esittää, että valon eteneminen herättää eetterissä värähtelyjä, jotka aiheuttavat diffraktiota ja muita aaltovaikutuksia. Newton, joka oli selvästi tietoinen molempien lähestymistapojen hyvistä ja huonoista puolista, esitti kompromissin, korpuskulaarisen aaltoteorian valosta. Teoksissaan Newton kuvasi yksityiskohtaisesti valon ilmiöiden matemaattisen mallin ja jätti kysymyksen valon fysikaalisesta kantajasta sivuun: ”Minun oppini valon taittumisesta ja väreistä perustuu vain joidenkin valon ominaisuuksien määrittämiseen ilman mitään hypoteesia sen alkuperästä. Kun aalto-optiikka syntyi, se ei hylännyt Newtonin malleja, vaan omaksui ne ja laajensi niitä uudelta pohjalta.

Vaikka Newton ei pitänyt hypoteeseista, hän laittoi optiikan loppuun luettelon ratkaisemattomista ongelmista ja mahdollisista vastauksista. Noina vuosina hänellä oli kuitenkin varaa siihen – Newtonin auktoriteetti tuli ”Elementtien” jälkeen kiistattomaksi, ja harva uskalsi kiusata häntä vastalauseilla. Useat hänen hypoteesinsa osoittautuivat profeetallisiksi. Erityisesti Newton ennusti:

Lue myös, historia-fi – Etelä-Vietnamin kansallinen vapautusrintama

Muut fysiikan alan teokset

Newton päätteli ensimmäisenä Boyle-Mariotten lain perusteella äänen nopeuden kaasussa. Hän esitti viskoosikitkan lain olemassaolon ja kuvasi suihkun hydrodynaamisen kokoonpuristumisen. Hän ehdotti laimeassa väliaineessa olevan kappaleen vastuksen lain kaavaa (Newtonin kaava) ja tarkasteli sen perusteella yhtä ensimmäisistä ongelmista, jotka koskivat virtaviivaisen kappaleen suotuisinta muotoa (Newtonin aerodynaaminen ongelma). Elements-julkaisussa hän esitti ja perusteli oikean olettamuksen, jonka mukaan komeetalla on kiinteä ydin, jonka haihtuminen auringon lämmön vaikutuksesta muodostaa valtavan pyrstön, joka on aina suunnattu aurinkoa vastaan. Newton käsitteli myös lämmönsiirtoa, ja yksi tuloksista on nimeltään Newton-Richmannin laki.

Newton ennusti maapallon litistymisen navoilla ja arvioi sen olevan noin 1:230. Newton käytti homogeenisen nesteen mallia kuvaamaan maapalloa, sovelsi yleismaailmallisen painovoiman lakia ja otti huomioon keskipakovoiman. Samaan aikaan Huygens, joka ei uskonut painovoiman pitkän kantaman voimaan ja lähestyi ongelmaa puhtaasti kinemaattisesti, teki samanlaisia laskelmia. Näin ollen Huygens ennusti yli puolet pienempää puristusta kuin Newton, 1:576. Lisäksi Cassini ja muut kartesiolaiset osoittivat, että maapallo ei ollut kokoonpuristunut vaan venyi navoiltaan kuin sitruuna. Myöhemmin, vaikkakaan ei välittömästi (todellinen pakkautuminen on 1:298). Tämän arvon ja Newtonin ehdottaman Huygensin arvon välinen ero johtuu siitä, että homogeenisen nesteen malli ei ole vielä täysin tarkka (tiheys kasvaa selvästi syvyyden myötä). Tarkempi teoria, jossa otetaan nimenomaisesti huomioon tiheyden riippuvuus syvyydestä, kehitettiin vasta 1800-luvulla.

Lue myös, elamakerrat – Robert Delaunay

Opiskelijat

Tarkkaan ottaen Newtonilla ei ollut suoria oppilaita. Kuitenkin kokonainen sukupolvi englantilaisia tiedemiehiä varttui hänen kirjojensa parissa ja oli yhteydessä häneen, joten he pitivät itseään Newtonin oppilaina. Tunnetuimpia näistä ovat mm:

Lue myös, elamakerrat – Antonio Vivaldi

Kemia ja alkemia

Nykyisen tieteellisen (fysikaalisen ja matemaattisen) perinteen perustan luoneen tutkimuksen rinnalla Newton käytti paljon aikaa alkemiaan ja teologiaan. Kymmenesosan hänen kirjastostaan muodostivat alkemiaa käsittelevät kirjat. Hän ei julkaissut kemian tai alkemian alaan liittyviä teoksia, ja tämän pitkäaikaisen kiinnostuksen ainoa tunnettu tulos oli Newtonin vakava myrkytys vuonna 1691. Kun Newtonin ruumis kaivettiin ylös, hänen ruumiistaan löytyi vaarallisia määriä elohopeaa.

Stukeley muistelee, että Newton kirjoitti kemian tutkielman, jossa hän ”selitti tämän salaperäisen taiteen periaatteet kokeellisten ja matemaattisten todisteiden perusteella”, mutta käsikirjoitus valitettavasti paloi tulipalossa eikä Newton yrittänyt saada sitä takaisin. Säilyneet kirjeet ja muistiinpanot viittaavat siihen, että Newton pohdiskeli mahdollisuutta yhdistää fysiikan ja kemian lait yhtenäiseksi maailman järjestelmäksi; hän esitti useita tätä aihetta koskevia hypoteeseja Optiikan lopussa.

Б.  Kuznetsov uskoo, että Newtonin alkemialliset tutkimukset olivat yrityksiä paljastaa aineen atomistinen rakenne ja muut aineen muodot (esim. valo, lämpö, magnetismi). Newtonin kiinnostus alkemiaa kohtaan oli pyyteetöntä ja melko teoreettista:

Hänen atomistiikkansa perustuu ajatukseen, jonka mukaan osien keskinäisen vetovoiman yhä pienemmät voimat muodostavat hierarkian. Tämä ajatus aineen erillisten hiukkasten äärettömästä hierarkiasta liittyy ajatukseen aineen ykseydestä. Newton ei uskonut sellaisten alkuaineiden olemassaoloon, jotka eivät pysty muuttumaan toisikseen. Päinvastoin, hän oletti, että ajatus hiukkasten hajoamattomuudesta ja näin ollen alkuaineiden välisistä laadullisista eroista liittyy kokeellisten tekniikoiden historiallisesti rajallisiin mahdollisuuksiin.

Tämän oletuksen vahvistaa Newtonin oma lausunto: ”Alkemia ei käsittele metalleja, kuten tietämättömät ihmiset luulevat. Tämä filosofia ei ole sellaista, joka palvelee turhamaisuutta ja petosta, vaan pikemminkin hyödyttää ja kasvattaa, ja pääasia tässä on Jumalan tunteminen.”

Lue myös, elamakerrat – Erwin Schrödinger

Teologia

Syvästi uskonnollisena miehenä Newton suhtautui Raamattuun (kuten kaikkeen muuhunkin) rationalistisesta näkökulmasta. Newtonin hylkääminen Jumalan kolminaisuudesta näyttää liittyvän tähän lähestymistapaan. Useimmat historioitsijat uskovat, että Newton, joka työskenteli useita vuosia Pyhän Kolminaisuuden kollegiossa, ei itse uskonut kolminaisuuteen. Hänen teologisten teostensa tutkijat ovat havainneet, että Newtonin uskonnolliset näkemykset olivat lähellä harhaoppista arianismia (ks. Newtonin artikkeli ”A Historical Tracing of Two Notable Distortions of Holy Scripture”).

Newtonin näkemysten läheisyyttä kirkon tuomitsemiin eri harhaoppeihin on arvioitu eri tavoin. Saksalainen historioitsija Fiesenmayer ehdotti, että Newton hyväksyi kolminaisuuden, mutta lähempänä itäistä, ortodoksista käsitystä siitä. Amerikkalainen historioitsija Stephen Snobelin hylkäsi tämän näkemyksen jyrkästi ja luokitteli Newtonin sosialistiksi vedoten useisiin asiakirjoihin.

Ulospäin Newton pysyi kuitenkin uskollisena Englannin valtionkirkolle. Tähän oli hyvä syy: vuonna 1697 annetussa vuoden 1697 laissa jumalanpilkan ja jumalattomuuden kieltämisestä säädettiin kansalaisoikeuksien menettämisestä ja, jos rikos toistuu, vankeusrangaistuksesta. Esimerkiksi Newtonin ystävältä William Whistonilta riistettiin professorin arvo ja hänet erotettiin Cambridgen yliopistosta vuonna 1710, koska hän oli väittänyt, että alkukirkon uskontunnustus oli arianismia. Kirjeissään samanhenkisille ihmisille (Lockelle, Halleylle ja muille) Newton oli kuitenkin varsin suorasanainen.

Trinitarismin vastaisuuden lisäksi Newtonin uskonnollinen näkemys sisältää deismin piirteitä. Newton uskoi Jumalan aineelliseen läsnäoloon maailmankaikkeuden jokaisessa pisteessä ja kutsui avaruutta ”aistittavaksi Jumalaksi” (lat. sensorium Dei). Tämä panteistinen ajatus yhdistää Newtonin tieteelliset, filosofiset ja teologiset näkemykset yhdeksi kokonaisuudeksi: ”Kaikki Newtonin kiinnostuksen kohteet luonnonfilosofiasta alkemiaan edustavat tämän keskeisen ajatuksen, joka oli jakamattomasti hänen omassa piirissään, eri projektioita ja samalla eri konteksteja”.

Newton julkaisi (osittain) teologisten tutkimustensa tulokset myöhään eläessään, mutta ne alkoivat paljon aikaisemmin, viimeistään vuonna 1673. Newton ehdotti omaa versiotaan Raamatun kronologiasta, jätti jälkeensä teoksia Raamatun hermeneutiikasta ja kirjoitti kommentaarin ilmestyskirjasta. Hän opiskeli heprean kieltä, tutki Raamattua tieteellisellä menetelmällä, käytti auringonpimennyksiin liittyviä tähtitieteellisiä laskelmia, kielellistä analyysia jne. perustellakseen näkemyksiään. Hänen laskelmiensa mukaan maailmanloppu ei tule ennen vuotta 2060.

Newtonin teologiset käsikirjoitukset säilytetään nykyään Jerusalemissa, kansalliskirjastossa.

Newtonin haudan kaiverruksessa lukee:

Tässä lepää Sir Isaac Newton, joka lähes jumalallisella järjen voimalla selitti ensimmäisenä matemaattisella menetelmällään planeettojen liikkeet ja muodot, komeettojen radat ja valtamerten vuorovedet.

Trinity Collegessa vuonna 1755 Newtonille pystytettyyn patsaaseen on kaiverrettu jakeita Lucretiuksesta:

Newton itse arvioi saavutuksensa vaatimattomammin:

En tiedä, miten maailma näkee minut, mutta pidän itseäni rannalla leikkivänä poikana, joka viihdyttää itseään etsimällä silloin tällöin värikkäämpiä kiviä tai kauniita simpukankuoria, kun suuri totuuden valtameri levittäytyy edessäni tutkimatta.

Lagrange sanoi: ”Newton oli kuolevaisista onnellisin, sillä on vain yksi maailmankaikkeus, ja Newton löysi sen lait”.

Newtonin sukunimen vanha venäläinen ääntämys on ”Nevton”. M. V. Lomonosov mainitsee hänet yhdessä Platonin kanssa kunnioittavasti runoissaan:

A. Einsteinin mukaan ”Newton oli ensimmäinen, joka yritti muotoilla alkeislakeja, jotka säätelevät laajan luokan luonnonprosessien ajallista kulkua suurella täydellisyydellä ja tarkkuudella”, ja ”… vaikutti kirjoituksillaan syvällisesti ja voimakkaasti koko maailmankatsomukseen”.

Vuosien 1942-1943 vaihteessa, Stalingradin taistelun dramaattisimpina päivinä, Newtonin 300-vuotispäivää juhlittiin laajalti Neuvostoliitossa. S.I. Vavilovin artikkelikokoelma ja elämäkerrallinen kirja julkaistiin. Kiitokseksi Neuvostoliiton kansalle Ison-Britannian kuninkaallinen seura lahjoitti Neuvostoliiton tiedeakatemialle harvinaisen kappaleen Newtonin matemaattisten periaatteiden ensimmäisestä painoksesta (1687) ja luonnoksen (yhden kolmesta) Newtonin kirjeestä Aleksandr Menshikoville, jossa hän ilmoitti valinnastaan Lontoon kuninkaalliseen seuraan:

Kuninkaallinen seura on jo pitkään ollut tietoinen siitä, että keisarinne on edistänyt taiteen ja tieteen kehitystä imperiumissaan. Ja nyt saimme englantilaisilta kauppiailta suurella ilolla kuulla, että Teidän Ylhäisyytenne, joka osoittaa suurinta kohteliaisuutta, suurta kunnioitusta tiedettä kohtaan ja rakkautta maatamme kohtaan, aikoo liittyä seuramme jäseneksi.

Newtonilla on tärkeä asema maailmankaikkeuden kokonaisvaltaisen kuvan luomisen historiassa. Nobel-palkitun Steven Weinbergin mukaan:

Isaac Newtonista alkaa nykyajan unelma lopullisesta teoriasta.

Newton on nimetty hänen mukaansa:

Edellä on jo mainittu useita yleisiä legendoja: ”Newtonin omena”, hänen ainoa parlamentaarinen esiintymisensä.

Legendan mukaan Newton teki oveen kaksi reikää, yhden isomman ja yhden pienemmän, jotta hänen kaksi kissaansa, yksi iso ja yksi pieni, pääsivät taloon omin avuin. Todellisuudessa Newton ei koskaan pitänyt kissoja tai muita lemmikkejä.

Toisessa myytissä Newtonia syytetään siitä, että hän tuhosi ainoan Hooken muotokuvan, joka oli aikoinaan Royal Societyn hallussa. Todellisuudessa ei ole yhtään todistetta tällaisen syytöksen tueksi. Hooken elämäkerran kirjoittaja Allan Chapman todistaa, ettei Hooken muotokuvaa ollut lainkaan olemassa (mikä ei ole yllättävää, kun otetaan huomioon muotokuvien kalleus ja Hooken jatkuvat taloudelliset vaikeudet). Ainoa lähde, joka viittaa tällaiseen muotokuvaan, on viittaus muotokuvaan, jonka on tehnyt saksalainen tutkija Zacharias von Uffenbach, joka vieraili Royal Societyn tiloissa vuonna 1710, mutta Uffenbach ei puhunut englantia ja viittasi luultavasti toiseen Societyn jäseneen, Theodore Haakiin. Haakin muotokuva oli olemassa, ja se on säilynyt tähän päivään asti. Lisäargumentti sille, että Hooken muotokuvaa ei koskaan ollut olemassa, on se, että Hooken ystävä ja sihteeri Richard Waller julkaisi vuonna 1705 postuumisti Hooken teosten kokoelman, joka sisälsi erinomaisen laadukkaita kuvituksia ja yksityiskohtaisen elämäkerran, mutta jossa ei ollut Hooken muotokuvaa; Hooken kaikissa muissakaan teoksissa ei ole Hooken muotokuvaa.

Newtonin katsotaan joskus olleen kiinnostunut astrologiasta. Jos hän teki niin, pettymys vaihtui nopeasti pettymykseen.

Siitä, että Newton nimitettiin yllättäen rahapajan päälliköksi, jotkut elämäkerran kirjoittajat ovat päätelleet, että Newton oli vapaamuurarien loosin tai muun salaseuran jäsen. Tämän hypoteesin tueksi ei kuitenkaan ole löydetty mitään asiakirjanäyttöä.

Lue myös, elamakerrat – Egon Schiele

Kanoniset painokset

Newtonin kirjoitusten klassinen kokonaispainos viidessä niteessä alkuperäiskielellä:

Valikoitu kirjeenvaihto 7 niteessä:

Lue myös, mytologia-fi – Ra

Käännökset venäjäksi

lähteet

1. Ньютон, Исаак
2. Isaac Newton
3. Здесь и далее даты жизни Ньютона приводятся по тогда ещё действовавшему в Англии (до 1752 года) юлианскому календарю. В Великобритании такие даты не пересчитывают по новому стилю.
4. 1 2 Флюксией Ньютон называл производную.
5. Son père, qui s”appelle aussi Isaac, vient d”une famille de paysans qui ont considérablement amélioré leur situation économique au cours du siècle précédent. Isaac père est considéré comme ”seigneur” de son petit domaine, rang supérieur à celui de simple propriétaire. En avril 1642, il épouse Hannah Ayscough, qui appartient à une famille d”un rang social supérieur au sien, mais victime de grandes difficultés économiques. Réf.bibliographique José Muñoz Santonja et Philippe Garnier (Trad.) P.15-16
6. Étudiant diplômé ayant obtenu une bourse de recherche.
7. Terme qui désigne un élève chargé d”effectuer de menus travaux pour des étudiants fortunés. À la différence du sizar, le subsizar est un étudiant-serviteur qui doit de plus payer sa nourriture de ses propres deniers.
8. En première année, on travaille sur la lecture, l”écriture, la rhétorique, on réserve une part importante aux langues classiques — surtout le latin et le grec, sans oublier l”hébreu —, la Bible, l”œuvre d”Aristote, l”histoire, la poésie. Les deux années suivantes, on étudie la dialectique. En quatrième année, on étudie la philosophie qui inclut la métaphysique, l”éthique, la physique et les mathématiques.
9. ^ a b c d e During Newton”s lifetime, two calendars were in use in Europe: the Julian (”Old Style”) calendar in Protestant and Orthodox regions, including Britain; and the Gregorian (”New Style”) calendar in Roman Catholic Europe. At Newton”s birth, Gregorian dates were ten days ahead of Julian dates: thus his birth is recorded as taking place on 25 December 1642 Old Style, but can be converted to a New Style (modern) date of 4 January 1643. By the time of his death, the difference between the calendars had increased to eleven days. Moreover, he died in the period after the start of the New Style year on 1 January, but before that of the Old Style new year on 25 March. His death occurred on 20 March 1726 according to the Old Style calendar, but the year is usually adjusted to 1727. A full conversion to New Style gives the date 31 March 1727.[1]
10. ^ This claim was made by William Stukeley in 1727, in a letter about Newton written to Richard Mead. Charles Hutton, who in the late eighteenth century collected oral traditions about earlier scientists, declared that there ”do not appear to be any sufficient reason for his never marrying, if he had an inclination so to do. It is much more likely that he had a constitutional indifference to the state, and even to the sex in general.”[105]
11. ^ a b Data secondo il calendario giuliano a quel tempo vigente in Inghilterra. Secondo il calendario gregoriano, a quel tempo già adottato nei paesi cattolici e in vigore in Inghilterra dal 1752, Isaac Newton è invece nato il 4 gennaio 1643. La differenza tra i due calendari era, al tempo della nascita di Newton, di 10 giorni mentre attualmente è di 13 giorni. Infatti il calendario gregoriano guadagna un giorno rispetto a quello giuliano ogni volta che ”salta” l”anno bisestile: così la differenza, che era di 10 giorni nel 1582, è diventata di 11 giorni nel 1700, di 12 nel 1800, di 13 nel 1900; sarà di 14 giorni nel 2100, di 15 nel 2200 e così via. Per convenzione diffusamente accettata tra gli storici, si utilizza la data vigente in un dato posto e in un dato momento, senza trasformare le date di eventi passati secondo il calendario gregoriano attualmente in uso. Ad esempio, la fase finale della Rivoluzione russa ebbe inizio con l”insurrezione avviata nella notte tra 24 e 25 ottobre 1917 del calendario giuliano, allora in uso a Pietrogrado. Tali date corrispondono al 6 e 7 novembre 1917, secondo il calendario gregoriano, ma tale evento viene ancora oggi ricordato come Rivoluzione d”ottobre.
12. ^ a b Data secondo il calendario giuliano a quel tempo vigente in Inghilterra. Secondo il calendario gregoriano, a quel tempo già adottato nei paesi cattolici e in vigore in Inghilterra dal 1752, Isaac Newton è invece morto il 31 marzo 1727. La differenza tra i due calendari era, al tempo della morte di Newton, di 11 giorni mentre attualmente è di 13 giorni. Infatti il calendario gregoriano guadagna un giorno rispetto a quello giuliano ogni volta che ”salta” l”anno bisestile: così la differenza, che era di 10 giorni nel 1582, è diventata di 11 giorni nel 1700, di 12 nel 1800, di 13 nel 1900; sarà di 14 giorni nel 2100, di 15 nel 2200 e così via. Inoltre il nuovo anno giuliano iniziava il giorno dell”Annunciazione (25 marzo) anziché il 1º gennaio. Quindi, secondo il calendario giuliano, Newton morì nel 1726, cinque giorni prima del capodanno 1727.
13. ^ a b Calendrical confusion or just when did Newton die?
14. ^ Albert Einstein, ”Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt” (Su un punto di vista euristico riguardo alla produzione e alla trasformazione della luce), Annalen der Physik, vol. 332, 1905, pp. 132-148.