Isaac Newton

Isaac Newton, nado en Woolsthorpe, Lincolnshire, o 25 de decembro de 1643 (día de Nadal de 1642 segundo o calendario xuliano) e finado en Londres o 31 de marzo de 1727, foi un físico, matemático, astrónomo, alquimista, teólogo e autor inglés (descrito na súa época como un "filósofo natural") amplamente recoñecido como un dos os máis grandes matemáticos e físicos de todos os tempos e entre os científicos máis influentes. Foi unha figura clave na revolución filosófica coñecida como Ilustración. O seu libro Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Principios matemáticos da filosofía natural), publicado por primeira vez en 1687, estableceu a mecánica clásica. Newton tamén fixo contribucións fundamentais á óptica, e comparte crédito co matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz por desenvolver o cálculo infinitesimal. Nos Principia, Newton formulou as leis do movemento e da gravitación universal que formaron o punto de vista científico dominante ata que foi substituída pola teoría da relatividade. Newton utilizou a súa descrición matemática da gravidade para derivar as leis de Kepler do movemento planetario, dar conta das mareas, as traxectorias dos cometas, a precesión dos equinoccios e outros fenómenos, erradicando a dúbida sobre a heliocentricidade do Sistema Solar. Demostrou que o movemento dos obxectos na Terra e os corpos celestes poderían ser explicados polos mesmos principios. A inferencia de Newton de que a Terra é un esferoide oblato foi confirmada máis tarde polas medicións xeodésicas de Maupertuis, La Condamine e outros, convencendo á maioría dos científicos europeos da superioridade da mecánica newtoniana sobre os sistemas anteriores.
Newton construíu o primeiro telescopio reflector práctico e desenvolveu unha sofisticada teoría da cor baseada na observación de que un prisma separa a luz branca nas cores do espectro visible. Os seus traballos sobre a luz foron recollidos no seu influente libro Opticks, publicado en 1704. Tamén formulou unha lei empírica de arrefriado, realizou o primeiro cálculo teórico da velocidade do son e introduciu a noción de fluído newtoniano. Ademais dos seus traballos sobre o cálculo, como matemático Newton contribuíu ao estudo das series de potencias, xeneralizou o teorema do binomio a expoñentes non enteiros, desenvolveu un método para aproximar as raíces dunha función, e clasificou a maioría das curvas cúbicas planas.
Newton foi membro do Trinity College e o segundo profesor lucasiano de matemáticas da Universidade de Cambridge. Era un cristián devoto pero pouco ortodoxo que rexeitaba en privado a doutrina da Trindade. Negouse a recibir as ordes sacras na Igrexa de Inglaterra a diferenza da maioría dos membros da facultade de Cambridge da época. Máis aló do seu traballo nas ciencias matemáticas, Newton dedicou gran parte do seu tempo ao estudo da alquimia e da cronoloxía bíblica, pero a maior parte do seu traballo nesas áreas permaneceu inédito ata moito despois da súa morte. Vinculado política e persoalmente aos partido Whig, Newton exerceu dous breves mandatos como Membro do Parlamento pola Universidade de Cambridge, en 1689-1690 e 1701-1702. En 1705 foi nomeado cabaleiro pola raíña Ana de Gran Bretaña e pasou as tres últimas décadas da súa vida en Londres, onde foi mestre da Casa da Moeda (1696-1699) e director da Casa da Moeda (1699-1727), así como presidente da Royal Society (1703-1727). Traxectoria
Primeiros anos
Isaac Newton naceu (segundo o calendario xuliano en uso en Inglaterra naquel momento) "unha ou dúas horas despois da medianoite" do 25 de decembro de 1642, día de Nadal (4 de xaneiro de 1643 no calendario gregoriano) na aldea de Woolsthorpe-by-Colsterworth do condado de Lincolnshire. O seu pai, un campesiño puritano o igual que súa nai, tamén chamado Isaac Newton, morrera tres meses antes. O parto foi prematuro aparentemente e naceu tan pequeno que ninguén pensou que lograría vivir moito tempo, ; a súa nai Hannah Ayscough dixo que podería caber dentro dunha cunca de cuarto de galón. A súa vida correu perigo polo menos durante unha semana. Foi bautizado o 1 de xaneiro de 1643, 12 de xaneiro no calendario gregoriano. A casa onde naceu e viviu ata a súa mocidade sitúase no lado oeste do val do río Witham, máis abaixo da meseta de Kesteven, en dirección á cidade de Grantham. É de pedra calcaria gris, o mesmo material que se atopa na meseta. Ten forma dunha letra T grosa en cuxo trazo máis longo atópanse a cociña e o vestíbulo, e a sala áchase na unión dos dous trazos. A súa entrada é descentrada e sitúase entre o vestíbulo e a sala, e oriéntase cara ás escaleiras que conducen aos dous dormitorios do piso superior.
Cando Newton tiña tres anos, a súa nai volveu casar e foi vivir co seu novo marido, o reverendo Barnabas Smith, quen non tiña intención de cargar cun neno alleo de tres anos, deixando ao seu fillo ao coidado da súa avoa materna, Margery Ayscough (de soltera Blythe), este foi posiblemente un feito traumático para Isaac; constituía a perda da nai non coñecendo ao pai. Á súa avoa nunca lle dedicou un recordo cariñoso e ata a súa morte pasou desapercibida. O mesmo ocorreu co avó, que pareceu non existir ata que se descubriu que tamén estaba presente na casa e correspondeu ao afecto de Newton da mesma forma: desheredouno. A Newton non lle gustaba o seu padrasto e mantivo certa inimizade cara á súa nai por casar con el, tal e como revela esta entrada nunha lista de pecados cometidos ata os 19 anos: "Ameazar o meu padrastro Smith e a miña nai con queimar a casa con eles dentro". Fíxoo nove anos despois do falecemento do padrasto, o que comproba que a escena quedou gravada no recordo de Newton. As accións do padrasto, que se negou a levalo a vivir con el ata que cumpriu dez anos, poderían motivar este odio. A nai de Newton tivo tres fillos máis (Mary, Benjamin e Hannah) do seu segundo matrimonio.
Cando Barnabás Smith faleceu, a súa nai regresou ao fogar familiar acompañada por dous fillos deste matrimonio, os seus medio irmán, pero a unión familiar durou menos de dous anos. Desde os doce anos ata os dezasete, Isaac foi enviado a estudar ao colexio The King's School en Grantham. O que se sabe desta etapa é que estudou latín, algo de grego e o básico de xeometría e aritmética. Era o programa habitual de estudo dunha escola primaria nese entón. O seu mestre foi Henry Stokes, que tiña bo prestixio como educador. En outubro de 1659 foi retirado da escola e volveu a Woolsthorpe-by-Colsterworth. A súa nai, viúva por segunda vez, intentou facelo labrego, unha ocupación que el odiaba. Stokes, convenceu á súa nai para que o enviase de volta á escola. En 1659 comprou un caderno, chamado nese entón libro de peto, en cuxa primeira páxina escribiu en latín «Martij 19, 1659» (19 de marzo de 1659). Representaba o período entre 1659 e 1660, que coincidía co período do seu regreso á súa cidade natal, e a maior parte dos seus escritos están dedicados a «Utilissimum prosodiae supplementum». Anos despois, na colección Keynes do King's College atópase unha edición de Píndaro coa firma de Newton e datada en 1659. Na colección Babson aparece unha copia das Metamorfoses de Ovidio datadas ese mesmo ano.
Os estudos primarios foron de grande utilidade para Newton; os traballos sobre matemáticas estaban escritos en latín, do mesmo xeito que os escritos sobre filosofía natural, e posteriormente permitíronlle entrar en contacto cos científicos europeos. A aritmética básica dificilmente compensaria un nivel deficiente de latín. Nesa época outra materia importante era o estudo da Biblia e líase en linguas clásicas apoiando o programa clásico de estudos e ampliando a fe protestante de Inglaterra. No caso de Isaac, o estudo deste tema, unido á biblioteca que herdou do seu padrasto, púidolle facer iniciar unha viaxe á teoloxía.
Na súa estadía en Grantham hospedouse na casa de Sr. Clark, na rúa High Street, xunto á George Inn. Tiña que compartir o fogar xunto a outros tres nenos, Edward, Arthur e unha nena, fillos do primeiro esposo da muller de Sr. Clark. Pola infancia que tivo, Isaac parecía non conxeniar con outras persoas da súa idade. O crecer nun ambiente de illamento cos seus avós e a posible envexa que lle causaba aos seus pares a súa superioridade intelectual o que provocaballe dificultades e levábao a realizar travesuras varias que despois negaba facer. Un dos seus amigos, William Stukeley, dedicouse a reunir información sobre Newton na súa estancia en Grantham e concluíu que os nenos o atopaban demasiado astuto e pensaban que se aproveitaba deles debido á súa rapidez mental, moi superior á deles.
Ademais estas anécdotas demostraron que Newton aparentemente prefería a compañía feminina. Para a súa amiga Catherine Storer, varios anos máis novo que el, construíu mobles de bonecas utilizando ferramentas con moita habilidade. Ademais no terreo das suposicións puido haber un romance entre os dous mozos cando foron maiores. Segundo os rexistros coñecidos, puido ser a primeira e posiblemente a única e última experiencia romántica cunha muller na súa vida. Tempo despois a señorita Storer casou cun home apellidado Vincent e lembraba a Newton como un mozo silencioso e pensativo.
Tivo un incidente cun compañeiro que posiblemente fose Arthur Storer. Este deulle unha patada no estómago, supostamente como represalia a algunha broma pesada de Newton. Este non puido esquecer nunca este feito; neste tempo non puidera afirmar o seu poder intelectual, por mor da deficiente formación escolar ou porque novamente estaba só e asustado. Estaba relegado ao último banco. Segundo o relato de Conduitt, nin ben finalizou a clase, Newton retou a unha pelexa ao outro neno no patio da igrexa para devolverlle o golpe. O fillo do mestre achegouse a eles e azuzó a pelexa palmeándolle as costas a un e choscandolle o ollo ao outro. Aínda que Newton non era tan forte como o seu rival tiña maior decisión e golpeou ao outro ata que se rendeu e declarou que non pelexaría máis. O fillo do mestre pediulle a Isaac que o tratase como a un covarde e refregáselle o nariz contra a parede. Entón Isaac agarrouno das orellas e golpeou a súa cara contra un dos lados da igrexa.
Ademais de gañarlle na pelexa, Newton esmerouse en derrotalo academicamente e converteuse no primeiro alumno da escola. E ademais foi gravando o seu nome en todos os bancos que ocupou segundo avanzaba nos estudos. Aínda se conserva un alféizar de pedra co seu nome. Nesa época distinguiose principalmente pola construción de reloxos de sol e maquetas de muíños de vento.
En xuño de 1661, foi admitido no Trinity College de Cambridge, por recomendación do seu tío o reverendo William Ayscough, que estudara alí. Comezou como subsizar)—pagando a súa carreira desempeñando os deberes de servizo ata que en 1664 lle concederon unha bolsa de estudos, garantindolle catro anos máis ata que puidese obter o seu MA. Nesa época as ensinanzas da facultade estaban baseadas nas de Aristóteles, a quen Newton complementou con filósofos modernos como Descartes e astrónomos como Galileo e Thomas Street, a través dos cales coñeceu a obra de Kepler. [Cómpre referencia] Fixo no seu caderno unha serie de "Quaestiones" sobre a filosofía mecánica tal e como a atopou.
Binomio de Newton
En 1665, desenvolveu o teorema binomial xeneralizado e comezou a desenvolver unha teoría matemática que máis tarde se convertería en cálculo. Pouco despois de que Newton obtivese a súa licenciatura en agosto de 1665, a universidade pechou temporalmente como medida de precaución contra a Gran peste. Aínda que non fora distinguido como estudante de Cambridge, Os estudos privados de Newton na súa casa de Woolsthorpe durante os dous anos seguintes viron o desenvolvemento das súas teorías sobre o cálculo, óptica e a lei da gravitación.
Foi un dos principais precursores da Ilustración, e o seu traballo científico sufriu forte influencia do seu profesor e orientador Isaac Barrow (desde 1663), e de Frans van Schooten, François Viète, John Wallis, Descartes, Fermat e Bonaventura Cavalieri, das concepcións de Galileo e Kepler, da teoría de Aristóteles sobre rectas tanxentes ás curvas, do traballo de Apolonio sobre cónicas e da xeometría de Euclides.
En abril de 1667, volveu a Cambridge e en outubro foi elixido membro de Trinity. Os bolseiros debían ordenarse como sacerdotes, aínda que isto non se aplicaba nos anos da restauración e bastaba con afirmar a conformidade coa Igrexa de Inglaterra. Con todo, en 1675 non se puido evitar a cuestión e para entón as súas opinións pouco convencionais interpuxéronse. Con todo, Newton logrou evitarlo mediante un permiso especial de Carlos II.
Os seus estudos impresionaran ao profesor lucasiano Isaac Barrow, que estaba máis preocupado por desenvolver o seu propio potencial relixioso e administrativo (converteuse en mestre de Trinity dous anos despois); en 1669 Newton sucedeuno, e só un ano despois de recibir o seu MA.
Cálculo
Díxose que o traballo de Newton "fixo avanzar claramente cada rama das matemáticas entón estudada". O seu traballo sobre o tema, normalmente referido como fluxións ou cálculo, visto nun manuscrito de outubro de 1666, publícase agora entre os artigos matemáticos de Newton. A súa obra De analysi per aequationes numero terminorum infinitas, enviada por Isaac Barrow a John Collins en xuño de 1669, foi identificada por Barrow nunha carta enviada a Collins ese mes de agosto como a obra "dun xenio e competencia extraordinaria nestas cousas". Newton foi elixido membro da Royal Society (FRS) en 1672.
Newton máis tarde involucrouse nunha disputa con Leibniz sobre a prioridade no desenvolvemento do cálculo (controversia do cálculo Leibniz-Newton). A maioría dos historiadores modernos cren que Newton e Leibniz desenvolveron o cálculo de forma independente, aínda que con notacións matemáticas moi diferentes. En ocasións suxeriuse que Newton non publicou case nada sobre iso ata 1693, e non deu un relato completo ata 1704, mentres que Leibniz comezou a publicar un relato completo dos seus métodos en 1684. A notación de Leibniz e o "Método diferencial", hoxe en día recoñecido como notacións máis convenientes, foron adoptadas polos matemáticos europeos continentais, e despois de 1820 máis ou menos, tamén por matemáticos británicos. [Cómpre referencia]
O seu traballo utiliza amplamente o cálculo en forma xeométrica baseado nos valores límite das proporcións de cantidades moi pequenas: nos propios Principia, Newton deu unha demostración disto baixo o nome de "o método das primeiras e últimas proporcións" e explicou por que puxo as súas exposicións desta forma, sinalando tamén que "por este medio realízase o mesmo que polo método dos indivisibles".
Por iso, o Principia nos tempos modernos é chamado "un libro denso coa teoría e aplicación do cálculo infinitesimal". e na época de Newton "case todo é deste cálculo. " O seu uso de métodos que implican "unha ou máis ordes do infinitesimalmente pequeno" está presente no seu De motu corporum in gyrum de 1684 e nos seus traballos sobre o movemento "durante as dúas décadas anteriores a 1684". Construíu o primeiro telescopio de reflexión en 1668, e foi quen primeiro observou o espectro visible que se pode obter pola descomposición da luz solar ao incidir sobre unha das faces dun prisma triangular transparente (ou outro medio de refracción ou de difracción), atravesándoo e proxectándose sobre un medio ou un anteparo branco. Optou, entón pola teoría corpuscular de propagación da luz, enunciándoa (1675) e contrariando a teoría ondulatoria de Huyges.
A súa principal obra foi a publicación Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Principios matemáticos dunha filosofía da natureza - 1687), en tres volumes, un verdadeiro monumento científico, en que enunciou a lei da gravitación universal, xeneralizando e ampliando as constatacións de Johannes Kepler (Leis de Newton), e resumiu as súas descubertas, principalmente o cálculo. Tratando esencialmente sobre física, astronomía e mecánica (leis dos movementos, movementos de corpos en medios resistentes, vibracións isotérmicas, velocidade do son, densidade do ar, queda dos corpos na atmosfera, presión atmosférica etc), todo tratado con matemática pura, foi a súa consagración como maior científico da súa época.
Newton mostrouse reticente a publicar os seus cálculo porque tiña medo a polémica e as críticas. Newton mantivo unha estreita relación con Nicolas Fatio de Duillier. En 1691, Duillier comezou a escribir unha nova versión da Principia de Newton, e mantivo correspondencia con Leibniz. Cara 1693, a relación entre Duillier e Newton deteriorouse e o libro nunca se rematou.
A partir de 1699, outros membros[quen? ] da Royal Society acusaron a Leibniz de plaxio. A disputa estalou entón con toda forza en 1711 cando a Royal Society proclamou nun estudo que era Newton o verdadeiro descubridor e cualificou a Leibniz de fraude; máis tarde descubriuse que Newton escribiu as observacións finais do estudo sobre Leibniz. Así comezou a amarga polémica que estropeou a vida tanto de Newton como de Leibniz ata a morte deste último en 1716.
En 1696 foi nomeado Warden of the Mint e en 1701 Master of the Mint, na Royal Mint (Real Casa da Moeda do Reino Unido). Foi elixido socio estranxeiro da Académie des Sciences en 1699 e tornouse presidente da Royal Society en 1703. Publicou, en Cambridge, Arithmetica universalis (1707), unha especie de libro de texto sobre identidades matemáticas, análise e xeometría, posibelmente escrito moitos anos antes (talvez en 1673).
Escribiu (1669) e publicou (1711) De analysi per aecuationes numero terminorum infinitas, sobre series e cálculo. Escribiu (1671) e publicou (1742) Methodus fluxionum et serierun infinitorum, sobre fluxos. Especialista en gravitación universal, na mecánica as súas principais contribucións foron a descuberta das terceira e última lei de movemento, despois chamada de principio da acción e reacción, a lei da gravitación universal e a conceptualización precisa de masa, momento, inercia, forza e aceleración. coa demostración da lei da gravitación estaba creada a teoría da Mecánica Celeste, movendo a descrición do mundo do terreo cinemático para o dinámico.
Estudou aínda forzas de resistencia e de viscosidade nos fluídos en repouso e en movemento, establecendo principios e relacións, e estableceu o cálculo da contracción dos chorros en descargas por orificios. Publicou tamén conclusións sobre escoamento en canais, velocidade de ondas superficiais e deslocamento do son no ar. Tamén escribiu sobre química, alquimia, cronoloxía e teoloxía. Esta preocupación de Newton con cuestións filosóficas, relixiosas e teolóxicas e o seu envolvemento coa alquimia pode estar relacionado co feito que el pertenceu a unha Orde Rosacruz. Modestamente caracterizouse por nunca dar moita importancia á publicacións das súas descubertas.
Óptica
En 1666, Newton observou que o espectro de cores que sae dun prisma na posición de desviación mínima é oblongo, mesmo cando o raio de luz que entra no prisma é circular, é dicir, o prisma refracta diferentes cores por diferentes ángulos. Isto levouno a concluír que a cor é unha propiedade intrínseca da luz, un punto que ata entón fora motivo de debate.
De 1670 a 1672, Newton deu conferencias sobre óptica. Durante este período investigou a refracción da luz, demostrando que a imaxe multicolor producida por un prisma, que el chamou espectro, podía recompoñerse en luz branca mediante unha lente. e un segundo prisma. Os estudos modernos revelaron que a análise e a resíntese da luz branca de Newton ten unha débeda coa alquimia corpuscular.
Demostrou que a luz coloreada non cambia as súas propiedades ao separar un feixe de cor e facelo brillar sobre varios obxectos, e que independentemente de que se reflicta, dispérsese ou se transmita, a luz segue sendo do mesma cor. Así, observou que a cor é o resultado da interacción dos obxectos coa luz xa coloreada e non dos obxectos que xeran a cor por si mesmos. Isto coñécese como teoría da cor de Newton. A partir deste traballo, concluíu que a lente de calquera telescopio refractor sufriría a dispersión da luz en cores (aberración cromática). Como proba do concepto, construíu un telescopio usando espellos reflectores no canto de lentes como obxectivo para evitar ese problema. A construción do deseño, o primeiro telescopio reflector funcional coñecido, hoxe en día coñecido como telescopio newtoniano, implicou a resolución do problema dun material adecuado para o espello e a técnica de conformación. Newton tallou os seus propios espellos a partir dunha composición personalizada de metal especular altamente reflector, utilizando os aneis de Newton para xulgar a óptica dos seus telescopios. A finais de 1668, puido fabricar este primeiro telescopio reflector. Tiña unhas oito polgadas de longo e ofrecía unha imaxe máis clara e nítida. En 1671, a Royal Society solicitoulle unha demostración do seu telescopio reflector. Este interese animouno a publicar as súas notas De colores, que posteriormente ampliou na obra Opticks. Cando Robert Hooke criticou algunhas das ideas de Newton, este sentiuse tan ofendido que se retirou do debate público. Newton e Hooke tiveron breves intercambios en 1679-80, cando Hooke, designado para xestionar a correspondencia da Royal Society, abriu unha correspondencia destinada a obter contribucións de Newton ás transaccións da Royal Society, que tivo o efecto de estimular a Newton para que elaborase unha proba de que a forma elíptica das órbitas planetarias resultaría dunha forza centrípeta inversamente proporcional ao cadrado do vector radio. Pero os dous homes mantivéronse a mal ata a morte de Hooke. Newton argumentou que a luz está composta por partículas ou corpúsculos, que se refractan ao acelerarse nun medio máis denso. Achegouse ás ondas sonoras para explicar o patrón repetido de reflexión e transmisión por películas finas (Opticks Bk. II, Props. 12), pero aínda conservou a súa teoría dos "axustes" que dispoñía dos corpúsculos para ser reflectidos ou transmitidos (Props. 13). Porén, os físicos posteriores favoreceron unha explicación puramente ondulatoria da luz para explicar os patróns da interferencia e o fenómeno xeral da difracción. A mecánica cuántica, os fotóns e a idea da dualidade onda-partícula só teñen un pequeno parecido coa comprensión de Newton da luz.
Na súa Hipótese da luz de 1675, Newton postulou a existencia do éter para transmitir forzas entre partículas. O contacto co filósofo Henry More dos platónicos de Cambridge reavivou o seu interese pola alquimia. Substituíu o éter por forzas ocultas baseadas nas ideas de atracción e repulsión entre partículas do Hermetismo. John Maynard Keynes, que adquiriu moitos dos escritos de Newton sobre alquimia, afirmou que "Newton non foi o primeiro da era da razón: foi o último dos magos". O interese de Newton pola alquimia non se pode illar das súas contribucións á ciencia. Isto ocorreu nunha época na que non había unha clara distinción entre a alquimia e a ciencia. Se non se apoiou na idea oculta da acción a distancia, a través do baleiro, podería non desenvolver a súa teoría da gravidade.
En 1704, Newton publicou Opticks onde foi o primeiro en mostrar un diagrama utilizando un prisma como expansor dos raios da luz, e tamén o uso de conxuntos de prismas múltiples así mesmo expoñía a súa teoría corpuscular da luz. Consideraba que a luz estaba formada por corpúsculos extremadamente sutís, que a materia ordinaria estaba formada por corpúsculos máis comúns e especulaba a través dunha especie de transmutación alquímica "Acaso os corpos comúns e a luz non son convertibles o un no outro, .. . e non poden os corpos recibir gran parte da súa actividade das partículas de luz que entran na súa composición? ". Newton tamén construíu unha forma primitiva dun xerador electrostático de fricción, usando un globo de vidro.
No seu libro Opticks, Newton foi o primeiro en mostrar un diagrama que utilizaba un prisma como expansor do feixe, así como o uso de conxuntos de prismas múltiples. Uns 278 anos despois da discusión de Newton, os expansores de feixe de prisma múltiple convertéronse en fundamentais para o desenvolvemento dos láseres sintonizables de ancho de liña estreita. Ademais, o uso destes expansores de feixes prismáticos deu lugar á teoría da dispersión de prismas múltiples.
Con posterioridade a Newton, introducíronse moitas modificacións. Young e Fresnel descartaron a teoría das partículas de Newton en favor da teoría das ondas de Huygens para demostrar que a cor é a manifestación visible da lonxitude de onda da luz. A ciencia tamén se deu conta aos poucos da diferenza entre a percepción da cor e a óptica matematizable. O poeta e científico alemán, Goethe, non puido sacudir os cimentos newtonianos, pero "Goethe atopou un buraco na armadura de Newton. Newton comprometeuse coa doutrina de que a refracción sen cor era imposible. Por tanto, pensaba que as lentes dos telescopios debían ser sempre imperfectas, xa que o acromatismo e a refracción eran incompatibles. Dollond demostrou que esta dedución era errónea".
Gravidade
En 1679, Newton retomou o seu traballo sobre a mecánica celeste considerando a gravitación e o seu efecto nas órbitas dos planetas con referencia ás leis de Kepler do movemento planetario. Isto foi estimulado por un breve intercambio de cartas en 1679-80 con Hooke, que fora nomeado para xestionar a correspondencia da Royal Society, e que abriu unha correspondencia destinada a obter contribucións de Newton ás transaccións da Royal Society. O renovado interese de Newton polas cuestións astronómicas recibiu un novo estímulo coa aparición dun cometa no inverno de 1680-1681, sobre o que mantivo correspondencia con John Flamsteed. Tras os intercambios con Hooke, Newton elaborou unha proba de que a forma elíptica das órbitas planetarias sería o resultado dunha forza centrípeta inversamente proporcional ao cadrado do vector radio. Newton comunicou os seus resultados a Edmond Halley e á Royal Society en De motu corporum in gyrum, un tratado escrito nunhas nove follas que foi copiado no Libro de Rexistro da Royal Society en decembro de 1684. Este tracto contiña o núcleo que Newton desenvolveu e expandiu para formar o Principia.
O Principia publicouse o 5 de xullo de 1687 co apoio e a axuda financeira de Halley. Nesta obra, Newton enunciou as tres leis universais do movemento. En conxunto, estas leis describen a relación entre calquera obxecto, as forzas que actúan sobre el e o movemento resultante, sentando as bases da mecánica clásica. Contribuíron a moitos avances durante a Revolución Industrial. que veu a continuación, e que non foron melloradas durante máis de 200 anos. Moitos destes avances seguen sendo os fundamentos das tecnoloxías non relativistas no mundo moderno. Utilizou a palabra latina gravitas (peso) para o efecto que se coñecería como gravidade, e definiu a lei da gravitación universal.
Na mesma obra, Newton presentou un método de análise xeométrica similar ao cálculo que utilizaba "razóns primeira e última", deu a primeira determinación analítica (baseada na lei de Boyle) da velocidade do son no aire, deduciu a oblatura da figura esferoidal da Terra, explicou a precesión dos equinoccios como resultado da atracción gravitatoria da Lúa sobre a oblatura da Terra, iniciou o estudo gravitatorio das irregularidades no movemento da Lúa, proporcionou unha teoría para a determinación das órbitas dos cometas, e moito máis. O biógrafo de Newton David Brewster informou de que a complexidade de aplicar a súa teoría da gravidade ao movemento da Lúa era tan grande que afectou á saúde de Newton: "Viuse privado do apetito e do soño" durante o seu traballo sobre o problema entre 1692-93, e díxolle ao astrónomo John Machin que "nunca lle doía a cabeza senón cando estudaba o tema". Segundo Brewster, Edmond Halley tamén lle dixo a John Conduitt que cando o presionaban para que completase a súa análise, Newton "sempre respondía que lle doía a cabeza, e mantiñao esperto tan a miúdo, que non quería pensar máis niso". [Énfase no orixinal]
Newton deixou clara a súa visión heliocéntrica do sistema solar -desenvolvida de forma un tanto moderna porque xa a mediados da década de 1680 recoñeceu a "desviación do Sol" respecto ao centro de gravidade do sistema solar-. Para Newton, non era precisamente o centro do Sol ou de calquera outro corpo o que podía considerarse en repouso, senón que "o centro de gravidade común da Terra, o Sol e todos os planetas debe considerarse o centro do mundo", e este centro de gravidade "ou está en repouso ou se move uniformemente cara adiante en liña recta" (Newton adoptou a alternativa "en repouso" en vista do consenso de que o centro, ondequeira que estivese, estaba en repouso).
O postulado de Newton dunha forza invisible capaz de actuar a grandes distancias valeulle críticas por introducir "ciencias ocultas" na ciencia. Máis tarde, na segunda edición dos Principia (1713), Newton rexeitou firmemente tales críticas no final Scholium Generale, escribindo que bastaba con que os fenómenos implicasen unha atracción gravitatoria, como así era; pero non indicaban a súa causa, e era innecesario e impropio formular hipótese de cousas que non estaban implicadas polos fenómenos. (Aquí Newton utilizou o que se converteu na súa famosa expresión Hypotheses non fingo. )
Cos Principia, Newton alcanzou recoñecemento internacional. Adquiriu un círculo de admiradores, entre eles o matemático de orixe suíza Nicolas Fatio de Duillier.
En 1710, Newton atopou 72 das 78 "especies" de curvas cúbicas e clasificounas en catro tipos. En 1717, e probablemente coa axuda de Newton, James Stirling demostrou que toda curva cúbica era un destes catro tipos. Newton tamén afirmou que os catro tipos podían obterse mediante proxección plana a partir dun deles, e isto demostrouse en 1731, catro anos despois da súa morte. Vida posterior
Royal Mint
Na década de 1690, Newton escribiu varios tratados relixiosos sobre a interpretación literal e simbólica da Biblia. Un manuscrito que Newton enviou a John Locke no que discutía a fidelidade de 1 Xoán 5: 7-ou Coma xoánico- e a súa fidelidade aos manuscritos orixinais do Novo Testamento, permaneceu inédito até 1785.
Newton tamén foi membro do Parlamento de Inglaterra pola Universidade de Cambridge en 1689 e 1701, pero segundo algúns relatos os seus únicos comentarios foron queixarse dunha corrente de aire frío na cámara e pedir que se pechase a xanela. Con todo, o diarista de Cambridge Abraham de la Pryme sinalou que reprendera a uns estudantes que atemorizaban aos aldeáns afirmando que unha casa estaba encantada.
Newton trasladouse en 1696 a Londres para ocupar o posto de director da Royal Mint (Real Casa da Moeda) durante o reinado do rei Guillerme III, cargo que obtivera grazas ao patrocinio de Charles Montagu, 1er conde de Halifax, entón chanceler do tesouro. Encargouse da gran recuperación de Inglaterra, pisou os talóns a lord Lucas, gobernador da Torre, e conseguiu o posto de interventor adxunto da rama temporal de Chester para Edmond Halley. Newton converteuse quizais no mestre da menta máis coñecido tras a morte de Thomas Neale en 1699, cargo que Newton ocupou durante os últimos 30 anos da súa vida Estes nomeamentos estaban pensados como sinecuras, pero Newton tomounos en serio. Retirouse das súas funcións en Cambridge en 1701 e exerceu a súa autoridade para reformar a moeda e castigar aos cortadores e falsificadores de moedas.
Como alcaide, e máis tarde como mestre, da Real Casa da Moeda, Newton estimou que o 20 por cento das moedas recibidas durante o gran reacuñación de 1696 eran falsificacións. A falsificación era alta traizón, castigada coa pena de ser arrastrado, aforcado, e descuartizado. A pesar diso, condenar mesmo aos criminais máis flagrantes podía ser extremadamente difícil, pero Newton demostrou estar á altura da tarefa.
Disfrazado de habitual de bares e tabernas, el mesmo reuniu boa parte desas probas. A pesar de todas as barreiras interpostas ao enxuizamento e a separación dos poderes do Estado, a lei inglesa seguía tendo antigas e formidables costumes de autoridade. Newton nomeouse a si mesmo xuíz de paz en todos os home counties. Na primeira edición persoal de Newton de Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica inclúese un borrador dunha carta sobre o asunto, que debeu de estar a modificar nese momento. Logo, entre xuño de 1698 e o Nadal de 1699, realizou máis de 100 interrogatorios a testemuñas, informantes e sospeitosos. Procesou con éxito a 28 falsificadores de moedas, incluído o falsificador en serie William Chaloner, que posteriormente foi aforcado.
Ademais de perseguir aos falsificadores, mellorou a tecnoloxía de acuñación e reduciu a desviación estándar do peso das guineas de 1, 3 gramos a 0, 75 gramos. A partir de 1707, Newton introduciu a práctica de someter a proba unha pequena mostra de moedas, dunha libra de peso, mediante a Trial of the Pyx, o que contribuíu a reducir a marxe de erro admisible. En última instancia, aforrou ao Tesouro 41510 libras esterlinas, o que equivale aproximadamente a 3 millóns de libras esterlinas en 2012. coas súas melloras, que se prolongaron até a década de 1770, aumentando así a precisión da acuñación británica.
As actividades de Newton na Casa da Moeda influíron no crecente interese científico e comercial por campos como a numismática, a xeoloxía, a minaría, a metalurxia e a metroloxía a principios do século XVIII. . Newton foi nomeado presidente da Royal Society en 1703 e membro da Académie des sciences francesa. No seu cargo na Royal Society, Newton gañouse a inimizade de John Flamsteed, o astrónomo real, ao publicar prematuramente a obra de Flamsteed Historia Coelestis Britannica, que Newton utilizara nos seus estudos. As leis da dinámica
Un dos temas tratados en Principia foron as tres leis da dinámica ou leis de Newton, nas que explicaba o movemento dos corpos así como os seus efectos e causas. Estas leis son: A primeira lei de Newton ou lei da inercia
"Todo corpo permanecerá no seu estado de repouso ou movemento uniforme e rectilíneo a non ser que sexa obrigado por forzas externas a cambiar o seu estado".
Nesta, Newton afirma que un corpo sobre o que non actúan forzas externas (ou as que actúan se anulan entre si) permanecerá en repouso ou movéndose a velocidade constante.
Esta idea, que xa fora enunciada por Descartes w Galileo, supoñía romper coa física aristotélica, segundo a cal un corpo só se mantiña en movemento mentres actuara unha forza sobre el. A segunda lei de Newton ou lei da interacción e a forza
"O cambio de movemento é proporcional á forza motriz externa e ocorre segundo a liña recta ao largo da cal aquela forza se exerce".
Esta lei explica as condicións necesarias para modificar o estado de movemento ou repouso dun corpo. Segundo Newton estas modificacións só teñen lugar se se produce unha interacción entre dous corpos, entrando ou non en contacto (por exemplo, a gravidade actúa sen que haxa contacto físico). Segundo a segunda lei, as interaccións producen variacións no momento lineal, a razón de F →
d p → d t {\displaystyle {\vec {F}}
{\frac {d{\vec {p}}}{dt}}} Sendo F → {\displaystyle {\vec {F}}} a forza, d p → {\displaystyle d{\vec {p}}} o diferencial do momento lineal, d t {\displaystyle {dt}} o diferencial do tempo.
A segunda lei pode resumirse na fórmula F →
m a → {\displaystyle {\vec {F}}
{m}{\vec {a}}} sendo F → {\displaystyle {\vec {F}}} a forza (medida en newtons) que hai que aplicar sobre un corpo de masa m para provocar unha aceleración a → {\displaystyle {\vec {a}}}. A terceira lei de Newton ou lei de acción-reacción
"Con toda acción ocorre sempre unha reacción igual e contraria; as accións mutuas de dous corpos sempre son iguais e dirixidas en sentidos opostos".
Esta lei reflíctese constantemente na natureza: tense unha sensación de dor ao golpear unha mesa, posto que a mesa exerce unha forza sobre ti coa mesma intensidade; o impulso que consegue un nadador ao exercer unha forza sobre o bordo da piscina, sendo a forza que lle impulsa a reacción do bordo á forza que el está exercendo.