Isaac Newton (Français)

jeunesse

Isaac Newton est né (selon le calendrier julien, en usage en Angleterre à l’époque) le jour de Noël, 25 décembre 1642 (NS 4 janvier 1643) « une heure ou deux après minuit », au Manoir Woolsthorpe à Woolsthorpe-by-Colsterworth, un hameau dans le comté du Lincolnshire. Son père, également nommé Isaac Newton, était mort trois mois auparavant. Né prématurément, Newton était un petit enfant; sa mère Hannah Ayscough aurait dit qu  » il aurait pu tenir dans une tasse quart., Quand Newton avait trois ans, sa mère se remaria et alla vivre avec son nouveau mari, le Révérend Barnabas Smith, laissant son fils aux soins de sa grand-mère maternelle, Margery Ayscough (née Blythe). Newton n’aimait pas son beau-père et entretenait une certaine inimitié envers sa mère pour l’avoir épousé, comme le révèle cette entrée dans une liste de péchés commis jusqu’à l’âge de 19 ans: « menaçant mon père et ma mère Smith de les brûler, ainsi que la maison sur eux. »La mère de Newton a eu trois enfants (Mary, Benjamin et Hannah) de son deuxième mariage.,

de l’âge d’environ douze ans jusqu’à l’âge de dix-sept ans, Newton a fait ses études à la King’s School, Grantham, qui enseignait le Latin et le grec et a probablement transmis une base importante de mathématiques. Il fut retiré de l’école et retourna à Woolsthorpe-by-Colsterworth en octobre 1659. Sa mère, veuve pour la deuxième fois, tente de faire de lui un fermier, métier qu’il déteste. Henry Stokes, maître à L’École du Roi, persuada sa mère de le renvoyer à l’école., Motivé en partie par un désir de vengeance contre un tyran de cour d’école, il devint l’élève le mieux classé, se distinguant principalement par la construction de cadrans solaires et de maquettes de moulins à vent.

en juin 1661, il fut admis au Trinity College de Cambridge, sur la recommandation de son oncle, le révérend William Ayscough, qui y avait étudié. Il a commencé comme subsizar-payant son chemin en effectuant les fonctions de valet-jusqu’à ce qu’il reçoive une bourse en 1664, lui garantissant quatre ans de plus jusqu’à ce qu’il puisse obtenir sa maîtrise., À cette époque, les enseignements du collège étaient basés sur ceux d’Aristote, que Newton complétait avec des philosophes modernes tels que Descartes, et des astronomes tels que Galilée et Thomas Street, à travers lesquels il a appris le travail de Kepler. Il a mis dans son cahier une série de » Quaestiones  » sur la philosophie mécanique telle qu’il la trouvait. En 1665, il découvre le théorème binomial généralisé et commence à développer une théorie mathématique qui deviendra plus tard le calcul. Peu de temps après que Newton eut obtenu son baccalauréat en août 1665, L’Université ferma temporairement par précaution contre la Grande Peste., Bien qu’il n’ait pas été distingué en tant qu’étudiant de Cambridge, les études privées de Newton chez lui à Woolsthorpe au cours des deux années suivantes ont vu le développement de ses théories sur le calcul, l’optique et la loi de la gravitation.

en avril 1667, il retourne à Cambridge et, en octobre, est élu membre de Trinity. Les boursiers étaient tenus de devenir prêtres ordonnés, bien que cela n’ait pas été appliqué pendant les années de restauration et qu’une affirmation de conformité à l’Église D’Angleterre était suffisante., Cependant, en 1675, la question ne pouvait être évitée et, à ce moment-là, ses vues non conventionnelles faisaient obstacle. Néanmoins, Newton réussit à l’éviter grâce à une permission spéciale de Charles II.

ses études avaient impressionné le professeur lucasien Isaac Barrow, plus soucieux de développer son propre potentiel religieux et administratif (il devint maître de Trinity deux ans plus tard); en 1669 Newton lui succéda, seulement un an après avoir reçu sa maîtrise. Il a été élu membre de la Royal Society (FRS) en 1672.,

Milieu

Mathématiques

Newton a été dit « adaptée à l’avance toutes les branches des mathématiques, puis a étudié. »Son travail sur le sujet généralement appelé fluxions ou calcul, vu dans un manuscrit d’octobre 1666, est maintenant publié parmi les articles mathématiques de Newton., L’auteur du manuscrit de analysi per aequationes numero terminorum infinitas, envoyé par Isaac Barrow à John Collins en juin 1669, a été identifié par Barrow dans une lettre envoyée à Collins en août de la même année comme  » d’un génie et d’une compétence extraordinaires dans ces choses. »

Newton est plus tard impliqué dans un différend avec Leibniz sur la priorité dans le développement du calcul (La Controverse sur le calcul Leibniz–Newton). La plupart des historiens modernes croient que Newton et Leibniz ont développé le calcul indépendamment, bien qu’avec des notations mathématiques très différentes., Parfois, il a été suggéré que Newton a publié presque rien à ce sujet jusqu’en 1693, et n’a pas donné un compte rendu complet jusqu’en 1704, tandis que Leibniz a commencé à publier un compte rendu complet de ses méthodes en 1684. La notation et la « méthode différentielle » de Leibniz, aujourd’hui reconnues comme des notations beaucoup plus pratiques, ont été adoptées par les mathématiciens européens continentaux, et après 1820 environ, également par les mathématiciens Britanniques.,

son travail utilise largement le calcul sous forme géométrique basé sur des valeurs limites des rapports de petites quantités disparaissantes: dans Principia lui-même, Newton en a fait la démonstration sous le nom de « méthode des premiers et des derniers rapports » et a expliqué pourquoi il a mis ses expositions sous cette forme, remarquant également que « la même chose est effectuée »

pour cette raison, le Principia a été appelé « un livre dense avec la théorie et l’application du calcul infinitésimal » dans les temps modernes et à L’époque de Newton « presque tout est de ce calcul., »Son utilisation de méthodes impliquant » un ou plusieurs ordres de l’infinitésimal petit « est présent dans son de motu corporum in gyrum de 1684 et dans ses papiers sur le mouvement »au cours des deux décennies précédant 1684 ».

Newton avait été réticent à publier son calcul, parce qu’il craignait la controverse et la critique. Il était proche du mathématicien suisse Nicolas Fatio de Duillier. En 1691, Duillier commence à écrire une nouvelle version des Principia de Newton et correspond avec Leibniz., En 1693, les relations entre Duillier et Newton se détériorèrent et le livre ne fut jamais achevé.

à partir de 1699, d’autres membres de la Royal Society accusèrent Leibniz de plagiat. Le différend a ensuite éclaté en pleine force en 1711 lorsque la Royal Society a proclamé dans une étude que C’était Newton qui était le véritable découvreur et étiqueté Leibniz une fraude; il a été constaté plus tard que Newton a écrit les remarques finales de l’étude sur Leibniz. Ainsi commença l’âpre controverse qui entacha la vie de Newton et de Leibniz jusqu’à la mort de ce dernier en 1716.,

Newton est généralement crédité du théorème binomial généralisé, valable pour tout exposant. Il a découvert les identités de Newton, la méthode de Newton, Classifié les courbes planes cubiques (polynômes de degré trois en deux variables), a apporté des contributions substantielles à la théorie des différences finies, et a été le premier à utiliser des indices fractionnaires et à utiliser la géométrie des coordonnées pour dériver des solutions aux équations diophantiennes., Il a approximé les sommes partielles de la série harmonique par logarithmes (un précurseur de la formule de sommation D’Euler) et a été le premier à utiliser les séries de puissance avec confiance et à inverser les séries de puissance. Le travail de Newton sur les séries infinies a été inspiré par les décimales de Simon Stevin.

lorsque Newton a reçu sa maîtrise et est devenu membre du « Collège de la Sainte et indivise Trinité » en 1667, il a pris l’engagement que « soit je vais mettre la théologie comme l’objet de mes études et prendra les ordres sacrés lorsque le temps prescrit par ces statuts arrive, ou je démissionnerai du collège., »Jusqu’à ce point, il n’avait pas beaucoup pensé à la religion et avait signé deux fois son accord sur les trente-neuf articles, la base de la doctrine de L’Église D’Angleterre.

Il a été nommé professeur lucasien de mathématiques en 1669, sur la recommandation de Barrow. Pendant ce temps, tout membre d’un collège de Cambridge ou D’Oxford devait prendre les ordres sacrés et devenir prêtre Anglican ordonné. Cependant, les conditions du professorat lucasien exigeaient que le titulaire ne soit pas actif dans l’Église – probablement, afin d’avoir plus de temps pour la science., Newton a soutenu que cela devrait l’exempter de l’exigence d’ordination, et Charles II, dont la permission était nécessaire, a accepté cet argument. Ainsi, un conflit entre les vues religieuses de Newton et L’orthodoxie anglicane a été évité.,

optique

en 1666, Newton observa que le spectre des couleurs sortant d’un prisme en position de déviation minimale était oblong, même lorsque le rayon lumineux entrant dans le prisme est circulaire, c’est-à-dire que le prisme réfracte différentes couleurs par différents angles. Cela l’a amené à conclure que la couleur est une propriété intrinsèque à la lumière – un point qui avait, jusque-là, fait l’objet de débats.,

de 1670 à 1672, Newton donne des conférences sur l’optique. Au cours de cette période, il a étudié la réfraction de la lumière, démontrant que le spectre multicolore produit par un prisme pouvait être recomposé en lumière blanche par une lentille et un second prisme. L’érudition moderne a révélé que L’analyse et la resynthèse de la lumière blanche de Newton ont une dette envers l’alchimie corpusculaire.,

Il a montré que la lumière colorée ne change pas ses propriétés en séparant un faisceau coloré et en le faisant briller sur divers objets, et que, qu’elle soit réfléchie, diffusée ou transmise, la lumière reste de la même couleur. Ainsi, il a observé que la couleur est le résultat d’objets interagissant avec la lumière déjà colorée plutôt que d’objets générant la couleur eux-mêmes. Ceci est connu comme la théorie de la couleur de Newton.,

de ce travail, il a conclu que la lentille de tout télescope réfracteur souffrirait de la dispersion de la lumière en couleurs (aberration chromatique). Comme preuve du concept, il a construit un télescope en utilisant des miroirs réfléchissants au lieu de lentilles comme objectif de contourner ce problème., Construire la conception, le premier télescope réfléchissant fonctionnel connu, aujourd’hui connu sous le nom de télescope newtonien, impliquait de résoudre le problème d’un matériau de miroir approprié et d’une technique de mise en forme. Newton a rectifié ses propres miroirs à partir d’une composition personnalisée de métal spéculum hautement réfléchissant, en utilisant les anneaux de Newton pour juger de la qualité de l’optique de ses télescopes. À la fin de 1668, il a pu produire ce premier télescope réfléchissant. Il faisait environ huit pouces de long et donnait une image plus claire et plus grande. En 1671, la Royal Society demanda une démonstration de son télescope réfléchissant., Leur intérêt l’a encouragé à publier ses notes, de couleurs, qu’il a ensuite étendues dans L’œuvre Opticks. Lorsque Robert Hooke a critiqué certaines des idées de Newton, Newton a été tellement offensé qu’il s’est retiré du débat public., Newton et Hooke ont eu de brefs échanges en 1679-80, lorsque Hooke, nommé pour gérer la correspondance de la Royal Society, a ouvert une correspondance destinée à obtenir des contributions de Newton aux transactions de la Royal Society, ce qui a eu pour effet de stimuler Newton à élaborer une preuve que la forme elliptique des orbites planétaires résulterait d’une force centripète inversement proportionnelle au carré du vecteur rayon. Mais les deux hommes restèrent généralement en mauvais termes jusqu’à la mort de Hooke.,

Newton a soutenu que la lumière est composée de particules ou de corpuscules, qui ont été réfractés en accélérant dans un milieu plus dense. Il a frôlé les ondes sonores pour expliquer le motif répété de réflexion et de transmission par des films minces (Opticks Bk.II, Accessoires. 12), mais a toujours conservé sa théorie des « ajustements » qui disposaient des corpuscules à refléter ou à transmettre (Props.13)., Cependant, les physiciens ultérieurs ont favorisé une explication purement ondulée de la lumière pour rendre compte des modèles d’interférence et du phénomène général de diffraction. La mécanique quantique d’aujourd’hui, les photons et l’idée de dualité onde–particule n’ont qu’une ressemblance mineure avec la compréhension de la lumière par Newton.

dans son hypothèse de la lumière de 1675, Newton postule l’existence de l’éther pour transmettre des forces entre les particules. Le contact avec le philosophe platonicien de Cambridge Henry More a ravivé son intérêt pour l’alchimie., Il a remplacé l’éther par des forces occultes basées sur des idées hermétiques d’attraction et de répulsion entre les particules. John Maynard Keynes, qui a acquis de nombreux écrits de Newton sur l’alchimie, a déclaré que  » Newton n’était pas le premier de l’âge de raison: il était le dernier des magiciens. »L’intérêt de Newton pour l’alchimie ne peut être isolé de ses contributions à la science. C’était à une époque où il n’y avait pas de distinction claire entre l’alchimie et la science. S’il ne s’était pas appuyé sur l’idée occulte de l’action à distance, à travers le vide, il n’aurait peut-être pas développé sa théorie de la gravité.,

en 1704, Newton publie Opticks, dans lequel il expose sa théorie corpusculaire de la lumière. Il considérait que la lumière était composée de corpuscules extrêmement subtils, que la matière ordinaire était faite de corpuscules plus grossiers et spéculait que par une sorte de transmutation alchimique « ne sont pas des corps bruts et la lumière convertibles les uns dans les autres, … et les corps ne peuvent-ils pas recevoir une grande partie de leur activité des particules de lumière qui entrent dans leur Composition? »Newton a également construit une forme primitive d’un générateur électrostatique à friction, en utilisant un globe de verre.,

dans son livre Opticks, Newton a été le premier à montrer un diagramme utilisant un prisme comme expanseur de faisceau, ainsi que l’utilisation de réseaux à prismes multiples. Quelque 278 ans après la discussion de Newton, les extenseurs de faisceau à prismes multiples sont devenus centraux dans le développement des lasers accordables à largeur de ligne étroite. En outre, l’utilisation de ces Extenseurs de faisceau prismatiques a conduit à la théorie de la dispersion à prismes multiples.

suite à Newton, beaucoup de choses ont été modifiées. Young et Fresnel ont combiné la théorie des particules de Newton avec la théorie des ondes de Huygens pour montrer que la couleur est la manifestation visible de la longueur d’onde de la lumière., La Science s’est également lentement rendu compte de la différence entre la perception de la couleur et l’optique mathématisable. Le poète et scientifique allemand, Goethe, ne pouvait pas secouer la fondation Newtonienne, mais « un trou Goethe a trouvé dans l » armure de Newton, … Newton s’était engagé à la doctrine selon laquelle la réfraction sans couleur était impossible. Il pensait donc que les lunettes-objets des télescopes devaient rester à jamais imparfaites, l’achromatisme et la réfraction étant incompatibles. Dollond a prouvé que cette inférence était fausse., »

mécanique et gravitation

en 1679, Newton revient à ses travaux sur la mécanique céleste en considérant la gravitation et son effet sur les orbites des planètes en référence aux lois du mouvement planétaire de Kepler. S’ensuit un bref échange de lettres en 1679-1680 avec Hooke, qui avait été nommé pour gérer la correspondance de la Royal Society, et qui ouvre une correspondance destinée à obtenir des contributions de Newton aux transactions de la Royal Society., L’intérêt de Newton pour les questions astronomiques a été stimulé par l’apparition d’une comète à l’hiver 1680-1681, sur laquelle il a correspondu avec John Flamsteed. Après les échanges avec Hooke, Newton a élaboré la preuve que la forme elliptique des orbites planétaires résulterait d’une force centripète inversement proportionnelle au carré du vecteur rayon. Newton a communiqué ses résultats à Edmond Halley et à la Royal Society dans de motu corporum in gyrum, un tract écrit sur environ neuf feuilles qui a été copié dans le Registre de la Royal Society en décembre 1684., Ce tractus contenait le noyau que Newton a développé et élargi pour former les Principia.

les Principia furent publiés le 5 Juillet 1687 avec L’encouragement et l’aide financière D’Edmond Halley. Dans ce travail, Newton a énoncé les trois lois universelles du mouvement. Ensemble, ces lois décrivent la relation entre tout objet, les forces agissant sur lui et le mouvement qui en résulte, jetant les bases de la mécanique classique. Ils ont contribué à de nombreuses avancées pendant la révolution industrielle qui a rapidement suivi et n’ont pas été améliorés pendant plus de 200 ans., Beaucoup de ces progrès continuent d’être les fondements des technologies non relativistes dans le monde moderne. Il a utilisé le mot latin gravitas (poids) pour l’effet qui allait devenir connu sous le nom de gravité, et a défini la loi de la gravitation universelle.,

dans le même travail, Newton a présenté une méthode d’analyse géométrique semblable à un calcul utilisant des « premiers et derniers rapports », a donné la première détermination analytique (basée sur la loi de Boyle) de la vitesse du son dans l’air, a déduit l’oblateté de la figure sphéroïdale de la Terre, a expliqué la précession des équinoxes en raison de l’attraction gravitationnelle de la Lune sur l’oblateté de la Terre, a initié l’étude gravitationnelle des irrégularités dans le mouvement de la Lune, a fourni une théorie pour la détermination des orbites des comètes, et beaucoup plus.,

Newton a clairement exprimé sa vision héliocentrique du système solaire—développée d’une manière quelque peu moderne car déjà au milieu des années 1680, il reconnaissait la « déviation du soleil » par rapport au centre de gravité du système solaire., Pour Newton, ce n’était pas précisément le centre du soleil ou tout autre corps qui pouvait être considéré comme au repos, mais plutôt « le centre de gravité commun de la Terre, du Soleil et de toutes les planètes doit être considéré comme le Centre du monde », et ce centre de gravité « soit est au repos, soit se déplace uniformément vers l’avant dans une ligne droite » (Newton a adopté l’alternative « au repos » en vue d’un consentement commun que le centre, où qu’il soit, était au repos).

le postulat de Newton d’une force invisible capable d’agir sur de vastes distances lui a valu d’être critiqué pour avoir introduit des « agences occultes » dans la science., Plus tard, dans la deuxième édition des Principia (1713), Newton a fermement rejeté de telles critiques dans un scholium général concluant, écrivant qu’il suffisait que les phénomènes impliquent une attraction gravitationnelle, comme ils le faisaient; mais ils n’en indiquaient pas encore la cause, et il était à la fois inutile et inapproprié de formuler des hypothèses de choses qui n’étaient (Ici Newton a utilisé ce qui est devenu sa célèbre expression « hypothèses non-fingo »).

Avec les Principia, Newton est devenu internationalement reconnu., Il acquiert un cercle d’admirateurs, dont le mathématicien D’origine Suisse Nicolas Fatio de Duillier.

Classification des courbes cubiques

en 1710, Newton a trouvé 72 des 78 « espèces » de courbes cubiques et les a classées en quatre types. En 1717, et probablement avec L’aide de Newton, James Stirling a prouvé que chaque cube était l’un de ces quatre types. Newton a également affirmé que les quatre types pouvaient être obtenus par projection plane à partir de l’un d’eux, ce qui a été prouvé en 1731, quatre ans après sa mort.,

vie postérieure