17世紀は科学にとって縁起の良い時代であり、天文学、物理学、力学、光学、自然科学において画期的な発見がなされました。これらすべての中心にいたのは、史上最も影響力のある科学者の1人であり、科学革命の主要人物であると広く認められているアイザックニュートン卿でした。
イギリスの物理学者であり数学者でもあるニュートンは、光学の分野にいくつかの大きな貢献をしました。そして、微積分学の発展のためにゴットフリートライプニッツと信用を共有しています。しかし、それはニュートンの出版物でした PhilosophiæNaturalis Principia Mathematica （「自然哲学の数学原理」）、彼は最も有名です。 1687年に発行されたこの論文は、古典力学の基礎を築きました。これは、次の3世紀の物理的宇宙に対する科学者の見方を支配する伝統です。
若いころ：
アイザックニュートンは、1643年1月4日、または1642年12月25日（当時イギリスで使用されていた）ユリウス暦に従って、リンカーンシャー郡の集落であるウールスソープバイコルスターワースで生まれました。彼の名前が付けられた彼の父親は、生前3か月に亡くなった豊かな農家でした。未熟な時期に生まれたニュートンは、子供の頃は小さかった。
彼の母親であるハンナエイスコーは、3歳のときに牧師に再婚し、ニュートンを母方の祖母の世話に残しました。彼の母親は、新しい夫と一緒にさらに3人の子供を産むことになり、ニュートンの唯一の兄弟になりました。このため、ニュートンは継父と母親としばらくの間岩のように関係していたようです。
ニュートンが17歳になるまでに、彼の母親は再び未亡人になりました。ニュートンが父親のように農家になることを望んでいたにも関わらず、ニュートンは農業を嫌い、学者になることを目指していました。彼の工学、数学、天文学への関心は幼い頃から明らかであり、ニュートンは彼の研究を、彼の生涯にわたって続く学習と発明の適性から始めました。
教育：
12歳から21歳の間、ニュートンはグランサムのキングズスクールで教育を受け、そこでラテン語を学びました。そこにいる間、彼は一流の学生になり、日時計と風車のモデルの彼の建物のための認識を受けました。 1661年までに、彼はケンブリッジのトリニティカレッジに入学し、そこで係員の職務（助成金として知られていました）を遂行することで道を進みました。
ニュートンはケンブリッジでの最初の3年間、アリストテレスの理論に基づいた標準カリキュラムを教えられました。しかし、ニュートンはより高度な科学に魅了され、ルネデカルト、ガリレオガリレイ、トーマスストリート、ヨハネスケプラーなどの現代哲学者や天文学者の作品を読むために余暇を費やしていました。
その結果、パフォーマンスは星に達しませんでしたが、彼の二重の焦点は、彼に彼の最も深い科学的貢献のいくつかをするように導くでしょう。 1664年、ニュートンは奨学金を受け取りました。奨学金により、彼は修士号を取得するまでさらに4年間保証されました。
1665年、ニュートンが学士号を取得した直後に、大疫病の発生により大学は一時的に閉鎖されました。この時間を家で勉強するために使用したニュートンは、結局、微積分、光学、および重力の法則に関する理論になるために固執する多くのアイデアを開発しました（以下を参照）。
1667年に彼はケンブリッジに戻り、トリニティのフェローとして選出されましたが、彼のパフォーマンスはまだ壮観ではないと考えられていました。しかし、やがて彼の運命は改善し、彼の能力は認められました。 1669年、彼は修士号（27歳になる前）を受け取り、無限級数を扱うための数学理論について解説した論文を発表しました。
1669年までに、彼は彼のかつての教師でありメンターであるアイザックバロー（微積分学の基本的な定理を発見した神学者および数学者）を引き継ぎ、ケンブリッジで数学のルカシアンチェアになりました。 1672年に、彼は王立協会のフェローに選出されました。彼は、彼の人生の終わりまでその一部であり続けました。
科学的成果：
ケンブリッジで学んでいる間、ニュートンは彼が「Quaestiones Quaedam Philosophicae” (“特定の哲学的質問「」。これらのメモは、機械的哲学に関するニュートンの観察の合計であり、1665年に一般化された二項定理を発見し、現代の微積分学の発展につながる数学的理論を開発することを可能にしました。
しかし、ニュートンの最も初期の貢献は光学の形であり、彼は数学のルカシアン椅子のポジションを保持しながら、毎年の講義中に提供しました。 1666年に、彼は円形の光線としてプリズムに入る光が長方形の形で出るのを観察しました、プリズムが異なる角度で異なる色の光を屈折させることを示しました。これにより、色は光に内在する特性であると結論づけました。これは、以前から議論されてきた点です。
1668年に、彼は反射望遠鏡を設計および構築し、それが彼の理論を証明するのに役立ちました。 1670年から1672年まで、ニュートンは光学に関する講義を続け、光の屈折を調査し、プリズムによって生成された多色スペクトルがレンズと2番目のプリズムによって白色光に再構成できることを示しました。
また、反射、散乱、透過のいずれの場合でも、色付きの光はその特性を変化させないことも示しました。したがって、色は、オブジェクト自体が色を生成するのではなく、オブジェクトがすでに色付けされた光と相互作用する結果であることに気付きました。これはニュートンの色彩理論として知られています。
王立協会は1671年に反射望遠鏡のデモンストレーションを求めました。この組織の関心により、ニュートンは光、光学、色に関する理論を発表するように奨励されました。これは彼が1672年に Of色これは後に、光の「身体的」性質に関する彼の理論を含むより大きなボリュームで出版されるでしょう。
本質的に、ニュートンは、光は粒子（または小体）で構成されていると主張し、それは彼がより高密度の媒質に加速することによって屈折したと主張した。 1675年に、彼はこの理論を「光の仮説“彼はまた、通常の物質はより大きな小体で構成され、粒子間で力を伝達するエーテルの存在についても述べた。
イギリスの神智学者でケンブリッジプラトニストのメンバーであるヘンリーモアと彼のアイデアについて話し合った後、錬金術に対するニュートンの関心がよみがえりました。次に、粒子間の引力と反発のハーメチックな考えに基づいて、自然界の粒子間に存在するエーテルの理論をオカルト力に置き換えました。これは、当時は明確な区別がなかった、錬金術と科学の両方に対するニュートンの継続的な関心を反映しています。
1704年に、ニュートンは、光、光学、および色に関する彼の理論のすべてを、 オプティックス：または、光の反射、屈折、屈折、色の論文。その中で、彼は光と物質が一種の錬金術変換によって互いに変換できると推測し、反射と透過の繰り返されるパターンを説明するために音波の理論に集中しました。
後の物理学者は、干渉パターンと一般的な回折現象を説明するために、純粋に波のように光を説明することを支持しましたが、彼らの発見はニュートンの理論に大きく依存しています。今日の量子力学、光子、波と粒子の双対性の考え方にもほとんど同じことが当てはまります。これらは、ニュートンの光の理解に少ししか似ていません。
彼とライプニッツの両方が独立して計算を開発したと信じられているが、両方の男性は誰が最初にそれを発見したかについての論争に巻き込まれた。ニュートンの現代計算の開発における仕事は1660年代に始まりましたが、論争と批判を恐れてそれを発表するのをためらっていました。そのため、ニュートンは1693年まで何も公開せず、1704年まで彼の研究の完全な説明をしませんでしたが、ライプニッツは1684年に彼のメソッドの完全な説明を公開し始めました。
しかし、ニュートンは以前に力学と天文学で働いており、幾何学形式で微積分を広範囲に使用していました。これには、1684年の作品に「1つ以上の非常に小さなオーダー」が含まれる方法が含まれます。 ジャイラムのデモツコーポラム (“オン 軌道上の体の動き」）、およびブックI プリンシピア、彼は「最初と最後の比率の方法」と呼んだ。
万有引力：
1678年に、ニュートンは完全な神経衰弱に苦しみました。これは、過労と、ロイヤルソサエティのメンバーであるロバートフックとの継続的な対立が原因であると考えられます（以下を参照）。 1年後の彼の母親の死は彼をますます孤立させ、6年間彼は彼らがそれを始めた場所を除いて、他の科学者との通信から撤退しました。
この中断の間、ニュートンは力学と天文学への関心を新たにしました。皮肉なことに、1679年と1680年にロバートフックと手紙を交わしたことで、彼は彼の最大の科学的成果を達成することができました。彼の再覚醒は、1680年から1681年の冬に彗星が出現したことによるものでもあり、その頃彼はジョンのフラムスティード（イングランドの天文学者ロイヤル）と連絡を取っていました。
その後、ニュートンは、特にケプラーの惑星運動の法則を参照して、重力と惑星の軌道への影響を検討し始めました。フックとの交換後、彼は惑星軌道の楕円形が半径ベクトルの2乗に反比例する求心力から生じるという証明を作成しました。
ニュートンは彼の結果をエドモンドハレー（「ヘイリーズコメット」の発見者）と王立協会に伝えました。 ジャイラムのデモツ体。 1684年に出版されたこの地域には、ニュートンがマグナムオーパスを形成するために拡大する種が含まれていました。 プリンシピア。 1687年7月に発行されたこの論文には、ニュートンの3つの運動法則が含まれていました。これらの法律は次のように述べています：
- 慣性参照フレームで表示した場合、オブジェクトは、外力が作用しない限り、静止したままであるか、一定速度で動き続けます。
- オブジェクトに加わる外力（F）のベクトルの合計は、質量（m） そのオブジェクトの加速度ベクトル（a）を掛けたオブジェクトの。数学的形式では、これは次のように表されます。F =メートルa
- 1つのボディが2つ目のボディに力を加えると、2つ目のボディは同時に、大きさが等しく方向が逆の力を第1ボディに加えます。
一緒に、これらの法則は、オブジェクト、オブジェクトに作用する力、および結果として生じるモーションの間の関係を記述し、古典力学の基礎を築きました。法律はまた、ニュートンが各惑星の質量を計算し、極での地球の平坦化と赤道でのふくらみを計算し、太陽と月の引力が地球の潮汐をどのように作成するかを許可しました。
同じ研究で、ニュートンは「最初と最後の比率」を使用した計算のような幾何学的分析の方法を示し、空気中の音速（ボイルの法則に基づく）を計算し、分点の歳差運動を説明しました（月の地球への引力の結果）、月の動きの不規則性の重力研究を開始し、彗星の軌道を決定するための理論を提供しました。
このボリュームは科学に大きな影響を与え、その原理はその後の200年間は規範のままです。それはまた、現代天文学の主力となった宇宙重力の概念を知らせ、20世紀までは改訂されませんでした–量子力学とアインシュタインの一般相対性理論の発見。
ニュートンと「アップル事件」：
リンゴが頭に落ちた結果としての普遍的な重力の理論を考え出すニュートンの物語は、大衆文化の定番になりました。そして、物語は外典であり、ニュートンは彼の理論を決して考案しなかったとしばしば主張されたが、ニュートン自身は何度も物語を語り、事件が彼に刺激を与えたと主張した。
さらに、英国の聖職者、古物学者、王立協会のメンバーであるウィリアム・ストークリーの著述は、物語を裏付けています。しかし、リンゴを頭に打ちつけたリンゴのコミカルな表現ではなく、ストークリーは彼の中で述べました アイザックニュートンの生涯の回想録 （1752）リンゴの落下を見ながら重力の性質を熟考することをニュートンが説明した会話。
「…私たちは庭に入り、リンゴの木の陰でシーアを飲みました。彼と私の自分だけ。他の話の中で彼は私に言った、彼は以前と同じ状況にあった。以前は重力の概念が彼の頭に浮かんだのと同じだった。 「なぜあのリンゴはいつも地面に対して垂直に下がるのだろう」と彼は思った。りんごの転倒などで…」
ロイヤルミント（最終的には姪と結婚した）のニュートンの助手であるジョンコンデュイットは、ニュートンの人生についての彼自身の説明でこの話を聞くことも説明しました。コンデュットによると、事件は1666年にニュートンがリンカンシャーで母親に会うために旅行していたときに起こりました。庭を曲がりくねっている間、彼は重力の影響が地球の向こう側にどのように広がったかを考え、リンゴの落下と月の軌道の原因となりました。
同様に、ヴォルテールは彼に書いた 叙事詩のエッセイ （1727）そのニュートンは彼の庭を歩いてリンゴが木から落ちるのを見ながら重力システムを最初に考えました。これは、1660年代のニュートンのメモと一致しています。これは、地球の重力が逆二乗の割合で月にどのように広がるかという考えに取り組んでいたことを示しています。
しかし、彼の理論を完全に発展させるには、彼に数学の証明を提供できるようになるまでにさらに20年かかるでしょう。 プリンシピア。それが完了すると、オブジェクトを地面に落下させるのと同じ力が他の軌道運動の原因であると彼は推測しました。したがって、彼はそれを「万有引力」と名付けました。
さまざまな木が、ニュートンが説明する「the」リンゴの木であると主張されています。グランサム王立学校は、学校が元の木を購入し、それを根こそぎにし、数年後に校長の庭に運んだと主張しています。しかし、ウールストープマナー（ニュートンが育った場所）を信頼しているナショナルトラストは、ツリーがまだ彼らの庭にあると主張しています。元のツリーの子孫が、ケンブリッジのトリニティカレッジの正門の外で、ニュートンがそこで勉強したときに住んでいた部屋の下に成長しているのを見ることができます。
ロバートフックとの確執：
とともに プリンシピア、ニュートンは国際的に認められ、崇拝者の輪を獲得しました。それはまた、以前彼と問題のあった関係を持っていたロバート・フックとの確執にもつながりました。 1671/72年に色と光に関する彼の理論を発表したフックは、光は色ではなく波で構成されていると主張し、ニュートンをかなり軽視しました。
他の哲学者はニュートンのアイデアに批判的でしたが、ニュートンを最悪に刺したのはフック（光学で広範な研究を行った王立協会のメンバー）でした。これは二人の男の間の厳しい関係をもたらし、ニュートンは王立協会をほとんど辞めました。しかし、彼の同僚の介入により彼は留まることを確信し、問題は最終的には死にました。
ただし、 プリンシピア、問題が再び頭に浮かび、フックはニュートンの盗作を非難した。起訴の理由は、1684年の初めに、フックが楕円と惑星運動の法則についてエドモンドハリーとクリストファーレン（王立協会のメンバーでもある）にコメントしたという事実に関係しています。しかし、当時彼は数学的な証明を提供していませんでした。
それにもかかわらず、フックは逆二乗の理論を発見し、ニュートンが彼の作品を盗んだと主張した。王立協会の他のメンバーは、この告発は根拠のないものであると信じ、この主張を裏付けるためにフックに数学的証明を解放するよう要求しました。その間、ニュートンはノートからフックへの言及をすべて削除し、撤退すると脅迫した。 プリンシピア 後続の発行から完全に。
ニュートンとフックの両方の友人であったエドマンドハリーは、2つの間の和平を作ろうとしました。やがて、彼は逆二乗の法則に関する彼の議論にフックの研究の共同承認を挿入するようにニュートンを説得することができました。しかし、これは盗作の彼の責任を維持したフックをなだめませんでした。
時間が経つにつれ、ニュートンの名声は高まり続け、フックの名声は低下し続けました。これによりフックはますます怒りと彼の仕事として見たものをより保護するようになり、彼はライバルに激怒する機会を惜しまなかった。確執はついに1703年に終わり、フックは死去し、ニュートンは王立協会の会長として彼を引き継いだ。
その他の成果：
ニュートンは天文学、光学、力学、物理学、および錬金術の彼の仕事に加えて、宗教と聖書にも強い関心を持っていました。 1690年代に、彼は聖書の文字どおりの象徴的な解釈に対処するいくつかの宗教的地位を書きました。たとえば、有名な政治哲学者で社会理論家のジョンロックに送られ、1785年まで出版されなかった彼のホーリートリニティに関する方針は、1ジョン5：7の信憑性に疑問を投げかけました。
その後の宗教作品–のような 修正された古代王国の年表 （1728）および ダニエルの予言と聖ヨハネの黙示録に関する観察 （1733）–彼の死後まで未発表のまま。に 王国、彼はさまざまな古代王国の年代学を扱った-ギリシャ人、古代エジプト人、バビロニア人、メデア人およびペルシャ人の初代-ソロモン神殿の説明を提供した。
に 予言、彼は内に予告されたように、黙示録に対処しました ダニエル書 そして 啓示、そしてそれが2060年に起こるだろうという彼の信念を支持した（他の可能な日付には2034年のCEが含まれていたが）。彼のテキストによる批評では 聖書の2つの顕著な汚職の歴史的記述 （1754）、彼はイエス・キリストのはりつけを紀元33年4月3日に行いました。これは伝統的に受け入れられた日付と一致しています。
1696年に彼はロンドンに移り、英国王立造幣局の管理人に就任し、そこでイギリスの素晴らしいリコインを担当しました。ニュートンはこのポストに30年間留まり、おそらくミントの最も有名なマスターだったでしょう。非常に深刻な役割を果たした彼は、1701年にケンブリッジを退職し、イギリスの通貨改革と偽造者の処罰を監督しました。
ロイヤルミントの管理人として、そしてその後マスターとして、ニュートンは1696年の大規模な再コイン回収中に受け取ったコインの20％が偽造品であると推定しました。ニュートンは多くの調査を個人的に行い、証拠を収集するために偽装して居酒屋や居酒屋に行き、目撃者、情報提供者、容疑者を100件以上反対尋問しました。これにより、28人の偽造の偽造者が起訴されました。
ニュートンは、1689〜90年と1701〜2年にケンブリッジ大学のイングランド議会の議員を務めました。 1703年に王立協会の会長に加えて、彼はフランスのアカデミーデサイエンスのアソシエイトでした。 1705年4月、アン女王はケンブリッジのトリニティカレッジへの王室訪問中にニュートンを騎士にしたので、彼は（サーフランシスベーコンに次ぐ）2番目の騎士になった。
死と遺産：
彼の人生の終わりに向かって、ニュートンは彼の姪と彼女の夫と一緒にウィンチェスターの近くのクランバリーパークに住み着きました。この時までに、ニュートンはヨーロッパで最も有名な男の一人になり、彼の科学的発見は挑戦されませんでした。彼はまた裕福になり、彼のかなりの収入を賢く投資し、かなりの贈り物を慈善団体に与えました。
同時に、ニュートンの心身の健康は低下し始めました。彼が80歳に達するまでに、彼は消化器系の問題を経験し始め、彼の食事療法とライフスタイルを劇的に変える必要がありました。彼の行動はますます不安定になったので、彼の家族や友人も彼の精神的な安定を心配し始めました。
その後、1727年に、ニュートンは腹部に激しい痛みを感じ、意識を失いました。彼は翌日、1727年3月2日（ユリウス暦、または1727年3月31日、グレゴリオ暦）に84歳で眠っていました。彼はウェストミンスター寺院の墓に埋葬されました。そして学士として、彼は最後の数年間、財産の多くを親戚や慈善団体に売却していました。
彼の死後、ニュートンの髪を調べたところ、おそらく彼の錬金術の追求に起因する水銀が含まれていることがわかりました。水銀中毒は、後の人生におけるニュートンの風変わりさの理由として、そして1693年に彼が経験した神経衰弱の理由として引用されています。住んでいました。
彼の運動の法則と万有引力の理論は彼の時代に比類のないものであったので、これらの主張はメリットがないわけではありませんでした。惑星、月、さらには彗星の軌道を1つの一貫した予測可能なシステムに組み込むことができることに加えて、彼は現代の計算を発明し、光と光学に関する私たちの理解に革命を起こし、現在も使用されている科学原理を確立しました次の200年。
やがて、主にアルバート・アインシュタインのおかげで、ニュートンが支持したものの多くは間違っていることが判明するでしょう。アインシュタインは彼の一般相対性理論により、時間、距離、運動は絶対的なものではなく、観測者に依存していることを証明しました。そうすることで、彼は普遍的な重力の基本的な教えの1つを覆しました。それにもかかわらず、アインシュタインはニュートンの最高の崇拝者の一人であり、彼の前任者への大きな借金を認めました。
アインシュタインは、ニュートンを「輝く精神」（1927年にニュートンの死200周年で発表された追悼の言葉）と呼ぶことに加えて、「彼にとっての自然は開かれた本であり、彼の手紙は努力なしに読むことができた」と述べました。彼の書斎の壁には、アルバートアインシュタインがマイケルファラデーとジェームズクラークマクスウェルの写真とともに、ニュートンの写真を保管していたと言われています。
英国王立協会の調査も2005年に行われ、科学の歴史に大きな影響を与えたメンバーとしてニュートンまたはアインシュタインのメンバーに尋ねました。王立協会のメンバーの過半数は、全体として、ニュートンが科学により大きな影響を与えたことに同意しました。最近数十年に行われた他の世論調査でも同様の結果が出ており、アインシュタインとニュートンが1位と2位を争っています。
歴史上最も縁起の良い時期に生きることは簡単なことではありません。さらに、そのすべての真っ只中に、科学に革命を起こし、歴史の流れを永久に変えるアイデアを思い付くようになる洞察に恵まれることは容易ではありません。しかし、その全体を通して、ニュートンは謙虚な態度を維持し、有名な言葉で彼の業績を最もよくまとめました：「私がさらに見た場合、それは巨人の肩の上に立つことによるものです。“
スペースマガジンには、アイザックニュートンに関する記事を多数掲載しています。アイザックニュートンが発見したものに関する記事と、アイザックニュートンの発明に関する記事があります。
天文学キャストには、エピソード275：アイザックニュートンというタイトルの素晴らしいエピソードもあります。
詳細については、Isaac Newtonに関するガリレオ協会の記事と、The Newton Projectとして知られる非営利団体をご覧ください。
また、重力に関するすべてのAstronomy Castのエピソード全体を録音しました。ここで聞いてください、エピソード102：重力。
