Newton,Sir Isaac (1642-1727), anglický přírodní filozof, obecně považovaný za nejoriginálnějšího a nejvlivnějšího teoretika v dějinách vědy. Kromě vynálezu infinitezimálního kalkulu a nové teorie světla a barev Newton změnil strukturu fyzikální vědy svými třemi pohybovými zákony a zákonem všeobecné gravitace. Newtonovo dílo jako základní kámen vědecké revoluce 17. století spojilo příspěvky Koperníka, Keplera, Galilea, Descarta a dalších do nové a silné syntézy. Výsledná struktura – klasická mechanika – zůstává i po třech staletích neveselým, ale neméně elegantním pomníkem jeho génia.
Život & Charakter – Isaac Newton se narodil předčasně o Vánocích roku 1642 (4. ledna 1643 podle nového stylu) ve Woolsthorpu, vesničce poblíž Granthamu v hrabství Lincolnshire. Posmrtně narozený syn negramotného jáhna (rovněž jménem Isaac) byl po narození tak malý, že se vešel „do kvartýru“. Když mu byly sotva tři roky, dala Newtonova matka Hanna (Ayscoughová) svého prvorozeného syna k babičce, aby se znovu provdala a založila druhou rodinu s Barnabasem Smithem, bohatým farářem z nedalekého North Withamu. O Newtonově posmrtném narození, jeho dlouhém odloučení od matky a bezkonkurenční nenávisti k nevlastnímu otci bylo napsáno mnoho. Dokud se Hanna po smrti svého druhého manžela v roce 1653 nevrátila do Woolsthorpu, byla Newtonovi odepřena matčina pozornost, což je možný klíč k jeho složité povaze. Newtonovo dětství nebylo nijak šťastné a po celý život se pohyboval na hranici citového zhroucení a občas propadal násilným a pomstychtivým výpadům vůči přátelům i nepřátelům.
Po matčině návratu do Woolsthorpu v roce 1653 byl Newton odveden ze školy, aby mohl plnit své rodné právo farmáře. Naštěstí v tomto povolání neuspěl a vrátil se do King’s School v Granthamu, aby se připravil na vstup na Trinity College v Cambridgi. Z tohoto období se dochovaly četné anekdoty o Newtonově roztržitosti jako začínajícího farmáře a o jeho nevalných studijních výsledcích. Zlom v Newtonově životě však nastal v červnu 1661, kdy odešel z Woolsthorpu na univerzitu v Cambridge. Zde Newton vstoupil do nového světa, který nakonec mohl nazývat svým vlastním.
Ačkoli byla Cambridge vynikajícím centrem vzdělanosti, duch vědecké revoluce ještě nepronikl do jejích starobylých a poněkud zkostnatělých učebních osnov.O Newtonově formálním studiu na univerzitě je známo jen málo, ale pravděpodobně dostával velké dávky Aristotela i dalších klasických autorů.A podle všeho byly jeho studijní výsledky nevýrazné. V roce 1664 zkoumal Isaac Barrow, Lucasův profesor matematiky v Cambridgi, Newtonovo porozumění Euklidovi a zjistil, že je velmi nedostatečné. Nyní víme, že během svých studentských let byl Newton hluboce pohlcen soukromým studiem, že soukromě ovládal díla Reného Descarta, PierraGassendiho, Thomase Hobbese a dalších významných osobností vědecké revoluce.Řada dochovaných zápisníků ukazuje, že v roce 1664 začal Newton ovládatDescartovu Géométrie a další formy matematiky daleko dříve než Euklidovy Elementy. Barrow, sám nadaný matematik, ještě Newtonovu genialitu nedocenil.
V roce 1665 Newton složil bakalářský titul v Cambridgi bez vyznamenání a ocenění. protože univerzita byla následující dva roky uzavřena kvůli moru, Newton se v polovině roku vrátil do Woolsthorpu. Tam během následujících 18 měsíců vytvořil řadu originálních příspěvků k vědě. Jak později vzpomínal: „To vše se odehrálo ve dvou morových letech 1665 a 1666, neboť v té době jsem byl v nejlepším věku pro vynálezy a věnoval jsem se matematice a filozofii více než kdykoli předtím. V matematice Newton vymyslel svou „metodu fluxionů“ (infinitezimální počet), položil základy své teorie světla a barev a dosáhl významného vhledu do problematiky planetárního pohybu, což nakonec vedlo k vydání jeho Principia (1687).
V dubnu 1667 se Newton vrátil do Cambridge a navzdory tvrdým předpokladům byl zvolen menším členem Trinity. Po úspěchu následovalo štěstí. V následujícím roce se po získání titulu Master of Arts stal senior fellow a v roce1669, ještě před dovršením svých 27. narozenin, vystřídal Isaaca Barrowajako Lucasův profesor matematiky. Povinnosti spojené s tímto jmenováním poskytly Newtonovi příležitost uspořádat výsledky svých dřívějších optických výzkumů a v roce 1672, krátce po svém zvolení do Královské společnosti, přednesl svůj první veřejný článek, brilantní, ale neméně kontroverzní studii o podstatě barev.
V prvním z řady ostrých sporů se Newton utkal s proslulým kurátorem experimentů společnosti, bystrým, ale křehkým RobertemHookem. Následný spor, který trval až do roku 1678, vytvořil vzorec Newtonova chování. Po počáteční potyčce se v tichosti stáhl do ústraní.Nicméně v roce 1675 se Newton odhodlal k dalšímu, ještě jednomu článku, který opět vyvolal blesky, tentokrát obviněné z tvrzení, že plagioval odHooka. Obvinění byla zcela neopodstatněná. Dvakrát popálený Newton se stáhl.
V roce 1678 se Newton vážně citově zhroutil a v následujícímroce mu zemřela matka. Newton reagoval tak, že přerušil kontakty s ostatními a sám se věnoval alchymistickému výzkumu. Tyto studie, které kdysi vzbuzovaly rozpaky Newtonových učenců, nebyly zavádějícími úvahami, ale důsledným zkoumáním skrytých sil přírody. Newtonovy alchymistické studie mu otevřely teoretické možnosti, které v mechanické filozofii, světovém názoru, jenž byl oporou jeho rané práce, nenalezl. Zatímco mechanická filozofie redukovala všechny jevy na vliv hmoty v pohybu, alchymistická tradice podporovala možnost přitažlivosti a odpudivosti na úrovni částic. Newtonovy pozdější poznatky o nebeské mechanice lze zčásti odvodit z jeho alchymistických zájmů. spojením působení na dálku a matematiky Newton změnil mechanickou filozofii přidáním tajemné, ale neméně měřitelné veličiny, gravitační síly.
Podle tradice pozoroval Newton v roce 1666 na své zahradě ve Woolsthorpu pád jablka a později vzpomínal: „V témže roce jsem začal uvažovat o gravitaci sahající až na oběžnou dráhu Měsíce“. Newtonova paměť nebyla přesná. Ve skutečnosti vše nasvědčuje tomu, že koncept univerzální gravitace nevyrostl v Newtonově hlavě naplno v roce 1666, ale že se rodil téměř 20 let. Ironií osudu mu pomohl vdechnout život Robert Hooke. V listopadu 1679 Hooke inicioval výměnu dopisů, které se týkaly otázky pohybu planet. Přestože Newton korespondenci narychlo přerušil, Hookeovy dopisy poskytly koncepční spojení mezi centrální přitažlivostí a silou klesající se čtvercem vzdálenosti. Zdá se, že někdy na počátku roku 1680 Newton v tichosti dospěl k vlastním závěrům.
Mezitím se Hooke, Edmund Halley a Christopher Wren v londýnských kavárnách neúspěšně potýkali s problémem pohybu planet. Nakonec v srpnu 1684 Halley legendárně navštívil Newtona v Cambridgi a doufal v odpověď na jeho hádanku: Jaký typ křivky opisuje planeta na své dráze kolem Slunce za předpokladu, že platí inverzní kvadratický zákon přitažlivosti? Když Halley tuto otázku položil, Newton mu pohotově odpověděl: „Elipsa. Na otázku, jak ví, že je to elipsa, Newton odpověděl, že to již vypočítal. Ačkoli Newton soukromě odpověděl na jednu z hádanek vesmíru – a jedině on měl matematické schopnosti, aby tak učinil -, charakteristicky se ve výpočtu zmýlil. Po další diskusi slíbil, že Halleyovi neprodleně pošle nový výpočet. Jako částečné splnění svého slibu Newton vytvořil svůj De Motu z roku 1684. Z tohoto zárodku pak po téměř dvou letech intenzivní práce vzešla Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Pravděpodobně se jedná o nejvýznamnější knihu vydanou v dějinách vědy. Jestliže však Principia byla Newtonovým dítětem, Hooke a Halley nebyli nic menšího než porodní báby.
Přestože se Principia dočkala příznivého přijetí, její budoucnost byla zpochybněna ještě předtím, než vyšla. I zde byl Hooke v centru pozornosti, tentokrát tvrdil (ne bezdůvodně), že se svými dopisy z let 1679-1680 zasloužil o Newtonův objev. Ale bezvýsledně. Newton byl na Hooka tak rozzuřený, že hrozil, že třetí knihu Principií úplně zruší, a nakonec odsoudil vědu jako „drzou soudní dámu“. Newton se uklidnil a nakonec svolil k vydání. Místo uznání Hookova přínosu však Newton systematicky vymazával všechny možné zmínky o Hookově jménu. Newtonova nenávist k Hookovi byla konzumní. Skutečně, Newtonpozději zadržel vydání svých Optik (1704) a prakticky se stáhl z Královské společnosti až do Hookovy smrti v roce 1703.
Po vydání Principií se Newton začal více angažovat ve veřejných záležitostech. V roce 1689 byl zvolen zástupcem Cambridge v parlamentu a během svého pobytu v Londýně se seznámil s Johnem Lockem, slavným filozofem, a Nicolasem Fatiem de Duillier, brilantním mladým matematikem, který se stal jeho důvěrným přítelem. V roce 1693 však Newton utrpěl těžkou nervovou poruchu, ne nepodobnou jeho zhroucení v letech 1677-1678. Příčinu lze interpretovat různě: přepracování, stres z kontroverzí, nevysvětlitelná ztráta přátelství s Fatiem nebo snad chronická otrava rtutí, která byla důsledkem téměř tří desetiletí alchymistického výzkumu. Každý z těchto faktorů mohl hrát svou roli. Víme jen, že Locke a Samuel Pepys dostávali podivné a zdánlivě pomatené dopisy, které vyvolávaly obavy o Newtonovu „rozladěnost hlavy, mysli nebo obojího“. Ať už byla příčina jakákoli, krátce po svém uzdravení hledal Newton nové místo v Londýně. V roce 1696 byl Newton s pomocí CharleseMontaguea, člena Trinity a pozdějšího hraběte z Halifaxu, jmenován ředitelem a poté mistrem mincovny. Jeho nová pozice se ukázala jako „nejvhodnější“ a on bez lítosti odešel z Cambridge do Londýna.
Během londýnských let se Newton těšil moci a světskému úspěchu. Jeho postavení v mincovně mu zajišťovalo pohodlné společenské a ekonomické postavení a byl aktivním a schopným správcem. Po Hookově smrti v roce 1703 byl Newton zvolen prezidentem Královské společnosti a až do své smrti byl každoročně znovu volen. V roce 1704 vydal své druhé významné dílo Optika, založené z velké části na práci dokončené o několik desetiletí dříve. V roce 1705 byl povýšen do rytířského stavu.
Ačkoli jeho tvůrčí léta pominula, Newton měl i nadále hluboký vliv na vývoj vědy. Královská společnost byla v podstatěNewtonovým nástrojem a on s ní hrál ve svůj osobní prospěch. Jeho působení ve funkci prezidenta bylo popisováno jako tyranské a autokratické a jeho kontrola nad životy a kariérami mladších žáků byla téměř absolutní. Newton nesnášel rozpory a kontroverze – jeho spory s Hookepem jsou toho jedinečným příkladem. V pozdějších sporech však Newton jako předseda Královské společnosti mobilizoval všechny síly, které měl k dispozici. Například zveřejnil Flamsteedova astronomická pozorování – celoživotní dílo – bez autorova svolení; a ve svém prioritním sporu s Leibnizem, který se týkal kalkulu, Newton získal mladší muže, aby vedli jeho slovní válku, zatímco za linií tajně řídil útoky a protiútoky.Nakonec byly akce Společnosti jen prodloužením Newtonovy vůle a až do své smrti ovládal krajinu vědy bez soupeře. Zemřel v Londýně 20. března 1727 (31. března podle nového stylu).
Matematika- Původ Newtonova zájmu o matematiku lze vysledovat až do dob jeho vysokoškolských studií v Cambridge. Zde se Newton seznámil s řadou soudobých prací, včetně vydání Descartovy Géométrie,Arithmetica infinitorum Johna Wallise a dalších děl významných matematiků. Od roku 1664 do svého návratu do Cambridge po morové epidemii však Newton zásadně přispěl k analytické geometrii, algebře a kalkulu. Konkrétně objevil binomickou větu, nové metody pro rozšiřování nekonečných řad a svou „přímou a inverzní metodu úbytků“. Fluxionální kalkul je, jak už tento termín napovídá, metoda pro zpracování měnících se nebo tekoucích veličin. Proto „fluxion“ představuje rychlost změny „fluentu“ – neustále se měnící nebo plynoucí veličiny, jako je vzdálenost, plocha nebo délka. Fluxiony byly v podstatě prvními slovy nového jazyka fyziky.
Newtonova tvůrčí léta v matematice trvala od roku 1664 zhruba do jara 1696. Ačkoli jeho předchůdci předvídali různé prvky kalkulu, Newton tyto poznatky zobecnil a integroval a zároveň vyvinul nové a přísnější metody. Základní prvky svých myšlenek představil ve třech traktátech, z nichž první vyšel v soukromě rozšiřovaném pojednání De analysi (O analýze), které nebylo publikováno až do roku 1711. V roce 1671 Newton vypracoval úplnější popis své metody nekonečných čísel, který vyšel devět let po jeho smrti pod názvem Methodusfluxionum et serierum infinitarum (Metoda fluxionů a nekonečných řad, 1736). Kromě těchto prací napsal Newton čtyři drobné spisy, z nichž dva byly připojeny k jeho Optikám z roku 1704.
Newton a Leibniz. Vedle brilantnosti bylo nejcharakterističtějším rysem Newtonovy matematické kariéry opožděné publikování. Slavným, ale nešťastným příkladem je Newtonův spor o prioritu s Leibnizem. Gottfried Wilhelm Leibniz, Newtonův nejschopnější protivník, začal publikovat práce o kalkulu v roce 1684, tedy téměř 20 let po zahájení Newtonových objevů. Výsledkem tohoto časového nesouladu byl ostrý spor, který se táhl téměř dvě desetiletí. Trápení začalo pomluvami, že si Leibniz vypůjčil myšlenky od Newtona a uspíšil jejich vytištění. Skončilo to obviněním z nepoctivosti a zjevného plagiátorství. Spor o Newtonovu a Leibnizovu prioritu – který se nakonec rozšířil i do filozofických oblastí týkajících se povahy Boha a vesmíru – se nakonec stočil na nejednoznačnost priority. V současné době panuje všeobecná shoda, že Newton a Leibniz vyvinuli kalkul nezávisle na sobě, a proto jsou považováni za spoluobjevitele. Ale zatímco Newton byl první, kdo vymyslel a rozvinul svou metodu fluxionů, Leibniz byl první, kdo publikoval své nezávislé výsledky.
Optika.Newtonův optický výzkum, stejně jako jeho matematické bádání, začal během jeho bakalářských let v Cambridgi. Na rozdíl od jeho matematických prací se však Newtonovy studie v oblasti optikybrzy dostaly na veřejnost. Krátce po svém zvolení do Královské společnosti v roce 1671 publikoval Newton svůj první článek v časopise Philosophical Transaction of the Royal Society. Tento článek a další, které následovaly, vycházely z jeho bakalářských výzkumů i z Lucasových přednášek v Cambridgi.
V letech 1665-1666 Newton provedl řadu pokusů o složení světla. Zpočátku se Newton řídil spisy Keplera a Descarta a jeho hlavním objevem bylo, že viditelné (bílé) světlo je heterogenní – to znamená, že bílé světlo se skládá z barev, které lze považovat za základní. Brilantní sérií experimentů Newton prokázal, že hranoly bílé světlo spíše rozdělují, než upravují. Na rozdíl od teorií Aristotela a dalších starců Newton tvrdil, že bílé světlo je sekundární a heterogenní, zatímco jednotlivé barvy jsou primární a homogenní. Snad stejně důležité je, že Newton také prokázal, že barvy spektra, které byly dříve považovány za vlastnosti, odpovídají pozorovanému a kvantifikovatelnému „stupni proměnlivosti“.
Kruciální experiment. Newtonůvnejslavnější experiment, experimentum crucis, prokázal histoii složení světla. Stručně řečeno, Newton nechal v temné místnosti projít úzký paprsek slunečního světla z malého otvoru v okenici skrz hranol, čímž se bílé světlo rozpadlo na podlouhlé spektrum na desce. Poté malým otvorem v desce Newton vybral danou barvu (například červenou), která prošla dalším otvorem do druhého hranolu, jímž se lámala na druhé desce. To, co začalo jako obyčejné bílé světlo, se tak rozptýlilo přes dva hranoly.
Newtonův „rozhodující experiment“ prokázal, že vybranou barvu, která opouští první hranol, nelze druhým hranolem dále oddělit. Vybraný paprsek zůstal stejné barvy a jeho úhel lomu byl po celou dobu konstantní. Newton dospěl k závěru, že bílé světlo je „heterogenní směs různě lámavých paprsků“ a že barvy spektra nemohou být samy o sobě individuálně modifikovány, ale jsou „původními a spojitými vlastnostmi“.
Newton pravděpodobně provedl řadu svých experimentů s hranoly v Cambridgi, než ho mor donutil vrátit se do Woolsthorpu. Jeho Lucasovy přednášky,později částečně publikované jako Optické přednášky (1728), doplňují další výzkumy publikované v Transakcích Společnosti z února 1672.
Přednášky o optice. TheOpticks z roku 1704, které poprvé vyšly v angličtině, jsou Newtonovým nejobsáhlejším a nejsnáze přístupným dílem o světle a barvách. Podle Newtonových slov bylo cílemOpticks „nikoliv vysvětlit vlastnosti světla pomocí hypotéz, ale navrhnout a dokázat je pomocí rozumu a pokusů.“ Rozděleny do tří knihOpticks postupují od definic, axiomů,tvrzení a tezí k důkazům pomocí pokusů. Jemná směs matematického zdůvodňování a pečlivého pozorování, Optiky se staly vzorem pro experimentální fyziku v 18. století.
Korpuskulární teorie. Optiky však obsahovaly více než jen experimentální výsledky. V průběhu 17. století byl rozšířen názor, že světlo, podobně jako zvuk, se skládá z vlnivého nebo vlnovitého pohybu, a Newtonovi hlavní kritici v oblasti optiky – RobertHooke a Christiaan Huygens – byli výmluvnými mluvčími této teorie.Newton však nesouhlasil. Ačkoli se jeho názory časem vyvíjely, Newtonova teorie světla byla v podstatě korpuskulární neboli částicová. Vzhledem k tomu, že se světlo (na rozdíl od zvuku) pohybuje přímočaře a vrhá ostrý stín, Newton předpokládal, že světlo se skládá z diskrétních částic pohybujících se přímočaře na způsob setrvačných těles. Dále, protože pokusy ukázaly, že vlastnosti jednotlivých barev světla jsou stálé a neměnné, tak i samotná látka světla je podle Newtona částicová.
Několikrát ve své kariéře Newton v podstatě spojil částicovou a vlnovou teorii světla. Ve svém prvním sporu s Hookem a znovu ve svých Optikách z roku 1717 Newton zvažoval možnost existence éterické látky – všudypřítomného pružného materiálu jemnějšího než vzduch -, která by poskytovala prostředí pro šíření vln nebo vibrací. Newton od počátku odmítal základní vlnové modely Hooka a Huygense, možná proto, že přehlížely jemnost periodicity.
Otázka periodicity vyvstala s jevem známým jako „Newtonovy prstence“.V druhé knize Optik Newton popisuje řadu experimentů týkajících se barev tenkých vrstev. Jeho nejpozoruhodnější pozorování spočívalo v tom, že světlo procházející vypouklou čočkou přitisknutou k ploché skleněné desce vytváří soustředné barevné prstence (Newtonovy prstence) se střídajícími se tmavými kruhy. Newton se pokusil tento jev vysvětlit pomocí částicové teorie ve spojení se svou hypotézou o „záchvěvech snadného přenosu a odrazu“. Po pečlivých měřeních Newton zjistil, že tloušťka vzduchové vrstvy mezi čočkou (dané křivosti) a sklem odpovídá rozteči prstenců. Jestliže se tmavé kruhy vyskytovaly při tloušťkách 0, 2, 4, 6… , pak barevné kroužkyodpovídaly postupu lichého čísla, 1, 3, 5, 7, ….. Ačkoli Newtond nespekuloval o příčině této periodicity, jeho počáteční spojení „Newtonových kroužků“ s vibracemi v médiu naznačuje jeho ochotu modifikovat, ale nikoli opustit částicovou teorii.
TheOptickswas Newton’s most widely read work. Po prvním vydání vyšly latinské verze v letech 1706 a 1719 a druhé a třetí anglické vydání v letech 1717 a 1721. Snad nejprovokativnější částí Optik je část známá jako „Otázky“, kterou Newton umístil na konec knihy. Zde kladl otázky a vyslovoval názory na podstatu letu, hmoty a přírodních sil.
Mechanika.Newtonův výzkum v oblasti dynamiky se dělí na tři hlavní období: morová léta 1664-1666, výzkumy v letech 1679-1680 po Hookově korespondenci a období 1684-1687 po Halleyově návštěvě Cambridge. Postupný vývoj Newtonova myšlení během těchto dvou desetiletí ilustruje složitost jeho úspěchů i dlouhodobý charakter vědeckých „objevů“.
Přestože mýtus o Newtonovi a jablku je možná pravdivý, tradiční vyprávění o Newtonovi a gravitaci pravdivé není. Jistě, Newtonovy rané úvahy o gravitacizačaly ve Woolsthorpu, ale v době jeho slavného „měsíčního testu“ Newton ještě nedospěl ke konceptu gravitační přitažlivosti. Rané rukopisy naznačují, že v polovině 60. let 16. století Newton neuvažoval o centrální přitažlivosti Měsíce k Zemi, ale spíše o odstředivé tendenci Měsíce vzdalovat se. Pod vlivem mechanické filozofie Newton ještě neuvažoval o možnosti působení na dálku; neznal ani první dvě Keplerovy planetární hypotézy. Z historických, filozofických a matematických důvodů Newton předpokládal, že odstředivá „snaha“ Měsíce je rovna a protikladná nějakému neznámému mechanickému omezení. Ze stejných důvodů také předpokládal kruhovou oběžnou dráhu a inverzní kvadratický vztah. ten byl odvozen z třetí Keplerovy hypotézy (čtverec oběžné doby planety je úměrný krychli její střední vzdálenosti od Slunce), vzorce pro odstředivou sílu (odstředivá síla na rotující těleso je úměrná čtverci jeho rychlosti a nepřímo úměrná poloměru jeho dráhy) a předpokladu kruhových oběžných drah.
Dalším krokem bylo otestovat inverzní kvadratický vztah na empirických datech.Za tímto účelem Newton v podstatě porovnával omezení „snahy“ Měsíce vzdalovat se s pozorovanou mírou zrychlení padajících pozemských objektů. Problémem bylo získat přesné údaje. Za předpokladu Galileiho odhadu, že Měsíc je od Země vzdálen 60 zemských poloměrů, mělo by být brzdné působení na Měsíc rovno 1/3600 (1/602) gravitačního zrychlení na Zemi. Newtonův odhad velikosti Země byl však příliš nízký a jeho výpočet ukázal, že účinek na Měsíc je asi 1/4000 účinku na Zemi. Jak Newton později popsal, měsíční test odpověděl „docela těsně“. Čísla pro Měsíc však nebyla přesná a Newton od problému upustil.
Na přelomu let 1679 a 1680 obnovila Newtonův zájem výměna dopisů s Hookem. V listopadu 1679, téměř 15 let po zkoušce Měsíce, napsal Hooke Newtonovi ohledně hypotézy uvedené v jeho Pokusu o důkaz pohybu Země (1674). Hooke zde navrhl, že planetární orbity jsou výsledkem tangenciálního pohybu a „přitažlivého pohybu směrem k centrálnímu tělesu“. V pozdějších dopisech Hooke dále upřesnil centrální přitažlivou sílu, která klesá se čtvercem vzdálenosti. V důsledku této výměny názorů Newton odmítl svou dřívější představu odstředivých tendencí ve prospěch centrální přitažlivosti. Hookovy dopisy přinesly zásadní poznatky.Ale při zpětném pohledu se zdá, že Hookova intuitivní síla nemá obdoby, v principu ani v praxi však nikdy nedosáhla Newtonovy matematické síly.
Když Halley v roce 1684 navštívil Cambridge, Newton již prokázal vztah mezi inverzní kvadratickou přitažlivostí a eliptickými dráhami. K Halleyově „radosti a úžasu“ Newton zřejmě uspěl tam, kde on i ostatní selhali. Tím se Halleyova role změnila a on začal Newtona vést k publikaci. Halley osobně financoval Principia a postaral se o jejich vydání v červenci 1687.
Principia. Newtonovo mistrovské dílo je rozděleno do tří knih. První kniha Principií začíná osmi definicemi a třemi axiomy, které jsou dnes známy jako Newtonovy pohybové zákony. Bez nich by žádná diskuse o Newtonovi nebyla úplná: (1) Každé těleso setrvává ve svém klidovém stavu neboli rovnoměrném pohybu po přímce, pokud není nuceno tento stav změnit působením sil (setrvačnost). (2) Změna pohybu je úměrná působící hnací síle a uskutečňuje se ve směru přímky, v níž tato síla působí (F= ma). (3) Na každou akci vždy existuje opačná a stejná reakce.V návaznosti na tyto axiomy Newton postupuje krok za krokem s větami, teorémy a problémy.
V II. knize Principií se Newton zabývá pohybem těles v odporovém prostředí i pohybem samotných tekutin. Vzhledem k tomu, že II. kniha nebyla součástí Newtonovy původní osnovy, jeví se tradičně jako poněkud nepatřičná. Nicméně je pozoruhodné, že ke konci knihy II (oddíl IX) Newton ukazuje, že víry, na které se odvolávalDescartes, aby vysvětlil pohyb planet, nemohly být samovolné; teorie vírů nebyla ani v souladu s Keplerovými třemi planetárními pravidly. Účel knihy II se pak stává jasným. Po diskreditaci Descartova systému Newton uzavírá:
V knize III s podtitulem Soustava světa Newton rozšířil své tři pohybové zákony na soustavu světa a nakonec dokázal, „že existuje gravitační síla tíhnoucí ke všem tělesům, která je úměrná těmto různým množstvím hmoty, jež obsahují“. Newtonův zákon všeobecné gravitace říká, že F = G Mm/R2; to znamená, že všechny hmoty se vzájemně přitahují silou (F) úměrnou součinu jejich hmotností (Mm) a nepřímo úměrnou čtverci vzdálenosti (R2) mezi nimi. G je konstanta, jejíž hodnota závisí na použitých jednotkách hmotnosti a vzdálenosti. Aby prokázal sílu své teorie, použil Newton gravitační přitažlivost k vysvětlení pohybu planet a jejich měsíců, precese rovnodennosti, působení přílivu a odlivu a pohybu komet. Celkově Newtonův vesmír spojoval nebe a zemi jediným souborem zákonů. Stala se fyzikálním a intelektuálním základem moderního pohledu na svět.
Principia, zřejmě nejmocnější a nejvlivnější vědecké pojednání, jaké kdy bylo vydáno, vyšla ještě za Newtonova života ve dvou dalších vydáních, v letech 1713 a 1726.
Další výzkumy. Po celou svou kariéru Newton prováděl výzkum v oblasti teologie a historie se stejnou vášní, s jakou se věnoval alchymii a vědě. Přestože někteří historici Newtonovy nevědecké spisy opomíjejí, není pochyb o jeho oddanosti těmto tématům, jak o tom vydatně svědčí jeho rukopisy. Jen Newtonovy spisy o teologických a biblických tématech obsahují asi 1,3 milionu slov, což odpovídá dvaceti dnešním standardním knihám. Ačkoli tyto spisy vypovídají jen málo o Newtonově vědě, o Isaacu Newtonovi nám toho říkají hodně.
Newtonovým posledním gestem před smrtí bylo odmítnutí svátosti, což bylo v 18. století rozhodnutí s určitými důsledky. Přestože byl Newton poslušně vychován v protestantské tradici, jeho zralé názory na teologii nebyly ani protestantské,ani tradiční, ani ortodoxní. V soukromí svých myšlenek a spisů Newton odmítal řadu nauk, které považoval za mystické, iracionální nebo pověrčivé. Jedním slovem byl unitář.
Newtonovo bádání mimo vědu – v oblasti teologie, proroctví a historie – usilovalo o soudržnost a jednotu. Jeho vášní bylo sjednotit poznání a víru,sladit knihu přírody s knihou Písma. Ale při vší eleganci jeho myšlení a odvaze jeho hledání zůstávala hádanka Isaaca Newtona. Nakonec je pro nás Newton stejnou hádankou, jakou byl nepochybně on sám.
RobertA. Hatch
Floridská univerzita
.