Newton

La première vie d'Isaac Newton

Isaac Newton, entièrement Sir Isaac Newton, est né le 25 décembre 1642 (ancien calendrier) dans le village de Woolsthorpe dans le Lincolnshire, en Angleterre. Son père, un fermier du nom d'Isaac Newton, est mort quelques mois avant sa naissance, il a donc été élevé uniquement par sa mère, Hannah Ayscough. Environ deux ans après la mort de son premier mari, la mère de Newton s'est remariée, cette fois avec un homme âgé et riche, le révérend Barnabas Smith.

Barnabas Smith emmena Hannah Ayscough dans le village voisin de Grantham, mais laissa le jeune Isaac Newton derrière lui. Il a vécu avec sa grand-mère jusqu'à la mort de Barnabas Smith en 1653. Les journaux intimes de Newton nous apprennent qu'il n'appréciait pas son beau-père. Ces journaux ont cependant été possibles parce que sa mère et sa grand-mère lui ont appris à lire et à écrire.

Lorsque Barnabas Smith est mort, la mère de Newton est retournée chez son fils avec ses trois nouveaux enfants, les beaux-frères et belles-sœurs de Newton. Newton a été envoyé dans une école de grammaire à Grantham et, à son retour deux ans plus tard, il devait gérer la propriété considérable que sa mère possédait désormais. Mais il n'était pas très doué et se laissait constamment distraire. C'est pourquoi il fut renvoyé à l'école de grammaire pour se préparer à l'université. En 1661, il entra au Trinity College.

L'éducation d'Isaac Newton

Comme nous l'avons déjà mentionné, Newton a commencé son éducation à la maison et a appris à lire et à écrire avec sa mère et sa grand-mère. Ensuite, il a fréquenté l'école de grammaire de Grantham et s'y est préparé pour l'université. Finalement, en 1661, il est entré au Trinity College de Cambridge.

Depuis la naissance de Newton jusqu'à son admission à Cambridge, beaucoup de choses avaient changé. Auparavant, le collège était sous le contrôle de l'église catholique anglicane. Cependant, en raison des troubles politiques de 1642 à 1660, l'église a perdu son influence sur Cambridge. Cela a permis, entre autres, la création de la Royal Society of London en 1660 et d'autres changements dans le monde intellectuel de l'époque.

Au Trinity College, Newton a commencé par étudier les classiques comme Aristote. Cependant, il découvrit bientôt des philosophes et des mathématiciens plus modernes comme Descartes qui, contrairement à Aristote, considérait la matière comme étant composée de particules plus petites en mouvement et qui supposait que tous les phénomènes naturels résultaient de leur interaction mécanique.

Newton a commencé à écrire ses idées scientifiques dans un recueil de notes appelé Quaestiones Quaedam Philosophicae. A partir de là, il s'est plongé dans la physique et les concepts mathématiques qui ont favorisé sa progression scientifique.

En avril 1655, Newton obtient son diplôme de bachelier. Mais sa carrière scientifique ne commença que lorsqu'il dut interrompre ses études au Trinity College pendant la peste (1665-1667) et qu'il passa son temps en isolement scientifique. Après d'autres années de recherche et de développement de ses Principia, Newton est devenu gardien et finalement maître de la Royal Mint. Finalement, il devint également président de la Royal Society.

Mort d'Isaac Newton

Au cours de ses dernières années, Isaac Newton a publié de nouvelles éditions de ses œuvres précédentes. Il a continué à diriger la Royal Mint et la Royal Society jusqu'à sa mort. Il est mort à l'âge de 84 ans le 20 mars 1727. Plusieurs œuvres posthumes ont été publiées après sa mort.

Les inventions et contributions de Newton à la science

Les contributions de Newton à la mécanique classique

Newton est peut-être le plus connu pour ses contributions à la mécanique classique. Ses trois lois du mouvement sont encore enseignées dans toutes les écoles aujourd'hui et sont essentielles pour comprendre la physique et la mécanique modernes, notamment le comportement des objets en mouvement.

Newton a formulé ses trois lois du mouvement dans son livre "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica", publié en 1687 :

En plus de ses lois du mouvement, Newton a également développé la loi de la gravitation universelle, qui décrit la force gravitationnelle entre deux objets dans l'univers. Cette loi stipule que la force gravitationnelle est proportionnelle au produit des masses des deux objets et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare (\(F = G \cdot \frac{m_1\cdot m_2}{r^2}\)).

Les contributions de Newton à l'optique

Isaac Newton a également apporté d'importantes contributions dans le domaine de l'optique. Ses expériences avec la lumière et les prismes l'ont amené à découvrir que la lumière blanche est composée d'un spectre de couleurs qui peuvent être séparées par un prisme.

Le travail de Newton sur l'optique a culminé avec la publication de son livre "Opticks" en 1704, dans lequel il a présenté sa théorie de la lumière et de la couleur. Il suggérait que la lumière était composée de particules, plutôt que d'ondes, comme le pensaient de nombreux scientifiques de son époque. Cette théorie a ensuite été remise en question par la théorie ondulatoire de la lumière, mais elle a posé les bases du développement de la mécanique quantique au 20ème siècle.

Newton a également découvert le phénomène du mélange des couleurs, qui se produit lorsque deux couleurs de lumière différentes sont combinées pour créer une troisième couleur. Il a également développé le premier télescope réfléchissant, connu sous le nom de télescope de Newton, qui utilise un miroir incurvé pour réfléchir la lumière au lieu d'une lentille.

Les contributions de Newton au calcul infinitésimal

Avec le calcul infinitésimal, Newton a fondé un tout nouveau domaine des mathématiques. À l'époque, il y avait une grande controverse à ce sujet, car Gottfried Leibniz a développé le calcul infinitésimal parallèlement et à peine plus tard que Newton. Les deux scientifiques se sont engagés dans une dispute sur leur rôle dans l'invention du calcul infinitésimal et sur l'importance de leurs contributions jusqu'à la mort de Leibniz.

Malgré les divergences d'opinion autour du calcul infinitésimal, Newton a continué son travail dans ce domaine. Il a développé le calcul infinitésimal pour l'aider à calculer le taux de changement de la vitesse d'un objet en chute.

Il a inventé l'idée que les dérivées et les intégrales sont des opérations mathématiques opposées. Les dérivations sont utilisées aujourd'hui pour :

• Trouver le taux de changement d'une grandeur (décisif pour le développement du calcul infinitésimal de Newton).

• Trouver la valeur approchée d'une fonction.

• Trouver l'équation de la tangente à une courbe en un point donné.

• Trouver les maxima, minima et points d'inflexion d'une courbe.

• Déterminer si une équation augmente ou diminue entre deux points.

Les intégrales, par contre, sont souvent utilisées en mathématiques pour :

• Trouver la valeur moyenne d'une courbe
• Trouver la surface entre deux courbes
• Trouver la surface sous une courbe

Et en physique, pour :

• Trouver le centre de gravité et le centre de masse.
• Calculer la masse et le moment d'inertie ainsi que les satellites
• Trouver la vitesse et la trajectoire d'un satellite
• Calculer la poussée

En outre, la méthode de Newton permettait de calculer le maximum et le minimum des fonctions. Cette méthode a été développée au fil des années et n'est plus utilisée comme Newton l'avait conçue à l'origine, mais Newton a fourni la base de cet outil très utile dans le calcul infinitésimal.

Isaac Newton et le pommier

Isaac Newton et le pommier sont une anecdote historique célèbre, souvent utilisée pour illustrer la découverte de la loi de la gravitation par Newton. Selon l'histoire, Newton était assis dans son jardin sous un pommier lorsqu'une pomme est tombée et l'a frappé sur la tête. Cet événement l'a amené à réfléchir sur la nature de la gravité et à réaliser d'autres expériences et observations.

Fig. 2 - Newton et les pommes qui ont inspiré sa théorie de la gravitation.

Bien que l'histoire soit probablement embellie, il y a une part de vérité dans cette histoire. Newton a effectivement écrit sur le concept de la gravitéet le mouvement des objets dans son livre "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica". Ce livre est considéré comme l'une des œuvres les plus importantes de l'histoire de la science, car il a introduit le concept de force gravitationnelle et a posé les bases de la physique moderne.

Indépendamment de l'exactitude de l'histoire, l'image de Newton assis sous un pommier est devenue un symbole durable de découvertes et d'innovations scientifiques.

Isaac Newton - Faits

Tu trouveras ici d'autres faits concernant la vie de Newton.

1. Isaac Newton était un alchimiste passionné, mais il gardait son intérêt secret. Il a passé une grande partie de sa vie à chercher la pierre philosophale, qui pouvait soi-disant transformer les métaux non précieux en or.
2. Newton a été anobli par la reine Anne en 1705, devenant ainsi Sir Isaac Newton.
3. Newton était un homme profondément religieux et écrivait en détail sur la théologie et la Bible.
4. Il a souffert de plusieurs dépressions nerveuses au cours de sa vie. Déjà dans ses premiers journaux, il montrait des signes de turbulence émotionnelle et avait beaucoup de mal à accepter la critique.
5. Newton avait des rivalités amères avec plusieurs scientifiques de son époque. Il se heurta à Robert Hooke, qui accusa Newton d'avoir volé son travail. Il s'est également battu avec Gottfried Leibniz pour savoir qui avait inventé le calcul différentiel pour la première fois et qui avait le plus contribué à cette nouvelle branche de la science. Newton accusait Leibniz d'avoir volé ses idées, mais Leibniz a pu prouver qu'il avait développé indépendamment certaines des bases les plus fondamentales du calcul différentiel. Enfin, Newton avait aussi de fortes divergences d'opinion avec l'astronome John Flamsteed. Certaines observations de Flamsteed sur les comètes ont fourni un aperçu utile pour la loi de la gravitation de Newton. Cependant, Flamsteed estimait que Newton ne lui avait pas donné une reconnaissance adéquate ; en fait, Newton a supprimé toutes les citations du travail de Flamsteed dans la deuxième édition des Principia.