アイザック・ニュートン
イギリスの博学者（1642–1727）

お客様
アイザック・ニュートン
FRS
白い髪と茶色のローブを着た白人男性が手を組んで座っているニュートンの肖像画
アイザック・ニュートンの肖像、ゴッドフリー・ネラー作、1689年
生まれる（1643年1月4日）1643年1月4日
ウールズソープ・バイ・コルスターワース、リンカンシャー、イングランド
死亡1727年3月31日（1727年3月31日）（84歳）
ケンジントン、ミドルセックス、イングランド
休憩所ウェストミンスター寺院
教育ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジ（1665年BA取得、1668年MA取得）[4]
知られている
リスト
政党ホイッグ
受賞歴
科学者としてのキャリア
フィールド
機関
学術アドバイザー
著名な学生
ケンブリッジ大学
の国会議員
在任期間
：1689～1690年
先行ロバート・ブレイディ
後継者エドワード・フィンチ
在任期間
：1701～1702年
ヘンリー・ボイルと共に奉仕
先行アンソニー・ハモンド
後継者アーサー・アンズリー、第5代アングルシー伯爵
王立協会第12代会長
在任期間
：1703～1727年
先行ジョン・サマーズ
後継者ハンス・スローン
造幣局長
在任期間
：1699～1727年
1696–1699造幣局長
先行トーマス・ニール
後継者ジョン・コンデュイット
第2代ルーカス数学教授
在任期間
：1669～1702年
先行アイザック・バロウ
後継者ウィリアム・ウィストン
サイン
流麗な筆跡でインクで書かれた署名

アイザック・ニュートン卿( / ˈ nj uː t ən / ⓘ ; 1643年1月4日[旧暦12月25日] – 1727年3月31日[旧暦3月20日])[a]数学者、物理学者、天文学者、錬金術師、神学者、著述家および発明家であった英国の博学者[5]科学革命と啓蒙主義における重要人物であった。[6]彼の著書Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (自然哲学の数学的原理) は、1687年に初めて出版され、物理学における最初の偉大な統一を成し遂げ古典力学を確立した。[7][8]ニュートンは光学、ドイツの数学者ゴットフリート・ヴィルヘルム・ライプニッツ微積分学の定式化の功績を認められが、微積分学を開発したのは彼より何年も前である。ニュートンは科学的方法、それを洗練させ、彼の研究は近代科学の発展に最も影響を与えたと考えられています。

ニュートンは『プリンキピア』で運動の法則と万有引力の法則を定式化し、これは何世紀にもわたって相対性理論に取って代わられるまで支配的な科学的見解となった。相対性理論に取って代わられるまでの間、彼の法則は今でも低速（光速よりはるかに遅い）や弱い重力場を伴う物理現象の大部分に対して優れた近似値として機能している。彼は重力の数学的記述を用いてケプラーの惑星運動の法則を導き出し、潮汐、彗星の軌道、春分点歳差運動などの現象を説明し、太陽系の太陽中心説に対する疑問を払拭した。[9]ニュートンは二体問題を解決し、三体問題を提示した。彼は地球上および天体上の物体の運動が同じ原理で説明できることを実証した。ニュートンが地球は扁平回転楕円体であると推論したことは、後にアレクシ・クレロー、シャルル・マリー・ド・ラ・コンダミーヌらによる測地学的測定によって裏付けられ、ニュートン力学が従来のシステムよりも優れていることをヨーロッパの科学者の多くに確信させました。彼はまた、実験によって地球の年齢を初めて算出し、現代の風洞の前身となる装置を考案しました。さらに、太陽の質量を定量的に推定した最初の人物でもあります。

ニュートンは初の反射望遠鏡を製作し、プリズムが白色光を可視スペクトルの色に分離するという観察に基づいて高度な色理論を開発した。光に関する彼の研究は1704年出版の著書『光学』にまとめられている。彼はビーム拡大器としてプリズムを考案し、複数プリズムアレイを考案したが、これらは後に波長可変レーザーの開発に不可欠となった。[10]彼はまた波動粒子二重性を予想し、グース・ヘンヒェン効果を理論化した最初の人物であった。さらに彼は冷却の経験法則を定式化したが、これは初の熱伝達定式化であり、対流熱伝達の正式な基礎となっている。[11]また音速の最初の理論的計算を行い、ニュートン流体と黒体の概念を導入した。彼はまたマグヌス効果を説明した最初の人物でもある。さらに、クエット流れを分析した最初の人物でもある。ニュートンは微積分の創始に加え、数学においても広範な業績を残した。二項定理を任意の実数に一般化し、ピュイズー級数を導入し、ベズーの定理を初めて提唱し、ほとんどの三次平面曲線を分類し、クレモナ変換の研究に貢献し、関数の根を近似する方法を開発し、数値積分に用いられるニュートン・コーツの公式を考案し、さらに一般テイラー級数を初めて明示的に定式化した。さらに、ニュートンは変分法という分野を切り開き、幾何確率における最初の問題を定式化して解き、線型回帰の最も初期の形式を考案し、ベクトル解析の先駆者でもあった。

ニュートンは、ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジのフェローであり、同大学で2人目のルーカス派数学教授であった。彼は26歳でこの職に就いた。敬虔ではあったが非正統的なキリスト教徒であり、内心では三位一体の教義を否定していた。当時のケンブリッジ大学の教授陣の大半と異なり、彼は英国国教会の聖職に就くことを拒否した。数学科学の研究のほかに、ニュートンは錬金術と聖書年表の研究に多くの時間を費やしたが、その分野の彼の研究のほとんどは死後ずっと出版されないままだった。政治的にも個人的にもホイッグ党と結びついていたニュートンは、1689年から1690年と1701年から1702年の2期、ケンブリッジ大学の国会議員を短期間務めた。彼は1705年にアン女王からナイトの称号を授与され、晩年の30年間をロンドンで過ごしました。王立造幣局の局長（1696年から1699年）および局長（1699年から1727年）を務め、イギリス貨幣の精度と安全性の向上に貢献しました。また、王立協会の会長（1703年から1727年）も務めました。

若いころ

アイザック・ニュートンは、1642年12月25日のクリスマスの日（ユリウス暦では1643年1月4日[a]）、リンカンシャーの小さな村ウールズソープ・バイ・コルスターワースのウールズソープ・マナーで生まれた（当時イギリスで使用されていたユリウス暦による）。[12]彼の父親もアイザック・ニュートンという名前だったが、その3か月前に亡くなっていた。ニュートンは未熟児で生まれたため幼く、母親のハンナ・アイスコフは、ニュートンが1クォート（約2.5リットル）のマグカップに入るくらいの大きさだったと語っていると伝えられている。 [ 13]ニュートンが3歳のとき、母親は再婚して、息子を母方の祖母マージェリー・アイスコフ（旧姓ブライス）に預け、新しい夫であるバーナバス・スミス牧師と一緒に暮らした。ニュートンは継父を嫌っており、自分と結婚した母親に対しても多少の敵意を抱いていた。これは19歳までに犯した罪のリストに「父と母スミスを脅して、二人と家を焼き払わせた」と記されていることからも明らかである。[14]ニュートンの母親は二度目の結婚でメアリー、ベンジャミン、ハンナの3人の子供をもうけた。[15]

キングススクール

ニュートンは12歳頃から17歳まで、グランサムのキングス・スクールで教育を受けた。同校ではラテン語と古代ギリシャ語が教えられ、おそらく数学の基礎もかなり身につけたと思われる。[16]彼は母親によって学校を辞めさせられ、1659年10月までにウールズソープ・バイ・コルスターワースに戻った。二度目の未亡人となった母親は、ニュートンを農民にしようとしたが、彼はその職業を嫌っていた。[17]キングス・スクールの校長ヘンリー・ストークスと牧師ウィリアム・アイスコフ（ニュートンの叔父）は、母親を説得して彼を学校に戻した。[18]校内でいじめっ子を喧嘩で負かして辱めたニュートンは、復讐心に燃え、成績トップの生徒となった。[19]主に日時計や風車の模型を作ることで頭角を現した。[20]

ケンブリッジ大学

1661年6月、ニュートンはケンブリッジ大学トリニティ・カレッジに入学した。ケンブリッジで学んだことのある叔父のウィリアム・アイスコフ牧師が、彼を大学に推薦したのだ。ケンブリッジではニュートンは助手としてスタートし、 1664年に奨学金を授与されるまで、従者の仕事をして学費を稼いだ。その奨学金で彼は修士号を取得するまでの4年間の大学の費用を賄った。[21]当時、ケンブリッジの教えはアリストテレスの教えに基づいており、ニュートンはルネ・デカルトなどの当時のより近代的な哲学者や、ガリレオ・ガリレイやトーマス・ストリートなどの天文学者と共にアリストテレスの教えを読んでいた。彼は自分が見つけた機械哲学に関する一連の「疑問」をノートに書き留めた。 [22] 1665年、彼は一般化された二項定理を発見し、後に微積分学となる数学理論を展開し始めた。ニュートンが1665年8月にケンブリッジ大学で学士号を取得した直後、大学はペスト大流行の予防措置として一時的に閉鎖されました。[23]

ケンブリッジ大学在学中は目立った成績を残せなかったものの、彼の私的な研究と学士号取得後の数年間は、「科学者が経験した中で最も豊かで生産的な時期」と評されています。[24]その後の2年間だけでも、ウールズソープの自宅で微積分学、[25] 光学、そして万有引力の法則に関する理論が発展しました。物理学者ルイス・トレンチャード・モアは、「科学史において、ニュートンのこの2年間の黄金期に匹敵する業績は他に類を見ない」と述べています。[26]

ニュートンはメモを取ることに関しては「並外れて整理整頓」な人物と評され、重要だと考えたページには折り目を付けていた。さらに、ニュートンの「索引は現代の索引と似ており、アルファベット順で、トピックごとに並んでいる」。彼の著書からは彼の興味が多岐にわたっていたことが示されており、ニュートン自身は「ヤヌス的な思想家、一見異なる分野を融合させ、創造的な飛躍を促す人物」と評されている。[27] ウィリアム・スタクリーは、ニュートンは「機械工具の扱いに熟達していただけでなく、ペンの扱いにも同様に熟達していた」と記し、グランサムにあるニュートンの宿舎の壁が「鳥、獣、人間、船、そして数学的計画」の絵で埋め尽くされていたことをさらに描写している。彼はまた、ニュートンの「機械工学における並外れた技能と勤勉さ」にも言及している。[28]

1667年4月、ニュートンはケンブリッジ大学に戻り、10月にトリニティ・フェローに選出された。[29] [30]フェローは聖職に就き、英国国教会の司祭に叙階されることが義務付けられていたが、王政復古期にはこれは強制されておらず、英国国教会への従順を表明するだけで十分であった。彼は「神学を研究の目的とし、これらの法令で定められた期間（7年）が到来したら聖職に就くか、さもなければ大学を辞職する」と誓った。[31]この時点まで彼は宗教についてあまり深く考えておらず、英国国教会の教義の基礎となる三十九箇条に二度も同意していた。1675年までにこの問題は避けられなくなり、彼の型破りな見解が障害となっていた。[32]

彼の学術的業績は、ルーカス出身のアイザック・バロー教授に 強い感銘を与えました。バロー教授は自身の宗教的および行政的才能を伸ばすことに熱心でした（2年後、彼はトリニティ・カレッジの学長になりました）。1669年、ニュートンは修士号取得からわずか1年後にバロー教授の後任となりました。ニュートンは、この資格があれば叙任の義務は免除されると主張し、許可が必要だったチャールズ2世もこの主張を受け入れました。こうして、ニュートンの宗教観と英国国教会の正統性との間の衝突は回避されました。[33]彼は26歳で教区長に任命されました。[34]

ニュートンは理論家としては優れた才能を持っていたものの、教師としてはそれほど効果的ではなかった。彼の授業はほとんどいつも空席だった。彼の助手（シザール）であるハンフリー・ニュートンは、ニュートンが時間通りに授業に出席し、教室が空いている場合は講義時間を30分から15分に半分に短縮し、壁に向かって話しかけた後、実験に戻ることで契約上の義務を果たしていたと述べている。ニュートン自身は教えることも生徒をすることも楽しんでいなかった。生涯を通じて指導した生徒はわずか3人だけで、いずれも特筆すべきものではなかった。[35]

ニュートンは1672年に王立協会の会員に選出された。[1]

改訂地理学

図の一部は、アイザック ニュートンが 1672 年および 1681 年版のGegraphia Generalisに追加したものです。これらの数字はその後の版にも同様に掲載されました。[36]

ケンブリッジのルーカス教授職には地理学を教える責任も含まれていた。[36]ニュートンは1672年と1681年に、当時故人であったベルンハルドゥス・ヴァレニウスが1650年に初めて出版した地理学の教科書『Geographia Generalis』の改訂、訂正、修正版を出版した。[37] [38]ヴァレニウスは『 Geographia Generalis』で科学的原理と地理学の古典的概念を結び付ける理論的基礎を築こうとし、地理学を地球の特徴を定量化する科学と純粋数学の混合とみなした。[36] [39]ニュートンが地理学の講義をしたかどうかは不明だが、1733年のダグデールとショーによるこの本の英訳では、ニュートンは自分がその科目について講義しながら学生が読むためにこの本を出版したと述べられている。[36]『地理学史における古代と現代の伝統の境界線』は一部の人々から見なされており、ニュートンがその後の版に関わったことが、この永続的な遺産の大きな理由であると考えられています。[40]

科学的研究

数学

ニュートンの業績は「当時研究されていた数学のあらゆる分野を著しく進歩させた」と評されている。[41]微積分学（通常、フラクションと呼ばれる）の研究は1664年に始まり、ある手稿によれば、1665年5月20日までにニュートンは「連続曲線の任意の点における接線と曲率を計算できるところまで微積分学を発展させていた」[42] 。 1666年10月の別の手稿は、現在ニュートンの数学論文集として出版されている。[43]彼は「無駄本」と呼ばれるものに、微積分学の決定的な一冊を記録している。ニュートンは数学を独学で学び、誰の助けも借りずに研究を行った。学者リチャード・S・ウェストフォールによれば、「我々が持つあらゆる証拠から、ニュートンは数学の教育と研究計画を完全に独力で遂行した」という。[44] 1669年6月にアイザック・バローからジョン・コリンズに送られた彼の著作『無限項の数の分析』は、その年の8月にバローがコリンズに送った手紙の中で、「この分野における並外れた才能と熟練度の作品」であると評された。[45]

ニュートンは後に、ドイツの博学者ゴットフリート・ヴィルヘルム・ライプニッツと微積分学の発展における優先権をめぐって論争を巻き起こした。現在では両者とも、数学的記法は大きく異なるものの、独立して微積分学を発展させたとされている。しかしながら、ニュートンがライプニッツよりもはるかに早く微積分学を発展させたことは既に確立されている。[46] [47] [48]それにもかかわらず、ライプニッツの記法はより便利な記法として認識されており、ヨーロッパ大陸の数学者、そして1820年以降はイギリスの数学者にも採用された。[49]

科学史家のA・ルパート・ホールは、ライプニッツが微積分の独自の定式化で評価されるべきであるが、ニュートンが間違いなくそれを最初に開発したと指摘し、次のように述べています。[50]

しかし、これらすべての問題は、ニュートンが1666年末、ライプニッツよりほぼ正確に9年も前に、微積分学の基本技術を習得していたという、実に長い間広く認められてきた中心的な真実に比べれば、取るに足らないものです。ニュートンはライプニッツよりずっと前に新しい微積分学を習得し、1671年には早くもその出版可能な解説を書き上げていた、あるいは少なくとも着手し始めていたと主張していますが、これは確かに大量の証拠によって裏付けられており、ライプニッツとその友人の一部はニュートンの主張を軽視しようとしましたが、この真実は過去250年間、真剣に疑問視されたことはありませんでした。

ホールはさらに、 『プリンキピア』においてニュートンは「微分方程式の積分によって問題を定式化し、解く」ことができ、「実際、彼は著書の中で、後の微積分学の提唱者たちが独自の業績とみなす多くの結果を予見していた」と指摘している。[51]ホールは、ニュートンが同時代の人々と比較して微積分学を急速に発展させたことを指摘し、「1690年よりずっと前に…ニュートンは微積分学の発展において、ライプニッツ、2人のベルヌーイ、ロスピタル、ヘルマンらが共同で1700年代初頭までに出版したのとほぼ同等の地点に到達していた」と述べている。[52]

ライプニッツの記法は便利であったものの、ニュートンの記法は多変数技法の発展にも寄与した可能性があると指摘されており、彼のドット記法は物理学において現在でも広く用いられている。物理学者ロジャー・ペンローズのように、ニュートンの業績の豊かさと深遠さを指摘する学者もいる。彼は「ニュートンの幾何学的手法は、ほとんどの場合、より簡潔で洗練されているだけでなく、今日ではより直接的に思える微積分の形式的手法を用いて明らかにされるよりも深い原理を明らかにする」と述べている。数学者ウラジミール・アーノルドは、「ニュートンの著作と後継者たちの解説を比較すると、ニュートンの幾何学的アイデアを解説者たちがライプニッツの微積分の形式言語に翻訳したものよりも、ニュートンのオリジナルの表現の方が現代的で理解しやすく、アイデアに富んでいることが印象的である」と述べている。[53]

ニュートンの著作は、極めて小さな量の比の極限値に基づく幾何学的形式の微積分を広範に用いている。『プリンキピア』の中で、ニュートンはこれを「第一比と最終比の方法」 [54]という名で証明し、なぜこの形式で解説を行ったのかを説明している。[55] また、「これによって不可分数の方法と同じことが達成される」とも述べている。[56]このため、『プリンキピア』は現代において「微積分の理論と応用が凝縮された書物」[57]と呼ばれ、ニュートンの時代には「そのほぼすべてがこの微積分によるものであった」[58] 。 「一桁以上の極小値」を扱う手法は、1684年の『体の回転運動について』 [59]や「1684年までの20年間」の運動に関する論文[60]にも見られる。

ニュートンは極限について不正確あるいは限定的な理解しか持っていなかったと主張されてきた。しかし、数学者ブルース・プルシオは、ニュートンが『プリンキピア』において、イプシロンの論証を初めて提示したことを含め、一般に考えられているよりも洗練された極限の理解を示したと主張している。[61]

ゴッドフリー・クネラーによる1702年のニュートン

ニュートンは論争や批判を恐れて微積分学の出版をためらっていた。[62]彼はスイスの数学者ニコラ・ファティオ・ド・デュイリエと親しかった。1691年、デュイリエはニュートンの『プリンキピア』の新版を書き始め、ライプニッツと文通した。[63] 1693年、デュイリエとニュートンの関係は悪化し、本は完成しなかった。[64] 1699年から、デュイリエはライプニッツを盗作で告発した。[65]数学者ジョン・カイルは1708年、王立協会の雑誌でライプニッツを盗作で告発し、それによって状況はさらに悪化した。[66]そして1711年、王立協会が論文でニュートンこそが真の発見者でありライプニッツを詐欺師であると宣言したことをきっかけに、論争が本格的に勃発した。後に、ニュートンがライプニッツに関する結論部分を執筆していたことが判明した。こうして、ライプニッツが1716年に亡くなるまで、両者の人生を揺るがす激しい論争が始まった。[67]

ニュートンの最初の主要な数学的発見は、1664年から1665年にかけての、任意の指数に有効な一般化二項定理であった[68]。これは「数学全体の中でも最も強力で重要な発見の1つ」と呼ばれている。[69]彼は、ニュートン恒等式（おそらく1629年のアルバート・ジラールによる先行研究を知らずに）、ニュートン法、ニュートン多角形、分類された3次平面曲線（ 2変数の3次多項式）を発見した。ニュートンはクレモナ変換の理論の創始者でもあり[70]、差分理論に多大な貢献を果たし、多くの公式をニュートンが生み出したことから、ニュートンは「差分補間への最も重要な貢献者」とみなされている。[71]彼はベズーの定理を最初に述べ、分数指数を使用し、ディオファントス方程式の解を導くために座標幾何学を採用した最初の人物でもある。彼は調和級数の部分和を対数で近似し（オイラーの和公式の前身）、自信を持ってべき級数を使用し、べき級数を逆変換した最初の人物である。 [72]彼はピュイシュー級数を導入した。[73]彼はまた、 1691-1692年の彼の著書『曲線の直交性について』の草稿に登場する一般テイラー級数の最も初期の明示的定式を提供した。[74] [75]彼は数値積分のためのニュートン-コーツの公式を考案した。[76]ニュートンの無限級数に関する研究はシモン・ステヴィンの小数に触発された。 [77]彼は変分法の分野を切り開き、この分野で初めてニュートンの最小抵抗問題を定式化し解決した人物でもある。彼は1685年にこの問題を提起し解決し、後に1687年にプリンキピアで出版した。 [78] [79]これは20世紀以前に変分法で取り組まれた最も困難な問題の一つとみなされている。[80]彼はその後、最速降下曲線を解く際に変分法を用いた。ニュートンは1697年に、ヨハン・ベルヌーイが1696年に提起した問題を一夜にして解き明かしたことで知られるベクトル解析の先駆者となった。この二つの問題に関する研究で、ニュートンはこの分野を開拓した。 [81 ] また、彼はベクトル解析の先駆者でもあり、平行四辺形の法則を様々な物理量の加算に適用する方法を示し、これらの量を任意の方向の成分に分解できることに気づいた。[82]彼は著書『プリンキピア』の中で、速度、加速度、運動量、力などの物理量を有向量として扱うことを提案し、ベクトルの概念を導入したとされ、これによってニュートンは「この数学的対象の真の創始者」となった。[83]

ニュートンは、厳密に解析的な意味で極座標系を初めて開発した人物であると考えられており、この分野における彼の研究は、一般性と柔軟性の両面において、彼の生涯における他のどの研究よりも優れていた。1671年の彼の『流数法』は、ヤコブ・ベルヌーイによる1691年のこの分野に関する最初の論文よりも先行していた。彼はまた、厳密な意味での双極座標の創始者としても認められている。[84] [85]

ニュートンが1664年から1666年にかけて書いた私筆写本には、幾何学的確率の分野における最古の問題として知られているものが含まれています。この問題は、無視できる球が円の二つの不等分な扇形のいずれかに着地する確率を扱っていました。この問題を解析する中で、彼は発生回数の列挙を定量的な評価に置き換え、面積の比率の推定を点の集計に置き換えることを提案しました。これにより、彼は立体幾何学の創始者として認められています。[86] [87]

ニュートンはヨーロッパにおけるガウスの消去法の近代的な起源を担った。1669年から1670年にかけて、ニュートンは、自分が知る代数学の教科書には連立方程式を解くための解説が欠けていると記し、自らそれを補った。彼のノートは数十年にわたって未出版のままであったが、出版されると、彼の教科書は同種の教科書の中で最も影響力のあるものとなり、置換法と「根絶」（現在は消去法として知られている）という重要な用語を確立した。[88] [89]

1660年代から1670年代にかけて、ニュートンは78種類ある3次曲線のうち72種類を発見し、それらを4つのタイプに分類し、後の出版物で体系化しました。しかし、後に分析された1690年代の手稿によると、ニュートンは78種類すべての3次曲線を特定していたものの、残りの6種類については理由は不明ですが出版を見送っていたことが分かりました。[47] [70] [76] 1717年、おそらくニュートンの助力を得て、ジェームズ・スターリングはすべての3次曲線がこれら4つのタイプのいずれかであることを証明しました。彼は、4つのタイプはいずれかのタイプから平面射影によって得られると主張し、これは彼の死後4年、1731年に証明されました。[90]

ニュートンは確率論に少しだけ関わっていた。1693年にサミュエル・ピープスと書簡を交わし、ニュートン＝ピープス問題、つまり特定の数のサイコロを投げて6が出る確率に関する問題について議論した。この問題では、結果Aは6個のサイコロを投げて少なくとも1つの6が出る場合、結果Bは12個のサイコロを投げて少なくとも2つの6が出る場合、結果Cは18個のサイコロを投げて少なくとも3つの6が出る場合であった。ニュートンは結果Aを選択して正しく解いたが、ピープスは結果Cという誤った結果を選んだ。しかし、ニュートンのこの問題に対する直感的な説明には欠陥があった。[91]

光学

ニュートンが1672年に王立協会に寄贈した反射望遠鏡のレプリカ（1668年に製作した最初のものは機器製作者に貸し出されたが、その後どうなったかについては記録がない）。[92]

1666年、ニュートンはプリズムに入る光線が円形であっても、プリズムから最小偏向位置で出る色のスペクトルは楕円形になることを観察しました。つまり、プリズムは異なる色を異なる角度で屈折させるということです。[93] [94]これにより、彼は色は光に固有の性質であると結論付けました。この点はそれまで議論の的となっていました。

ニュートンは1670年から1672年にかけて光学に関する講義を行った。[95]この時期に彼は光の屈折を研究し、プリズムによって生成される多色の像（彼はスペクトルと名付けた）が、レンズともう一つのプリズムによって白色光に再構成できることを実証した。 [96]現代の研究では、ニュートンによる白色光の分析と再合成は粒子錬金術に負うところが大きいことが明らかになっている。[97]

1671年のニュートン環に関する研究において、彼は17世紀には前例のない手法を用いた。「彼はすべての差を平均化し、その平均値と最初の環の値の差を計算した」のである。これは事実上、測定におけるノイズを低減するための現在では標準的な手法を導入したものであり、当時は他に類を見ないものである。[98]彼はこの「誤差排除法」を1700年の春分点の研究にも拡張した。これは「全く前例のない方法」と評されているが、ここでは「ニュートンはそれぞれの元の春分点の時刻について正確な値を必要としていたため、いわば自己修正を可能にする方法を考案した」という点で異なっていた。[99]ニュートンは「今日では線型回帰分析として知られる手法を発明した」[100]。彼は、通常の最小二乗法で知られる2つの「正規方程式」のうち最初のものを書いた。これは、当初この手法を最も古くから行っていたと考えられていたトビアス・マイヤーより50年も前に、データセットの平均化を行った。また、残差をゼロにすることで回帰直線を平均点に強制的に通した。彼は2つの不均一なデータセットを区別し、有効性という点ではそうではなかったものの、バイアスに関する最適解を検討した可能性がある。[101]

彼は、色光を分離して様々な物体に照射しても、その性質は変化しないこと、そして反射、散乱、透過のいずれの場合でも光の色は一定であることを示した。つまり、色は物体が自ら色を生成するのではなく、既に色を帯びた光と相互作用することによって生じると彼は観察した。これはニュートンの色彩理論として知られている。[102] 1672年に発表した白色光と色の性質に関する論文は、色彩と色覚に関するその後のすべての研究の基礎となった。[103]

ニュートンによって発見された、白色光をスペクトルの色に分離する分散プリズムの図

この研究から、ニュートンは、屈折望遠鏡のレンズはどれも光の色への分散（色収差）の影響を受けるという結論に至った。概念実証として、彼はその問題を回避する目的でレンズの代わりに反射鏡を使った望遠鏡を製作した。今日ではニュートン式望遠鏡として知られる、最初に機能する反射望遠鏡の設計の製作には、適切な鏡の材質と成形技術の問題を解決することが必要だった。[104]反射望遠鏡の以前の設計は実用化されなかったか、失敗に終わったため、ニュートンの望遠鏡が真に作られた最初の望遠鏡となった。[105]ニュートンは、反射率の高い鏡面金属の特注品から独自の鏡を作り、ニュートン環を使って望遠鏡の光学系の品質を判定した。1668年後半、彼はこの最初の反射望遠鏡を製作することができた。 [106]それは約8インチの長さで、より鮮明で大きな像を与えた。 1671年、彼は王立協会から反射望遠鏡のデモンストレーションを依頼された。[107]協会の関心に促され、ニュートンはノート『色彩について』[108]を出版し、後に『光学』という著書に発展させた。ロバート・フックがニュートンの考えの一部を批判した際、ニュートンはひどく憤慨し、公の討論から身を引いた。しかし、1679年から1680年にかけて二人は短期間交流した。この時、王立協会の事務局長に任命されていたフックは[109]、王立協会の議事録にニュートンから寄稿を引き出す目的で書簡を開始した。[110]この書簡がニュートンを刺激し、惑星軌道が楕円形になるのは、半径ベクトルの2乗に反比例する求心力によるものだという証明を導き出すこととなった。[111]

天文学において、ニュートンはさらに、高高度の場所は、密度が高く乱流のある大気（「粗い雲」）の上に「最も穏やかで静かな空気」を提供し、それによって星の瞬きを減らすため、観測には最適であることを認識したことでも知られています。[112] [113]

1682年にニュートンがウィリアム・ブリッグスに送った手紙の複製。ブリッグスの『視覚の新理論』についてコメントしている。

ニュートンは、光は粒子または微粒子から成り、より密度の高い媒質に加速されて屈折すると主張した。彼は薄膜による反射と透過の繰り返しパターンを説明するために音波に近い理論を提示した（『光学』第2巻、命題12）。しかし、微粒子が反射または透過するように配置させる「フィット」理論は依然として保持していた（命題13）。後の物理学者たちは、干渉パターンや回折という一般的な現象を説明するために、光を純粋に波動的な形で説明することを好んだ。ニュートンは粒子説を好んでいたことで知られているが、実際には『光学』の中で光が粒子的性質と波動的性質の両方を持つことを指摘し、この二つの理論の調和を試みた最初の人物であった。これは、光の現代的な理解である波動粒子二重性の発展を予見するものであった。[114] [115]物理学者のデイヴィッド・フィンケルシュタインは、この理論を「最初の量子物理学者」と呼んだ。[114]

ニュートンは1675年の『光の仮説』において、粒子間の力を伝達するエーテルの存在を仮定した。ケンブリッジのプラトン主義哲学者ヘンリー・モアとの交流により、錬金術への関心が再燃した。[116]彼はエーテルを、ヘルメス主義の粒子間の引力と斥力に基づく神秘的な力に置き換えた。彼の科学への貢献は、錬金術への関心と切り離すことはできない。[116]当時、錬金術と科学の間に明確な区別は存在していなかった。[117] [118]

ニュートンは、斜めの光線が屈折すると2つの異なる像点が形成されるという発見を通して、乱視の数学的基礎を築くことに貢献し、乱視の研究に貢献しました。 [119]これは後にトーマス・ヤングの研究を刺激することになりました。[120]

1704年、ニュートンは『光学』を出版し、その中で光の粒子理論を詳述した。そして巻末には、未解決の疑問と肯定的な主張として提示された一連の疑問を付記した。粒子理論に基づき、彼は通常の物質はより粗大な粒子で構成されていると考え、ある種の錬金術的変換によって、疑問30で「粗大な物体と光は相互に変換可能ではないか。そして、物体はその構成に加わる光の粒子から多くの活動を受け取っているのではないか？」と述べている。[121]疑問6では黒体の概念が導入された。[122] [123]

1699年、ニュートンは以前に設計した反射四分儀（オクタント）の改良版を王立協会に提出した。[124]彼の設計はおそらく1677年には既に完成していた。[125]これは2枚の鏡を用いた最初の四分儀として注目され、地平線と天体の両方を同時に安定して見ることができるため、測定精度が大幅に向上した。彼の四分儀は完成したが、現在まで残っていないようである。ジョン・ハドリーは後に、ニュートンが発明したものとほぼ同じ二重反射四分儀を独自に製作した。しかし、ハドリーはニュートンのオリジナルの発明を知らなかったようで、独創性に関する混乱を招いた。[126]

1704年、ニュートンは燃焼鏡を製作し、王立協会に寄贈しました。この鏡は直径約30センチの凹面ガラス鏡7枚で構成されていました。最大放射エネルギーは460 W cm⁻²に達したと推定され、これは1704年5月のロンドンにおける太陽放射の強度が0.065 W cm⁻²であったと推定されることから、「熱的に太陽1000個（1,000 × 0.065 W cm⁻²）よりも確実に明るい」と評されています。[127]この鏡で達成された可能性のある最大の放射強度の結果、彼は「 1945年に核兵器が登場する以前に、人類が作り出した最大の放射強度を生み出した可能性がある」とされています。 [128] デイヴィッド・グレゴリーは、この鏡が金属を煙にさせ、金を沸騰させ、粘板岩をガラス化させたと報告しています。ウィリアム・ダーハムは、これが当時ヨーロッパで最も強力な燃焼鏡であると考えました。[129]

ニュートンは電気についても初期の研究を行っており、ガラス球を用いた摩擦式静電発電機の原始的な形態を製作しました。 [130]これは、オットー・フォン・ゲーリケなどの科学者が地球儀の製作に使用していた硫黄ではなく、ガラスを用いた最初の例です。 [131]彼は1675年に、ガラス板の片面をこすって電荷を発生させると、反対側に「光体」が引き寄せられることを示す実験を詳しく報告しました。彼はこれを、電気的な力がガラスを透過できる証拠だと解釈しました。[132]ニュートンはまた、ガラスが静電気の発生に効果的であることを王立協会に報告し、この特性が広く知られるようになる数十年前に、ガラスを「良電気」に分類しました。[133]彼が著書『光学』で提唱した、光の反射と屈折は表面全体での相互作用によって生じるという概念は、電気力の場の理論の先駆けと見なされています。[134]彼はまた、自然界における電気の重要な役割を認識し、光の放射、反射、屈折、屈折、加熱効果など、様々な現象の原因であると信じていました。彼は、電気は人体が経験する感覚に関与しており、筋肉の動きから脳機能まであらゆるものに影響を与えていると主張しました。[135]ニュートンの神経伝達理論は、ルイジ・ガルヴァーニの研究に多大な影響を与えました。ニュートンの理論は、神経伝達の媒介物として電気に焦点を当てており、当時主流であったデカルトの水力理論に反するものでした。彼はまた、神経系において電気的メカニズムと化学的メカニズムがどのように協働するかについて、明確でバランスの取れた理論を初めて提示しました。[136]ニュートンの質量分散モデルは、最小作用原理の成功例の祖先であり、屈折、特に運動量の観点から屈折を理解するための信頼できる枠組みを提供しました。[134]

ニュートンは『光学』において、プリズムをビームエキスパンダーとして用いる図と、複数プリズムアレイの応用を初めて示した。ニュートンの議論から約278年後、複数プリズムビームエキスパンダーは狭線幅 チューナブルレーザーの開発において中心的な役割を担うようになった。これらのプリズムビームエキスパンダーの使用は、複数プリズム分散理論へとつながった。[10]

ニュートンはまた、直線偏光が全反射する際にわずかに横方向にシフトする光学現象であるグース・ヘンヒェン効果を初めて提唱した人物でもある。彼はこの効果について、実験的および理論的に力学モデルを用いて説明した。[137]

科学は、色覚と数学化可能な光学的性質の違いを認識するようになった。ドイツの詩人で科学者のヨハン・ヴォルフガング・フォン・ゲーテはニュートンの理論を揺るがすことはできなかったが、「ゲーテはニュートンの鎧に一つの穴を見つけた。…ニュートンは、色彩のない屈折は不可能であるという学説に固執していた。したがって、彼は望遠鏡の対物レンズは永遠に不完全なままでなければならないと考えていた。無色収差と屈折は両立しないからである。この推論はドロンドによって誤りであることが証明された。」[138]

ジョン・ヴァンダーバンクによるニュートンの肖像画の彫刻

Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica

ニュートン自身の『プリンキピア』のコピー。第2版のニュートンの手書きの訂正が加えられており、現在はケンブリッジ大学トリニティ・カレッジのレン図書館に所蔵されている。

ニュートンは1665年から既に万有引力の理論を発展させていた。[139] 1679年、彼は天体力学の研究に戻り、ケプラーの惑星運動の法則を参照しながら、重力とそれが惑星の軌道に与える影響について考察した。天文学への関心が再び高まったニュートンは、1680年から1681年の冬に彗星が出現したことでさらに刺激を受け、ジョン・フラムスティードと書簡を交わした。[140]フックとのやり取りの後、ニュートンは惑星軌道が楕円形になるのは、半径ベクトルの2乗に反比例する求心力によるものであるという証明を導き出した。彼は、エドモンド・ハレーと王立協会に、約9枚の紙に書かれた論文『 De motu corporum in gyrum』で研究成果を共有し、1684年12月に王立協会の登録簿にコピーされました。 [141]この研究の一環として、ニュートンは求心力という用語も作りました。[142]この論文には、ニュートンが展開して『プリンキピア』を形成する中核が含まれていました。

プリンキピアは、ハレーの奨励と資金援助を受けて1687年7月5日に出版されました。この著作の中で、ニュートンは運動の3つの普遍法則を提唱しました。これらの法則は、あらゆる物体、それに作用する力、そして結果として生じる運動の関係を記述し、古典力学の基礎を築きました。[7]これらの法則は産業革命期の数多くの進歩に貢献し、200年以上も改良されることはありませんでした。これらの進歩の多くは、今日の非相対論的技術の基礎となっています。ニュートンは、後に重力として知られるようになる効果をラテン語の「gravitas」 （重さ）という言葉で表し、万有引力の法則を定義しました。[143]彼の著作は物理学における最初の偉大な統一を達成しました。[8]彼は二体問題を解き、三体問題を提示しました。[144]

同著作の中で、ニュートンは「始比と終比」を用いた微積分学のような幾何学的解析法を提示し、空気中の音速を（ボイルの法則に基づいて）初めて解析的に決定し、地球の回転楕円体の扁平率を推測し、月の重力が地球の扁平率に及ぼす影響として春分点歳差運動を説明し、月の運動の不規則性に関する重力研究を開始し、彗星の軌道を決定する理論を提供するなど、多くの成果を上げました。[143]ニュートンの伝記作家デイヴィッド・ブリュースターは、ニュートンの重力理論を月の運動に適用する作業の複雑さがあまりにも大きく、健康に影響を与えたと報告している。1692年から1693年にかけてこの問題に取り組んでいた間、「彼は食欲も睡眠も奪われ」、天文学者ジョン・マシンに「その問題を研究している時以外は頭が痛くなることはなかった」と語った。ブリュースターによると、ハレーはジョン・コンデュイットにも、解析を完了するよう迫られたニュートンは「いつも頭が痛くて眠れず、もう考えられないと答えていた」と語っている。[強調は原文のまま] [145]彼は実験によって地球の年齢を初めて算出し、 [146] [147]現代の風洞の前身となる装置についても説明した。[148]

ニュートンは、『プリンキピア』第2巻を通じて流体力学の重要な先駆者となり、その後の分析で、その53の命題のほぼすべてが正しく、疑問の余地があるのは2つか3つだけであることがわかった。[149]この本の命題1から18は、速度またはその2乗に比例する抵抗下での運動を包括的に扱った最初のものであり、学者のリチャード・S・ウェストフォールは、「ほとんど前例がないまま、ニュートンは抵抗条件下での運動、つまり世の中に見られる運動の科学的扱いを生み出した」と述べています。[149]命題15は、密度が距離に反比例して低下する大気中では、抗力を受ける円形軌道の物体は等角螺旋を描くことを示しており、これは後にモルドゥショウとヴォルペ（1973）によって独立に導き出された結果です。[150]第2巻の第9節では、ニュートンの実験が粘性への直接的な洞察をほとんど与えていないにもかかわらず、現在ではニュートン流体を定義している粘性抵抗と速度勾配の線形関係を定式化しました。[151] [152]ニュートンは流体の円運動についても論じ、クエット流れを解析した最初の人物でもあった。最初は命題51で単一の回転円筒について解析し、系2では2つの同心円筒間の流れに拡張した。[153] [151]さらに、彼は希薄媒体中を移動する軸対称物体の抵抗を解析した最初の人物でもあった。[79]

ニュートンは『プリンキピア』で太陽の質量を初めて定量的に推定し、後の版ではより正確な測定値が取り入れられ、太陽と地球の質量比の計算は現代の値に近づきました。[154] [155]さらに彼は木星と土星の質量と密度を決定し、4つの天体（太陽、地球、木星、土星）すべてを同じ比較尺度に載せました。[156]ニュートンのこの業績は、「地球上のすべての物体、地球自体、そして宇宙のあらゆる場所の物体に、一連の物理的概念と原理が当てはまるという教義の最高の表現」と呼ばれています。[156]

ニュートンは太陽系における太陽中心説を明確にした。これはやや現代的な展開をしており、1680年代半ばには既に太陽系の重心からの「太陽のずれ」を認識していた。 [157]ニュートンにとって、静止していると考えられるのは太陽や他の天体の中心そのものではなく、「地球、太陽、そしてすべての惑星の共通の重心こそが世界の中心とみなされるべき」であり、この重心は「静止しているか、直線的に等速で前進しているかのいずれかである」と考えた。（ニュートンが「静止している」という表現を採用したのは、中心はどこにあっても静止しているという共通の認識があったためである。）[158]

ニュートンは、広大な距離を越えて作用する目に見えない力の仮説を立てたため、科学に「神秘的な力」を持ち込んだとして批判された。[159]その後、ニュートンは『プリンキピア』第二版（1713年）の結論部分で、こうした批判を断固として否定し、その現象が重力を暗示しているだけで十分であるが、その原因は示されておらず、現象によって暗示されていない事柄について仮説を立てることは不必要かつ不適切であると記した。（ここで彼は後に彼の有名な表現となる「仮説は存在しない」を用いた。[160]）

ニュートンは『プリンキピア』によって国際的に認知されるようになった。[161]彼はスイス生まれの数学者ニコラ・ファティオ・ド・デュイリエを含む多くの崇拝者を獲得した。[162]

その他の重要な仕事

ニュートンは熱とエネルギーの流れを研究し、物体の冷却速度は物体と周囲の環境との温度差に比例するという冷却の経験則を定式化しました。この法則は1701年に初めて定式化され、対流熱伝達の正式な基礎として機能し、後にジョゼフ・フーリエによって自身の研究に取り入れられました。[11]

ニュートンは、後にマグヌス効果として公式化される現象を初めて観察し、定性的に記述した人物です。これは、ハインリヒ・マグヌスの実験研究より約2世紀も前のことでした。1672年の著書の中で、ニュートンはケンブリッジ大学でテニス選手を観察した際のことを回想し、テニスボールが斜めに打ち付けられ、飛行中に回転運動をしながら曲がる様子に気づきました。彼は、ボールの円運動と漸進運動の組み合わせにより、片側がもう片側よりも「隣接する空気をより激しく押し、叩く」ため、「空気の抵抗と反応が比例して大きくなる」と説明しました。これは、横方向の偏向を引き起こす圧力差に関する鋭い観察でした。[163] [164]

科学哲学

ニュートンの哲学者としての役割は深く影響力を持っており、17世紀後半から18世紀初頭の哲学界を理解するには、彼の中心的な貢献を認識することが不可欠です。歴史的に、ニュートンは近代哲学の中核人物として広く認識されていました。例えば、ヨハン・ヤコブ・ブルッカーの『哲学批判史』（1744年）は、最初の包括的な近代哲学史とみなされており、ニュートンを中心的な哲学者として明確に位置づけています。この描写は、ドニ・ディドロ、ジャン・ル・ロン・ダランベール、イマヌエル・カントといった啓蒙主義を代表する知識人たちの近代哲学に対する認識を大きく形作りました。[165]

ニュートンは『プリンキピア』第2版から、科学哲学、あるいは方法に関する最終章を設けました。ここで彼は有名なラテン語の「hypotheses non fingo」という一節を記しました。これは「私は仮説を立てない」と訳すことができます（「fingo」の直訳は「枠組み」ですが、文脈上は科学における仮説の使用に反対していました）。ニュートンが仮説を否定したこと（「hypotheses non fingo」）は、現象によって直接裏付けられていない原因について推測することを拒否したことを強調しています。ハーパーは、ニュートンの実験哲学は、仮説（検証されていない推測）と、現象を通して確立され帰納法によって一般化された命題を明確に区別することを含んでいると説明しています。ニュートンによれば、真の科学的探究には、推測的な推論ではなく、観察可能なデータに厳密に基づく説明が必要です。したがって、ニュートンにとって、経験的な裏付けのない仮説を提唱することは、実験哲学の完全性を損なうものであり、仮説は観察証拠に従属する暫定的な提案に過ぎないと考えました。[166]

彼はラテン語でこう書いている。

自然の重力の正当性を判断し、非フィンゴの仮説を導き出します。非推理的な現象の迅速な分析、仮説の概念、仮説、形而上学、物理学、秘密の定理、機械の哲学、実験哲学における 非現実的な場所。 HAC 哲学では、現象からの導出、および帰納法による一般的な導出という命題が含まれています。[167]

これは次のように翻訳されます。

「これまで私は、重力のこれらの性質の原因を現象から発見することができず、また仮説も立てていない。なぜなら、現象から演繹されないものはすべて仮説と呼ばれるべきであるからだ。そして、形而上学的であろうと物理的であろうと、神秘的なものであろうと機械的なものであろうと、仮説は実験哲学には存在しない。この哲学では、特定の命題は現象から推論され、その後、帰納法によって一般化される。」[56]

ニュートンは科学的方法論に貢献し、それを洗練させました。1670年代の光の性質に関する研究において、彼は厳格な方法論を示しました。それは、実験を行い、詳細な記録を取り、測定を行い、最初の実験から発展したさらなる実験を行い、理論を構築し、それを検証するためのさらなる実験を行い、最終的に他の科学者がすべてのステップを再現できるようにプロセス全体を記述するというものでした。[168]

1687年の著書『プリンキピア』で、彼は4つの原則を概説した。第一に「自然現象の原因は、その現象を説明するのに十分かつ真実である以上のものは認めてはならない」、第二に「同一の自然現象には、同一の原因を帰属させなければならない」、第三に「実験においてすべての物体に共通することが判明した物体の性質は、普遍的なものとみなされるべきである」、そして最後に「現象の観察から得られた命題は、他の現象と矛盾しない限り、正確であるか、あるいはほぼ真実であるとみなされるべきである」である。これらの原則は、現代の科学へのアプローチの基礎となっている。[169]

ニュートンの科学的方法は、3つの重要な点で単純な予測を超え、仮説演繹モデルの基礎を豊かにしました。第一に、現象が理論的パラメータを正確に測定することを要求するという、より豊かな経験的成功の理想を確立しました。第二に、理論的な問題を、測定によって経験的に解決可能な問題へと転換しました。第三に、暫定的に受け入れられた命題を研究の指針として用い、偏差がより正確なモデルの構築を促す逐次近似法を可能にしました。この理論を介した測定という堅牢な方法は、彼の後継者たちによって天文学への理論拡張に採用され、現代物理学の基礎要素として今もなお存在しています。[170]

晩年

ロイヤルミント

1712年、老年のニュートン。ジェームズ・ソーンヒル卿による肖像画。

1690年代、ニュートンは聖書の文字解釈と象徴解釈を扱った宗教論文を数多く執筆した。ニュートンがジョン・ロックに送った原稿の中で、ヨハネの手紙一5章7節（ヨハネ・コンマ）の忠実性と新約聖書の原典への忠実性について異論を唱えたものは、1785年まで出版されなかった。[171]

ニュートンは1689年と1701年にケンブリッジ大学からイングランド議会議員も務めたが、いくつかの記録によると、彼の発言は大学の講義室に冷たい隙間風が吹き込んでくると文句を言い、窓を閉めるよう要求しただけだったという。 [172]しかし、ケンブリッジの日記作家アブラハム・デ・ラ・プライムは、ニュートンが学生たちから家が幽霊が出ると言い張って地元住民を怖がらせたことを叱責したことを記録している。[173]

ニュートンは1696年、ウィリアム3世の治世中にロンドンに移り、王立造幣局長の職に就いた。この職は、当時大蔵大臣であった初代ハリファックス伯爵チャールズ・モンタギューの後援で得たものであった。彼はイングランドの大改貨を指揮し、ロンドン塔の総督ルーカス卿と争い、エドモンド・ハレーのために臨時チェスター支局の副会計監査官の職を確保した。ニュートンは、1699年にトーマス・ニールが亡くなった後、おそらく最もよく知られる造幣局長となり、人生の最後の30年間その職を務めた。[174] [175]これらの任命は閑職として意図されていたが、ニュートンはそれを真剣に受け止めた。彼は1701年にケンブリッジの職務から引退し、通貨を改革し、偽造者や偽札製造者を処罰するために権限を行使した。

ニュートンは王立造幣局長、そして後に造幣局長となり、1696年の大改鋳の際に押収された硬貨の20%が偽造であると推定しました。偽造は大逆罪であり、絞首刑、内臓抉り、四つ裂きの刑に処せられました。しかし、最も凶悪な犯罪者でさえ有罪判決を下すことは極めて困難でしたが、ニュートンはそれを成し遂げました。[176]

バーや居酒屋の常連に変装し、彼は自ら証拠の多くを集めた。[177]訴追には多くの障壁が設けられ、政府各部門は分離されていたにもかかわらず、イギリス法には依然として古くから残る強力な権威の慣習が残っていた。ニュートンは自らすべてのホームカウンティに治安判事を任命していた。この件に関する手紙の草稿は、ニュートンが個人的に初版を出版した『自然哲学の数学的原理』に収録されており、当時彼はおそらくこれを改訂していたと思われる。[178]その後、1698年6月から1699年のクリスマスの間に、証人、密告者、容疑者に対して100回以上の反対尋問を行った。彼は28人の貨幣偽造者を起訴することに成功し、その中には絞首刑に処された常習偽造者のウィリアム・シャロナーも含まれていた。[179]

偽造者を訴追するだけでなく、ニュートンは鋳造技術を改良し、ギニー硬貨の重量の標準偏差を1.3グラムから0.75グラムに低減した。1707年からは、ピクス（硬貨の硬貨検査）の試験において、少量の硬貨サンプル（重さ1ポンド）を検査する手法を導入し、許容誤差の大きさの低減に貢献した。彼は最終的に当時の財務省に41,510ポンド（2012年換算で約300万ポンド）の節約をもたらし、[180]彼の改良は1770年代まで続き、英国の硬貨の精度向上に貢献した。[181]彼は造幣局の生産性を大幅に向上させ、硬貨の週産出量を15,000ポンドから100,000ポンドに増加させた。[182]ニュートンは時間と動作の研究の先駆者としても知られているが、[183]​​ 彼の研究は標準化された産業生産性モデルではなく、身体能力の理論計算であった。[184]

ニュートンの造幣局での活動は、18世紀初頭の貨幣学、地質学、鉱業、冶金学、計量学などの分野における科学的、商業的関心の高まりに影響を与えました。 [184]

ニュートンは経済学に関して驚くほど現代的な見解を持っており、政府債務のような紙幣信用は、金属のみを基盤とする通貨の限界に対する現実的かつ賢明な解決策であると信じていました。彼は、この紙幣信用の供給を増やすことで金利が低下し、ひいては貿易を刺激し、雇用を創出できると主張しました。また、ニュートンは金属と紙幣の価値は世論と信頼によって決まるという、急進的な少数派の意見も持っていました。[185]

リンカンシャー州グレート・ゴナービーのニュートン家の紋章。後にアイザック卿が使用した[186]

ニュートンは1703年に王立協会の会長に就任し、フランス科学アカデミーの会員となった。王立協会での地位において、ニュートンは研究に用いていたジョン・フラムスティードの『ブリタニカ天文史』を時期尚早に出版したことで、フラムスティード王立天文学者を敵に回した。 [187]

騎士道

1705年4月、ニュートンはケンブリッジ大学トリニティ・カレッジを王室訪問した際に、アン女王からナイトの称号を授与されました。このナイトの称号は、ニュートンの科学的業績や造幣局長としての功績が認められたものではなく、 1705年5月の議会選挙に関連した政治的配慮から授与されたと考えられます。 [188]ニュートンはフランシス・ベーコンに次いで2人目の科学者であり、ナイトの称号を授与されました。[ 189]

ニュートンが1717年9月21日に国王陛下の財務長官に提出した報告書を受けて、1717年12月22日の勅令により、金貨と銀貨の二元論関係が変更され、金ギニーを銀21シリング以上と交換することが禁じられた。[190]輸入代金には銀貨が使用され、輸出代金は金で支払われたため、意図せず銀不足が生じ、英国は事実上銀本位制から初の金本位制へと移行した。ニュートンがこれを意図していたかどうかは議論の余地がある。[191]ニュートンは造幣局での仕事を錬金術の研究の延長と見なしていたとされている。[192]

ニュートンは南海会社に投資しており、1720年頃に会社が崩壊した際に少なくとも1万ポンド、おそらくは2万ポンド以上（2020年時点で440万ポンド[193]）の損失を被った。バブル以前から既に裕福であったため、遺産価値が約3万ポンドとなり、裕福なまま亡くなった。[194]

ニュートンは晩年、ウィンチェスター近郊のクランベリー・パークでしばらく過ごしました。そこは彼の姪とその夫が住んでいた田舎の邸宅でしたが、彼自身は主にロンドンに住んでいました。[195] [196]彼の異母姪であるキャサリン・バートン[ 197]は、ロンドンのジャーミン・ストリートにある彼の邸宅で、社交の場で彼の接待役を務めました。1700年に天然痘から回復中に書いた手紙が現存しており、ニュートンは「あなたのとても愛しい叔父様」という表現で締めくくり、17世紀の書簡に典型的な様式で家族への気遣いを表現しています。[198]歴史家パトリシア・ファラは、この手紙の文体は温かく父親的なものであり、医学的なアドバイスや回復期の彼女の容姿への気遣いなど、ロマンチックな意味合いは込められていないと指摘しています。[199]

死

アイザック・ニュートンのデスマスク
ニュートンのデスマスク、 1906年頃撮影

ニュートンは1727年3月20日（ NS 1727年3月31日）、ロンドンで眠っている間に亡くなった。 [a]貴族、科学者、哲学者たちが参列する盛大な葬儀が執り行われ、ウェストミンスター寺院に国王や女王と共に埋葬された。彼はこの寺院に埋葬された最初の科学者であった。[200] ヴォルテールも彼の葬儀に参列した可能性がある。[201]独身であった彼は晩年に財産の多くを親族に譲渡し、遺言書を残さずに亡くなった。[202]彼の書類はジョン・コンデュイットとキャサリン・バートンに渡った。[203]

ニュートンの死後まもなく、石膏製のデスマスクが作られました。これはフランドルの彫刻家ジョン・マイケル・リスブラックがニュートンの彫刻を制作する際に使用されました。[204]現在、このマスクは王立協会に所蔵されています。[205]

ニュートンの死後、髪の毛の検査が行われ、おそらく錬金術の研究に携わった結果と思われる水銀が含まれていることが判明した。水銀中毒は、ニュートンの晩年の奇行を説明するかもしれない。[202]

人格

ニュートンは、並外れた意欲と規律を持ち、生涯を仕事に捧げた人物として知られています。彼は仕事への並外れた意欲を持ち、それを自身の健康よりも優先したことで知られています。また、ニュートンは肉体的な欲求を厳しくコントロールし、飲食を控え、晩年には菜食主義者になりました。ニュートンは秘密主義で神経質な人物でしたが、精神病や双極性障害を患っていたとは考えられていません。彼は「驚異的な博学者」であり「非常に多才」だったと評されており、初期の研究には音声アルファベットや世界共通語に関するものもありました。[206]

ニュートンの多様な興味は、彼の蔵書に見ることができます。蔵書は1,752冊にのぼり、その数は確認できました。その大部分は神学に関する著作（27.2%、477冊）で、次いで錬金術（9.6%、169冊）、数学（7.2%、126冊）、物理学（3.0%、52冊）、そして天文学（1.9%、33冊）でした。最終的に、彼の有名な科学研究に関連する書籍は、蔵書全体の12%弱を占めました。[207]

ニュートンはかつて婚約していたと伝えられているものの、結婚はしなかった。ニュートンの葬儀の際ロンドンにいたヴォルテールは、「彼はいかなる情熱にも屈せず、人間にありがちな弱さにも屈せず、女性と関わることもなかった。これは、彼の最期の瞬間に付き添った内科医と外科医から私に保証された事実である」と述べている。[209]

ニュートンはスイスの数学者ニコラ・ファティオ・ド・デュイリエと親交を深め、1689年頃にロンドンで彼と出会いました。[162]二人の書簡の一部が現存しています。[210] [211]二人の関係は1693年に突然、そして原因不明の終焉を迎え、同時にニュートンは神経衰弱に陥りました。[212]その過程で、友人のサミュエル・ピープスやジョン・ロックに、激しい非難の手紙を送りつけました。ロックへの手紙には、ロックが「女性たちやその他の手段で」ニュートンを「巻き込もう」としたという非難が含まれていました。[213]

ニュートンは自身の業績について比較的謙虚だったようで、後年の回想録にこう記している。「世間からどう思われるかは分からないが、私自身は海辺で遊ぶ少年のようで、時折、普通より滑らかな小石や綺麗な貝殻を見つけて楽しんでいた。真実の大海原は、私の前に未発見のまま広がっていたのだ。」[214]とはいえ、彼は激しい競争心を持ち、時には知的なライバルに恨みを抱き、都合の良い時には個人攻撃も辞さなかった。これは彼の同時代人の多くに見られる共通の特徴だった。[206]例えば、1675年2月にロバート・フックに宛てた手紙の中で、彼は「もし私がより遠くを見ることができたとすれば、それは巨人の肩の上に立っていたからだ」と告白している。[215]一部の歴史家は、ニュートンとフックが光学的発見をめぐって論争していた時代に書かれたこの記述は、謙虚さを表明したというよりは（あるいは謙虚さに加えて）、おそらく背が低く背中が曲がっていたフックへの遠回しな攻撃であると主張した。[216]一方、17世紀の詩人ジョージ・ハーバートの『巨人の肩の上に立つ』(1651年)などに見られる、巨人の肩の上に立つというよく知られた諺は、「巨人の肩に乗った小人は、二人のうちより遠くを見る」という趣旨であり、実質的にはフックではなくニュートン自身を「より遠くを見る小人」として位置づけている。[217]

神学

宗教観

ニュートンは英国国教会の家庭に生まれたが、30代までに非正統的な信仰を育み、[218]歴史家スティーブン・スノーベレンは彼を異端者と評した。[219]それにもかかわらず、ニュートンは当時、博識で洞察力に富んだ神学者とみなされ、同時代人から尊敬されていた。当時のカンタベリー大主教トーマス・テニソンは彼に「あなたは我々全員を合わせたよりも多くの神学を知っている」と語り、[220]哲学者ジョン・ロックは彼を「数学における素晴らしい才能だけでなく、神学においても非常に貴重な人物であり、聖書に関する深い知識も持ち合わせており、その点で彼に匹敵する者はほとんどいない」と評した。[219] 1680年までに、彼の聖書学における名声は確立されていた。ジョン・ミルは新約聖書の批判版について彼の助言を求め、二人は創世記の初期の章の解釈についても短い文通を行った。トーマス・バーネットはニュートンに『テルリス・テオリア・サクラ』の草稿について相談し、ヘンリー・モアとはケンブリッジで黙示録の解釈について議論した。 [219]

ウィリアム・ストークリーはニュートンが聖書を読み研究することに熱心だったと書いている。[219]

イギリスで彼ほど聖書を熱心に読み、研究した人間はいなかった。それは彼の印刷された著作、彼が残した印刷されていない多くの作品、そして彼が日常的に使用し、いわゆる「めくり読み」の頻度で異常なほど頻繁に使用していた聖書からも明らかである。

1672年までに、彼は神学研究をノートに記録し始めていたが、誰にも見せず、1972年以降になって初めて一般公開された。[221]ニュートンの著作の半分以上は神学と錬金術に関するもので、そのほとんどは印刷されていない。[221]彼の著作は初期の教会文書に関する広範な知識を示しており、彼が従来の三位一体説を否定し、アタナシウスとの信条をめぐる論争で敗れたアリウスの側に立っていたことを示している。ニュートンは「キリストを神と人間の間の神聖な仲介者であり、創造主である父に従属する者として認識していた」[222] 。彼は特に預言に興味を持っていたが、彼にとって「大いなる背教は三位一体論であった」[223]。

ニュートンは、叙任の要件を免除する二つのフェローシップのうち一つを取得しようと試みたが、失敗した。1675年の最後の瞬間、彼は政府から免除状を受け取り、彼自身と将来のルーカス教会の教授職の受給者全員の資格が免除された。[224]

ニュートンにとって、イエス・キリストを神として崇拝することは偶像崇拝であり、根本的な罪であると信じていた。[225] 1999年、スノーベレンは「アイザック・ニュートンは異端者だった。しかし…彼は正統派からすれば極めて過激とみなされるような個人的な信仰を公に表明することはなかった。彼は信仰を巧みに隠していたため、学者たちは今も彼の個人的な信念を解明し続けている」と記している。スノーベレンは、ニュートンは少なくともソッツィーニ派の支持者（彼は少なくとも8冊のソッツィーニ派の著書を所有し、熟読していた）であり、おそらくアリウス派、そしてほぼ間違いなく反三位一体論者であったと結論付けている。[219]

ウィリアム・ブレイクによるニュートン（1795年、部分）。ニュートンは「神の幾何学者」として批判的に描かれている。 [226]

運動の法則と万有引力はニュートンの最もよく知られた発見となったが、彼はそれらを用いて宇宙を巨大な時計のような単なる機械とみなすことを戒めた。彼はこう言った。「重力は惑星を動かすかもしれないが、神の力なしには、惑星が太陽の周りを回っているような循環運動をさせることは決してできない」[227] 。

ニュートンは科学的な名声に加え、聖書と初期教父の研究でも注目に値する。ニュートンはテキスト批評に関する著作を著し、中でも『聖書の二つの顕著な改ざんに関する歴史的記述』と『ダニエル書とヨハネの黙示録に関する考察』が特に有名である。[228]彼はイエス・キリストの磔刑を西暦33年4月3日と定めており、これは伝統的に受け入れられている日付の一つと一致している。[229]

彼は理性的に内在する世界を信じていたが、ゴットフリート・ヴィルヘルム・ライプニッツとバルーク・スピノザに暗黙的に示唆されたヒュロゾイズムを拒絶した。秩序があり、力学的に情報化された宇宙は、能動的理性によって理解可能であり、また理解されなければならない。書簡の中で、彼は『プリンキピア』を執筆する際に「人間が神の存在を信じることを考える上で役立つような原理に目を向けていた」と主張している。[230]彼は世界の体系に設計の証拠を見出し、「惑星体系におけるこのような驚くべき均一性には、選択の影響が認められなければならない」と述べている。しかしニュートンは、不安定性がゆっくりと増大していくため、最終的には体系を改革するために神の介入が必要になると主張した。[231]この点でライプニッツは彼を嘲笑した。「全能の神は時折時計を巻き上げたいのだ。さもなければ時計は止まってしまう。どうやら神は時計を永久運動にするための十分な先見の明を持っていなかったようだ。」[232]

ニュートンの立場は、彼の信奉者サミュエル・クラークによって有名な書簡の中で擁護された。1世紀後、ピエール＝シモン・ラプラスの著作『天体力学』は、惑星の軌道が周期的な神の介入を必要としない理由を自然に説明した。[233]ラプラスの機械論的世界観とニュートンの世界観の対比は、天体力学における創造主の不在を批判したナポレオンに対し、ニュートンが返した有名な返答を考慮すると、最も強烈である。「閣下、私はこの仮説を使わなくても結構です」[234]

ニュートンが三位一体論に異議を唱えたかどうかは、学者の間で長らく議論されてきた。ニュートンの最初の伝記作家であり、彼の原稿を編纂したデイヴィッド・ブリュースターは、ニュートンは三位一体論を支持するいくつかの文章の信憑性に疑問を呈したが、三位一体論そのものを否定したわけではないと解釈した。[235] 20世紀には、ニュートンが執筆し、ジョン・メイナード・ケインズらが購入した暗号化された原稿が解読され[236]、ニュートンが実際に三位一体論を否定していたことが明らかになった。[219]

宗教思想

ニュートンとロバート・ボイルの機械哲学へのアプローチは、合理主義的なパンフレット作成者によって、汎神論と熱狂主義に代わる現実的な選択肢として宣伝された。それは正統派の説教者だけでなく、ラティテュディナリアンのような反体制派の説教者からもためらいながら受け入れられた。[237]科学の明晰さと単純さは、迷信的な熱狂と無神論の脅威という感情的かつ形而上学的な最上級のものに対抗する手段と見なされた。[238]そして同時に、第二波のイギリス理神論者たちは、ニュートンの発見を用いて「自然宗教」の可能性を実証した。[239]

啓蒙主義以前の「魔術的思考」やキリスト教の神秘主義的要素に対する攻撃は、ボイルの宇宙の力学的概念に根ざしていた。ニュートンはボイルの考えを数学的証明によって完成させ、そしておそらくより重要なのは、それを広く普及させることに成功したことである。[240]

錬金術

ニュートンは理性の時代の最初の人物ではありませんでした。彼は最後の魔術師であり、バビロニア人とシュメール人の最後の人物であり、わずか1万年ほど前に私たちの知的遺産を築き始めた人々と同じ目で、目に見える知的な世界を見つめた最後の偉大な知性でした。1642年のクリスマスに父親のいない死後に生まれたアイザック・ニュートンは、東方の三博士が心から敬意を表することのできる最後の天才でした。

–ジョン・メイナード・ケインズ、「ニュートンという人物」[241]

ニュートンの論文は推定1000万語あり、そのうち約100万語は錬金術に関するものです。ニュートンの錬金術に関する著作の多くは、他の原稿を写し、彼自身の注釈を加えたものです。[203]錬金術に関する文献は、職人の知識と哲学的思索が混在しており、しばしば言葉遊び、寓話、比喩の層に隠され、錬金術の秘密が守られています。[242]ニュートンの論文の内容の中には、教会から異端とみなされるものもあったかもしれません。[203]

1888年、ケンブリッジ大学は16年かけてニュートンの論文集を目録化した後、少数を保管し、残りをポーツマス伯爵に返還しました。1936年、ニュートンの子孫がこれらの論文をサザビーズで競売にかけました。[243]コレクションは分割され、総額約9,000ポンドで落札されました。[244] ジョン・メイナード・ケインズは、オークションでコレクションの一部を手に入れた約34人の入札者の一人でした。ケインズはその後、ニュートンの錬金術に関する論文集の推定半分を再構成し、1946年にケンブリッジ大学に寄贈しました。[243]

ニュートンの錬金術に関する著作はすべて、インディアナ大学が行っているプロジェクト「アイザック・ニュートンの化学」[245]でオンラインで公開されており、書籍にもまとめられています。[246]

ニュートンの科学への根本的な貢献には、重力の定量化、白色光が実際には不変のスペクトル色の混合であることの発見、そして微積分の定式化などが挙げられる。しかし、ニュートンには、完全には解明されていない、より神秘的な側面がもう一つある。それは、彼の生涯の約30年間にわたる活動領域であったが、同時代人や同僚からはほとんど隠されていた。ここで言及するのは、ニュートンが錬金術、あるいは17世紀イギリスでしばしば「ケミストリー（化学学）」と呼ばれていた分野に関わっていたことである。[245]

2020年6月、ニュートンがヤン・バプティスト・ファン・ヘルモントのペストに関する著書『ペストについて』について記した未発表のノート2ページが、ボナムズによってオンラインオークションに出品された。ボナムズによると、ニュートンがケンブリッジで1665年から1666年にかけてロンドンで発生した腺ペストの流行から身を守るために執筆したこの著書の分析は、ペストについて彼が残した記述の中で最も実質的なものだ。治療法に関して、ニュートンは「最良の方法は、ヒキガエルを煙突に3日間足で吊るし、最終的に様々な昆虫が入った土を黄色い蝋の皿に吐き出し、その後まもなく死ぬというものだ。ヒキガエルの粉末と排泄物、そして血清を混ぜてロゼンジ状にし、患部に塗布すると、伝染病が退散し、毒が排出される」と記している。[247]

遺産

認識

ウェストミンスター寺院にあるニュートンの墓碑（ジョン・マイケル・リスブラック作）

数学者で天文学者のジョゼフ＝ルイ・ラグランジュは、ニュートンが史上最も偉大な天才であると頻繁に主張し、 [248]また、ニュートンは「最も幸運な人物でもあった。なぜなら、世界体系を確立できるのは一度きりだからだ」とも付け加えた。[249]イギリスの詩人アレクサンダー・ポープは、有名な墓碑銘を記している。

自然と自然の法則は夜に隠されていた。
神は「ニュートンよ、ここにあり」と言い、全ては光に包まれた。

しかし、ウェストミンスターにあるニュートンの記念碑にこの碑文を刻むことは許可されなかった。碑文には次のように記されている。[250]

HSE ISAACUS NEWTON Eques Auratus、/ Qui、animi vi prope divinâ、/ Planetarum Motus、Figuras、/ Cometarum semitas、Oceanique Aestus。 Suâ Mathesi facem praeferente / Primus Demonstravit: / Radiorum Lucis dissimilitudines、/ Colorumque inde nascentium proprietates、/ Quas nemo antea vel supicatuserat、pervestigavit。 / Naturae、Antiquitatis、S. Scripturae、/ Sedulus、sagax、fidus Interpres / Dei OM Majestatem Philosophiâ asseruit、/ Evangelij Simplicitatem Morbus Expressit。 / Sibi gratulentur Mortales、/ Tale tanumque exstitisse / HUMANI GENERIS DECUS。 /NAT。 12月25日AD MDCXLII。オビット。 ××。 3月MDCCXXVI、

これは次のように翻訳できる。[250]

ここに、騎士と呼ばれたアイザック・ニュートンが埋葬されています。彼は、神のような精神力と、彼独自の数学的原理によって、惑星の軌道と形状、彗星の軌道、海の潮汐、光線の相違点、そしてそれまで他の学者が想像もしなかった、それによって生み出される色の特性を探求しました。勤勉で賢明、そして忠実であった彼は、自然、古代、そして聖書の解説において、自らの哲学によって全能にして善なる神の威厳を立証し、福音の簡潔さをその作法によって表現しました。人類にとってこれほど偉大な、そしてこれほど素晴らしい装飾が存在したことを、人々は喜ぶべきことです。彼は1642年12月25日に生まれ、1726年3月20日に亡くなりました。

ニュートンは「西洋科学史において最も影響力のある人物」[251]と呼ばれ、「科学史の中心人物」であり、「誰よりも科学の力に対する我々の大きな信頼の源泉である」[252]とみなされている。 ニューサイエンティスト誌はニュートンを「科学史における最高の天才であり、最も謎めいた人物」と呼んだ[253] 。哲学者で歴史家のデイヴィッド・ヒュームもまた、ニュートンを「人類の装飾と教育のために現れた、最も偉大で稀有な天才」と評した[254] 。アメリカ合衆国建国の父であり大統領でもあったトーマス・ジェファーソンは、モンティチェロの自宅にジョン・ロック、サー・フランシス・ベーコン、そしてニュートンの肖像画を飾っていた。ジェファーソンは彼らを「例外なく、史上最も偉大な三人」と評し、「物理科学と道徳科学において築かれた上部構造の基礎」を築いた人物として称賛した。[255]作家で哲学者のヴォルテールはニュートンについて、「もし宇宙の天才たちが集まったとしても、ニュートンがその先頭に立つだろう」と記した。[256]神経学者で精神分析医のアーネスト・ジョーンズはニュートンを「史上最高の天才」と評した。[257]数学者のギヨーム・ド・ロピタルはニュートンに対して神話的な崇敬の念を抱いており、その深い疑問と発言でそれを表現した。「ニュートン氏は他の人々と同じように食べたり、飲んだり、眠ったりするだろうか？私は彼を物質から完全に切り離された天上の天才として捉えている。」[258]

ニュートンはさらに「科学革命の巨匠」と呼ばれ、「傑出した思想家が数多く存在した時代において、ニュートンはまさに最も傑出していた」と評されている。博学者ヨハン・ヴォルフガング・フォン・ゲーテは、ガリレオ・ガリレイが亡くなりニュートンが生まれた1642年を「現代のクリスマス」と称した。 [6]博学者ヴィルフレド・パレートは、ニュートンを史上最も偉大な人物と評価した。[259] 1927年、ニュートンの死後200年を記念して、天文学者ジェームズ・ジーンズは、ニュートンは「間違いなく人類史上最も偉大な科学者であり、おそらく最も偉大な知性を有していた」と述べた。[256]物理学者ピーター・ローランズも、ニュートンは「人類史上最も強力な知性を有していたかもしれない」と述べている。[206]ニュートンは光学、数学、力学、重力の4つの革命を構想したが、電気における5つ目の革命も予見していた。しかし、老齢のため時間と体力が足りず、それを完全に実現することはできなかった。[260] [261]ニュートンの業績は近代科学の発展に最も影響を与えたと考えられている。[44] [262] [263] [264]

物理学者ルートヴィヒ・ボルツマンは、ニュートンの『プリンキピア』を「理論物理学に関する最初の、そして最も偉大な著作」と呼んだ。[265]物理学者スティーブン・ホーキングも同様に『プリンキピア』を「おそらく物理科学分野で出版された最も重要な著作」と呼んだ。[266]ラグランジュは『プリンキピア』を「人間の知性が生み出した最大の成果」と呼び、「人間の知性が何を成し遂げられるかを示すこのような例に、私は驚嘆した」と記している。[267]

物理学者エドワード・アンドラーデは、ニュートンは「後にも先にも、誰よりも持続的な精神努力を行うことができた」と述べた。彼はまた、ニュートンの歴史における地位についても言及し、次のように述べている。[268]

人類の歴史には時折、普遍的な意義を持つ人物が現れ、その著作によって人類の思想や経験の流れを一変させ、その後のあらゆる作品に彼の精神の痕跡が刻まれる。シェイクスピア、ベートーベン、ニュートンといった人物がそうであったが、この三人の中で、彼の領域は最も広く広がっている。

フランスの物理学者であり数学者でもあるジャン＝バティスト・ビオはニュートンの天才を称賛し、次のように述べています。[269]

知性の優位性がこれほど正当に確立され、これほど完全に認められたことはかつてなかった。数学と実験科学において、これに匹敵するものも例のない。両方の才能を最高度に融合させたのだ。

ゴットフリート・ヴィルヘルム・ライプニッツとのライバル関係にもかかわらず、ライプニッツはニュートンの研究を称賛しており、1701年の晩餐会でプロイセン王妃ゾフィー・シャルロッテからニュートンに対する見解を問われた際には次のように答えている。[270] [271]

世界の始まりからニュートンの生きた時代までの数学を振り返ると、彼が成し遂げたことはその半分以上を占めていた。

数学者E.T.ベルは、ニュートンをカール・フリードリヒ・ガウス、アルキメデスと並んで史上最も偉大な3人の数学者に挙げ、[272]数学者ドナルド・M・デイビスも、ニュートンは一般的に他の2人と共に史上最も偉大な数学者に挙げられていると指摘している。[273] 1962年に雑誌「The Mathematics Teacher」に発表した論文で、数学者ウォルター・クロスビー・イールズは、史上最も著名な数学者を分類したリストを客観的に作成しようとした。ニュートンはトップ100人のリストの中で第1位にランクされ、この順位は、研究における可能性のある誤差を考慮に入れた後でも統計的に確認された。[274]科学編集者で作家のクリフォード・A・ピックオーバーは、2001年に出版した著書「Wonders of Numbers」で、史上最も影響力のある数学者トップ10をランク付けし、ニュートンを第1位に挙げた。[275] 『ケンブリッジ・コンパニオン・トゥ・アイザック・ニュートン』（2016年）では、彼は「非常に若い頃から並外れた問題解決能力を持ち、人類が生み出した中でも最高の人物だった」と評されている。[276]彼は最終的に、ジェームズ・クラーク・マクスウェルやアルバート・アインシュタインと並んで史上最高の理論科学者のトップ2、または3にランクされ、カール・F・ガウスと並んで史上最高の数学者であり、実験科学者の第一人者でもある。そのため、「ニュートンは経験科学者の中でも独自のクラスにいる。なぜなら、これらのカテゴリーの2つでさえ第一人者を思い浮かべるのは難しいからだ」とされている。また、「少なくとも後続の科学者と比較して、ニュートンは科学的努力をより広い視野で捉える能力においても並外れていた」とも指摘されている。[277]ガウス自身はアルキメデスとニュートンを英雄としており、[278]偉大な数学者や哲学者などの知識人に対してはクラリッシムス（clarissimus）やマグヌス（magnus）といった言葉を用いたが、ニュートンに対してのみスムス（summus）を用いた。そして、ラグランジュやピエール＝シモン・ラプラスといった科学者に対するニュートンの研究の計り知れない影響に気づいたガウスは、「ニュートンは永遠にすべての巨匠の中の巨匠である！」と叫んだ。[267] [279]

化学者ウィリアム・H・クロッパーは著書『偉大な物理学者』の中で、ニュートンの比類なき天才性を強調し、次のように述べています。 [280]

ある評価においては、ニュートンは物理学史上最も偉大な創造的天才であったという点に疑いの余地はない。この称号を争う他の候補者（アインシュタイン、マクスウェル、ボルツマン、ギブス、ファインマン）の誰も、理論家、実験家、そして数学者としてのニュートンの功績を全て合わせた業績に匹敵することはできない。

アルバート・アインシュタインは、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並んで、書斎の壁にニュートンの写真を飾っていた。 [281]アインシュタインは、ニュートンが微積分学を自身の運動法則と結びつけて発明したことは、「おそらく、一人の人間が成し遂げた最も偉大な思想的進歩である」と述べた。[282]彼はまた、ニュートンの影響についても言及し、次のように述べている。 [283]

これまで私たちが考えてきた自然の過程についての私たちの考えの全体的な進化は、ニュートンの考えの有機的な発展とみなすことができるかもしれません。

1999年、当時の著名な物理学者100人を対象とした世論調査では、アインシュタインが「史上最高の物理学者」に選ばれ、ニュートンが次点と​​なった。一方、一般の物理学者を対象とした同様の調査では、ニュートンが史上最高の物理学者に選ばれた。[284] [285] 2005年には、一般市民と英国王立協会会員を対象とした二重調査で、ニュートンとアインシュタインのどちらが科学への全体的な貢献度が高いか、そして人類への肯定的な貢献度が高いかという2つの質問が投げかけられた。どちらのグループも、どちらの質問に対しても、ニュートンがより大きな貢献をしたという意見で一致した。[286] [287]

1999年、タイム誌はニュートンを17世紀の「世紀の人物」に選出した。 [260]ニュートンは2002年にBBCが実施した「最も偉大な英国人100人」の投票で6位にランクインした。しかし、2003年にはBBCワールドが実施した投票でニュートンが最も偉大な英国人に選ばれ、ウィンストン・チャーチルが2位となった。[288]ニュートンは2009年にケンブリッジ大学の学生によって最も偉大なケンブリッジ人として選ばれた。[289]

物理学者レフ・ランダウは、 物理学者を生産性と天才性に基づいて0から5までの対数スケールでランク付けした。最高ランクの0はニュートンに与えられた。アインシュタインは0.5だった。1は、ヴェルナー・ハイゼンベルクやポール・ディラックといった量子力学の父たちに与えられた。ノーベル賞受賞者であり超流動性の発見者であるランダウは、自身を2とランク付けした。[290] [291]

SI組立単位の力は彼に敬意を表してニュートンと名付けられました。

ニュートンの現存する科学技術論文のほとんどはケンブリッジ大学に保管されている。ケンブリッジ大学図書館が最大のコレクションを誇り、キングス・カレッジ、トリニティ・カレッジ、フィッツウィリアム博物館にも論文が所蔵されている。イスラエル国立図書館には神学と錬金術に関する論文のアーカイブがあり、スミソニアン協会、スタンフォード大学図書館、ハンティントン図書館にも小規模なコレクションがある。ロンドン王立協会にもいくつかの原稿が所蔵されている。 [292]イスラエルのコレクションは、文書の世界的な重要性が認められ、2015年にユネスコの世界記憶遺産に登録された。ケンブリッジと王立協会のコレクションは2017年にこの登録に加えられた。[293]

アップル事件

ニュートンは、リンゴが木から落ちるのを見て、万有引力の理論を考案するインスピレーションを得たという逸話をよく語った。[294] [295]この話は、ニュートンの姪であるキャサリン・バートンがヴォルテールに語ったことで広く知られるようになったと考えられている。[296]ヴォルテールは叙事詩論（1727年）の中で、「アイザック・ニュートン卿は庭を散歩していたとき、リンゴが木から落ちるのを見て、万有引力のシステムを初めて思いついた」と記している。[297] [298]

リンゴの話の信憑性に疑問を抱く者もいるが[299] [300]、ニュートンの知人たちは、リンゴが実際にニュートンの頭に当たったという作り話ではなく、ニュートン自身がこの話をしたとしている[301] [302]。 1752年の原稿が王立協会から公開されている ウィリアム・スタクリーは、1726年4月15日にケンジントンでニュートンと会話した記録を残している[303] [304]。

私たちは庭に行き、リンゴの木陰でお茶を飲みました。彼と私だけがいました。他の会話の中で、彼は以前、重力の概念が頭に浮かんだ時と全く同じ状況にいると言いました。「なぜあのリンゴはいつも地面に対して垂直に落ちるのだろう」と彼は、物思いにふけりながらリンゴが落ちたのをきっかけに考えました。「なぜ横や上ではなく、常に地球の中心に向かって落ちるのだろう？きっと、地球がリンゴを引っ張るからだ。物質には引力があるはずだ。そして、地球の物質が持つ引力の総和は、地球のどの側にもではなく、地球の中心にあるはずだ。だから、このリンゴは垂直に、つまり中心に向かって落ちるのだ。物質がこのように物質を引き寄せるなら、その量は物質の量に比例しているはずだ。だから、リンゴは地球を引き寄せ、地球もリンゴを引き寄せるのだ。」

ロイヤルミントでのニュートンの助手であり、ニュートンの姪の夫でもあるジョン・コンデュイットも、ニュートンの生涯について書いた本の中でこの出来事について述べている。 [305]

1666年、彼は再びケンブリッジを離れ、リンカンシャーに住む母親のもとへ戻った。庭で物思いにふけりながら散歩していると、重力の力（リンゴを木から地面に落とす力）は地球から特定の距離に限定されるのではなく、通常考えられているよりもはるかに遠くまで及んでいるのではないかという考えが浮かんだ。「なぜ月と同じ高さまでではないのか？」と彼は心の中で思った。もしそうだとしたら、それが月の運動に影響を与え、軌道上に留まっているかもしれない。そこで彼は、その仮定がどのような結果をもたらすか計算し始めた。

ニュートンのノートから、1660年代後半に彼が地球の重力が反比例して月まで広がるという考えに取り組んでいたことが分かっています[306] 。これは他の科学者が既に推測していたことです。1665年頃、ニュートンは月の公転周期と距離、そして地球に落下する物体のタイミングを考慮した定量分析を行いました。ニュートンがこれらの結果を当時発表しなかったのは、地球の重力があたかもその質量がすべて地球の中心に集中しているかのように作用することを証明できなかったためです。その証明には20年かかりました[307] 。13 

年輪年代学とDNA分析によって裏付けられた歴史的記録の詳細な分析は、ウールズソープ・マナーの庭園に1本だけ生えていたリンゴの木が、ニュートンが記述した木であったことを示している。[308]この木は1816年頃の嵐で倒れたが、根から再び成長し、[309]ナショナル・トラストの管理下で観光名所として現在も利用されている。[310] [311]

ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジの正門の外、ニュートンが在学していた部屋の下には、原種の子孫[312]が生育しているのが見られます。ケント州ブログデールにある国立果樹コレクションでは、同所の木の接ぎ木を供給しており、その木は肉質が粗い調理用品種「フラワー・オブ・ケント」と酷似しているようです。 [313]

記念行事

オックスフォード大学自然史博物館に展示されているニュートンの像は、落ちたリンゴを見つめるニュートンの姿を表現している。

ニュートンの記念碑（1731年）はウェストミンスター寺院の内陣入口の北側、内陣スクリーンの向かい側、墓の近くに建っている。この記念碑は建築家ウィリアム・ケントの設計で、彫刻家マイケル・リスブラック（1694-1770）によって白と灰色の大理石で制作された。[314]この記念碑には、石棺の上に寄りかかるニュートンの姿が描かれている。右肘は数冊の大きな本に載せられ、左手は数学的なデザインの巻物を指している。彼の上にはピラミッドと天球儀があり、黄道十二宮と1680年の彗星の軌道が描かれている。レリーフパネルには望遠鏡やプリズムなどの器具を使うプットーが描かれている。 [315]

1978年から1988年まで、ハリー・エクレストンがデザインしたニュートンの肖像が、イングランド銀行が発行したシリーズDの1ポンド紙幣（イングランド銀行が発行した最後の1ポンド紙幣）に掲載されました。紙幣の裏面には、本を手に持ち、望遠鏡、プリズム、そして太陽系図を携えたニュートンが描かれていました。[316]

オックスフォード大学自然史博物館には、足元のリンゴを見つめるアイザック・ニュートンの像があります。エドゥアルド・パオロッツィによる1995年の作品で、ウィリアム・ブレイクの版画にインスピレーションを得て制作された巨大なブロンズ像「ニュートン（ウィリアム・ブレイクに倣って）」は、ロンドンの大英図書館の広場を飾っています。ニュートンのブロンズ像は、彼が通っていたグランサムの中心部、グランサム・ギルドホールの前に1858年に建てられました。

ウールズソープ・バイ・コルスターワースに今も残る農家は、彼の生誕地であり「重力を発見し、光の屈折に関する理論を展開した場所」であることから、ヒストリック・イングランドによってグレードI指定建造物に指定されている。[317]

米国物理学会（IOP）には、ニュートンにちなんで名付けられたアイザック・ニュートン・メダルという最高かつ最も権威のある賞があり、物理学への世界的な貢献に対して授与されます。[318] [319]この賞は2008年に初めて授与されました。

啓蒙主義

啓蒙時代のヨーロッパ哲学者や歴史家は、ニュートンの『プリンキピア』出版が科学革命の転換点となり、啓蒙時代をスタートさせたと考えている。ニュートンの宇宙観は、自然法則と合理的に理解できる法則に基づいており、それが啓蒙思想の萌芽の一つとなった。[320] ジョン・ロックとヴォルテールは自然法の概念を政治体制に適用し、内在的権利を主張した。重農主義者とアダム・スミスは心理学と利己主義の自然概念を経済体制に適用した。社会学者は、歴史を自然の進歩モデルに当てはめようとする現在の社会秩序を批判した。[要出典]ジェームズ・バーネット、モンボド卿、サミュエル・クラークはニュートンの著作の一部に抵抗を示したが、最終的にはそれを彼らの強い宗教的自然観に合理化した。[321]

作品

生前に出版された

死後に出版

参照

参考文献

注記

  1. ^ abc ニュートンの存命中、ヨーロッパでは2種類の暦が使われていた。英国を含むプロテスタントおよび正教会の地域ではユリウス暦（「旧暦」）が、ヨーロッパではローマカトリックの暦（「新暦」）が使われていた。ニュートンの誕生時、グレゴリオ暦はユリウス暦より10日進んでいた。そのため、彼の誕生は旧暦では1642年12月25日と記録されているが、新暦（現代）では1643年1月4日に換算できる。彼が死ぬ頃には、2つの暦の差は11日にまで広がっていた。さらに、イングランドの民事年度または法定年度は3月25日に始まるため、ニュートンの死は3月20日で、イングランドでは依然として1726年と記録されていた。
  2. ^この主張は、1727年にウィリアム・ストゥークリーが リチャード・ミードに宛てたニュートンに関する手紙の中でなされた。18世紀後半に初期の科学者に関する口承を収集したチャールズ・ハットンは、「たとえ結婚したいという気持ちがあったとしても、彼が結婚しなかったことには十分な理由はないように思われる。むしろ、彼は国家、そして性全般に対して生来無関心であった可能性が高い」と述べている。[208]

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  • ニュートン、アイザック.アイザック・ニュートン光学論文集 第1巻：光学講義 1670–1672ケンブリッジ大学出版局 (1984)
    • ニュートン、アイザック『光学』（第4版、1730年）オンライン版
    • ニュートン、I. (1952). 『光学、すなわち光の反射、屈折、変曲、色彩に関する論文』ニューヨーク：ドーバー出版.
  • ニュートン、I. 『サー・アイザック・ニュートンの自然哲学の数学的原理と世界体系』、A.モット訳、フロリアン・カジョリ改訂。バークレー：カリフォルニア大学出版局（1934年）
  • ホワイトサイド, D. T.編 (1967–1982).アイザック・ニュートン数学論文集. ケンブリッジ: ケンブリッジ大学出版局. ISBN 978-0-521-07740-8。 – 8巻。
  • ニュートン、アイザック.アイザック・ニュートン書簡集、 H・W・ターンブル他編、全7巻（1959-77年）
  • ニュートンの自然哲学：著作集、 HSセイヤー編（1953年、オンライン版）
  • アイザック・ニュートン卿、J・エドストン、ロジャー・コーツ共著、『アイザック・ニュートン卿とコーツ教授の書簡、その他の著名人からの手紙を含む』、ロンドン、ジョン・W・パーカー、ウェスト・ストランド；ケンブリッジ、ジョン・デイトン（1850年、Google Books）
  • マクローリン, C. (1748). 『サー・アイザック・ニュートンの哲学的発見に関する四冊の記録』 ロンドン: A. ミラー、J. ヌース
  • ニュートン、I. (1958). 『アイザック・ニュートンの自然哲学に関する論文と書簡および関連文書』、IBコーエン、R.E.スコフィールド編、ケンブリッジ：ハーバード大学出版局
  • ニュートン, I. (1962). 『アイザック・ニュートンの未発表科学論文集：ケンブリッジ大学図書館ポーツマス・コレクションより』ARホール、MBホール編. ケンブリッジ: ケンブリッジ大学出版局
  • ニュートン、I.（1975）『アイザック・ニュートンの『月の運動の理論』（1702年）』ロンドン：ドーソン社

錬金術に関する参考文献

  • クレイグ、ジョン（1946年）『ニュートン・アット・ザ・ミント』ケンブリッジ、イギリス：ケンブリッジ大学出版局。OCLC 245736525  。
  • クレイグ、ジョン (1953). 「XII. アイザック・ニュートン」. 『ミント：西暦287年から1948年までのロンドン造幣局の歴史』 . ケンブリッジ、イギリス: ケンブリッジ大学出版局. pp.  198– 222. ASIN  B0000CIHG7. OCLC  977070945.
  • リチャード・ド・ヴィラミル（1972）[1931]. 『ニュートンという人間』. アルバート・アインシュタインによる序文. ニューヨーク：ジョンソン・リプリント・コーポレーション. LCCN  71-166282. OCLC  314151.
  • ドブス、BJT (1975). 『ニュートンの錬金術の基礎、あるいは「グリーン・ライオンの狩猟」』ケンブリッジ：ケンブリッジ大学出版局. OCLC  5894382246.
  • ジョン・メイナード・ケインズ(1933) [1923 (再版)]. 「ニュートンという人間」. ジェフリー・ケインズ編『伝記エッセイ集』. ロンドン: ルパート・ハート＝デイヴィス. OCLC  459767439.ケインズはニュートンに深い関心を持ち、ニュートンの個人文書を多数所有していた。
  • ストゥークリー、W. (1936) [1752]. ホワイト、AH (編) 『サー・アイザック・ニュートンの生涯の回想録』 ロンドン：テイラー・アンド・フランシス. OCLC  1333392.
  • トラビュー, J. (2004年1月～4月). 「メリーランド州カルバート郡のアンとアーサー・ストーラー、サー・アイザック・ニュートンの友人」. 『アメリカン・ジェネアロジスト』 . 79 ( 1-2 ): 13-27 .

宗教

  • ドブス、ベティ・ジョー・テッター著『天才の二面性：ニュートンの思想における錬金術の役割』（1991年）は、錬金術をアリウス派と結びつけている。
  • フォース、ジェームズ・E、リチャード・H・ポプキン編『ニュートンと宗教：文脈、性質、そして影響』（1999年）、pp. xvii、325。新たに公開された写本を用いた学者による13の論文
  • ファイゼンマイヤー、トーマス C. (1997)。 「アイザック・ニュートンはアリアン人でしたか？」思想史ジャーナル。58 (1): 57–80 .土井:10.1353/jhi.1997.0001。JSTOR  3653988。S2CID 170545277  。
  • ラマティ、アイヴァル (2001). 「創造の隠された真実：ニュートンのフラクション法」.英国科学史ジャーナル. 34 (4): 417–38 . doi :10.1017/S0007087401004484. JSTOR  4028372. S2CID  143045863.
  • スノーベレン、スティーブン・D.（2001）。「神の中の神、主の中の主」: アイザック・ニュートンの一般スコリウムからプリンキピアまでの神学。オシリス. 16 : 169–208 . Bibcode :2001Osir...16..169S. doi :10.1086/649344. JSTOR  301985. S2CID  170364912。
  • スノベレン、スティーブン・D. (1999年12月). 「異端者アイザック・ニュートン：ニコデミットの戦略」.英国科学史ジャーナル. 32 (4): 381– 419. doi :10.1017/S0007087499003751. JSTOR  4027945. S2CID  145208136.

科学

  • ベヒラー、ゼブ（2013年）『現代ニュートン研究（近代科学史研究）』（第9巻）シュプリンガー社ISBN 978-94-009-7717-4。
  • ベルリンスキー、デイヴィッド著『ニュートンの贈り物：サー・アイザック・ニュートンはいかにして世界のシステムを解き放ったのか』（2000年）ISBN 0-684-84392-7
  • チャンドラセカール、スブラマニアン（1995年）『ニュートンのプリンキピア』（一般読者向け）オックスフォード：クラレンドン・プレス、ISBN 978-0-19-851744-3。
  • コーエン、I. バーナード、ジョージ・E. スミス編『ケンブリッジ・コンパニオン・トゥ・ニュートン』（2002年）。哲学的問題にのみ焦点を当て、抜粋と本文検索が可能。完全版はオンラインで入手可能。2008年10月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年10月13日閲覧。
    • イリフ、ロブ、スミス、ジョージ・E.編 (2016). 『ケンブリッジ・コンパニオン・トゥ・ニュートン』 ケンブリッジ大学出版局. doi :10.1017/cco9781139058568. ISBN 978-1-139-05856-8。
  • クリスチャンソン、ゲイル（1984年）『創造主の存在の中で：アイザック・ニュートンとその時代』ニューヨーク：フリープレス、ISBN 978-0-02-905190-0。このよく文書化された作品は、特にニュートンの教父学に関する知識に関する貴重な情報を提供している。
  • コーエン、I.B.（1980）『ニュートン革命』ケンブリッジ：ケンブリッジ大学出版局、ISBN 978-0-521-22964-7。
  • クレイグ、ジョン (1958). 「アイザック・ニュートン ― 犯罪捜査官」. Nature . 182 (4629): 149–52 . Bibcode :1958Natur.182..149C. doi :10.1038/182149a0. S2CID  4200994.
  • クレイグ、ジョン (1963). 「アイザック・ニュートンと偽造者」.ロンドン王立協会記録. 18 (2): 136–45 . doi :10.1098/rsnr.1963.0017. S2CID  143981415.
  • グレイック、ジェームズ (2003).アイザック・ニュートン. アルフレッド・A・クノップ. ISBN 978-0-375-42233-1。
  • ハレー, E. (1687). 「ニュートンの『プリンキピア』評」.哲学論文集. 186 : 291–97 .
  • ホーキング、スティーブン編『巨人の肩の上で』ISBN 0-7624-1348-4ニュートンの『プリンキピア』から抜粋した内容を、コペルニクス、ケプラー、ガリレオ、アインシュタインの著作の文脈に当てはめる
  • ヘリベル、J.W. (1965). 『ニュートンのプリンキピアの背景：1664年から1684年にかけてのニュートンの力学研究に関する研究』オックスフォード：クラレンドン・プレス.
  • ニュートン、アイザック. 『自然哲学論文集』 、 I.バーナード・コーエン編.ハーバード大学出版局, 1958, 1978; ISBN 0-674-46853-8。
  • ペンバートン, H. (1728). 「サー・アイザック・ニュートンの哲学の一考察」. 『物理学教師』 . 4 (1): 8– 9.書誌コード:1966PhTea...4....8M. doi :10.1119/1.2350900.
  • シャモス、モリス・H. (1959). 『物理学における偉大な実験』 ニューヨーク: ヘンリー・ホルト・アンド・カンパニー社再版、ドーバー出版、1987年、ISBN 978-0-486-25346-6。
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