Sir Isaac Newton foi um matemático, físico, astrônomo, teólogo e autor inglês descrito em sua época como um "filósofo natural", amplamente reconhecido como um dos cientistas mais influentes de todos os tempos e figura-chave na revolução científica. Seu livro Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos da Filosofia Natural), publicado pela primeira vez em 1687, estabeleceu a mecânica clássica. Newton também fez contribuições seminais à óptica e divide crédito com Gottfried Wilhelm Leibniz pelo desenvolvimento do cálculo infinitesimal.
No Principia, Newton formulou as leis do movimento e da gravitação universal que formaram a visão científica dominante até serem superadas pela teoria da relatividade. Newton usou sua descrição matemática da gravidade para provar as leis do movimento planetário de Kepler, explicar as marés, as trajetórias dos cometas, a precessão dos equinócios e outros fenômenos, eliminando dúvidas sobre o heliocentrismo do Sistema Solar. Ele demonstrou que o movimento de objetos na Terra e de corpos celestes poderia ser explicado pelos mesmos princípios. A inferência de Newton de que a Terra é um esferoide oblato foi posteriormente confirmada pelas medições geodésicas de Maupertuis, La Condamine e outros, convencendo a maioria dos cientistas europeus da superioridade da mecânica newtoniana sobre sistemas anteriores.
!Engraving of a Portrait of Newton by John Vanderbank Gravura de um Retrato de Newton por John Vanderbank
Newton construiu o primeiro telescópio refletor prático e desenvolveu uma teoria sofisticada da cor baseada na observação de que um prisma separa a luz branca nas cores do espectro visível. Seu trabalho sobre luz foi compilado em seu livro altamente influente Opticks, publicado em 1704. Ele também formulou uma lei empírica de resfriamento, fez o primeiro cálculo teórico da velocidade do som e introduziu a noção de fluido newtoniano. Além de seu trabalho em cálculo, como matemático Newton contribuiu para o estudo de séries de potências, generalizou o teorema binomial para expoentes não inteiros, desenvolveu um método para aproximar as raízes de uma função e classificou a maioria das curvas planas cúbicas.
Newton foi membro do Trinity College e o segundo Professor Lucasiano de Matemática na Universidade de Cambridge. Era um cristão devoto, porém heterodoxo, que rejeitava privadamente a doutrina da Trindade. Incomumente para um membro do corpo docente de Cambridge da época, recusou-se a receber ordens sacras na Igreja da Inglaterra. Além de seu trabalho nas ciências matemáticas, Newton dedicou grande parte de seu tempo ao estudo da alquimia e da cronologia bíblica, mas a maior parte de seu trabalho nessas áreas permaneceu inédita até muito tempo depois de sua morte. Política e pessoalmente vinculado ao partido Whig, Newton serviu dois breves mandatos como Membro do Parlamento pela Universidade de Cambridge, em 1689-90 e 1701-02. Foi nomeado cavaleiro pela Rainha Anne em 1705 e passou as três últimas décadas de sua vida em Londres, servindo como Diretor (1696-1699) e Mestre (1699-1727) da Casa da Moeda Real, bem como presidente da Royal Society (1703-1727).
!Newton in 1702 by Godfrey Kneller Newton em 1702 por Godfrey Kneller
Isaac Newton nasceu segundo o calendário juliano, em uso na Inglaterra na época, no dia de Natal, 25 de dezembro de 1642 (NS 4 de janeiro de 1643), "uma ou duas horas depois da meia-noite", em Woolsthorpe Manor, em Woolsthorpe-by-Colsterworth, uma aldeia no condado de Lincolnshire. Seu pai, também chamado Isaac Newton, havia falecido três meses antes. Nascido prematuro, Newton era uma criança pequena; sua mãe Hannah Ayscough teria dito que ele caberia dentro de uma caneca de um quarto. Quando Newton tinha três anos, sua mãe voltou a se casar e foi viver com seu novo marido, o Reverendo Barnabas Smith, deixando o filho aos cuidados de sua avó materna, Margery Ayscough (nascida Blythe). Newton não gostava de seu padrasto e manteve certa hostilidade em relação à mãe por ter se casado com ele, como revelado por esta entrada em uma lista de pecados cometidos até os 19 anos: "Ameaçar meu pai e mãe Smith de queimá-los e a casa sobre eles." A mãe de Newton teve três filhos — Mary, Benjamin e Hannah — de seu segundo casamento.
Dos doze aos dezessete anos aproximadamente, Newton estudou na The King's School, Grantham, que ensinava latim e grego e provavelmente transmitiu uma base significativa de matemática. Ele foi retirado da escola e retornou a Woolsthorpe-by-Colsterworth em outubro de 1659. Sua mãe, viúva pela segunda vez, tentou fazer dele um fazendeiro, ocupação que ele detestava. Henry Stokes, diretor da The King's School, convenceu sua mãe a mandá-lo de volta à escola. Motivado em parte pelo desejo de vingança contra um valentão do pátio escolar, ele se tornou o aluno mais bem classificado, distinguindo-se principalmente por construir relógios de sol e modelos de moinhos de vento. Em junho de 1661, foi admitido no Trinity College, Cambridge, por recomendação de seu tio Rev William Ayscough, que havia estudado lá. Começou como subsizar—pagando seus estudos realizando funções de criado—até receber uma bolsa em 1664, garantindo-lhe mais quatro anos até obter seu mestrado. Naquela época, os ensinamentos da faculdade baseavam-se nos de Aristóteles, que Newton complementou com filósofos modernos como Descartes e astrônomos como Galileu e Thomas Street, através dos quais conheceu o trabalho de Kepler. Registrou em seu caderno uma série de "Quaestiones" sobre filosofia mecânica conforme a encontrava. Em 1665, descobriu o teorema binomial generalizado e começou a desenvolver uma teoria matemática que posteriormente se tornaria o cálculo. Logo depois de Newton ter obtido seu bacharelado em agosto de 1665, a universidade fechou temporariamente como precaução contra a Grande Peste. Embora tivesse sido um estudante comum em Cambridge, os estudos privados de Newton em sua casa em Woolsthorpe durante os dois anos subsequentes testemunharam o desenvolvimento de suas teorias sobre cálculo, óptica e a lei da gravitação.
!Newton (1795, detail) by William Blake. Newton is depicted critically as a Newton (1795, detalhe) por William Blake. Newton é retratado criticamente como um
Em abril de 1667, retornou a Cambridge e em outubro foi eleito membro do Trinity. Os membros eram obrigados a se tornarem sacerdotes ordenados, embora isso não fosse aplicado nos anos da restauração e uma declaração de conformidade com a Igreja da Inglaterra fosse suficiente. No entanto, em 1675 a questão não podia mais ser evitada e, naquele momento, suas visões não convencionais representavam um obstáculo. Ainda assim, Newton conseguiu evitá-la por meio de permissão especial de Charles II.
Seus estudos haviam impressionado o professor lucasiano Isaac Barrow, que estava mais ansioso para desenvolver seu próprio potencial religioso e administrativo—ele se tornou reitor do Trinity dois anos depois; em 1669 Newton o sucedeu, apenas um ano após receber seu mestrado. Foi eleito membro da Royal Society FRS em 1672.
!Isaac Newton Isaac Newton
O trabalho de Newton foi considerado capaz de "avançar distintamente cada ramo da matemática então estudado". Seu trabalho sobre o assunto geralmente referido como fluxões ou cálculo, visto em um manuscrito de outubro de 1666, está agora publicado entre os artigos matemáticos de Newton. O autor do manuscrito De analysi per aequationes numero terminorum infinitas, enviado por Isaac Barrow a John Collins em junho de 1669, foi identificado por Barrow em uma carta enviada a Collins em agosto daquele ano como "de um gênio e proficiência extraordinários nessas coisas".
Newton posteriormente se envolveu em uma disputa com Leibniz sobre prioridade no desenvolvimento do cálculo—a controvérsia do cálculo Leibniz–Newton. A maioria dos historiadores modernos acredita que Newton e Leibniz desenvolveram o cálculo independentemente, embora com notações matemáticas muito diferentes. Ocasionalmente foi sugerido que Newton publicou quase nada sobre isso até 1693, e não forneceu um relato completo até 1704, enquanto Leibniz começou a publicar um relato completo de seus métodos em 1684. A notação de Leibniz e o "Método diferencial", hoje reconhecidos como notações muito mais convenientes, foram adotados pelos matemáticos da Europa continental e, após 1820 aproximadamente, também pelos matemáticos britânicos.
Seu trabalho usa extensivamente o cálculo em forma geométrica baseada em valores limites das razões de quantidades infinitesimalmente pequenas: no próprio Principia, Newton deu demonstração disso sob o nome de "o método das razões primeiras e últimas" e explicou por que colocou suas exposições nesta forma, observando também que "com isso realiza-se a mesma coisa que pelo método dos indivisíveis".
Por causa disso, o Principia foi chamado de "um livro denso com a teoria e aplicação do cálculo infinitesimal" nos tempos modernos e na época de Newton "quase tudo isso é deste cálculo". Seu uso de métodos envolvendo "uma ou mais ordens do infinitesimalmente pequeno" está presente em seu De motu corporum in gyrum de 1684 e em seus artigos sobre movimento "durante as duas décadas precedentes a 1684".
Newton havia relutado em publicar seu cálculo porque temia controvérsia e críticas. Era próximo do matemático suíço Nicolas Fatio de Duillier. Em 1691, Duillier começou a escrever uma nova versão do Principia de Newton e correspondeu-se com Leibniz. Em 1693, a relação entre Duillier e Newton deteriorou-se e o livro nunca foi concluído.
A partir de 1699, outros membros da Royal Society acusaram Leibniz de plágio. A disputa então eclodiu em plena força em 1711 quando a Royal Society proclamou em um estudo que foi Newton quem foi o verdadeiro descobridor e rotulou Leibniz como fraudador; posteriormente descobriu-se que Newton escreveu as observações finais do estudo sobre Leibniz. Assim começou a amarga controvérsia que prejudicou as vidas de Newton e Leibniz até a morte deste último em 1716.
!Isaac Newton in old age in 1712, portrait by Sir James Thornhill Isaac Newton na velhice em 1712, retrato por Sir James Thornhill
Newton é geralmente creditado com o teorema binomial generalizado, válido para qualquer expoente. Descobriu as identidades de Newton, o método de Newton, classificou curvas planas cúbicas—polinômios de grau três em duas variáveis—, fez contribuições substanciais à teoria das diferenças finitas e foi o primeiro a usar índices fracionários e a empregar geometria de coordenadas para derivar soluções para equações diofantinas. Aproximou somas parciais da série harmônica por logaritmos—um precursor da fórmula de somatório de Euler—e foi o primeiro a usar séries de potência com confiança e a reverter séries de potência. O trabalho de Newton sobre séries infinitas foi inspirado pelos decimais de Simon Stevin. Quando Newton recebeu seu MA e tornou-se Fellow do "College of the Holy and Undivided Trinity" em 1667, ele assumiu o compromisso de que "Ou estabelecerei a Teologia como objeto dos meus estudos e receberei ordens sagradas quando chegar o tempo prescrito por estes estatutos, ou me demitirei da faculdade." Até aquele momento, ele não havia pensado muito sobre religião e havia assinado duas vezes seu acordo com os trinta e nove artigos, a base da doutrina da Igreja da Inglaterra.
Ele foi nomeado Professor Lucasiano de Matemática em 1669, por recomendação de Barrow. Naquela época, qualquer Fellow de uma faculdade em Cambridge ou Oxford era obrigado a receber ordens sagradas e tornar-se um sacerdote anglicano ordenado. No entanto, os termos da cátedra lucasiana exigiam que o titular não fosse ativo na igreja – presumivelmente, para ter mais tempo para a ciência. Newton argumentou que isso deveria isentá-lo da exigência de ordenação, e Charles II, cuja permissão era necessária, aceitou este argumento. Assim, um conflito entre as visões religiosas de Newton e a ortodoxia anglicana foi evitado.
Em 1666, Newton observou que o espectro de cores que sai de um prisma na posição de desvio mínimo é oblongo, mesmo quando o raio de luz que entra no prisma é circular, ou seja, o prisma refrata diferentes cores em ângulos diferentes. Isso o levou a concluir que a cor é uma propriedade intrínseca à luz – um ponto que, até então, havia sido motivo de debate.
De 1670 a 1672, Newton lecionou sobre óptica. Durante este período, ele investigou a refração da luz, demonstrando que o espectro multicolorido produzido por um prisma poderia ser recomposto em luz branca por uma lente e um segundo prisma. A erudição moderna revelou que a análise e ressíntese da luz branca de Newton deve algo à alquimia corpuscular.
Ele mostrou que a luz colorida não muda suas propriedades ao separar um feixe colorido e iluminá-lo sobre vários objetos, e que, independentemente de ser refletida, dispersa ou transmitida, a luz permanece da mesma cor. Assim, ele observou que a cor é o resultado de objetos interagindo com luz já colorida, em vez de objetos gerando a cor por si mesmos. Isso é conhecido como a teoria da cor de Newton.
A partir deste trabalho, ele concluiu que a lente de qualquer telescópio refrator sofreria com a dispersão da luz em cores aberração cromática. Como prova de conceito, ele construiu um telescópio usando espelhos refletores em vez de lentes como a objetiva para contornar esse problema. Construir o projeto, o primeiro telescópio refletor funcional conhecido, hoje conhecido como telescópio newtoniano, envolveu resolver o problema de um material de espelho adequado e técnica de modelagem. Newton poliu seus próprios espelhos a partir de uma composição personalizada de metal especular altamente refletor, usando os anéis de Newton para julgar a qualidade da óptica de seus telescópios. No final de 1668, ele foi capaz de produzir este primeiro telescópio refletor. Tinha cerca de oito polegadas de comprimento e fornecia uma imagem mais clara e maior. Em 1671, a Royal Society pediu uma demonstração de seu telescópio refletor. O interesse deles o encorajou a publicar suas notas, De Cores, que ele mais tarde expandiu para a obra Opticks. Quando Robert Hooke criticou algumas das ideias de Newton, Newton ficou tão ofendido que se retirou do debate público. Newton e Hooke tiveram breves trocas em 1679–80, quando Hooke, nomeado para gerenciar a correspondência da Royal Society, abriu uma correspondência destinada a obter contribuições de Newton para as transações da Royal Society, o que teve o efeito de estimular Newton a elaborar uma prova de que a forma elíptica das órbitas planetárias resultaria de uma força centrípeta inversamente proporcional ao quadrado do vetor raio. Mas os dois homens permaneceram geralmente em maus termos até a morte de Hooke.
Newton argumentou que a luz é composta de partículas ou corpúsculos, que eram refratados ao acelerar em um meio mais denso. Ele beirou ondas semelhantes ao som para explicar o padrão repetido de reflexão e transmissão por filmes finos Opticks Bk.II, Props. 12, mas ainda manteve sua teoria de 'acessos' que predispunham os corpúsculos a serem refletidos ou transmitidos Props.13. No entanto, físicos posteriores favoreceram uma explicação puramente ondulatória da luz para explicar os padrões de interferência e o fenômeno geral de difração. A mecânica quântica de hoje, os fótons e a ideia de dualidade onda-partícula têm apenas uma semelhança menor com a compreensão de Newton sobre a luz.
Em sua Hipótese da Luz de 1675, Newton postulou a existência do éter para transmitir forças entre partículas. O contato com o filósofo platonista de Cambridge Henry More reviveu seu interesse em alquimia. Ele substituiu o éter por forças ocultas baseadas em ideias herméticas de atração e repulsão entre partículas. John Maynard Keynes, que adquiriu muitos dos escritos de Newton sobre alquimia, afirmou que "Newton não foi o primeiro da era da razão: Ele foi o último dos magos." O interesse de Newton em alquimia não pode ser isolado de suas contribuições para a ciência. Isso foi em uma época em que não havia distinção clara entre alquimia e ciência. Se ele não tivesse confiado na ideia oculta de ação à distância, através de um vácuo, ele poderia não ter desenvolvido sua teoria da gravidade.
Em 1704, Newton publicou Opticks, no qual ele expôs sua teoria corpuscular da luz. Ele considerava que a luz era composta de corpúsculos extremamente sutis, que a matéria comum era feita de corpúsculos mais grosseiros e especulou que através de um tipo de transmutação alquímica "Não são os Corpos grosseiros e a Luz conversíveis um no outro, ... e não podem os Corpos receber muito de sua Atividade das Partículas de Luz que entram em sua Composição?" Newton também construiu uma forma primitiva de um gerador eletrostático friccional, usando um globo de vidro. Em seu livro Opticks, Newton foi o primeiro a apresentar um diagrama utilizando um prisma como expansor de feixe, e também o uso de arranjos de múltiplos prismas. Cerca de 278 anos após a discussão de Newton, expansores de feixe de múltiplos prismas tornaram-se centrais para o desenvolvimento de lasers sintonizáveis de largura de linha estreita. Além disso, o uso desses expansores de feixe prismáticos levou à teoria de dispersão de múltiplos prismas.
Posteriormente a Newton, muito foi corrigido. Young e Fresnel combinaram a teoria corpuscular de Newton com a teoria ondulatória de Huygens para demonstrar que a cor é a manifestação visível do comprimento de onda da luz. A ciência também passou a compreender gradualmente a diferença entre a percepção da cor e a óptica matematizável. O poeta e cientista alemão, Goethe, não conseguiu abalar os fundamentos newtonianos, mas "uma brecha Goethe encontrou na armadura de Newton, ... Newton havia se comprometido com a doutrina de que refração sem cor era impossível. Ele, portanto, pensava que as lentes objetivas de telescópios deveriam permanecer imperfeitas para sempre, sendo acromatismo e refração incompatíveis. Esta inferência foi provada por Dollond como equivocada."
Em 1679, Newton retornou ao seu trabalho sobre mecânica celeste ao considerar a gravitação e seu efeito sobre as órbitas dos planetas com referência às leis do movimento planetário de Kepler. Isso seguiu-se à estimulação por uma breve troca de cartas em 1679–80 com Hooke, que havia sido nomeado para gerenciar a correspondência da Royal Society, e que abriu uma correspondência destinada a obter contribuições de Newton para as transações da Royal Society. O interesse renovado de Newton em assuntos astronômicos recebeu estímulo adicional com o aparecimento de um cometa no inverno de 1680–1681, sobre o qual ele se correspondeu com John Flamsteed. Após as trocas com Hooke, Newton elaborou a prova de que a forma elíptica das órbitas planetárias resultaria de uma força centrípeta inversamente proporcional ao quadrado do vetor raio. Newton comunicou seus resultados a Edmond Halley e à Royal Society em De motu corporum in gyrum, um tratado escrito em cerca de nove folhas que foi copiado no Livro de Registro da Royal Society em dezembro de 1684. Este tratado continha o núcleo que Newton desenvolveu e expandiu para formar o Principia.
O Principia foi publicado em 5 de julho de 1687 com encorajamento e ajuda financeira de Edmond Halley. Nesta obra, Newton enunciou as três leis universais do movimento. Juntas, essas leis descrevem a relação entre qualquer objeto, as forças que atuam sobre ele e o movimento resultante, estabelecendo a fundação para a mecânica clássica. Elas contribuíram para muitos avanços durante a Revolução Industrial que logo se seguiu e não foram aprimoradas por mais de 200 anos. Muitos desses avanços continuam sendo os alicerces de tecnologias não-relativísticas no mundo moderno. Ele usou a palavra latina gravitas (peso) para o efeito que se tornaria conhecido como gravidade, e definiu a lei da gravitação universal.
Na mesma obra, Newton apresentou um método semelhante ao cálculo de análise geométrica usando 'razões primeiras e últimas', deu a primeira determinação analítica baseada na lei de Boyle da velocidade do som no ar, inferiu o achatamento da figura esferoidal da Terra, explicou a precessão dos equinócios como resultado da atração gravitacional da Lua sobre o achatamento da Terra, iniciou o estudo gravitacional das irregularidades no movimento da Lua, forneceu uma teoria para a determinação das órbitas de cometas, e muito mais.
Newton deixou clara sua visão heliocêntrica do Sistema Solar—desenvolvida de maneira um tanto moderna porque já em meados da década de 1680 ele reconhecia o "desvio do Sol" do centro de gravidade do Sistema Solar. Para Newton, não era precisamente o centro do Sol ou de qualquer outro corpo que poderia ser considerado em repouso, mas sim "o centro comum de gravidade da Terra, do Sol e de todos os Planetas deve ser estimado como o Centro do Mundo", e este centro de gravidade "ou está em repouso ou move-se uniformemente para frente em linha reta". Newton adotou a alternativa "em repouso" tendo em vista o consenso comum de que o centro, onde quer que estivesse, estava em repouso.
O postulado de Newton de uma força invisível capaz de agir a vastas distâncias levou-o a ser criticado por introduzir "agências ocultas" na ciência. Mais tarde, na segunda edição do Principia de 1713, Newton rejeitou firmemente tais críticas em um Scholium Geral conclusivo, escrevendo que era suficiente que os fenômenos implicassem uma atração gravitacional, como de fato implicavam; mas eles não indicavam até então sua causa, e era tanto desnecessário quanto impróprio formular hipóteses de coisas que não eram implicadas pelos fenômenos. Aqui Newton usou o que se tornou sua famosa expressão "hypotheses non-fingo".
Com o Principia, Newton tornou-se internacionalmente reconhecido. Ele adquiriu um círculo de admiradores, incluindo o matemático nascido na Suíça Nicolas Fatio de Duillier.
Newton encontrou 72 das 78 "espécies" de curvas cúbicas e categorizou-as em quatro tipos. Em 1717, e provavelmente com a ajuda de Newton, James Stirling provou que toda cúbica era um desses quatro tipos. Newton também afirmou que os quatro tipos poderiam ser obtidos por projeção plana a partir de um deles, e isso foi provado em 1731, quatro anos após sua morte.
A cópia pessoal de Newton de seu Principia, com correções manuscritas para a segunda edição, na Wren Library no Trinity College, Cambridge.
Na década de 1690, Newton escreveu uma série de tratados religiosos lidando com a interpretação literal e simbólica da Bíblia. Um manuscrito que Newton enviou a John Locke no qual ele contestava a fidelidade de 1 João 5:7—a Comma Johanneum—e sua fidelidade aos manuscritos originais do Novo Testamento, permaneceu inédito até 1785. Newton também foi membro do Parlamento da Inglaterra pela Cambridge University em 1689 e 1701, mas segundo alguns relatos seus únicos comentários foram para reclamar de uma corrente de ar frio na câmara e solicitar que a janela fosse fechada. Ele foi, no entanto, notado pelo cronista de Cambridge Abraham de la Pryme por ter repreendido estudantes que estavam assustando moradores locais ao alegar que uma casa era assombrada.
Newton mudou-se para Londres para assumir o cargo de diretor da Royal Mint em 1696, uma posição que havia obtido através do patronato de Charles Montagu, 1º Conde de Halifax, então Chanceler do Tesouro. Ele assumiu o comando da grande recunhagem da Inglaterra, pisou nos calos de Lord Lucas, Governador da Torre, e garantiu o cargo de controlador adjunto da filial temporária de Chester para Edmond Halley. Newton tornou-se talvez o mais conhecido Mestre da Casa da Moeda após a morte de Thomas Neale em 1699, posição que Newton ocupou pelos últimos 30 anos de sua vida. Essas nomeações eram destinadas a serem sinecuras, mas Newton as levou a sério. Ele se aposentou de suas funções em Cambridge em 1701 e exerceu sua autoridade para reformar a moeda e punir tosadores e falsificadores.
Como Diretor, e posteriormente como Mestre, da Royal Mint, Newton estimou que 20 por cento das moedas recolhidas durante a Grande Recunhagem de 1696 eram falsas. Falsificação era alta traição, punível com o criminoso sendo enforcado, arrastado e esquartejado. Apesar disso, condenar até mesmo os criminosos mais flagrantes podia ser extremamente difícil; Newton, no entanto, mostrou-se à altura da tarefa.
Disfarçado como frequentador habitual de bares e tavernas, ele próprio reuniu grande parte das evidências. Apesar de todas as barreiras impostas à acusação e à separação dos poderes do governo, a lei inglesa ainda possuía costumes antigos e formidáveis de autoridade. Newton tornou-se juiz de paz em todos os condados da região metropolitana. Um rascunho de carta a respeito do assunto está incluído na primeira edição pessoal de Newton de Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, que ele deve ter estado corrigindo na época. Então conduziu mais de 100 interrogatórios de testemunhas, informantes e suspeitos entre junho de 1698 e o Natal de 1699. Newton processou com sucesso 28 falsificadores.
Newton foi nomeado Presidente da Royal Society em 1703 e associado da Académie des Sciences francesa. Em sua posição na Royal Society, Newton fez um inimigo de John Flamsteed, o Astrônomo Real, ao publicar prematuramente a Historia Coelestis Britannica de Flamsteed, que Newton havia usado em seus estudos.
Em abril de 1705, a Rainha Anne conferiu título de cavaleiro a Newton durante uma visita real ao Trinity College, Cambridge. O título de cavaleiro provavelmente foi motivado por considerações políticas ligadas à eleição parlamentar de maio de 1705, em vez de qualquer reconhecimento do trabalho científico de Newton ou de seus serviços como Mestre da Casa da Moeda. Newton foi o segundo cientista a receber título de cavaleiro, depois de Francis Bacon.
Como resultado de um relatório escrito por Newton em 21 de setembro de 1717 aos Lordes Comissários do Tesouro de Sua Majestade, a relação bimetálica entre moedas de ouro e moedas de prata foi alterada por proclamação Real em 22 de dezembro de 1717, proibindo a troca de guinéus de ouro por mais de 21 xelins de prata. Isso inadvertidamente resultou em escassez de prata, já que moedas de prata eram usadas para pagar importações, enquanto exportações eram pagas em ouro, efetivamente movendo a Grã-Bretanha do padrão prata para seu primeiro padrão ouro. É questão de debate se ele pretendia fazer isso ou não. Argumentou-se que Newton concebia seu trabalho na Casa da Moeda como uma continuação de seu trabalho alquímico.
Newton investiu na South Sea Company e perdeu cerca de £20.000 — £4,4 milhões em 2020 — quando ela colapsou por volta de 1720.
No final de sua vida, Newton estabeleceu residência em Cranbury Park, perto de Winchester, com sua sobrinha e o marido dela, até sua morte em 1727. Sua sobrinha-neta, Catherine Barton Conduitt, serviu como sua anfitriã em assuntos sociais em sua casa na Jermyn Street em Londres; ele era seu "tio muito amoroso", de acordo com sua carta a ela quando estava se recuperando de varíola.
Newton morreu enquanto dormia em Londres em 20 de março de 1727 OS — 20 de março de 1726; NS 31 de março de 1727. Seu corpo foi sepultado na Westminster Abbey. Voltaire pode ter estado presente em seu funeral. Solteiro, ele havia transferido grande parte de sua propriedade a parentes durante seus últimos anos e morreu sem testamento. Seus papéis foram para John Conduitt e Catherine Barton. Após sua morte, o cabelo de Newton foi examinado e descobriu-se que continha mercúrio, provavelmente resultante de suas atividades alquímicas. Envenenamento por mercúrio poderia explicar a excentricidade de Newton no final da vida.
Embora tenha sido alegado que ele esteve noivo uma vez, Newton nunca se casou. O escritor e filósofo francês Voltaire, que estava em Londres na época do funeral de Newton, disse que ele "nunca foi sensível a qualquer paixão, não estava sujeito às fraquezas comuns da humanidade, nem teve qualquer comércio com mulheres — uma circunstância que me foi assegurada pelo médico e cirurgião que o atenderam em seus últimos momentos". A crença generalizada de que ele morreu virgem foi comentada por escritores como o matemático Charles Hutton, o economista John Maynard Keynes e o físico Carl Sagan.
Newton tinha uma amizade próxima com o matemático suíço Nicolas Fatio de Duillier, que conheceu em Londres por volta de 1689 — parte de sua correspondência sobreviveu. O relacionamento chegou a um fim abrupto e inexplicado em 1693, e ao mesmo tempo Newton sofreu um colapso nervoso que incluiu o envio de cartas acusatórias disparatadas a seus amigos Samuel Pepys e John Locke — sua nota a este último incluía a acusação de que Locke "tentou me envolver com mulheres".
O matemático Joseph-Louis Lagrange disse que Newton foi o maior gênio que já viveu, e certa vez acrescentou que Newton também foi "o mais afortunado, pois não podemos encontrar mais de uma vez um sistema do mundo para estabelecer". O poeta inglês Alexander Pope escreveu o famoso epitáfio: A natureza e suas leis jaziam ocultas na noite; Deus disse "Que se faça Isaac Newton" e tudo se iluminou.
Isaac Newton foi relativamente modesto sobre suas conquistas, escrevendo em carta a Robert Hooke em fevereiro de 1676:
Se vi mais longe, foi por estar sobre os ombros de gigantes
Dois escritores acreditam que a citação acima, escrita em um momento em que Isaac Newton e Hooke disputavam sobre descobertas ópticas, era um ataque velado a Hooke — que seria baixo e corcunda — em vez de, ou além de, uma declaração de modéstia. Por outro lado, o provérbio amplamente conhecido sobre estar sobre os ombros de gigantes, publicado entre outros pelo poeta do século XVII George Herbert, ex-orador da University of Cambridge e membro do Trinity College, em seu Jacula Prudentum 1651, tinha como ponto principal que "um anão sobre os ombros de um gigante enxerga mais longe dos dois", e assim seu efeito como analogia colocaria o próprio Isaac Newton, em vez de Hooke, como o 'anão'.
Em memórias posteriores, Isaac Newton escreveu:
Não sei como posso parecer ao mundo, mas para mim mesmo pareço ter sido apenas como um menino brincando à beira-mar, divertindo-me ao encontrar de vez em quando um seixo mais liso ou uma concha mais bonita que o comum, enquanto o grande oceano da verdade jazia totalmente inexplorado diante de mim.
Em 1816, um dente que teria pertencido a Isaac Newton foi vendido por £730 US$3.633 em Londres a um aristocrata que o colocou em um anel. O Guinness World Records 2002 classificou-o como o dente mais valioso, que valeria aproximadamente £25.000 US$35.700 no final de 2001. Quem o comprou e quem atualmente o possui não foi revelado.
Albert Einstein mantinha uma foto de Isaac Newton na parede de seu escritório ao lado das de Michael Faraday e James Clerk Maxwell. Em uma pesquisa de 2005 com membros da Royal Society britânica — anteriormente presidida por Isaac Newton — perguntando quem teve maior efeito sobre a história da ciência, Isaac Newton ou Einstein, os membros consideraram Isaac Newton como tendo feito a contribuição geral maior. Em 1999, uma enquete de opinião com 100 dos principais físicos da época elegeu Einstein o "maior físico de todos os tempos", com Isaac Newton em segundo lugar, enquanto uma pesquisa paralela com físicos de base pelo site PhysicsWeb deu o primeiro lugar a Isaac Newton. Em The 100: A Ranking of the Most Influential Persons in History, Isaac Newton é classificado como a 2ª pessoa mais influente que já viveu, à frente de Jesus Cristo e atrás apenas de Muhammad.
A unidade derivada do SI de força é denominada Newton em sua homenagem.
O monumento a Isaac Newton (1731) pode ser visto na Westminster Abbey, ao norte da entrada do coro contra o biombo do coro, perto de seu túmulo. Foi executado pelo escultor Michael Rysbrack (1694–1770) em mármore branco e cinza com design do arquiteto William Kent. O monumento apresenta uma figura de Isaac Newton reclinada sobre um sarcófago, seu cotovelo direito apoiado sobre vários de seus grandes livros e sua mão esquerda apontando para um pergaminho com um desenho matemático. Acima dele há uma pirâmide e um globo celestial mostrando os signos do Zodíaco e a trajetória do cometa de 1680. Um painel em relevo retrata putti usando instrumentos como um telescópio e um prisma. A inscrição em latim na base traduz-se como:
!Monumento tumular de Newton na Westminster Abbey Monumento tumular de Isaac Newton na Westminster Abbey
Aqui jaz Isaac Newton, Cavaleiro, que por uma força de mente quase divina, e princípios matemáticos peculiarmente seus, explorou o curso e as figuras dos planetas, as trajetórias dos cometas, as marés do mar, as dissimilaridades nos raios de luz e, o que nenhum outro estudioso imaginou anteriormente, as propriedades das cores assim produzidas. Diligente, sagaz e fiel, em suas exposições da natureza, antiguidade e das Sagradas Escrituras, ele vindicou por sua filosofia a majestade de Deus poderoso e bom, e expressou a simplicidade do Evangelho em suas maneiras. Mortais regozijem-se de que tenha existido tal e tão grande ornamento da raça humana! Nasceu em 25 de dezembro de 1642 e morreu em 20 de março de 1726/7.—Tradução de G.L. Smyth, The Monuments and Genii of St. Paul's Cathedral, and of Westminster Abbey
De 1978 até 1988, uma imagem de Isaac Newton desenhada por Harry Ecclestone apareceu nas notas de £1 da Série D emitidas pelo Bank of England (as últimas notas de £1 a serem emitidas pelo Bank of England). Isaac Newton era mostrado no verso das notas segurando um livro e acompanhado por um telescópio, um prisma e um mapa do Sistema Solar.
Uma estátua de Isaac Newton, olhando para uma maçã a seus pés, pode ser vista no Oxford University Museum of Natural History. Uma grande estátua de bronze, Newton, after William Blake, de Eduardo Paolozzi, datada de 1995 e inspirada pela gravura de Blake, domina a praça da British Library em Londres.
!Estátua de Newton em exibição no Oxford University Museum of Natural History Estátua de Isaac Newton em exibição no Oxford University Museum of Natural History
Embora nascido em uma família anglicana, por volta dos trinta anos Isaac Newton mantinha uma fé cristã que, se tivesse sido tornada pública, não teria sido considerada ortodoxa pelo cristianismo convencional, com um historiador rotulando-o de herege.
Por volta de 1672, ele havia começado a registrar suas pesquisas teológicas em cadernos que não mostrava a ninguém e que só recentemente foram examinados. Eles demonstram um conhecimento extenso dos escritos da Igreja primitiva e mostram que no conflito entre Atanásio e Ário que definiu o Credo, ele tomou o lado de Ário, o perdedor, que rejeitou a visão convencional da Trindade. Isaac Newton "reconhecia Cristo como um mediador divino entre Deus e o homem, que era subordinado ao Pai que o criou." Ele estava especialmente interessado em profecia, mas para ele, "a grande apostasia era o trinitarismo." Newton tentou sem sucesso obter uma das duas bolsas que isentavam o titular da exigência de ordenação. No último momento, em 1675, ele recebeu uma dispensa do governo que o eximia, bem como todos os futuros titulares da cátedra Lucasiana.
Aos olhos de Newton, adorar Cristo como Deus era idolatria, para ele o pecado fundamental. Em 1999, o historiador Stephen D. Snobelen escreveu: "Isaac Newton era um herege. Mas... ele nunca fez uma declaração pública de sua fé privada — que os ortodoxos teriam considerado extremamente radical. Ele escondeu sua fé tão bem que estudiosos ainda estão desvendando suas crenças pessoais." Snobelen conclui que Newton era pelo menos um simpatizante sociniano — ele possuía e havia lido minuciosamente pelo menos oito livros socinianos —, possivelmente um ariano e quase certamente um antitrinitário.
!Isaac Newton Isaac Newton
Em uma posição minoritária, T.C. Pfizenmaier oferece uma visão mais matizada, argumentando que Newton mantinha-se mais próximo da visão semiariana da Trindade de que Jesus Cristo era de "substância similar" homoiousios ao Pai, em vez da visão ortodoxa de que Jesus Cristo é da "mesma substância" do Pai homoousios, como endossado pelos ortodoxos orientais modernos, católicos romanos e protestantes. No entanto, esse tipo de visão "perdeu sustentação recentemente com a disponibilidade dos documentos teológicos de Newton", e agora a maioria dos estudiosos identifica Newton como um monoteísta antitrinitário.
Embora as leis do movimento e a gravitação universal tenham se tornado as descobertas mais conhecidas de Newton, ele advertiu contra usá-las para ver o Universo como uma mera máquina, como se fosse um grande relógio. Ele disse: "Assim, a gravidade pode colocar os planetas em movimento, mas sem o Poder Divino jamais poderia colocá-los em tal movimento circular que eles têm ao redor do sol".
Junto com sua fama científica, os estudos de Newton sobre a Bíblia e os primeiros Pais da Igreja também eram notáveis. Newton escreveu obras sobre crítica textual, mais notavelmente Um Relato Histórico de Duas Notáveis Corrupções das Escrituras e Observações sobre as Profecias de Daniel e o Apocalipse de São João. Ele situou a crucificação de Jesus Cristo em 3 de abril de 33 d.C., o que concorda com uma data tradicionalmente aceita.
Ele acreditava em um mundo racionalmente imanente, mas rejeitava o hilozoísmo implícito em Leibniz e Baruch Spinoza. O Universo ordenado e dinamicamente informado poderia ser compreendido, e deveria ser compreendido, por uma razão ativa. Em sua correspondência, Newton afirmou que ao escrever o Principia "eu tinha em mente tais Princípios que pudessem funcionar com homens reflexivos para a crença em uma Divindade". Ele viu evidências de design no sistema do mundo: "Tal maravilhosa uniformidade no sistema planetário deve ser atribuída ao efeito de escolha". Mas Newton insistia que a intervenção divina seria eventualmente necessária para reformar o sistema, devido ao lento crescimento de instabilidades. Por isso, Leibniz o ridicularizou: "Deus Todo-Poderoso precisa dar corda em seu relógio de tempos em tempos: caso contrário, ele pararia de se mover. Ele não tinha, ao que parece, previsão suficiente para fazê-lo um movimento perpétuo."
A posição de Newton foi vigorosamente defendida por seu seguidor Samuel Clarke em uma famosa correspondência. Um século depois, a obra Mecânica Celeste de Pierre-Simon Laplace tinha uma explicação natural para por que as órbitas planetárias não requerem intervenção divina periódica. O contraste entre a visão de mundo mecanicista de Laplace e a de Newton é mais estridente considerando a famosa resposta que o cientista francês deu a Napoleão, que o havia criticado pela ausência do Criador na Mécanique céleste: "Sire, j'ai pu me passer de cette hypothese" — "Não preciso de tal hipótese".
Estudiosos debateram longamente se Newton contestou a doutrina da Trindade. Seu primeiro biógrafo, David Brewster, que compilou seus manuscritos, interpretou Newton como questionando a veracidade de algumas passagens usadas para apoiar a Trindade, mas nunca negando a doutrina da Trindade como tal. No século XX, manuscritos criptografados escritos por Newton e comprados por John Maynard Keynes entre outros foram decifrados e tornou-se conhecido que Newton de fato rejeitava o Trinitarianismo.
A abordagem de Newton e Robert Boyle à filosofia mecânica foi promovida por panfletários racionalistas como uma alternativa viável aos panteístas e entusiastas, e foi aceita hesitantemente por pregadores ortodoxos, bem como por pregadores dissidentes como os latitudinaristas. A clareza e simplicidade da ciência foram vistas como uma forma de combater os superlativos emocionais e metafísicos tanto do entusiasmo supersticioso quanto da ameaça do ateísmo e, ao mesmo tempo, a segunda onda de deístas ingleses usou as descobertas de Newton para demonstrar a possibilidade de uma "Religião Natural".
Os ataques feitos contra o "pensamento mágico" pré-Iluminismo e os elementos místicos do Cristianismo receberam sua fundação com a concepção mecânica do universo de Boyle. Newton deu às ideias de Boyle sua completude através de provas matemáticas e, talvez mais importante, foi muito bem-sucedido em popularizá-las.
Em um manuscrito que escreveu em 1704 nunca destinado a ser publicado, ele menciona a data de 2060, mas ela não é dada como uma data para o fim dos dias. Foi falsamente relatado como uma previsão. A passagem é clara quando a data é lida em contexto. Ele era contra estabelecer datas para o fim dos dias, preocupado que isso colocaria o Cristianismo em descrédito.
"Assim então o tempo tempos e metade de um tempo do ano primitivo. E os dias de Bestas de vida curta sendo tomados pelos anos de reinos vividos, o período de 1260 dias, se datado da conquista completa dos três reis em 800 d.C., terminará em 2060. Pode terminar mais tarde, mas não vejo razão para que termine mais cedo." "Menciono isto não para afirmar quando será o tempo do fim, mas para coibir as conjecturas imprudentes de homens fantasiosos que frequentemente predizem o tempo do fim e, ao fazê-lo, desacreditam as sagradas profecias toda vez que suas previsões falham. Cristo vem como um ladrão na noite, e não nos cabe conhecer os tempos e as estações que Deus colocou em seu próprio peito."
No personagem de Morton Opperly em "Poor Superman" 1951, o autor de ficção especulativa Fritz Leiber diz sobre Newton: "Todo mundo conhece Newton como o grande cientista. Poucos se lembram de que ele passou metade da vida se enrolando com alquimia, procurando a pedra filosofal. Esse era o seixo à beira-mar que ele realmente queria encontrar."
De um total estimado de dez milhões de palavras escritas nos manuscritos de Newton, cerca de um milhão tratam de alquimia. Muitos dos escritos de Newton sobre alquimia são cópias de outros manuscritos, com suas próprias anotações. Textos alquímicos misturam conhecimento artesanal com especulação filosófica, frequentemente ocultados por trás de camadas de jogos de palavras, alegoria e imagens para proteger segredos do ofício. Parte do conteúdo presente nos manuscritos de Newton poderia ter sido considerado herético pela igreja.
Em 1888, após passar dezesseis anos catalogando os manuscritos de Newton, Cambridge University ficou com um pequeno número e devolveu o restante ao Earl of Portsmouth. Em 1936, um descendente ofereceu os manuscritos para venda na Sotheby's. A coleção foi fragmentada e vendida por um total de cerca de £9.000. John Maynard Keynes foi um dos cerca de três dúzias de compradores que obtiveram parte da coleção no leilão. Keynes passou a reunir novamente cerca de metade da coleção de manuscritos sobre alquimia de Newton antes de doar sua coleção para Cambridge University em 1946.
Todos os escritos conhecidos de Newton sobre alquimia estão atualmente sendo disponibilizados online em um projeto conduzido pela Indiana University: "The Chymistry of Isaac Newton" e resumidos em um livro.
!Sir Isaac Newton Sir Isaac Newton
Charles Coulston Gillispie contesta que Newton jamais tenha praticado alquimia, afirmando que "sua química estava no espírito da filosofia corpuscular de Boyle."
Em junho de 2020, duas páginas inéditas das anotações de Newton sobre o livro de Jan Baptist van Helmont sobre a peste, De Peste, estavam sendo leiloadas online pela Bonham's. A análise de Newton deste livro, que ele fez em Cambridge enquanto se protegia da infecção londrina de 1665-1666, é a declaração escrita mais substancial que se conhece dele sobre a peste, segundo a Bonham's. No que diz respeito à terapia, Newton escreve que "o melhor é um sapo suspenso pelas pernas em uma chaminé por três dias, que por fim vomitou terra com vários insetos nela, sobre um prato de cera amarela, e morreu pouco depois. Combinar sapo em pó com as excreções e o soro transformados em pastilhas e usados sobre a área afetada afastava o contágio e extraía o veneno".
Filósofos do Iluminismo escolheram uma breve história de predecessores científicos—Galileo, Boyle e Newton principalmente—como os guias e garantes de suas aplicações do conceito singular de natureza e lei natural a cada campo físico e social da época. Neste aspecto, as lições da história e as estruturas sociais construídas sobre ela poderiam ser descartadas.
Foi a concepção de Newton do universo baseada em leis naturais e racionalmente compreensíveis que se tornou uma das sementes da ideologia do Iluminismo. Locke e Voltaire aplicaram conceitos de lei natural a sistemas políticos defendendo direitos intrínsecos; os fisiocratas e Adam Smith aplicaram concepções naturais de psicologia e interesse próprio a sistemas econômicos; e sociólogos criticaram a ordem social vigente por tentar encaixar a história em modelos naturais de progresso. Monboddo e Samuel Clarke resistiram a elementos do trabalho de Newton, mas eventualmente o racionalizaram para conformar-se com suas fortes visões religiosas da natureza.
O próprio Newton frequentemente contava a história de que foi inspirado a formular sua teoria da gravitação ao observar a queda de uma maçã de uma árvore. Acredita-se que a história tenha entrado no conhecimento popular depois de ser relatada por Catherine Barton, sobrinha de Newton, a Voltaire. Voltaire então escreveu em seu Essay on Epic Poetry 1727: "Sir Isaac Newton caminhando em seus jardins, teve o primeiro pensamento de seu sistema de gravitação, ao ver uma maçã caindo de uma árvore."
!Reputed descendants of Newton's apple tree Supostos descendentes da macieira de Newton
Embora tenha sido dito que a história da maçã é um mito e que ele não chegou à sua teoria da gravidade em um único momento, conhecidos de Newton como William Stukeley, cujo relato manuscrito de 1752 foi disponibilizado pela Royal Society, de fato confirmam o incidente, embora não a versão apócrifa de que a maçã realmente atingiu a cabeça de Newton. Stukeley registrou em suas Memoirs of Sir Isaac Newton's Life uma conversa com Newton em Kensington em 15 de abril de 1726:
fomos ao jardim, & tomamos chá sob a sombra de algumas macieiras, apenas ele, & eu mesmo. em meio a outros discursos, ele me disse, que estava exatamente na mesma situação, como quando anteriormente, a noção de gravitação veio à sua mente. "por que aquela maçã sempre desce perpendicularmente ao chão," pensou ele consigo mesmo: ocasionado pela queda de uma maçã, enquanto sentava-se em um estado contemplativo: "por que ela não vai para os lados, ou para cima? mas constantemente ao centro da terra? certamente, a razão é, que a terra a atrai. deve haver um poder de atração na matéria. & a soma do poder de atração na matéria da terra deve estar no centro da terra, não em qualquer lado da terra. portanto esta maçã cai perpendicularmente, ou em direção ao centro. se a matéria assim atrai a matéria; deve ser em proporção à sua quantidade. portanto a maçã atrai a terra, assim como a terra atrai a maçã." John Conduitt, assistente de Isaac Newton na Royal Mint e marido da sobrinha de Newton, também descreveu o evento quando escreveu sobre a vida de Newton:
No ano de 1666, ele se retirou novamente de Cambridge para ficar com sua mãe em Lincolnshire. Enquanto perambulava pensativamente por um jardim, veio-lhe o pensamento de que o poder da gravidade (que trouxe uma maçã da árvore ao chão) não estava limitado a uma certa distância da terra, mas que esse poder deveria se estender muito mais longe do que usualmente se pensava. Por que não tão alto quanto a Lua, disse ele a si mesmo & se assim fosse, isso deveria influenciar seu movimento & talvez retê-la em sua órbita, então ele começou a calcular qual seria o efeito dessa suposição.
Sabe-se por seus cadernos que Newton estava lidando no final da década de 1660 com a ideia de que a gravidade terrestre se estende, em proporção de quadrado inverso, até a Lua; entretanto, levou-lhe duas décadas para desenvolver a teoria completa. A questão não era se a gravidade existia, mas se ela se estendia tão longe da Terra que também poderia ser a força mantendo a Lua em sua órbita. Newton demonstrou que se a força diminuísse com o quadrado inverso da distância, seria possível de fato calcular o período orbital da Lua e obter boa concordância. Ele supôs que a mesma força era responsável por outros movimentos orbitais e, portanto, a nomeou "gravitação universal".
Várias árvores são reivindicadas como sendo "a" macieira que Newton descreve. A King's School, Grantham afirma que a árvore foi comprada pela escola, desenraizada e transportada para o jardim do diretor alguns anos depois. A equipe do agora Woolsthorpe Manor, propriedade do National Trust, contesta isso e afirma que uma árvore presente em seus jardins é a descrita por Newton. Uma descendente da árvore original pode ser vista crescendo do lado de fora do portão principal do Trinity College, Cambridge, abaixo do quarto em que Newton viveu quando estudou lá. A National Fruit Collection em Brogdale, em Kent, pode fornecer enxertos de sua árvore, que parece idêntica à Flower of Kent, uma variedade culinária de polpa grosseira.
Isaac the Alchemist: Secrets of Isaac Newton, Reveal'd
Mathematical Principles of Natural Philosophy
Newton's Revised History of Ancient Kingdoms - A Complete Chronology
Observations upon the Prophecies of Daniel and the Apocalypse of St. John
The System of the World by Isaac Newton
Isaac Newton: The Last Magician (2013 TV Movie)
Newton: The Force of God (2016)
Newton: A Tale of Two Isaacs (1997 TV Movie)
Newton: The Dark Heretic (2003)
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