Isaac Newton (Woolsthorpe-by-Colsterworth, 4 januari 1643 – Kensington, 31 maart 1727) (juliaanse kalender: 25 december 1642 – 20 maart 1727)De juliaanse kalender verschilde 10 of 11 dagen met de gregoriaanse kalender in die periode, het nieuwe jaar begon op 25 maart; zie Oude Stijl en Nieuwe Stijl voor meer informatie. was een Engelse natuurkundige, wiskundige, astronoom, natuurfilosoof, alchemist, officieel muntmeester en theoloog.
In de wiskunde is hij medeverantwoordelijk voor het verder ontwikkelen van de analyse van de differentiaalrekening en de integraalrekening (met Leibniz). Ook ontwikkelde hij het Binomium van Newton en benaderingsmethoden ervoor.
In zijn hoofdwerk Philosophiae Naturalis Principia Mathematica uit 1687 beschreef Newton onder andere de zwaartekracht en de drie wetten van Newton, waarmee hij de grondlegger van de klassieke mechanica werd.
Op het gebied van optica schreef Newton het standaardwerk Opticks, vond hij de Newtontelescoop uit en ontwikkelde hij een theorie over kleuren, gebaseerd op het prisma, dat van wit licht een zichtbaar spectrum maakt. Hij bestudeerde ook de geluidssnelheid.
Volgens een peiling uit 2005 beschouwden leden van de Britse Royal Society Newton als de grootste geleerde in de hele geschiedenis van de wetenschap. Anders dan Albert Einstein was Newton naast theoreticus ook een briljant experimentator.Newton beats Einstein. Gearchiveerd op 20 december 2022.
Biografie Jeugd en studiejaren Newton werd geboren als enig kind van Isaac Newton en Hannah Ayscough in Woolsthorpe-by-Colsterworth, een gehucht van Colsterworth in het graafschap Lincolnshire op 15 kilometer ten zuidwesten van Grantham. Volgens de gregoriaanse kalender, die in Engeland pas in 1752 de juliaanse kalender verving, werd Newton geboren op 4 januari 1643. Volgens de juliaanse kalender, die gedurende Newtons leven van kracht was in Engeland, leefde hij van 25 december 1642 tot 20 maart 1727.
Newtons ouders waren niet onbemiddelde boeren. Zijn vader overleed drie maanden voor zijn geboorte. Hij werd te vroeg geboren en aanvankelijk werd voor zijn leven gevreesd. Toen hij drie jaar oud was, hertrouwde zijn moeder in 1646 met de Anglicaanse geestelijke Barnabas Smith, een welgestelde kinderloze weduwnaar, bij wie zij dadelijk introk in het naburige North Witham. Smith had slechts interesse in een huwelijk en had geen behoefte aan de verantwoordelijkheid voor een stiefzoon. Hierdoor bleef Newton noodgedwongen in Woolsthorpe bij zijn grootmoeder wonen. Omdat hij aan de zorgen van zijn grootmoeder werd overgelaten, ontwikkelde hij een enorme hekel aan zijn stiefvader. Uit Newtons persoonlijke aantekeningen blijkt dat hij Smith echt gehaat heeft. Zijn moeder lijkt wel degelijk van de jonge Isaac gehouden te hebben,Isaac Newton: The last sorcerer; Michael White, 1997, London p. 16. maar de gebeurtenissen hebben hem voor het leven getekend. Toen Newton later studeerde in Cambridge beschreef hij een incident waarbij hij gedreigd heeft om zijn moeder en stiefvader met huis en al in brand te steken. Aangenomen wordt dat het gevoel van afwijzing door zijn moeder en stiefvader en het feit dat hij bij zijn grootmoeder werd achtergelaten van grote invloed op zijn ontwikkeling en moeilijke karakter waren.
Tot zijn zestiende volgde Newton zijn lagere- en middelbareschoolopleiding in Grantham, waar hij bekend werd door zijn fraaie mechanische modellen: poppenmeubels voor meisjes, een kar met handaandrijving voor de inzittende, zonnewijzers, windmolens en vliegers met lantaarns die hij 's nachts opliet. thumb|Isaac Newton in 1702, door Godfrey Kneller (National Portrait Gallery) thumb|Borstbeeld van Isaac Newton (Bolton, Sarah K. Famous Men of Science. NY: Thomas Y. Crowell & Co., 1889) Toen Newton tien jaar was, werd zijn moeder voor de tweede maal weduwe en keerde ze terug naar Woolsthorpe. Hij kreeg er een halfbroer en twee halfzussen bij. Newton erfde de bibliotheek met theologische boeken die Smith in de loop der tijd had opgebouwd. Smith was een welvarend man geweest en dat leverde de familie Newton ook na diens overlijden goede inkomsten op. Newton had al een stuk land ontvangen toen Smith en Ayscough trouwden, en erfde later via zijn moeder nog meer van het land van Smith. Zijn moeder hoopte dat haar oudste zoon het landbouwbedrijf dat ze van haar tweede man had geërfd, zou uitbaten. Het boerenbedrijf boeide Newton echter helemaal niet en hij vroeg om verder te mogen studeren.
In 1661 begon Newton zijn studie aan het Trinity College, Cambridge. Hij werd toegelaten als subsizar wat inhield dat hij tegen een verminderd collegegeld diensten verrichtte voor rijkere studenten zoals eten serveren, schoenen poetsen en hulp met aankleden (valet-taken).Westfall, Never at rest, p. 71-72. Dit veranderde in 1664, toen hij een beurs van Cambridge won waarvan zijn lesgeld en onkosten (zoals verblijf en eten) werden betaald en wat daarnaast ook een financiële toelage of zakgeld omvatte.Westfall, Never at Rest, 102-103. Newton had een goede relatie met zijn kamergenoot, John Wickins.
De ontmoeting met de wiskundige Isaac Barrow maakte een diepe indruk op hem. Hij bestudeerde er onder andere de Elementen van Euclides, de Geometria van Descartes, de Arithmetica infinitorum van Wallis en de Dialogo van Galilei.
Hoogleraar in Cambridge In 1669 werd hij benoemd tot Lucasian professor, dat wil zeggen hoogleraar wiskunde aan de Universiteit van Cambridge, een leerstoel ingesteld door Henry Lucas. In die tijd moesten alle wetenschappers van de universiteiten van Oxford en Cambridge gewijde geestelijken van de Anglicaanse Kerk zijn, maar bij deze leerstoel werd bij wijze van uitzondering vereist dat de hoogleraar niet als zodanig actief zou zijn, waarschijnlijk om meer tijd voor de wetenschap vrij te kunnen maken. Newton vroeg en kreeg van koning Karel II ontheffing van de verplichting om tot geestelijke gewijd te worden. Newton was namelijk in het geheim aanhanger van het Unitarisme, een verboden ketterij in die tijd. Zo werd een conflict tussen Newtons godsdienstige opvattingen en de Anglicaanse kerk vermeden.
Newton werd in 1672 een Fellow of the Royal Society (FRS) en was van 1703 tot 1727 voorzitter van dit wetenschappelijk genootschap.
Muntmeester In 1696 verhuisde Newton naar Londen om muntmeester (aanvankelijk Warden of the Mint) te worden.Levenson, Thomas:Newton and the counterfeiter. The unknown detective career of the world's greatest scientist, Faber and Faber, London, 2009. Hij pakte het werk op zijn gebruikelijke systematische manier aan, hermuntte alle Britse munten met groeven op de zijkant om het snoeien van munten onmogelijk te maken en bestreed onder meer valsemunters, die soms ter dood veroordeeld werden. Van 1699 tot zijn dood was hij directeur van de Munt (Master of the Mint). Voor zijn werk bij de Munt werd hij geridderd door Queen Anne in 1705. In 1717 zorgde Newton voor de overgang van het pond sterling van de zilveren naar de gouden standaard die bijdroeg aan de welvaart van Engeland. Door dit werk werd Newton rijk. Wel verloor hij £ 20.000 aan de speculatiegekte van de South Sea Company. Newton verklaarde that he could not calculate the madness of people (dat hij de waanzin van mensen niet kon berekenen).Westfall, Never at rest, p. 862.
Excentrieke persoonlijkheid In zijn persoonlijke leven was Newton volgens een deel van zijn biografen een excentrieke persoonlijkheid.The Newton Project van de University of Sussex Illustratief voor zijn onbegrensde nieuwsgierigheid is het verhaal dat Isaac Newton zo ver ging een rijgnaald langs zijn eigen oogbal tot aan het bot van zijn oogkas te steken om zo de werking van het menselijk oog te achterhalen., Een kleine geschiedenis van bijna alles, zesde druk (geïllustreerd), 2009, p. 64
Bekende citaten Isaac Newton schreef in 1675 in een brief aan zijn collega-onderzoeker en rivaal Robert Hooke het volgende:
Aan het einde van zijn leven schreef Newton zichzelf te zien als een jongen die op het strand speelde en zich vermaakte door een nog gladdere steen of mooiere schelp te vinden, terwijl de grote oceaan van de waarheid onontdekt voor hem lag.
Belangrijkste ontdekkingen Wiskunde Als wiskundige staat Newton bekend als de medeontdekker van de infinitesimaalrekening (een verzamelterm voor differentiaalrekening en integraalrekening), samen met Gottfried Wilhelm Leibniz, met wie hij een geweldige ruzie heeft gehad over de prioriteit van deze bijdrage, zonder welke technische toepassing van de wiskunde nu niet meer is voor te stellen. Het binomium van Newton is naar hem genoemd, alsmede een numerieke iteratie-methode, die tegenwoordig de methode van Newton-Raphson heet. Verder zijn de formule van Newton-Cotes voor numerieke integratie en ook de 'formules van Newton' voor voorwaartse en achterwaartse interpolatie naar hem genoemd.
Klassieke mechanica Theoretische innovaties thumb|Werkkamer van Isaac Newton aan de Universiteit van Cambridge
thumb|Voorpagina van de Philosophiae Naturalis Principia Mathematica
Newton schreef van 1684 tot 1686 de Philosophiae Naturalis Principia Mathematica in het Latijn, beter bekend als de Principia. Hierin beschreef hij wat nu de wetten van Newton heten, waarmee hij de grondlegger werd van de klassieke mechanica. De wetten van Newton definiëren de basisbegrippen impuls (hoeveelheid beweging, massa × snelheid), kracht en massatraagheid in hun onderlinge samenhang waarmee, anders dan in de fysica van bijvoorbeeld Aristoteles, een kwantitatieve beschrijving en voorspelling van beweging mogelijk is. Het centrale idee van de gravitatietheorie, dat lichamen met massa elkaar aantrekken, was volstrekt nieuw. Bovendien werd deze hypothese wiskundig geformuleerd.
Hij kon, gebruikmakend van de wetten, de banen van planeten om de zon nauwkeurig narekenen. De empirische wetten voor planeetbanen, die Johannes Kepler al tussen 1609 en 1619 had ontdekt en geformuleerd als de wetten van Kepler, kregen hiermee een theoretische basis. De baan van de komeet Halley, alsmede de vorm van de staart konden er ook mee worden verklaard.
De getijdenbewegingen kon Newton met dezelfde wetten verklaren, uit de aantrekkingskracht van de maan en die van de zon. De door hem ontwikkelde nieuwe wiskunde, de differentiaalrekening, speelde bij dit alles een instrumentele rol.
Anekdote van de appel en de maan Tijdens de pestepidemie in 1666 moest de jonge Newton zijn studie in Cambridge onderbreken en keerde hij terug naar zijn geboorteplaats. Uit die periode stamt de anekdote van de appel en de maan. Hij bestaat in vier versies en wordt door verschillende schrijvers uit die tijd genoemd. John Conduitt, de man van Newtons nichtje Catherine Conduitt, schreef dat Newton op zijn ideeën over zwaartekracht kwam in de boomgaard bij zijn moeder, waar hij een appel uit een boom zag vallen. Newton bedacht daarop dat dezelfde zwaartekracht van de aarde zover reikt, dat het de maan in haar baan houdt. Hierdoor brak Newton met het tweeduizend jaar oude idee van Aristoteles dat op aarde (bijvoorbeeld voor een appel) en in de hemel (voor een hemellichaam als de maan) andere natuurwetten gelden.
De schrijver William Stukeley noteerde een gesprek uit 1726 in zijn Memoirs of Sir Isaac Newton's Life waarin Newton zelf zich herinnerde hoe het begrip gravitatie in hem op kwam:
De appelboom buiten zijn werkkamer in Cambridge herinnert aan de anekdote van de appel en de maan en is een stek van de oorspronkelijke boom bij Newtons familieboerderij. Er heeft een schuurtje gestaan, waarin Newton zijn alchemistische experimenten uitvoerde. Ook op het terrein van National Physical Laboratories in Teddington, ten zuidwesten van Londen, staat een boom die volgens de overlevering gekweekt is uit een zaadje van de legendarische appelboom waaruit Newton een appel zag vallen.
Optica Naast de Principia publiceerde hij de Opticks, een werk over optica in het Engels.