Isaac Newton

Isaac Newton (4 janvier 1643, au manoir de Woolsthorpe près de Grantham - 31 mars 1727, Kensington) était un philosophe, mathématicien, physicien et astronome britannique.

Les dates du 25 décembre 1642 et 20 mars 1727 que l'on trouve parfois pour la naissance et le décès d'Isaac Newton font référence au calendrier julien, mais correspondent bien au 4 janvier et au 31 mars du calendrier grégorien ; lequel ne fut adopté en Grande-Bretagne qu'en 1752.

Biographie

Isaac Newton n'est pas un élève très attentif, préférant observer la nature. Sa mère le rappelle à l'âge de 16 ans pour s'occuper du domaine familial peu après le décès de son beau-père. Il reprendra ses études et entrera à Trinity College à Cambridge en 1661. Newton était l'élève d'Isaac Barrow à Cambridge. À cette époque, la plupart des diplômés en sciences de cette université se destinaient à devenir ministres anglicans, mais Newton s'y refusa et put obtenir le professorat lucasien.

Il repose aujourd'hui à l'abbaye de Westminster

Théories scientifiques

Ensemble des théories

Sir Isaac Newton est à l'origine de théories scientifiques qui vont révolutionner la science, notamment dans les domaines de l'optique, des mathématiques, et surtout de la mécanique. L'écrivain britannique Alexander Pope dira de Newton : « Les lois de la nature étaient cachées dans la nuit. Dieu dit « Que Newton soit ! » et la lumière fut.»

Il est à l'origine de ce qu'on appelle la mécanique classique dont les trois lois de Newton constituent les fondements. Il inventa, en même temps que Leibniz (les dérivés de Leibniz), le calcul différentiel, qu'il nomma méthode des fluxions et qu'il utilisa pour formaliser sa description de la gravitation comme force d'attraction universelle.

En 1685, il établit les lois de la gravitation qu'il avait pressenties dès 1665, date pour laquelle il fit courir la légende qu'il aurait compris le principe de l'attraction terrestre en regardant une pomme tomber. Son ouvrage majeur, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publié en 1687, fut traduit en français par Émilie du Châtelet sous le titre de Principes mathématiques de la philosophie naturelle.

Dans le domaine de l'optique, il réalise en 1671 le premier télescope à réflexion, et il publie en 1704 un traité où il montre que la lumière blanche est formée de plusieurs couleurs (découverte qu'il aurait faite en 1669).

Les méthodes de calcul qu'il utilisa dans les Principia en font un précurseur du calcul vectoriel et de la géométrie infinitésimale directe.

Bien que cet aspect de sa vie soit moins connu, Newton se passionna également pour l'alchimie et la théologie. À ce sujet, il a passé une quinzaine d'années à estimer, sur la base des écrits bibliques, la date de la fin du monde. Accessoirement, la date qu'il obtint à l'issue de ces calculs est désormais passée.

Les lois de Newton

Isaac Newton est avant tout le père de la mécanique moderne grâce aux trois lois qui portent son nom et dont on donne ci-après les énoncés tels qu'ils sont enseignés de nos jours :

Le principe d'inertie

Dans un référentiel terrestre, considéré comme galiléen, le centre d'inertie d'un corps (ou "objet") persiste dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme tant que la somme des forces extérieures qui s'appliquent sur lui est nulle.

La Relation Fondamentale de la Dynamique

L'application d'une force $F$ sur un objet, modifie la vitesse de ce dernier. L'accélération résultante $a$ a la même direction et le même sens que la force appliquée, est proportionnelle à celle-ci et inversement proportionnelle à la masse $m$ de l'objet.

Ce qui peut être résumé dans la relation $F=m.a$

Loi de la réaction

Si un corps A applique une force F sur le corps B, alors, en réaction, le corps B applique sur le corps A une force de même direction, de même intensité et de sens opposé à F.

A noter

Isaac Newton a donné son nom :

en physique :
- à l'unité de force du système international (SI), le newton, symbole N, défini comme la force qui communique une accélération de 1 m/s² à un corps dont la masse est égale à 1 kg.
- à l'expérience du tube de Newton, destinée à montrer que des objets de masses volumiques différentes ont la même vitesse de chute dans le vide.
en mathématique :
- au binôme de Newton, formule donnant le développement en série de $(a + b)^n$ pour n entier positif, quoique son apport original concerne plutôt le développement en série de $(1+x)^\alpha$ où l'exposant est un réel positif quelconque (série binomiale).
- à la méthode de Newton-Raphson en analyse numérique, utilisée pour calculer la valeur approchée d'une solution d'une équation.
- à la méthode de Newton-Cotes en analyse numérique, qui étend de manière générale la méthode des trapèzes et la méthode de Simpson pour le calcul des intégrales.
- au polygône de Newton, utilisé pour trouver les termes de développements de fonctions algébriques, quoique la méthode soit essentiellement due à Puiseux.
- à la formule d'interpolation de Newton, semblable à la formule d'interpolation de Lagrange mais écrite avec des différences divisées.
- au noyau newtonien, qui est à la base de la théorie mathématique unifiant la gravitation newtonienne et l'électrostatique de Coulomb.
- à la théorie du potentiel newtonien, nom donné par Gauss à la théorie évoquée ci-dessus, et qu'on appelle aussi théorie classique du potentiel.
en optique, aux anneaux de Newton, dus au phénomène d'interférence.
en astronomie, aux astéroïdes 662 Newtonia et 8000 Isaac Newton.
en astronomie, au télescope de type Newton.

Les théories de Newton ne manquèrent pas d'être le sujet de controverses et de polémiques scientifiques durant le . À partir de 1734, les partisans du système de Newton furent nommés les newtoniens, par opposition aux cartésiens.

Couvert d'honneurs dès 1671, président de la Royal Society de 1703 jusqu'à sa mort, il fut enterré à l'abbaye de Westminster.

Newton et les Faux-Monnayeurs

Newton estimait que 20% des pièces de monnaie mises en circulation pendant la Grande Réforme monétaire de 1696 étaient contrefaites. La contrefaçon était considérée comme un acte de trahison, passible de mort par écartèlement. Aussi horrible que fût ce châtiment, les tribunaux n'obéissaient ni à l'arbitraire ni au caprice. Les droits des hommes libres jouissaient d'une longue tradition en Angleterre et le ministère public devait apporter ses preuves devant le jury. On avait aussi le droit de plaider coupable. Faire condamner les criminels les plus évidents pouvait se révéler un casse-tête insoluble. Newton fut égal à ce qu'on attendait de lui.

Il rassembla des faits et prouva ses théories en se montrant aussi brillant que lorsqu'il démontrait scientifiquement sa loi. Entre juin 1698 et Noël 1699, il conduisit environ 200 contre-interrogatoires de témoins, d'informateurs et de suspects et il obtint les aveux dont il avait besoin. Il n’avait pas le droit de recourir à la torture, mais on s’interroge sur les moyens employés puisque Newton lui-même ordonna par la suite la destruction de tous les rapports d'interrogation. Quoi qu’il en soit il réussit et emporta la conviction du jury : en février 1699, dix prisonniers attendaient leur exécution.

Newton obtint son plus grand succès comme attorney royal contre William Chaloner. Celui-là était un escroc particulièrement retors qui s'était suffisamment enrichi pour se poser en riche bourgeois. Dans une pétition au Parlement, il accusa l'Hôtel des Monnaies de fournir des outils aux contrefacteurs, accusation qui n’était pas nouvelle, et il proposa que l'on lui permît d'inspecter les procédés de l'Hôtel des Monnaies pour les améliorer. Dans une pétition il présenta au Parlement ses plans pour une invention qui empêcherait toute contrefaçon. Pendant tout ce temps, il profitait de l'occasion pour frapper lui-même de la fausse monnaie, ce que Newton arriva au bout du compte à démontrer devant le tribunal compétent. Le 23 mars 1699, Chaloner fut pendu et écartelé.

Anecdote

Isaac Newton est un des héros de la Rubrique-à-brac, bande dessinée de Gotlib. Il y apparaît dans un gag récurrent dans lequel la légende selon laquelle il découvrit la théorie de la gravitation universelle en recevant une pomme sur la tête est parodiée de diverses façons.

Œuvres

Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Isaac Newton), Londres, 1687, 2 éd. 1713, 3 éd. 1726

Newton (Isaac), Isaac Newton's Philosophiae naturalis principia mathematica / assembled and ed. by Alexandre Koyré and Isaac Bernard Cohen, with the assistance of Anne Whitman.
- Volume 1, Text. Cambridge ^* : Harvard University Press, 1972. xl-547p. ISBN 0-674-66475-2.
- Volume 2, Introduction to Newton's Principia. Cambridge ^* : Harvard University Press, 1971 ; rééd. 1978. ISBN 0-674-46193-2.

Études sur la personne et l'œuvre

James Gleick, Isaac Newton : un destin fabuleux ; traduit de l'américain par Christian Jeanmougin, préface de Trinh Xuan Thuan. Paris : Dunod, coll. « Quai des sciences », 2005. XX-294 p., 24 cm. ISBN 2-10-048739-6. Titre original : Isaac Newton.

Westfall (Richard S.), Newton. 1642-1727 ; trad. Anne-Marie Lescourret. Paris, Flammarion, 1994. (Figures de la science). ISBN 2-08-211199-7.

Koyré (Alexandre), Etudes newtoniennes. Paris, Gallimard, 1991. (Bibliothèque des idées). 353p. ISBN 2-07-027142-0.

Voir aussi

Claude Henri de Rouvroy, comte de Saint-Simon, fonda sa doctrine philosophique sur la loi universelle de la gravitation, dont il pensait qu'elle pourrait remplacer Dieu (lettre d'un habitant de Genève à ses contemporains, 1803).

Révolution copernicienne

Liens externes

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