Sir Isaac Newton (25. prosince 1642 – 20. března 1727) byl nejslavnější anglický matematik, fyzik a astronom na celém světě. Je považován za zakladatele a předchůdce klasické fyziky, protože v jednom ze svých děl - „Matematické principy přírodní filozofie“ - Newton nastínil tři zákony mechaniky a dokázal zákon univerzální gravitace, který pomohl klasické mechanice posunout se daleko vpřed.
Dětství
Isaac Newton se narodil 25. prosince v malém městečku Woolsthorpe, které se nachází v hrabství Lincolnshire. Jeho otec byl průměrný, ale velmi úspěšný farmář, který se nedožil narození vlastního syna a zemřel několik měsíců před touto událostí na těžkou formu konzumace.
Bylo to na počest otce, že dítě dostalo jméno Isaac Newton. Rozhodla se tak matka, která svého zesnulého manžela dlouho oplakávala a doufala, že její syn svůj tragický osud nezopakuje.
Navzdory skutečnosti, že se Isaac narodil v termínu, byl chlapec velmi nemocný a slabý. Podle některých záznamů se ho právě kvůli tomu neodvážili pokřtít, ale když dítě trochu povyrostlo a zesílilo, křest přesto proběhl.
Existovaly dvě verze o původu Newtona. Dříve si bibliografové byli jisti, že jeho předci byli šlechtici, kteří v těch vzdálených dobách žili v Anglii.
Teorie však byla později vyvrácena, když byly v jedné ze zdejších osad nalezeny rukopisy, z nichž vyplynul následující závěr: Newton neměl absolutně žádné šlechtické kořeny, spíše naopak pocházel z nejchudší části sedláků.
Rukopisy říkaly, že jeho předci pracovali pro bohaté vlastníky půdy a později, když nashromáždili dostatek peněz, koupil malý pozemek a stali se zemany (plnými vlastníky půdy). Proto v době, kdy se narodil Newtonův otec, bylo postavení jeho předků o něco lepší než dříve.
V zimě roku 1646 se Newtonova matka Anna Ayscoughová podruhé provdá za vdovce a narodí se další tři děti. Vzhledem k tomu, že nevlastní otec s Izákem málo komunikuje a prakticky si ho nevšímá, po měsíci lze podobný postoj k dítěti rozpoznat i u jeho matky.
Stává se chladnou i vůči vlastnímu synovi, a proto se již tak zasmušilý a uzavřený chlapec ještě více odcizí nejen v rodině, ale i u spolužáků a přátel kolem sebe.
V roce 1653 umírá Isaacův nevlastní otec a celý svůj majetek zanechává nově nalezené rodině a dětem. Zdálo by se, že nyní by se matka měla začít mnohem více věnovat dítěti, ale to se neděje. Spíše naopak, nyní je celá domácnost jejího manžela v jejích rukou a také děti, které vyžadují péči. A přestože část jmění stále připadá Newtonovi, stejně jako předtím se mu nevěnuje pozornost.
Mládí
V roce 1655 jde Isaac Newton do Grantham School, která se nachází nedaleko jeho domova. Protože v tomto období nemá se svou matkou prakticky žádný vztah, sblíží se s místním lékárníkem Clarkem a nastěhuje se k němu. Nesmí ale ve volném čase klidně studovat a šťourat se s různými mechanismy (mimochodem, to byla Isaacova jediná vášeň). O šest měsíců později ho matka násilím odvede ze školy, vrátí ho na panství a snaží se na něj přenést část svých vlastních povinností za vedení domácnosti.
Věřila, že tak může svému synovi zajistit nejen slušnou budoucnost, ale také si výrazně usnadnit život. Pokus byl ale neúspěšný - management pro mladého muže nebyl zajímavý. Na panství pouze četl, vymýšlel nové mechanismy a pokoušel se skládat básně, přičemž celým svým zjevem dával najevo, že se do hospodářství nehodlá zasahovat. Matka, která si uvědomuje, že nebude muset čekat na pomoc od svého syna, mu umožňuje pokračovat ve studiu.
V roce 1661, po ukončení studia na Grantham School, vstoupil Newton do Cambridge a úspěšně složil přijímací zkoušky, po kterých byl zapsán na Trinity College jako „sizer“ (student, který za své vzdělání neplatí, ale vydělává si ho poskytováním služby samotné instituci nebo jejím bohatším studentům).
O Isaacově univerzitním vzdělání se toho ví poměrně málo, takže pro vědce bylo nesmírně obtížné rekonstruovat toto období jeho života. Je známo, že nestabilní politická situace měla na univerzitu negativní dopad: učitelé byli propouštěni, výplaty studentů se zpožďovaly a vzdělávací proces částečně chyběl.
Začátek vědecké činnosti
Až do roku 1664 neviděl Newton podle vlastních poznámek ve svých sešitech a osobním deníku ve svém univerzitním vzdělání žádný přínos ani perspektivu. Zlomovým se pro něj však stal až rok 1664. Nejprve Isaac sestaví seznam problémů okolního světa sestávající ze 45 bodů (mimochodem, podobné seznamy se v budoucnu na stránkách jeho rukopisů objeví nejednou).
Poté se seznámí s novým učitelem matematiky (a následně nejlepším přítelem) Isaacem Barrowem, díky kterému si vypěstuje zvláštní lásku k matematické vědě. Zároveň učiní svůj první objev – vytvoří binomický rozvoj pro libovolný racionální exponent, s jehož pomocí dokáže existenci rozvoje funkce v nekonečné řadě.
V roce 1686 vytvořil Newton teorii univerzální gravitace, která později díky Voltairovi získala jistý tajemný a lehce humorný charakter. Isaac byl s Voltairem přátelský a sdílel s ním téměř všechny své teorie. Jednoho dne seděli po obědě v parku pod stromem a povídali si o podstatě vesmíru. A právě v tuto chvíli se Newton najednou příteli přizná, že teorie univerzální gravitace ho napadla přesně ve stejnou chvíli – během odpočinku.
„Odpolední počasí bylo tak teplé a dobré, že jsem rozhodně chtěl jít ven na čerstvý vzduch, pod jabloně. A v tu chvíli, když jsem seděl zcela pohroužen ve svých myšlenkách, spadlo z jedné větve velké jablko. A přemýšlel jsem, proč všechny předměty padají svisle dolů?.
Další vědecká práce Isaaca Newtona byla více než jen plodná. Byl v neustálé korespondenci s mnoha slavnými vědci, matematiky, astronomy, biology a fyziky. Je autorem takových děl jako „Nová teorie světla a barev“ (1672), „Pohyb těles na oběžné dráze“ (1684), „Optika aneb pojednání o odrazech, lomech, ohybech a barvách světla“ (1704), „ Výčet čar třetího řádu" (1707), "Analýza pomocí rovnic s nekonečným počtem členů" (1711), "Metoda diferencí" (1711) a mnoho dalších.
Práce Isaaca Newtona byla komplexní – pracoval současně v několika oblastech vědění. Důležitou etapou v Newtonově práci byla jeho matematika, která umožnila zdokonalit výpočetní systém v rámci jiných. Newtonův důležitý objev byl základní teorém analýzy. Umožnil dokázat, že diferenciální počet je inverzní k integrálnímu počtu a naopak. Ve vývoji algebry sehrál důležitou roli i Newtonův objev možnosti binomického rozvoje čísel. Důležitou praktickou roli sehrála také Newtonova metoda extrahování kořenů z rovnic, která takové výpočty značně zjednodušila.
Newtonovská mechanika
Newton učinil nejvýznamnější objevy. Ve skutečnosti vytvořil takové odvětví fyziky, jako je mechanika. Vytvořil 3 axiomy mechaniky, nazývané Newtonovy zákony. První zákon, jinak nazývaný zákon, říká, že každé tělo bude ve stavu klidu nebo pohybu, dokud na něj nebude aplikována jakákoli síla. Druhý Newtonův zákon osvětluje problém diferenciálního pohybu a říká, že zrychlení tělesa je přímo úměrné výsledným silám působícím na těleso a nepřímo úměrné hmotnosti tělesa. Třetí zákon popisuje vzájemné působení těles. Newton to formuloval jako fakt, že pro každou akci existuje stejná a opačná reakce.
Newtonovy zákony se staly základem klasické mechaniky.
Ale Newtonovým nejslavnějším objevem byl zákon univerzální gravitace. Dokázal také dokázat, že gravitační síly působí nejen na pozemská, ale i na nebeská tělesa. Tyto zákony byly popsány v roce 1687 po Newtonově publikaci o použití matematických metod v.
Newtonův gravitační zákon se stal první z četných teorií gravitace, které se následně objevily.
Optika
Newton věnoval hodně času takovému odvětví fyziky, jako je optika. Ten je stejně důležitý jako spektrální rozklad barev – pomocí čočky se naučil lámat bílé světlo na jiné barvy. Díky Newtonovi byly znalosti v optice systematizovány. Vytvořil nejdůležitější zařízení - odrazový dalekohled, který zlepšil kvalitu pozorování.
Nutno podotknout, že po Newtonových objevech se optika začala velmi rychle rozvíjet. Dokázal zobecnit takové objevy svých předchůdců, jako je difrakce, dvojitý lom paprsku a rychlost světla.
Při studiu Newtonových zákonů ve škole si někteří studenti zapamatují pouze svá teoretická data a vzorce, ale absolutně je nezajímá, jak skvělý byl muž, který učinil tak důležité objevy. Newton výrazně přispěl k rozvoji představ člověka o světě kolem něj v 18. století.
Isaac Newton je slavný anglický matematik a fyzik. Velký vědec se narodil 4. ledna 1643 podle gregoriánského kalendáře (25. prosince 1642 podle juliánského kalendáře) v malém Woolsthorpe v Anglii.
Isaac Newton je známý vytvořením teoretických základů astronomie a mechaniky. Mezi jeho úspěchy patří vynález odrazového dalekohledu, objev zákona univerzální gravitace, psaní extrémně důležitých výzkumných prací a vývoj integrálního a diferenciálního počtu. Pravda, poslední práci provedl Newton společně s dalším slavným vědcem Leibnizem. Isaac Newton je považován za zakladatele „klasické fyziky“.
Velký vědec pocházel z farmářské rodiny. Malý Isaac studoval nejprve na Grantham School, poté na Trinity College, Cambridge University. Po promoci získal budoucí vědec bakalářský titul.
Nejproduktivnější roky na cestě k velkým objevům byly roky v ústraní. Padly v letech 1665-1667, kdy řádil mor. V této době byl Newton nucen žít ve Woolsthorpe. Právě v tomto období probíhal nejdůležitější výzkum. Například objev zákona univerzální gravitace.
Isaac Newton byl pohřben ve Westminsterském opatství. Datum úmrtí vědce je určeno na 31. března 1727 podle gregoriánského kalendáře (20. března 1727 - juliánský styl).
Isaac Newton je skvělý anglický teoretický vědec. Newtonovy roky života jsou 1642–1727. Život velkého génia neušetřil. Vědec trpěl spoustou smutku, bolesti a osamělosti. Finanční potíže, sociální tlak, odmítání myšlenek, smrt matky, duševní porucha. Velký Newton vše přežil a dal světu své skvělé nápady na strukturu světa a Vesmíru. Stručný životopis vědce prezentované v tomto článku.
Dětství mladého vědce
Newton se narodil do farmářské rodiny s malým příjmem. Několik měsíců před jeho narozením zemřel jeho otec. Dítě se narodilo velmi slabé a předčasně. Všichni příbuzní věřili, že nepřežije. Dětská úmrtnost v těch letech byla prostě monstrózní. Dítě bylo tak malé, že se vešlo do vlněné rukavice. Chlapec vypadl z této nešťastné rukavice dvakrát na podlahu a udeřil se do hlavy.
Ve třech letech zůstává chlapec v péči svých prarodičů, protože jeho matka se podruhé vdává a odchází. Později se shledá se svou matkou.
Isaac vyrostl jako velmi křehké, nemocné dítě. Bylo to absolutně introvertní osobnost- "věc sama o sobě." Dítě bylo velmi zvídavé, vyrábělo různé předměty: papírové draky, vozíky s pedály, mlýnky a tak dále. Jeho zájem o čtení se probudil velmi brzy. Často odcházel na zahradu s knihou a mohl látku studovat celé hodiny.
V roce 1660 vstoupil Isaac na univerzitu v Cambridge. Byl jedním z znevýhodněných studentů, k jeho povinnostem tedy kromě studia patřila i služba zaměstnancům univerzity.
Studium optických jevů
V roce 1665 byl Newtonovi udělen titul Master of Arts. Ve stejném roce začala v Anglii morová epidemie. Isaac se usadí ve Woolsthorpe. Právě zde začal studovat optiku, aby pochopil podstatu světla. On studuje chromatická aberace, provádí stovky experimentů, které se staly klasikou a dodnes se používají ve vzdělávacích institucích.
Při studiu optiky se vědec nejprve vyznával vlnová povaha světla. Světlo se v éteru pohybuje ve formě vln. Poté tuto teorii opustil, protože si uvědomil, že éter musí mít určitý stupeň viskozity, který by bránil pohybu vesmírných těles, což se ve skutečnosti neděje.
Časem vědec přichází k myšlence korpuskulární povahy světla. Provádí experimenty s lomem světla, procesy odrazu a absorpce spektra.
Zákony mechaniky
Postupně se z experimentů se světlem začíná objevovat vědcovo chápání fyziky okolního světa. Stane se hlavním duchovním dítětem I. Newtona. Newton studuje hmotu a zákony jejího pohybu v prostoru:
- Díky studiím pohybu dochází k myšlence, že pokud na objekt nebudou žádné významné vlivy, bude se v prostoru pohybovat rovnoměrně a přímočaře. Tento závěr se nazývá první Newtonův zákon.
- Druhý říká, že pohybující se tělesa mohou získat zrychlení pod vlivem sil působících na tato tělesa. Zrychlení je přímo úměrné silám působícím na tělo a nepřímo úměrné hmotnosti. Právě z důsledků tohoto zákona vychází pochopení problémů aplikovaných sil: jaké síly to jsou, jak působí, jak vznikají.
- A konečně, třetí zákon je zákon protiopatření. Akční síla se rovná reakční síle. Stejnou silou tlačím na zeď, stejnou silou tlačí ona na mě.
Zákon gravitace
Jedním z Newtonových hlavních úspěchů je objev zákona univerzální gravitace. Existuje mýtus, že vědec seděl pod jabloní na zahradě a jablko mu spadlo na hlavu. Vědci si uvědomili: všechna těla jsou k sobě přitahována. Začaly chybné výpočty na papíře, nekonečné vzorce a nakonec výsledek - přitažlivá síla mezi tělesy je úměrná jejich hmotnosti a nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi nimi. Tento vzorec vysvětloval pohyb planet a kosmických těles. Mnoho fyziků se s touto teorií setkalo s nepřátelstvím, protože její aplikace se zdála velmi pochybná.
Práce v Cambridge
Poté, co mor ustoupil, Newton se vrátil do Cambridge a v roce 1668 se připojil k oddělení matematiky. V této době byl již v úzkých kruzích znám jako autor binomie, teorie fluxů - integrálního počtu.
Při práci učitele zdokonaluje dalekohled – vytváří reflexní dalekohled. Vynález byl hodnocen zástupci Královské společnosti v Londýně. Newton obdrží pozvánku, aby se stal členem. Ten to ale pod záminkou, že nemá z čeho platit členské příspěvky, odmítá. Směl být členem klubu zdarma.
V roce 1869 Newtonova matka vážně onemocněla tyfem a byla upoutána na lůžko. Newton svou matku velmi miloval a trávil 24 hodin denně u jejího nemocného lůžka. Sám jí připravoval léky a staral se o ni. Nemoc však postupovala a matka brzy zemřela.
Členství ve společnosti bylo pro Newtona bolestné. Jeho myšlenky byly často vnímány jako velmi opoziční, což vědce značně rozčilovalo. To se podepsalo i na jeho zdraví. Neustálý stres a úzkost vyústily v psychickou poruchu. V roce 1692 došlo k požáru a všechny jeho rukopisy a díla byly spáleny.
Ve stejném roce Newton vážně onemocněl. Dva roky trpěl duševní nemocí. Přestal rozumět vlastním dílům.
Neustálá potřeba peněz a samota způsobily i jeho nemoc.
V roce 1699 byl Newton jmenován správcem a ředitelem mincovny. To zlepšilo finanční situaci vědce. A v roce 1703 byl zvolen prezidentem Královské společnosti v Londýně a byl vyznamenán rytířským řádem.
Publikovaná díla
Uveďme hlavní díla vědce, která byla publikována:
- „Matematické principy přírodní filozofie“;
- "Optika".
Newtonův osobní život
Newton strávil celý svůj život sám. Neexistují žádné dochované zmínky o jeho partnerkách a životních partnerkách. Předpokládá se, že Isaac byl celý život osamělý. To samozřejmě ovlivnilo jeho sublimované přepínání sexuální energie do tvůrčího potenciálu. Ale stejná skutečnost sloužila jako základ pro jeho emoční poruchy.
Ve svých zralých letech měl vědec velké finanční bohatství a velmi štědře rozděloval své peníze potřebným. Řekl: Pokud během svého života lidem nepomůžete, bude to znamenat, že jste nikdy nikomu nepomohli. Podporoval všechny své vzdálené příbuzné, daroval peníze farnosti, ve které byl nějaký čas vychován, a uděloval individuální stipendia pro nadané a schopné studenty (například Maclaurin, slavný matematik).
Isaac Newton byl po celý život extrémně skromný a plachý. Svá díla z tohoto důvodu dlouho nepublikoval. Vzhledem k tomu, že měl hodnost ředitele mincovny, byl k zaměstnancům velmi shovívavý. Ke studentům nebyl nikdy hrubý ani je neponižoval. I když ten druhý si z profesora často dělal legraci.
Během svého života Isaac Newton nefotografoval, protože fotografie v té době ještě nebyla vynalezena, ale existuje obrovské množství portrétů vědce.
Od roku 1725 přestal Newton, již v pokročilém věku, pracovat. V roce 1727 začala ve Velké Británii nová vlna morové epidemie. Newton onemocní touto hroznou nemocí a zemře. V Anglii se na počest velkého vědce koná smutek. Je pohřben ve Westminsterském opatství. Na jeho náhrobku je nápis: "Ať se nyní žijící radují, že taková krása lidské rasy byla v jejich světě."
NEWTON, Isaac
Anglický matematik, fyzik, alchymista a historik Isaac Newton se narodil ve městě Woolsthorpe v Lincolnshire do rodiny farmáře. Newtonův otec zemřel krátce před jeho narozením; matka se brzy znovu provdala za kněze ze sousedního města a přestěhovala se k němu, přičemž syna nechala u babičky ve Woolsthorpe. Někteří badatelé vysvětlují Newtonovu bolestivou nedružnost a žlučovost, která se později projevila v jeho vztazích s ostatními, jako duševní zhroucení v dětství.
Ve věku 12 let začal Newton studovat na Grantham School a v roce 1661 vstoupil do St. Trinity College (Trinity College) University of Cambridge jako dotační (tzv. chudí studenti, kteří vykonávali povinnosti sluhů na koleji, aby si vydělali peníze), kde byl jeho učitelem slavný matematik I. Barrow. Po absolvování univerzity získal Newton v roce 1665 bakalářský titul. V letech 1665-1667, během morové epidemie, byl ve své rodné vesnici Woolsthorpe; Tyto roky byly v Newtonově vědecké práci nejproduktivnější. Zde rozvinul především ty myšlenky, které ho vedly k vytvoření diferenciálního a integrálního počtu, k vynálezu odrazového dalekohledu (vyrobeného vlastníma rukama v roce 1668), objevu zákona univerzální gravitace a zde provedl pokusy o rozklad světla.
V roce 1668 získal Newton magisterský titul a v roce 1669 na něj Barrow přenesl katedru fyziky a matematiky, kterou Newton zastával až do roku 1701. V roce 1671 Newton postavil druhý zrcadlový dalekohled – rozměrově větší a kvalitnější. Předvedení dalekohledu udělalo na jeho současníky silný dojem a brzy poté, v lednu 1672, byl Newton zvolen členem Královské společnosti v Londýně (jejím prezidentem se stal v roce 1703). Ve stejném roce představil Společnosti svůj výzkum nové teorie světla a barev, což vyvolalo ostrou polemiku s Robertem Hookem (Newtonův inherentní patologický strach z veřejných diskusí vedl k tomu, že vydal „Optiku“, připravenou v r. těch let, jen o 30 let později, po Hookeově smrti). Newton vlastní představy o monochromatických světelných paprscích a periodicitě jejich vlastností, podložené nejlepšími experimenty, které jsou základem fyzikální optiky.
Ve stejných letech Newton rozvíjel základy matematické analýzy, které se staly široce známými z korespondence evropských vědců, ačkoli Newton sám na toto téma nezveřejnil jediný řádek: Newtonova první publikace o základech analýzy byla vydána teprve v roce 1704, a úplnější jedno vedení – posmrtně (1736).
V roce 1687 vydal Newton své velkolepé dílo „Mathematical Principles of Natural Philosophy“ (zkráceně „Principles“), které položilo základ nejen racionální mechanice, ale i celé matematické vědě. „Principy“ obsahovaly zákony dynamiky, zákon univerzální gravitace s účinnými aplikacemi na pohyb nebeských těles, počátky studia pohybu a odporu kapalin a plynů, včetně akustiky.
V roce 1695 Newton získal místo superintendenta mincovny (to bylo zřejmě usnadněno skutečností, že Newton se v 70. a 80. letech 17. století aktivně zajímal o alchymii a transmutaci kovů). Newton byl pověřen vedením opětovné ražby všech anglických mincí. Podařilo se mu dát do pořádku neuspořádané ražení mincí Anglie, za což v roce 1699 obdržel vysoce placený doživotní titul ředitele mincovny. Ve stejném roce byl Newton zvolen zahraničním členem Pařížské akademie věd. V roce 1705 ho královna Anna za jeho vědecké práce povýšila do rytířského stavu. V posledních letech svého života věnoval Newton hodně času teologii a starověké a biblické historii. Newton byl pohřben v anglickém národním panteonu – Westminsterském opatství.
Sloužil jako jeden ze základů jeho velkého astronomického objevu. Dalším základem byly práce Keplera, který již hledal důvody pohybu planet kolem Slunce, jejichž empirické zákony objevil. Newton tento problém vyřešil.
Otec Isaaca Newtona byl statkář, ale nebyl bohatý. Izák se narodil po jeho smrti. Matka, která měla bohaté příjmy, dala syna dobře vychovat. Mladý Newton projevoval velmi silnou zvídavost, a tak byl v 18 letech matkou poslán do Cambridge, šest let tam intenzivně studoval matematiku a rychle prostudoval vše, co se tehdy v tomto oboru vědění objevilo. Ve věku 26 let získal místo profesora matematiky v Cambridge, které poskytovalo malý plat, a držel ho 27 let. Během těchto let Isaac Newton učinil téměř všechny své objevy. V roce 1689 byl členem parlamentu, který svrhl Stuartovce, a brzy se stal mistrem londýnské mincovny. Žil 32 let, zastával tuto pozici, spojenou s vysokým platem, respektovaný svými současníky, obklopen sekulárními lidmi s dobrým vzděláním a vědci. Nebyl ženatý a jeho neteř, slečna Burtonová, měla na starosti jeho domácnost v Londýně. Isaac Newton zemřel ve zralém věku 20. března 1727.
Portrét Isaaca Newtona. Umělec G. Kneller, 1702
Newton na začátku své vědecké kariéry objevil novou metodu výpočtu pro řešení astronomických problémů, které byly předchozími metodami neřešitelné. Tuto metodu nazval fluxní počet. V podstatě to bylo stejné jako nekonečný počet objevený Leibnizem (diferenciální a integrální počet). Newton používal tuto metodu poměrně dlouho, aniž by ji zveřejnil. Při řešení obtížných problémů jeho prostřednictvím ukázal přesnost výsledků, které získal pomocí vzorců předchozích metod. Teprve když Leibniz zveřejnil svou metodu počtu, Newton shledal, že je nutné tuto metodu zveřejnit. Z toho vznikl dlouhotrvající spor mezi německými a anglickými vědci o to, kdo má prvenství v objevu, zda Leibniz nebo Newton.
Hlavním předmětem jeho prací bylo studium příčin přírodních jevů a vyvozování důsledků ze zákonitostí působení těchto příčin, které našel. Prostředkem k dosažení cíle bylo subsumování přírodních jevů pod matematické vzorce. Předchozí metody výpočtu byly pro tuto práci nedostatečné; Newton proto začal rozvíjet matematiku a učinil v ní velké objevy, z nichž nejdůležitější byla metoda „fluxního počtu“. Svou metodu vysvětlování přírodních zákonů aplikoval především na optiku a snažil se z jednoho principu odvodit veškerou rozmanitost optických jevů. Světlo považoval za velmi jemnou substanci, jejíž pohyb probíhá podle zákonů mechaniky, a s úžasným myšlenkovým vhledem vypracoval teorii optických jevů, která zůstala dlouho dominantní. Následně bylo zjištěno, že ne všechny optické jevy jsou jím uspokojivě vysvětleny a že světlo je třeba považovat nikoli za zvláštní látku, ale za vlnovitý pohyb látky, jak již dříve řekl Huygens.
Ještě mnohem důležitější než velké objevy Isaaca Newtona v optice je jeho objev, který řeší otázku příčiny pohybu planet a všech nebeských těles. Už Kepler považoval za důvod pohybu planet kolem Slunce jeho působení na ně. Newtonovi, který se snažil vysvětlit přírodní jevy mechanickými příčinami, se tato myšlenka zdála správná a začal provádět výpočty k vyřešení otázky, zda účinek slunce na planety spočívá v přitažlivosti, jak si myslel Kepler. Výpočty ukázaly, že tomu tak skutečně bylo – a Keplerovy zákony, které byly pouze empirickými vzorci, se ukázaly jako nezbytné výsledky všude působícího přírodního zákona. Newton objevil zákon, který řídí pohyby všech mas. Zjistil, že toto působení hmoty, pohybující všechny její masy, které mají svobodu pohybu, je totéž působení gravitace, při kterém padá kámen na zem. Při aplikaci na pohyby nebeských těles je slovo gravitace nahrazeno pojmy gravitace nebo vzájemná přitažlivost. Newton ukázal, že vzájemná gravitace hmot nebo, jinak řečeno, jejich vzájemná přitažlivost, je univerzálním přírodním zákonem, obecnou kvalitou veškeré hmoty, a tímto jednoduchým principem vysvětlil s nevyvratitelnou jistotou mnohé přírodní jevy.
Cesta k tomuto svému hlavnímu objevu byla následující: když zjistil, že je pravděpodobné, že pohyby nebeských těles jsou způsobeny jejich vzájemnou gravitací, pustil se do testování. Pro první testovací experiment vzal pohyb Měsíce kolem Země. Tento test selhal: výpočet ukázal, že pohyb Měsíce nebyl stejný, jako by byl, kdyby byl způsoben gravitací. Newton to viděl jako vyvrácení svého názoru. Ale po nějaké době se dozvěděl výsledek nového měření stupňů zemského obvodu, vyrobeného ve Francii. Podle tohoto měření se ukázalo, že obvod zeměkoule, tedy její průměr, má hodnotu větší, než byla dříve akceptována. Newton pokračoval ve svém výpočtu a viděl, že předchozí nesoulad mezi pohybem Měsíce a myšlenkou univerzální gravitace nebyl způsoben chybou této myšlenky, ale chybou předchozího čísla pro hodnotu průměru Země. Nyní se ukázalo, že výsledek výpočtu je přesně to, co by se dalo očekávat od myšlenky univerzální gravitace. Platnost této myšlenky se ukázala jako nevyvratitelná a byl nalezen přírodní zákon, podle kterého se všechna nebeská tělesa pohybují.
Objevy Isaaca Newtona proměnily nejen astronomii, ale celou přírodní vědu: ukázal způsob, jak objasnit přírodní zákony tím, že jevy podřadí pod zákony mechaniky.
